煤层气开发技术

2006年全球瓦斯回收和利用排放当量
（2）煤层气的科学定义
煤层气是在煤化作用中形成，主要以吸 附状态储集在煤层中的天然气，主要成 分是甲烷，含量一般大于85%； 煤层气储存状态有三种形式：
△煤孔隙表面的吸附态 △煤孔隙及裂隙内的游离态 △煤层水中的溶解态
当煤层生烃量增大或外界条件改变时， 煤层气三种储存形式可以相互转化 。
（2）单井评价
为获得区块的煤层气开发潜能，需要通过单井评价得出初期 产能和一些参数。虽然煤层气井的试气工作很难在单井上求 出最佳产量，初期日产量也仅供参考。但按照国外程序，单 井必须试气，单井评价的目的就是为了求出煤层渗透率、压 力、日产水和初期的产气能力，为向周边扩展的井组试验区 部署提供依据和指导。
煤层气开发技术
中石油煤层气有限责任公司
20010年8月
前言
中石油煤层气公司于2008年9月注册成立，主要从事 煤层气资源的勘探开发、工程施工与对外合作、煤层气 田范围内的浅层气勘探开发、设备租赁、技术和信息服 务与咨询、技术培训及机械电器设备销售等业务。两年 来煤层气公司业务取得了跨越式的发展。
今年2月22日，集团公司办公会听取了煤层气业务的 汇报，蒋总对中国石油煤层气业务提出了“做技术的引 领者，规范的制定者，产业的领跑者”的要求。煤层气 公司正在践行蒋总的指示。
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世界主要产煤国家煤层气资源量（万亿立方米）
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中国石油可供煤层气勘探开发的 面积达16.1万km2；
根据中国石油在沁水盆地和鄂尔多斯盆地的煤层气规模商业勘探开发 实践，结合国外煤层气商业性开发经验，煤层气商业开发要实施地震、钻 井、压裂、排采和地面集输工程作业，其研究和工作流程划分为四个阶段：
韩城煤层气开发
韩城-合阳地区5＃煤顶面构造 图
合1-1，5＃，483.90-484.20m
合试1，5＃，825.69-826.07m
沁水煤层气开发
煤层气开发范围分布图
1、非常规气
煤层气是煤炭的共、伴生气体资源，由煤层 自生自储。在采煤行业俗称“瓦斯”，在北美油 气行业中被称作“煤层中的天然气”，并归类为 非常规气体能源。
提纲
一、煤层气的基本情况与认识 二、煤层气的选区、选井技术 三、煤层气的钻井技术与特点 四、煤层气的选层与增产技术 五、煤层气井的设备与排采技术 六、煤层气项目的的地面工程技术
我国煤层气资源量约36.81万亿立方米，和陆上天然气资 源量相当。目前美国煤层气年产量约600亿立方米，加拿大约 100亿立方米，澳大利亚约30亿立方米。开发利用煤层气资源 具有增加洁净能源、保障煤矿安全生产、降低温室效应等重要 的经济、政治和社会意义。
200
180
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CMM Emissions (MMTCO2e)
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CMM Emissions Avoided
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(M M T CO2e)
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China United
States
UkraineAustralia
Russia
India South
Africa
PolaKnadzakhstanGUenrmiteadnyKCinzgedcohmRepublic
（1）部署井位二维地震必须先行
（2）不同地质条件用不同的技术方案
（3）煤层气勘探开发必须强调低成本
（4）煤层气勘探开发必须先易后难
（1）地震现行
煤层气勘探开发实践表明，我国地质条件复杂。随着煤层 气产业化发展，地震技术也是煤层气勘探开发的先头兵。
通过应用地震技术，可以预测出地下煤层厚度，较准确地 识别出地下小构造，而AVO技术更是能帮助建立出含煤地层 正演模型，包括煤层顶、底板、煤体结构，还能利用振幅 信息寻找煤层中的节理裂隙密集带，探测到煤层气富集区， 提高煤层气勘探开发效率，指导煤层气井位部署与钻探， 进而达到高产、高效目的。
煤层气储集状态
吸附气
游离气
水溶气
Leabharlann Baidu吸附状态为主
（3）常规天然气在烃源、成藏、开采等方面不同
煤 层 气 与 常 规 天 然 气 比 较
3、煤层气的工作理念
立足大型含煤盆地，以探井—实验井组的“阵地战” 方式，达到煤层的整体降压解吸，摸清煤储层的真实产能， 优选煤层气优势建产区，进行规模化产能建设，实现煤层气 商业开发。
晋城区早期的晋试1、2、3、4、5、6等井，后期樊庄部署的 大量井，均是建立在对这些单井的产能评价之上。
（3）井组排采
国外煤层气试气经验告诉我们，煤层气不能用常规气试气方法，必须 群井长期分压合排，在井间干扰作用下才能获得实际开采效果。
对比国外井组，我国井距小，如樊庄、潘庄两个井组的井距仅有120250m；井网不完善，受山区地形限制井网不规则，抽排中达不到最大面 积法均衡降压的最佳井网几何形态；不能分压合排；抽排时间短，由于 管线和用户不落实，放空量过多，很多井抽排不到半年关井。
拥有煤层气资源约16.48万亿m3， 占登记区块资源总量的69.6%。
单位
面积
资源量
(万亿m3) (万亿m3)
股权调整
2.1
中国 原来煤层气矿权
石油
面积
0.3 16.1
油气矿权内的煤层 气兼探面积
13.7
中联公司
1.76
中国石化
1.62 5.17
其他
1.79
合计
21.27
16.48
1.8 2.4 7.2 3.0 23.68
煤层气的勘探开发方式与常规天然气有很大 的不同，其勘探开发特征与常规天然气也有很大 的差异性。
2、煤层气的定义
（1）煤层气的通俗表述
煤层气俗称“瓦斯”，1立方米煤 层气热值相当于1.13升汽油和1.22 千克标准煤； 瓦斯是煤矿安全“第一杀手”， 也是一种强烈温室效应气体； 煤层气是一种清洁、高效、安全 的新型能源； 2006年，全球煤矿瓦斯排放量占 全球人类产出的甲烷量的8%。
研究结果认为，煤层气井要达到商业性价值，一个井组至少15-17口井， 连续抽排2-3年，甚至5-7年才获实际产量。
单井抽排和小井组试采 压降范围过小，很难获 得较高产量，也无法评 价确切产能。
选准突破口后尽快展开， 实现规模开发，是取得 效益的必由之路。
单井 小井组
大井组
4、煤层气的工作流程