页岩气与煤层气开发技术.ppt
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《煤层气开采技术》课件
传统开采技术
1 井巷开采法
通过在煤层上方开挖一系列的巷道，从而将天然气导入井眼，是煤层气开采最传统的方 法之一。
2 瓦斯抽采技术
瓦斯抽采技术是对煤层气资源进行有效开发的一种传统方法。
3 瓦斯点火技术
瓦斯点火技术是最早的开采煤层气的方法之一，利用煤层中的瓦采技术
煤层气的形成和分布
形成原理
煤层气是在煤层形成和演化过程中释放的天然气，是古代有机质的产物。
分布特点
煤层气广泛分布于世界各地，但受多种因素的影响，不同地区的煤层气储量和开采难度也不 同。
利用前景
煤层气开采能大大缓解全球能源短缺的现状，未来市场前景广阔。
煤层气开采技术的分类
1
加压注气技术
2
在煤层中注入高压天然气或液体，使煤
水平井开采技术可以有效地提高采气井的开采效 率，实现煤层气稳产高产。
煤层气水平井高效范采技术
结合泡沫化送排技术和水平井成键技术，提高高 压水的开采效果。
低渗透率井网合理开采技术
在不改变原有油层地质储层性质的基础上，对煤 层井网进行合理开采的方法。
局部多点钻井技术
采用局部多点钻井技术，做到多面、多点、多孔 同时钻井，提高钻探质量。
煤层气开采技术
煤层气是一种新兴的清洁能源，其开采技术是当今世界矿业技术的一个重要 分支。
煤层气概述
煤层结构
煤层气主要储存在含煤地层中， 煤层中各种特殊的结构控制着煤 层气的储集和运移。
煤的燃烧特性
煤层气的热值和燃烧特性对开采 和利用煤层气的经济效益和环境 贡献产生重要影响。
煤层气运输和使用
煤层气运输和使用需要建立完善 的输气管道、气化站等设施，以 满足市场需求。
煤层气开采技术的挑战
页岩气勘探开发技术ppt课件
再压中间两口井。
26
二、页岩气勘探开发技术
5.页岩气水平井压裂技术
3）页岩气水平井压裂配套技术
(5)页岩水平井压裂监测技术
监测的目的：
仪 器
①掌握人工裂缝的实际几何
长 约
学特征(高度、长度和方位）；
60 m
②实时监测压裂过程，对压
裂方案进行优化；
③优化新井钻井井位。
实施：VSI仪器放在观测井中 （直井）, 间距<600米,持续监测 地层破裂时产生的微地震,实时的 传输和处理, 可三维显示裂缝位置。
13
二、页岩气勘探开发技术
2.选区评价技术
4)Ro是热成因页岩气成藏的主控因素。Ro介于1.1%～3%的范围 是热成因型页岩气藏的有利分布区。
在北美俄克拉荷马东南的阿科马盆地Ro达到4.89% ， Woodford页岩中也发现了页岩气藏，改变了以往对页岩Ro上限 小于3%的观点, 但Ro过高会导致页岩气藏中的二氧化碳含量增高。
心的层序和沉积细致描述，研究页岩的沉积特征，编制不同层系页岩沉 积相平、剖面图。
Arkoma 盆地的伍德福德页岩的系统岩心分析表明，页岩气分布在碎 屑岩和碳酸盐岩构成的旋回沉积的富含有机质页岩段中，该段TOC、Ro指 标与页岩气产出有极为密切的关系。
国内对页岩的岩心分析与国外比还存在较大的差距，特别是试验设 备与试验方法方面。
2）页岩气储层评价
测井和岩心分析是页岩气储层评价的两种主要手段。
测井：数据主要包括ECS、GR、成像测井、声波测井等；
从CHEVRON（雪佛龙）、HARDING-SHELTON（哈丁-歇尔顿)、BP等公 司的资料看，页岩气的测井技术与常规测井无异，但对于页岩参数的确 定，在勘探阶段需要通过岩心资料的分析标定、ECS测井获得。
煤层气开发理论与技术概论 PPT
河 贵 南 煤、 、 川 淮 煤、 南 云 煤 煤 层 ： 气 六 公 盘 司 水 ： 古 两 舒、 淮 云 焦 南 作 勘 平 探 顶 山
