煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展

1、煤層氣勘探開發(fā)理論技術(shù)現(xiàn)實(shí)狀況及思索河南理工大學(xué).09.29煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第1頁匯報(bào)內(nèi)容一、煤層氣概述二、煤層氣勘探目標(biāo)和任務(wù)三、中國煤層氣勘探開發(fā)歷程四、我國煤層氣勘探開發(fā)取得主要結(jié)果五、煤層氣勘探開發(fā)理論存在重大問題煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第2頁1）煤儲(chǔ)層 成煤過程中，大量氣體生成，其中一部分保留在煤層孔、裂隙中，并在其間進(jìn)行運(yùn)移。所以煤層既是煤層氣體母巖，也是氣體儲(chǔ)集場所層是煤層氣源巖，也是氣體儲(chǔ)集場所。所以，煤層也能夠稱之為煤儲(chǔ)層2）煤型氣(煤成氣) 煤系地層中煤和分散有機(jī)質(zhì)，在成巖和煤化過程中形成天然氣，以游離狀態(tài)、吸附狀態(tài)和溶解狀態(tài)賦存于煤層和其它巖層內(nèi)。其中賦存在煤層中，成份以

2、甲烷為主煤型氣稱為煤層氣或煤層甲烷，賦存在圍巖中煤型氣稱為煤成氣一 煤層氣概述1.何謂煤層氣？煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第3頁3）瓦斯 指從煤層及煤層圍巖中涌出，以及在煤礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生各種氣體統(tǒng)稱 主要包含：賦存在煤層中煤層氣、采動(dòng)影響帶中煤成（層）氣、采空區(qū)煤型氣、采掘活動(dòng)過程中新生成各種氣體總稱4）煤層氣 指賦存在煤層中以甲烷為主要成份、以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主并部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中氣體，其成份以甲烷為主，往往將其簡稱為煤層甲烷一 煤層氣概述煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第4頁一 煤層氣概述2.煤層氣賦存、運(yùn)移特征煤儲(chǔ)層孔裂隙雙重介質(zhì) 孔隙煤層氣賦存空間 裂隙煤層氣運(yùn)移空間外生裂隙孔隙內(nèi)

3、生裂隙煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第5頁植物組織孔氣孔粒間孔溶蝕孔隙煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第6頁煤內(nèi)生裂隙系統(tǒng)模型煤裂隙孔隙雙重結(jié)構(gòu)系統(tǒng)理想模型煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第7頁煤顯微裂隙煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第8頁 1原生結(jié)構(gòu)煤；2碎裂煤；3碎粒煤；4糜棱煤21342.煤層氣賦存、運(yùn)移特征煤儲(chǔ)層煤體結(jié)構(gòu)類型多樣 一 煤層氣概述煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第9頁煤層氣賦存狀態(tài)吸附態(tài)為主 煤層氣主要以吸著態(tài)（包含吸附和吸收）形式賦存在煤層中，另有溶解態(tài)、游離態(tài)，甚至固溶態(tài)2.煤層氣賦存、運(yùn)移特征游離態(tài)吸附態(tài)吸收態(tài)煤基質(zhì)孔裂隙一 煤層氣概述煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第10頁一 煤層氣概述2.煤層氣賦存運(yùn)移特征煤層氣運(yùn)移過程解吸、擴(kuò)

4、散、滲流 煤層氣開采過程中，因?yàn)榕潘祲?，煤層氣普通?jīng)歷解吸擴(kuò)散滲流三個(gè)過程，抵達(dá)井筒或地面煤體表面解吸微孔內(nèi)擴(kuò)散裂隙中滲流百分比放大煤層煤層地面地面降壓漏斗臨界解吸壓力煤層氣解吸區(qū)抽水引起壓力降落儲(chǔ)層初始?jí)毫γ簩託忾_發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第11頁12非常規(guī)天然氣頁巖氣煤層氣致密砂巖氣天然氣水合物一 煤層氣概述3.煤層氣資源特征煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第12頁一 煤層氣概述3.煤層氣資源特征與常規(guī)天然氣比較相同點(diǎn)： 氣體成份大致相同：煤層氣中CH4普通占90或95%以上，另外有少許N2、CO2或重?zé)N氣體；常規(guī)天然氣中也以CH4為主，但其它氣體成份改變比較大 用途相同：均是優(yōu)質(zhì)能源和化工原料，能夠混輸混用煤層

