(全部)煤层气课件

一,煤层气勘探开发的意义

1、能源意义

煤层气是一种新型的洁净能源，其勘探开发可以弥补常规能源的不足。

2、安全与减灾的意义

煤层气，严重的影响着我国的煤矿生产安全。在煤炭开采前预先进行煤层气抽采，有利于降低煤矿生产过程中的瓦斯灾害事故。

3、环境意义

煤层气开发降低了煤炭开采中的瓦斯排放，从而降低了由此产生的温室效应。

4，形成新的支柱产业

煤层气的利用并不仅仅在民用方面，已广泛用于各种领域，如煤层气发电、汽车燃料、锅炉改造、工业用气、煤化工项目等。可以有利于衰老煤矿区转业，发展新型的相关产业，缓解转岗就业困难，成为新的经济增长

5、巨大的经济意义

通过采气销售直接获取经济效益（目前煤层气的井口价一般为1~1.5元/m3），如果民用或发电，还可得到0.2~0.25元/m3的财政补贴，出售减排碳指标（CDM项目）可得到0.2~0.5元/m3 。对瓦斯突出严重的矿井，采煤过程中的瓦斯治理费用在10～20元／吨煤；同时突出矿井建设费用也远远高于一般矿井。地面煤层气开发预先抽放了瓦斯，就可大大降低采煤过程中的瓦斯治理费用，晋煤集团的蓝焰公司一直在坚持这一发展思路。预抽瓦斯，降低了煤矿瓦斯事故，由此产生显著的社会效益。

二，煤层气生成过程

1、泥炭化作用和成岩从成煤原始物质被埋藏开始至门限深度为止。

地层条件：低温（小于50～60℃）、低压。

鉴别指标：Ro小于0.5%。

气体成因：生物成因气

通过微生物的作用，使复杂的不溶有机质在酶的作用下发酵变为可溶有机质，可溶有机质在产酸菌和产氢菌的作用下，变为挥发性有机酸、Ｈ2和CO2；Ｈ2和CO2在甲烷菌作用下最后生成CH4。

2、变质作用阶段

地层条件：高温（大于50）。

鉴别指标：Ro大于0.5%。

煤在温度、压力作用下发生一系列物理、化学变化的同时，也生成大量的气态和液态物质。由于煤隶属III型干酪根，属于倾气性有机质，演化过程中形成的烃类以甲烷为主。

气体成因：热成因气

三，煤层气开发过程渗透率动态变化的影响因素

地质因素：

地应力

埋藏深度

天然裂隙

煤体结构

储层压力

水文地质条件

流体介质

毛管力、贾敏效应等

（在地面排水降压开发煤层气过程中，随着水、气的排出，一方面在地面排水降压开发煤层气过程中，随着水、气的排出，一方面煤储层内流体压力降低，有效应力增大，渗透率降低（简称为负效应）煤储层内流体压力降低，有效应力增大，渗透率降低（简称为负效应）；另一方面煤基质收缩，渗透率增大（简称为正效应）煤基质收缩，渗透率增大（简称为正效应）。这种正、负效应在煤层气开发活动中，同时存在，同时发生，其综合作用效果是煤层气持续开发和经济评价所要考虑的重要因素之一。）

四，影响煤吸附能力的因素

煤具有对煤层气的吸附作用，其关键就在于煤表面具有一定的表面能，具有把周围介质中的气体分子吸到表面上的能力.表面能的差异性决定了煤对气体吸附能力的不同。表面能越高，煤吸附气体的能力就越大。表面能的大小又受控于煤的变质程度、煤体结构和组分等因素。

五：控制煤层富集的地质因素

煤自身吸附能力，

构造热演化，岩浆烘烤对煤层物性影响，越靠近侵入体，节理越发育，破碎越严重，孔隙度与裂隙度越高。

埋深与上覆有效地层厚度；覆地层厚度变薄，原始地层压力降低，原始的吸附平衡状态被打破，煤层气的解吸扩散作用发生，煤层的原始气含量降低。这一含气量的降低过程一直持续到地壳相对稳定，风化剥蚀作用停止，地层压力保持不变，或地壳开始下沉，沉积物开始堆积，地层压力开始上升为止。此时，残留于煤层之上的地层厚度即为煤层的上覆有效厚度。围岩物性；封闭机理-直接封闭封闭机理-毛细管压力封闭（物性封闭）层气的富气程度与盖层厚度、物性封闭性有关上覆层的砂泥比越小，有含气量增高的趋势。上覆层泥岩的发育有利于煤层气保存。

地下水动力条件；地下水的补给、运移、滞留和排泻是煤层气运移或散失的动力。地下水滞留区是地下水运移的目的地，也是煤层气运移的最终场所。

构造特征；构造应力场与地质构造不仅直接控制煤层气逸散通道的形成及发育程度，同时也影响封盖层和煤储层水力系统对煤层气的封闭能力。

六：煤层气储量的计算方法

可采储量经济可采储量已开发经济可采储量

1，储量起算条件，单井产量下限

2，储量估算单元与边界，储量计算单元一般以块段为基本估算单元，纵向上一般以单一煤层（组）为估算单元，对于勘查程度相同、储层特点一致、可合并开采的煤层可合并估算单元，但煤层数据应分层统计。储量估算单元的边界，应在矿业权范围内，由查明的各类地质边界，如断层、煤层及煤类变化、含气量下限、煤层净厚下限(0.5 m-0.8 m)等确定，对煤层组估算单元的边界可根据实际条件做适当调整；若未查明地质边界，主要由达到产量下限的煤层气井确定，也可由矿权区边界、自然地理边界或合理外推井控制储量估算线等确定。3，计算单元划分

纵向上，以单一煤层或煤岩、煤质和煤体结构特征相近的煤层组为一个计算单元

横向上，以单一煤层底部或煤层组中部埋深线作为边界划分计算单元：风化带～1000m、1000～1500m、1500～2000m

操作中，在风化带～1000m中又以矿区深度为边界划分次级计算单元

4、储量估算方法

体积法Gi = 0.01 A h D Cad

式中：Gi---煤层气地质储量，108m3；

A---煤层含气面积，km2；

h---煤层净厚度，m；

D---煤的容重，t/m3。

类比法

类比法主要利用与已开发煤层气田（或相似储层）的相关关系计算储量。计算时要绘制出已开发区关于生产特性和储量相关关系的典型曲线，求得计算区可类比的储量参数再配合其它方法进行储量计算。类比法可用于预测地质储量的计算。

七：钻完井过程对煤层的潜在伤害及降低措施

（1）煤强度的影响

由于煤杨氏模量小，泊松比高，天然割理及节理发育，使煤的抗拉、抗压强度比较低。

（2）正压差伤害

在正压差作用下，钻井液中的胶体颗粒和其它细微颗粒被吸附在煤层气的孔隙喉道上，钻井液滤液的侵入又可能发生各种敏感性反应。

（3）固相伤害

钻井液中所含固相颗粒分为粗粒（大于2000 μm ）、中粗粒（250-2000 μm ）、细粒（44-250 μm ）、微粒（2-44 μm ）和胶体颗粒（小于2 μm ）。

钻井液中不同粒径的固体颗粒，特别是其中的微粒和胶体颗粒会沿着煤层的割理和孔隙进入煤层，对煤层气的运移通道产生填充和堵塞。

（4）强亲水伤害