奥 石 瑞 新 大 安 龙 北 煤、 地 门、 京、 黑 大 亚 奥 煤、 矿 美、 铁 大 瑞 富 法、 河 安 地、 准 理 国 菲 际 东、 大： 利 技 吐 实 普 哈、 验 术 斯、 铁 室、 服 格 务、 法、 科 瑞 三 依 研 克、 兰 服 交 BP 务 开 发
煤层气探矿权95个，总面积约6.5万平方公里，煤层气探
矿权分布在 17 个省。煤层气探矿权人 25 个，包括 3 家中 直企业，22家地方煤层气企业。 煤层气采矿权4个，总面积约450平方公里，采矿权仅分 布在山西、辽宁省。采矿权人为中国石油天然气股份有
限公司、辽宁省铁法煤业集团有限责任公司等。
三、我国煤层气资源分布与地质条件
1.煤层气资源量大、分布相对集中
41个聚煤盆地，2000m以浅的煤层气资源量为约36.8万亿立方米。 9个主要盆地资源量大于1万亿方，合计28万亿方，占全国76%
2. 中国煤层气资源大区分布
东部煤层气地质资源量最大，占31%，其次是中部和西部
，各占28%，南方占13%，青藏最少，仅0.01%。
2.0%<Ro,max<3.7%
煤的显微组成
镜质组
有机显微组分
惰质组
壳质组
无机显微组分
矿物质
煤薄片
煤砖光片
粉煤光片
daf
(cf/t)
不同煤类的产气量和吸附能力 煤类 褐煤 产气量m3/t 38~68 吸附能力m3/t <8
长焰煤 气煤
肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤 无烟煤
138~168 182~212
煤层气勘探与开发利用技术第三章ppt课件
• 4、测井曲线法
• 应用该法的前提是，同一地区内有钻孔煤 层高分辨率测井曲线和与之匹配的煤层含 气量实测资料，未知区段有同一煤层的高 分辨率测井曲线。见89页。
二、采动影响区煤层动态含气量
• 井巷开拓和煤炭开采，改变了扰动区地应 力场和流体压力场压力场，打破了煤储层 压力平衡系统，煤层气程度不等地发生解 吸渗流，煤层含气量发生动态变化。
• 解析气量是解吸罐中含气煤样在常压和储 层温度下自然脱附出来的煤层气量，终止 于一周内平均解析气量小于10ml/d或一周 内每克样品的平均解析两小于0.05ml/d。
• 残余气量是上一阶段自然解吸后残留在煤 样中的煤层气量。产生残留气的原因较多， 如扩散速率极低，或常压下煤层气已达吸 附/解吸平衡而不再解吸，或有一定量煤层 气被封存于煤中死孔。在USBM法一般不要 求测定残余气量，因为解吸较为充分，残 余气数量少且难以解吸，对煤层气采收率 几乎没有影响。
• 3、地质类比分析法
• 如果预测区及其浅部煤层几乎没有煤质煤岩、 煤层含气性、煤吸附性等实测资料，地质类 比分析法是预测煤层含气量的唯一方法。
• 对于已知煤级、煤质等基础资料但缺乏煤 层实测含气量和等温吸附实验数据的地区， 可在综合分析煤层气地质条件的基础上， 采用煤质—灰分—含气量类比法，选择煤级 煤质条件类似地区含气量梯度、等温吸附 等作为本区煤层含气量的预测依据。
• 该方法假设：岩屑在井筒上升过程中压力线性 下降，直至煤屑到达地面。通过求解扩散方程， 将该过程分解成两个无因次时间的形式：见72 页上。
• 由两个无因次时间比得到校正因子，用校正因 子乘以解析气量即得到总含气量，总含气量减 去解吸气量可计算出逸散气量。
• 当逸散气量中比例小于50%时，史密斯—威廉 斯法是准确的，即校正因子最大值为2。此外 该法是根据钻井煤屑的解吸行为而建立的，也 适用于钻孔煤芯含气量的测定。
• 应用该法的前提是，同一地区内有钻孔煤 层高分辨率测井曲线和与之匹配的煤层含 气量实测资料，未知区段有同一煤层的高 分辨率测井曲线。见89页。
二、采动影响区煤层动态含气量