5、氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第13頁一 煤層氣概述3.煤層氣資源特征與常規(guī)天然氣比較不一樣點(diǎn)： 組成上：煤層氣基本不含重?zé)N，產(chǎn)出時(shí)無極雜質(zhì)極少，天然氣普通含重?zé)N，產(chǎn)出時(shí)含部分無機(jī)雜質(zhì) 賦存狀態(tài)：煤層氣吸附態(tài)為主賦存在煤層中，常規(guī)天然氣以 游離態(tài)為主賦存在碎屑巖或碳酸鹽巖中，這也是造成煤層氣成藏模式、勘探評(píng)價(jià)、開采工藝及技術(shù)條件等方面根本差異主要原因煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第14頁一 煤層氣概述3.煤層氣資源特征與常規(guī)天然氣比較不一樣點(diǎn)：生產(chǎn)方式、產(chǎn)量曲線不一樣：煤層氣是經(jīng)過排水降壓，使氣在煤層中解吸-擴(kuò)散-滲流采出地面。早期產(chǎn)量低，但生產(chǎn)周期長，可達(dá)20-30年；天然氣主要是靠本身正壓產(chǎn)出，早期產(chǎn)量高生產(chǎn)周期

6、普通在8-左右 成藏方式、開采難度等：煤層氣以吸附態(tài)賦存。儲(chǔ)量評(píng)價(jià)較為可靠，但儲(chǔ)層普通為“三低”,開采工藝復(fù)雜，埋深普通較淺煤層氣才有開發(fā)價(jià)值（1500m以淺），需要井網(wǎng)開采；天然氣形成圈閉，埋深普通大于1500m，開發(fā)難度小，單井即可采煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第15頁不一樣點(diǎn)常規(guī)天然氣煤層氣生源條件低等生物高等植物儲(chǔ)集條件儲(chǔ)集形式運(yùn)移后成藏圈閉氣自生自儲(chǔ)吸附氣儲(chǔ)層巖性砂巖、碳酸鹽巖等煤層滲透性高低孔隙結(jié)構(gòu)孔、洞、縫基質(zhì)孔隙和裂縫比表面積小大儲(chǔ)層壓力高壓低壓勘探方式找結(jié)構(gòu)、找圈閉，試氣有煤田勘探基礎(chǔ)，需要長時(shí)間排采開發(fā)方式開發(fā)方式整體或分區(qū)滾動(dòng)開發(fā)產(chǎn)出方式自噴，能夠關(guān)井排水降壓，連續(xù)開采，不能關(guān)井

7、開采深度深度普通較大，只要承壓深淺不限較淺，普通小于1500m單井產(chǎn)量高(數(shù)十萬m3/d)低(幾百幾千m3/d)增產(chǎn)改造普通不需要常需要水力壓裂等氣井服務(wù)年限8-20-30年井口壓力高低煤層氣與常規(guī)天然氣不一樣點(diǎn)煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第16頁4.煤層氣勘探開發(fā)意義防治煤礦瓦斯事故，提升煤礦開采效益 安全與減災(zāi)意義降低溫室氣體排放，保護(hù)人類生存環(huán)境 節(jié)能減排意義改進(jìn)和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提升資源利用效率 資源意義一 煤層氣概述煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第17頁匯報(bào)內(nèi)容一、煤層氣概述二、煤層氣勘探目標(biāo)和任務(wù)三、中國煤層氣勘探開發(fā)歷程四、我國煤層氣勘探開發(fā)取得主要結(jié)果五、煤層氣勘探開發(fā)理論存在重大問題煤層氣開發(fā)現(xiàn)

