1 国内外煤层气勘探开发现状

2001年第一个商业化煤层气田投产 （Encana公司）
35个项目正在进行,分布在Albert, BC 和 Nava Scotia
澳大利亚
煤层气开发主要集中在 东部的悉尼盆地、鲍恩盆地。
80 年 代 初 期 起 步 ， 目 前采用煤矿水平钻孔、斜交 钻孔和地面垂直钻孔抽放煤 层瓦斯。
悉尼盆地在2000~2001年 度钻井30口。同时还有24口 开发井和19口参数井。昆士 兰天然气公司在靠近 Chinachill的Argyle-1井取得 了成功，日产气量超过 28000m3（100万立方英尺）。
30
C-P
J1-2
25
兰州
J1-2
银川
21 20
J1-2
19
2
14
18 17 C-P16
12
C-P
11
9
济南
3
113415
10
C-P
C-P 8郑州
7
C-P
西安
6 C-P 4
5
南京
成都
T3 P2
P2
C1 P2
武汉
P2
C1
P2
P2
长沙
南昌 C
23 24
22
C1
C1 P2
P2 P2 T3
P2
上海
福州 台北
Africa
Kazakhstan
UK Czach
Republic
二、煤层气的利用
1、民用 2、化工原料：甲醇、炭黑 3、发电、制冷 4、汽车燃料：中、高浓度
煤层气燃气轮机
煤层气锅炉
煤层气煤泥烘干回转窑
热电冷联供发电机及制冷机房
热电冷联供瓦斯发电机组
三、煤层气开发现状
世界上开展煤层气勘探开发工作的国家大致分为三类：实 现煤层气大规模商业性开发，并已形成煤层气工业的国家有美 国和加拿大；正在开展大规模煤层气勘探开发试验，部分试验 区进行商业性开发的国家，如澳大利亚、中国、印度、英国； 已开展小规模煤层气勘探试验或积极准备参与煤层气开发的国 家，如德国、波兰、智利、巴西等。
& Machine eletricity
2.3%
Other 6.4%
Gas 28.6%
Blowing up 2.0%
Roof 40.1%
Water 6.7%
Fire 1.9%
煤炭产量与煤层气产量
35
30
25
亿 20 吨 15
10
5
0
98
99
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
年度
1998~2009全国煤炭产量直方图
美国在中、低煤级煤储层中取得了连续、稳定的煤层气产 能。创立了一系列煤储层物性现场试井技术和煤层气勘探开发技 术，开发了相应的煤层气试井软件和煤层气产能模拟软件，并且 形成了一系列实验室分析测试技术，构建了煤层气解吸—扩散— 渗流、排水—降压—生产的煤层气开发理论、实施了煤储层压裂 、CO2置换等增产措施。但这套理论除在与美国煤盆地地质条件相 似的加拿大取得一定的成功外，在其它国家鲜见突破。澳大利亚 在煤系地应力研究方面作了大量工作，采用煤矿水平钻井、斜交 钻孔和地面钻孔联合抽采煤层气技术，在我国具有一定的适应性 。
15
5000
4000
10
3000
2000 5
1000
0
0
1949 1951 1953 1955 1957 1959 1961 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009
垩纪巨厚煤层。含煤面积 13000km2 ， 估 计 煤 炭 资 源 量 约 10000亿吨。煤层总厚度最大15m， 镜 质 组 反 射 率 1.0-2.0% ， 煤 层 气 量估算为0.85-85万亿m3。
1978 年 -2001 年 ， 在 加 拿 大 西 部 已 完 井 250 口 煤 层 气 井 ， 井 深 91-2134m 。 这 些 井 中 只 有 4 口 单井达到2000-3000m3/d。低产的 原因是渗透率低，含气量低。
600
550
500
450
动液面（m）
动液面
产气量
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
气、液*100产量（m3/d）
正常煤层气生产曲线
6000
600
5000
500
EUR
4000
400
气产量（m3/d）
累计气产量（×104m3）
3000
300
2000 1000
0 0
极限产量
1000 2000 3000 4000 5000
1949~2009我国煤矿死亡人数和百万吨死亡人数
Data of died coal miners in China during 1949-2009
25
8000
One millions tons mortality
Died persons per year
7000
20 6000
One million tons mortality Died miners per year
19.3
15.12
15
11.46
10 5
3 2.982.993.093.483.293.233.283.583.824.344.585.345.35.64 6
6.37.29
8.35 8.679.84 6
0
198019811982198319841985198619871988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009
死亡人数
7508 6536 5798 5670 C6h46in4a in672002 076027 5986 4581
43 3.2 3786
58 7.5 3210
65 12.5 2703
百万吨死亡率 6.0 6.3 5.8 5.1
4.6 3.9 3.1 2.8
2.0
1.5
1.2 0.89
Conveyance 12.0%
200
100
6000
7000
0 8000
时间（d）
煤层气资源评价阶段
“七五”期间—“我国为煤层甲烷的富集条件及资源评价 ”（西安勘探分院、淮南矿院、中国矿院）
煤层气勘探开发试验初期阶段
1989年12月第一次全国煤层气研讨会（沈阳） 1990年国家计委—开滦矿务局唐山矿煤层气示范区项目 1991年UNDP—松藻、开滦、铁法局煤层气示范区项目
Cedar Hill
圣胡安河
细菌 埋藏
抬升
径流方向 Fluitland 水位等势面
0 10 20 30km
渗透性壁障 构造枢纽线
粉河盆地
煤 阶 Ro<0.5%
含气量
3.0-5.0m3/t