• 井巷开拓和煤炭开采，改变了扰动区地应 力场和流体压力场压力场，打破了煤储层 压力平衡系统，煤层气程度不等地发生解 吸渗流，煤层含气量发生动态变化。
• 解析气量是解吸罐中含气煤样在常压和储 层温度下自然脱附出来的煤层气量，终止 于一周内平均解析气量小于10ml/d或一周 内每克样品的平均解析两小于0.05ml/d。
• 残余气量是上一阶段自然解吸后残留在煤 样中的煤层气量。产生残留气的原因较多， 如扩散速率极低，或常压下煤层气已达吸 附/解吸平衡而不再解吸，或有一定量煤层 气被封存于煤中死孔。在USBM法一般不要 求测定残余气量，因为解吸较为充分，残 余气数量少且难以解吸，对煤层气采收率 几乎没有影响。
• 3、地质类比分析法
• 如果预测区及其浅部煤层几乎没有煤质煤岩、 煤层含气性、煤吸附性等实测资料，地质类 比分析法是预测煤层含气量的唯一方法。
• 对于已知煤级、煤质等基础资料但缺乏煤 层实测含气量和等温吸附实验数据的地区， 可在综合分析煤层气地质条件的基础上， 采用煤质—灰分—含气量类比法，选择煤级 煤质条件类似地区含气量梯度、等温吸附 等作为本区煤层含气量的预测依据。
• 该方法假设：岩屑在井筒上升过程中压力线性 下降，直至煤屑到达地面。通过求解扩散方程， 将该过程分解成两个无因次时间的形式：见72 页上。
• 由两个无因次时间比得到校正因子，用校正因 子乘以解析气量即得到总含气量，总含气量减 去解吸气量可计算出逸散气量。
• 当逸散气量中比例小于50%时，史密斯—威廉 斯法是准确的，即校正因子最大值为2。此外 该法是根据钻井煤屑的解吸行为而建立的，也 适用于钻孔煤芯含气量的测定。
页岩气勘探开发技术ppt课件
为进一步加快中石化非常规储层（含非常规油气储层及低渗致密储层 ）的勘探开发进程，提高水平井钻完井及分段压裂技术水平，指导水平井 钻完井及分段压裂的实施，中石化成立了非常规储层水平井钻完井及分段 压裂技术攻关实施工作领导小组，统筹领导和协调中石化非常规储层水平 井钻完井及分段压裂技术工作。
3
一、前 言
页岩气勘探开发工程技术
1
提纲
一、 前 言 二、 页岩气勘探开发技术 三、 中石化页岩气勘探开发现状
2
一、前 言
我国与美国在页岩气地质条件上具有许多相似之处，页岩气富集地质 条件优越，具有与美国大致相同的页岩气资源前景和开发潜力。页岩气资 源已引起油气界广泛而密切的关注，受到党中央、国务院的高度重视。目 前我国页岩气资源调查与勘探开发还处于探索起步阶段，更新理念、破解 难题、创新模式，大力推进页岩气资源战略调查和勘探开发，已成为我国 油气资源领域重要而迫切的战略任务。
—推进页岩气勘探开发技术创新。 完善和创新页岩气地质、地球物理、地球化学、钻探完井和压裂等技术方法，形 成多学科、多手段的综合勘探技术方法体系，确保勘探目标的落实和顺利完成。针对 页岩气特点，引进、吸收、提高、创新页岩气储层评价技术、射孔优化技术、水平井 技术和压裂技术，逐步形成一批适合我国页岩气地质特点的自主创新关键技术。 —构筑支撑页岩气勘探开发的技术体系。 确定我国页岩气勘探开发技术攻关方向和重点，瞄准国际先进或领先水平，强化 科技攻关，建立页岩气关键技术、核心技术、重大先导、推广技术、引进技术等分层 次的技术研发、应用保障体系。积聚力量，攻克难关，逐步由技术引进向自主创新转 变，推进原始创新，力争跨越关键技术和核心技术门槛，提高页岩气勘探开发技术水 平和竞争力。
2）页岩气储层评价
测井和岩心分析是页岩气储层评价的两种主要手段。
3
一、前 言
页岩气勘探开发工程技术
1
提纲
一、 前 言 二、 页岩气勘探开发技术 三、 中石化页岩气勘探开发现状
2
一、前 言