8、狀及進(jìn)展第18頁充分反應(yīng)煤層氣特殊地質(zhì)規(guī)律有利于中國煤層氣產(chǎn)業(yè)成長和發(fā)展科學(xué)性、實(shí)用性和可操作性 二 煤層氣勘探目標(biāo)和任務(wù) 1.煤層氣勘探開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第19頁選區(qū)評(píng)價(jià)：在盆地級(jí)別上，經(jīng)過野外地質(zhì)勘查確定靶區(qū)、地震勘探以及鉆井等方法，選擇有利區(qū)塊勘探階段：在區(qū)塊級(jí)別上，經(jīng)過煤層氣井鉆探、物探及排采試驗(yàn)工程，進(jìn)行煤層氣產(chǎn)能與可采性專門勘探，獲取儲(chǔ)量，確定開發(fā)區(qū)開發(fā)階段：依據(jù)勘探結(jié)果和生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果，編制開發(fā)方案，實(shí)施煤層氣開發(fā) 二 煤層氣勘探目標(biāo)和任務(wù) 2. 勘探開發(fā)階段煤儲(chǔ)層物性特點(diǎn)，決定了煤儲(chǔ)層勘探開發(fā)難以劃分明確階段，應(yīng)該堅(jiān)持滾動(dòng)勘探開發(fā)煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第20頁說明或分析煤

9、層氣賦存地質(zhì)條件與機(jī)制查明或預(yù)測煤層氣資源量/儲(chǔ)量，找出資源分布規(guī)律為資源開發(fā)提供依據(jù)，指導(dǎo)煤層氣開采工程實(shí)施 二 煤層氣勘探目標(biāo)和任務(wù) 3.煤層氣勘探開發(fā)三大任務(wù)煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第21頁匯報(bào)內(nèi)容一、煤層氣概述二、煤層氣勘探目標(biāo)和任務(wù)三、中國煤層氣勘探開發(fā)歷程四、我國煤層氣勘探開發(fā)取得主要結(jié)果五、煤層氣勘探開發(fā)理論存在重大問題煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第22頁三 煤層氣勘探開發(fā)歷程1、世界上煤層氣勘探開采現(xiàn)實(shí)狀況 全世界煤層氣總資源量約101-273萬億m3，90%集中在12個(gè)產(chǎn)煤大國 美國、加拿大、澳大利亞、中國四國形成工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模 印度、英國、波蘭等國家在試驗(yàn)區(qū)初步具備商業(yè)開發(fā)條件 智利、

10、巴西、委內(nèi)瑞拉等國開展了小規(guī)模煤層氣勘探試驗(yàn)或者準(zhǔn)備煤層氣開發(fā)煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第23頁三 中國煤層氣勘探開發(fā)歷程1、世界上煤層氣勘探開采現(xiàn)實(shí)狀況 美國： 1978 年開始對(duì)全美16 個(gè)含煤盆地進(jìn)行了長達(dá)8 年煤層氣研究。對(duì)煤層氣儲(chǔ)集和運(yùn)移機(jī)理、生產(chǎn)方式和開采工藝進(jìn)行研究, 先后對(duì)14 個(gè)盆地做出了資源量計(jì)算 1980 年12 月, 世界第一個(gè)商業(yè)煤層氣田黑勇士盆地橡樹林煤層氣開發(fā)區(qū)建成投產(chǎn), 標(biāo)志著美國煤層氣產(chǎn)業(yè)進(jìn)入起步階段。 自1976年第一口商業(yè)生產(chǎn)井到規(guī)模開發(fā)，僅僅用了不到十年；，美國煤層氣產(chǎn)量達(dá)400億m3，為我國同期天然氣產(chǎn)量1.3倍（301m3）煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第24頁II

11、IIIIIII1III2III3III4Stage 1：資源條件調(diào)查及勘探開發(fā)試驗(yàn)(50s1980) 兩大盆地煤層氣資源調(diào)查 第一口井(CAHN No.1井,1977)工業(yè)性氣流 首批兩個(gè)煤層氣田投入開發(fā)（圣胡安、黑勇士） 實(shí)施國家煤層氣計(jì)劃煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第25頁IIIIIIIII1III2III3III4Stage 2：成藏條件探索與產(chǎn)業(yè)化開啟(1981-1988) 1981年，形成煤層氣商業(yè)性生產(chǎn)規(guī)模 1988年，年產(chǎn)突破10億m3大關(guān)，圣胡安超出黑勇士 開啟全方面煤層氣成藏條件探索 控制產(chǎn)能六大地質(zhì)原因 “排水降壓解吸擴(kuò)散滲流”過程認(rèn)識(shí)上突破 煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第26頁Stage