煤 厚 12-30m
埋 深 120-366m
渗透率 10-150md
割理
发育
钻完井 <5万美元/单井
加拿大
加 拿 大 西 部 的 Albert 和 British Colombia 沉积盆地是一 个大型沉积盆地，沉积三叠纪-白
25
25
50
20
18
45
15
40
14.6 11.5
9
35 30
10
5
3.46
4
4.44 4.39 4.38 3.62 5.35 3.5
4.2
6.29 6.03 4.5
58 44 32.4
25
0
23
20
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
20000
15000
10000
5000
2003
2005
0 2007
（据美国能源部，2007年）
面积约900平方千米
资源丰度1.6～3.3亿立方 米/平方千米
单井日产量达2.8～16.8万 立方米
富集带煤层气产量占全 盆地产量的50%
San Juan盆地Fruitland组和Pictured Cliffs砂岩地下水系统剖面图
22 丰城 23 冷水江 24 涟邵 25 沈北 26 红阳 29 阜新 27 铁法 30 辽河 28 鹤岗
J1-2 J1-2
西宁
T3 T3
E
哈尔滨 28
J3-K1
J3-K1 J3-K1
J3-K1
J3-K1
J1-2
E
呼和浩特 北京
C-P
1
J1-2
长春 E
J3-K1
27
J1-E2 29 26
J3-K1
全国煤层气资源评价（西安勘探分院） 1993年UNDP—深层煤层气勘探（华北石油地质局）
煤层气勘探开发试验全面展开阶段
1996年—中联煤层气公司成立 1996年第二次全国煤层气研讨会（北京）、APEC项目 2002年第三次全国煤层气研讨会（昆明）
2005年香山煤层会议（北京） 2006年全国煤层气研讨会（威海） 2007年全国煤层气研讨会（宁波） 2008年全国煤层气研讨会（井岗山） 2009年亚太地区及全国煤层气研讨会（徐州）
中国
全国煤层气试验区分布图
J3-K1
J1-2 J1-2
乌鲁木齐
J1-2
J1-2
J1-2
J1-2
P2 T3
拉萨
P2
拉萨
C1
1开滦 2大城 3济南 4淮北 5淮南 6平顶山 7荥巩
8焦作 9 安阳 10 晋城 11 屯留 12 阳泉 13 澄合 14 彬长
15 韩城 16 蒲县 17 柳林 18 吴堡 19 三交 20 临县 21 兴县
煤矿瓦斯抽采与利用
Coal mine methane (×109 m3) CMM-utilized amount (×1 90 m3)
70
65 CMM drainage amount of China (1980-2009)
65
60 30
55
CMM-Utilized Amount of China (1993-2009)
全球煤矿瓦斯排放趋势
CMM (×10 8 m3)
180
160
百度文库
Global CMM emission trends
140
1990 2000 2010
120 100 80 60
40 20 0
China
USA
Russia Ukraine Australia
Poland Germany
India South
南
第三系
新墨西哥 科罗拉多
北
Kirtland 页岩
Fluitland 组
北部煤单元，高渗带 南部煤及砂岩单元，低渗带
Pictured Cliffs 砂岩
高渗带 低渗带
埋藏与煤化作用后盆地边缘抬 升并发生剥蚀
大气降水携带细菌由补给区向 盆地方向运移
细菌活动生成次生生物气
热成因的甲烷和次生生物甲烷 聚集形成常规水动力圈闭气藏
美国主要煤层气盆地和煤层气资源
据GTI 2000年估算, 美国煤层气资源量21.19万亿m3 ， 煤层气可采资源量3.07万亿m3 。
年产量（亿方） 生产井（口）
600 500 400 300 200 100
0 1985
年产量 生产井
1989
1993
1997
2001
年份
35000
30000
25000
美国现有煤层气井46000口，生产井约24000口，煤层气产 量超过500亿m3；加拿大煤层气钻井数约6100口，2006年产量达 到50亿m3；澳大利亚至2005年底已施工煤层气钻井1700口，煤 层气产量接近10亿m3；我国在30多个矿区进行了煤层气开发试 验，施工煤层气参数井或试验井约3000口，生产井约1000口， 煤层气产能约10亿m3。
煤炭产量（亿吨） 12.5 10.45 9.98 11.06 13.93 17.36 19.56 21.8 23.31 25.23 27
30.3
井下抽采（亿方） 6 8 9 Prop1o0rtion 1o2f vari1o5us de1a9th tol2ls3 32
地面开发（亿方）
from coal mine accidents in0.3 1.3
T3 广州
E
南
海
海口
TL-007井，最高单井日产达到16000立方米
300
350
400
TL-006井排采曲线
11-07-98 11-17-98 11-27-98 12-07-98 12-17-98 12-27-98 01-06-99 01-16-99 01-26-99 02-05-99 02-15-99 02-25-99 03-07-99 03-17-99 03-27-99 04-06-99 04-16-99 04-26-99 05-06-99 05-16-99 05-26-99 06-05-99 06-15-99 06-25-99 07-05-99 07-15-99 07-25-99 08-04-99 08-14-99 08-24-99 09-03-99 09-13-99 09-23-99 10-03-99 10-13-99 10-23-99 11-02-99 11-12-99 11-22-99 12-02-99 12-12-99 12-22-99
《煤层气地质学》
傅雪海
中国矿业大学资源学院 2010年3月
一、开发煤层气的意义
1、增加新能源 2、减轻矿井灾害程度 3、保护环境 4、降低煤矿开采成本
我国近年煤炭与煤层气生产情况
年份
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009