我国与美国在页岩气地质条件上具有许多相似之处，页岩气富集地质 条件优越，具有与美国大致相同的页岩气资源前景和开发潜力。页岩气资 源已引起油气界广泛而密切的关注，受到党中央、国务院的高度重视。目 前我国页岩气资源调查与勘探开发还处于探索起步阶段，更新理念、破解 难题、创新模式，大力推进页岩气资源战略调查和勘探开发，已成为我国 油气资源领域重要而迫切的战略任务。
—推进页岩气勘探开发技术创新。 完善和创新页岩气地质、地球物理、地球化学、钻探完井和压裂等技术方法，形 成多学科、多手段的综合勘探技术方法体系，确保勘探目标的落实和顺利完成。针对 页岩气特点，引进、吸收、提高、创新页岩气储层评价技术、射孔优化技术、水平井 技术和压裂技术，逐步形成一批适合我国页岩气地质特点的自主创新关键技术。 —构筑支撑页岩气勘探开发的技术体系。 确定我国页岩气勘探开发技术攻关方向和重点，瞄准国际先进或领先水平，强化 科技攻关，建立页岩气关键技术、核心技术、重大先导、推广技术、引进技术等分层 次的技术研发、应用保障体系。积聚力量，攻克难关，逐步由技术引进向自主创新转 变，推进原始创新，力争跨越关键技术和核心技术门槛，提高页岩气勘探开发技术水 平和竞争力。
2）页岩气储层评价
测井和岩心分析是页岩气储层评价的两种主要手段。
煤层气勘探与开发利用技术第五章ppt课件
• 煤层气数值模拟技术的主要用途包括:150页
• 二、数值模拟步骤与方法 • 1、参数准备 • 2、建立地质模型 • 3、产能预测 • 三、煤层气井产能影响因素 • 1、煤层气含气性对产能的影响 • 2、煤层物性对产能的影响 • 3、流体动力条件对差能的影响
• 任一距离处任一时刻储层压力的传播与分 布见146页。
• 二、煤储层渗透率排采诱导变化效应
• 1、有效应力负效应
• 见147页
• 2、煤基质收缩正效应
• 煤体在吸附时可引起自身膨胀，在解吸气 体时则导致自身收缩。称为煤基块弹性自 调节作用。煤层气开发过程中，煤层气发 生解吸，煤基质收缩，收缩量通过吸附膨 胀实验计算。公式见147—148.
• 2、非稳态法
• 非稳态法过程中从未达到气—水饱和度平 衡，原因是先将煤样用水饱和，然后采用 气体对水进行置换。根据压差和流量数据， 采用数学模型求得煤样的相对渗透率，该 模型是样品出口端水饱和度的函数。
• P.Puri et al提出，使用X射线扫描技术来测 定束缚水的饱和度，主要步骤见142页。
• 相对渗透率是有效渗透率与绝对渗透率的 比值。煤储层相对渗透率采用单相有效渗 透率同气相（甲烷或氮气）克氏或绝对渗 透率之比值。公式见141页。
• 二、测试方法
• 目前，相对渗透率还无可靠的理论计算方 法，主要依靠实验室测定。
• 1、稳态法
• 采用稳态法测定煤的相对渗透率时，一般 采用恒速法，即气和水按一定流量同事流 过样品，知道样品两端的压差达到平衡(稳 定值)。此时，采用X射线扫描法测定样品的 含水饱和度，根据稳定压力和注入流量， 按照达西凌律分别求出气和水的有效渗透 率，进而得到相对渗透率。
第五章 煤层气的产出过程
• 问题： • 1、 • 2、
• 二、数值模拟步骤与方法 • 1、参数准备 • 2、建立地质模型 • 3、产能预测 • 三、煤层气井产能影响因素 • 1、煤层气含气性对产能的影响 • 2、煤层物性对产能的影响 • 3、流体动力条件对差能的影响
• 任一距离处任一时刻储层压力的传播与分 布见146页。
• 二、煤储层渗透率排采诱导变化效应
• 1、有效应力负效应
• 见147页
• 2、煤基质收缩正效应
• 煤体在吸附时可引起自身膨胀，在解吸气 体时则导致自身收缩。称为煤基块弹性自 调节作用。煤层气开发过程中，煤层气发 生解吸，煤基质收缩，收缩量通过吸附膨 胀实验计算。公式见147—148.