12、 3：研究深化拓展, 產(chǎn)業(yè)高速和穩(wěn)定發(fā)展(1989) 成功地?cái)U(kuò)展開發(fā)試驗(yàn)盆地，進(jìn)入高速增長久 北美洛基山造山帶煤層氣高產(chǎn)走廊 理論體系(雙孔隙/中煤級(jí)優(yōu)勢(shì)/低滲極限/高煤級(jí)煤缺陷) 生物型或次生煤層氣成藏，粉河盆地商業(yè)性開發(fā) 337億增勢(shì)減緩產(chǎn)量再次大幅度增加基礎(chǔ)： 新增煤層氣井5357口 年將新增4799口 11124口已取得施工許可 后穩(wěn)定發(fā)展煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第27頁 美國主要煤層氣盆地和煤層氣資源煤層氣資源歷次評(píng)價(jià)資源量及分布：煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第28頁近幾年來美國煤層氣勘探開發(fā)井?dāng)?shù)量勘探開發(fā)井?dāng)?shù)量：煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第29頁煤層氣產(chǎn)量：近5 年均保持在500-600億m3 ，占

13、美國天然氣年總產(chǎn)量近10 %，靠近于我國天然氣總產(chǎn)量二分之一（1160億m3，）煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第30頁鉆井技術(shù)發(fā)展增產(chǎn)技術(shù)發(fā)展射孔壓裂壓裂液多樣化壓裂洞穴完井多分子水平井羽狀井、裸眼洞穴完井、注氣置換開發(fā)技術(shù)：煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第31頁 加拿大煤層氣主要分布于阿爾伯塔盆地。開發(fā)起步時(shí)間基本與我國開展煤層氣工作時(shí)間相當(dāng)。 1978, 加拿大僅有250口煤層生產(chǎn)井, 其中4口單井日產(chǎn)氣量到達(dá)20003000m3。開發(fā)早期, 只是簡單套用美國開發(fā)技術(shù), 歷時(shí)23年，但一直未能形成突破第一階段 二十一世紀(jì)初以來, 結(jié)合煤層氣地質(zhì)條件, 重視發(fā)展連續(xù)油管壓裂、N2、CO2注入、水平羽狀井等增產(chǎn)技

14、術(shù), 降低了煤層氣開采成本 年,新增鉆井1015口,年產(chǎn)量5.1億3。單井30007000m3/d 20, 產(chǎn)量超出80億m3。規(guī)劃到20到達(dá)280390億m3，煤層氣產(chǎn)量將占其天然氣總產(chǎn)量15%左右煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第32頁 加拿大主要煤層氣盆地資源量及分布：阿爾伯達(dá)盆地煤炭資源分布煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第33頁煤層氣產(chǎn)量：煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第34頁1）連續(xù)油管壓裂技術(shù)增產(chǎn)技術(shù)：阿爾伯達(dá)盆地多層薄煤層增產(chǎn)辦法，主要靠連續(xù)油管小型壓裂：壓開裂縫長度小于3m，消除井筒煤層污染帶影響煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第35頁2）注氮、二氧化碳增產(chǎn)技術(shù)增產(chǎn)技術(shù)：煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第36頁增產(chǎn)技術(shù)：3）水平井分

15、段壓裂技術(shù)煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第37頁 澳大利亞煤炭主要分布在東部Sydney、Bowen和Surat等3 個(gè)含煤盆地 煤層氣勘探始于1976 年, 20 世紀(jì)末以來， 充分吸收美國煤層氣資源評(píng)價(jià)和勘探、測試方面成功經(jīng)驗(yàn)， 針對(duì)本國煤層含氣量高、含水飽和度改變大、原地應(yīng)力高、滲透性好等特點(diǎn), 成功開發(fā)和應(yīng)用了水平井高壓水射流改選技術(shù)，將煤礦井下抽放技術(shù)應(yīng)用到地面開發(fā)中，形成獨(dú)特U 型井技術(shù) 1998 年，煤層氣產(chǎn)量只有0.56億m3 , 年產(chǎn)量到達(dá)13 億m3，超出60億m3。已進(jìn)入商業(yè)化開發(fā)階段煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第38頁 澳大利亞主要煤層氣盆地和煤層氣資源分布資源量及分布：煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及