• 2、非稳态法
• 非稳态法过程中从未达到气—水饱和度平 衡，原因是先将煤样用水饱和，然后采用 气体对水进行置换。根据压差和流量数据， 采用数学模型求得煤样的相对渗透率，该 模型是样品出口端水饱和度的函数。
• P.Puri et al提出，使用X射线扫描技术来测 定束缚水的饱和度，主要步骤见142页。
• 相对渗透率是有效渗透率与绝对渗透率的 比值。煤储层相对渗透率采用单相有效渗 透率同气相（甲烷或氮气）克氏或绝对渗 透率之比值。公式见141页。
• 二、测试方法
• 目前，相对渗透率还无可靠的理论计算方 法，主要依靠实验室测定。
• 1、稳态法
• 采用稳态法测定煤的相对渗透率时，一般 采用恒速法，即气和水按一定流量同事流 过样品，知道样品两端的压差达到平衡(稳 定值)。此时，采用X射线扫描法测定样品的 含水饱和度，根据稳定压力和注入流量， 按照达西凌律分别求出气和水的有效渗透 率，进而得到相对渗透率。
第五章 煤层气的产出过程
• 问题： • 1、 • 2、
煤层气开发理论与技术概论PPT学习教案
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煤层气储层改造技术
1、裸眼扩径 2、洞穴完井 3、水力压裂
第21页/共61页
第22页/共61页
裸眼扩径
第23页/共61页
裸眼扩径
美国粉河盆地 （特高渗） 第24页/共61页
洞穴完井
第25页/共61页
洞穴完井技术
第26页/共61页
洞穴完井技术
第27页/共61页
洞穴完井技术
但从目前资料分析，我国煤层气δ13C1值为-66.3‰～-13.3‰看，煤层中 存在生物气，而它们是早期菌解生物气还是次生生物气还有待证实。不过本 次评价的煤级为长焰煤—无烟煤Ⅱ、Ⅲ号，一般是不含早期菌解生物气的， 因此δ13C1<-58‰煤层气应为晚期成因的次生生物气。
第11页/共61页
煤层气的储集
第28页/共61页
洞穴完井技术
第29页/共61页
洞穴完井技术
第30页/共61页
洞穴完井技术
第31页/共61页
水力压裂
第32页/共61页
美国煤层气压裂技术发展 概况
（1） 美国煤层气井压裂技术发展概况一览表
压裂技术
1960
1970
1980
炸药炸洞
高压水力压裂
大排量高压水力压裂
液氮泡沫压裂
液氮泡沫加砂压裂
注：+ + + 为作用大；+ + 为作用中等；+ 为作用小；空白为没有作用
对煤层气的 运移作用
+ + +++ ++ ++ ++
+ +
第17页/共61页
煤层气储层特征
煤层气储层改造技术
1、裸眼扩径 2、洞穴完井 3、水力压裂
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第22页/共61页
裸眼扩径
第23页/共61页
裸眼扩径
美国粉河盆地 （特高渗） 第24页/共61页
洞穴完井
第25页/共61页
洞穴完井技术
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洞穴完井技术
第27页/共61页
洞穴完井技术
但从目前资料分析，我国煤层气δ13C1值为-66.3‰～-13.3‰看，煤层中 存在生物气，而它们是早期菌解生物气还是次生生物气还有待证实。不过本 次评价的煤级为长焰煤—无烟煤Ⅱ、Ⅲ号，一般是不含早期菌解生物气的， 因此δ13C1<-58‰煤层气应为晚期成因的次生生物气。
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煤层气的储集
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洞穴完井技术
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洞穴完井技术
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洞穴完井技术
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水力压裂
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美国煤层气压裂技术发展 概况
（1） 美国煤层气井压裂技术发展概况一览表
压裂技术
1960
1970
1980
炸药炸洞
高压水力压裂
大排量高压水力压裂
液氮泡沫压裂
液氮泡沫加砂压裂
注：+ + + 为作用大；+ + 为作用中等；+ 为作用小；空白为没有作用
对煤层气的 运移作用
+ + +++ ++ ++ ++
+ +
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煤层气储层特征
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