16、進(jìn)展第39頁煤層氣產(chǎn)量：煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第40頁抽采技術(shù)創(chuàng)新：一體化抽放技術(shù)“U”型水平井技術(shù)煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第41頁 澳大利亞QGC 企業(yè)作業(yè)現(xiàn)場煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第42頁 澳大利亞QGC 企業(yè)集氣站煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第43頁 印度尼西亞主要分布在蘇門答臘島南部和中部、加里曼丹島東部。以南蘇門答臘和加里曼丹東部為中心煤層氣開發(fā)較為活躍 印尼煤層氣開發(fā)時(shí)間尚短，煤層氣開發(fā)與美國、澳大 利亞等比較，仍在發(fā)展之中 5月，印尼政府與國有企業(yè)PT Medco、Ephinodo 組成聯(lián)營企業(yè)簽署南蘇門答臘煤層氣開發(fā)產(chǎn)品分成協(xié)議， 預(yù)定20開始煤層氣生產(chǎn) 年，澳大利亞Arrow與PT Petr

17、osea、Ephindo合作，參加印尼煤層氣開發(fā)，Arrow與Ephindo企業(yè)年1月就共同開發(fā)Sangatta 煤礦區(qū)煤層氣達(dá)成一致意見，但當(dāng)前煤層氣開發(fā)進(jìn)度遲緩煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第44頁 德國煤礦主要分布在西部北威州和薩爾州。 20世紀(jì)以前，德國企業(yè)界一直不采取煤層氣。4月生效可再生能源法對(duì)德國煤層氣開發(fā)是個(gè)里程碑，要求：采取煤層氣發(fā)電補(bǔ)助7-8 cents/kWh 當(dāng)前，德國煤層氣利用以井下瓦斯抽放、采空區(qū)抽放利用為主，不一樣于美國以地面為主煤層氣開采技術(shù)，形成了三方面獨(dú)特技術(shù)： 井下瓦斯抽放技術(shù) 采空區(qū)地面抽放技術(shù) 低濃度瓦斯利用技術(shù)煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第45頁三 中國煤層氣勘探開發(fā)

18、歷程 2、我國煤層氣勘探開發(fā)歷程 我國煤層氣勘探起步相對(duì)較晚，早期主要出于減災(zāi)目標(biāo)。到了80年代，尤其是90年代才將其作為油氣資源后備資源，進(jìn)行勘探開發(fā)七五期間：煤炭系統(tǒng)進(jìn)行煤層氣鉆井試驗(yàn)，開始由巷道瓦斯抽放發(fā)展到地面鉆井八五期間： 煤炭、石油系統(tǒng)在國內(nèi)部分含煤盆地專題投資，進(jìn)行資源勘探。主要以引進(jìn)消化美國技術(shù)為特點(diǎn)九五期間：成立“中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任企業(yè)”，煤層氣對(duì)外合作實(shí)施專營?？碧介_發(fā)成效顯著。沁水盆地南部兩個(gè)區(qū)塊開展了開采試驗(yàn)，最高單井日產(chǎn)量超出10000 m3 ，初步控制可開發(fā)地質(zhì)儲(chǔ)量1000億m3 煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第46頁十五期間：煤層氣產(chǎn)業(yè)化初現(xiàn)，煤層氣勘探開發(fā)越來越活躍。國內(nèi)

19、外企業(yè),國營、民營企業(yè)，尤其是中聯(lián)煤、中石油、中石化以及煤礦企業(yè)（晉城煤業(yè)集團(tuán)）等都主動(dòng)參加。 2003 年,阜新盆地劉家試驗(yàn)區(qū)首先實(shí)現(xiàn)煤層氣地面開采商業(yè)性生產(chǎn),開始了中國煤層氣產(chǎn)業(yè)化開發(fā)新階段。至底，投產(chǎn)11口，單井日產(chǎn)氣平均1000-8500 m3，日產(chǎn)氣量25000 m3 中聯(lián)煤、中石油、晉煤集團(tuán)在沁水盆地也取得突破,地面煤層氣開發(fā)也從無到有發(fā)展起來。2005 年3 月，沁南煤層氣開始供給晉城、鄭州市場三 中國煤層氣勘探開發(fā)歷程煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第47頁三 中國煤層氣勘探開發(fā)歷程到底 登記勘探區(qū)塊98個(gè)，總面積超出6.5104 km2，累計(jì)煤層氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量超出3000億m3，可采儲(chǔ)量

20、1100億m3 控制了一批大型含氣區(qū)，在沁水盆地、阜新盆地和鄂爾多斯等建立8個(gè)開發(fā)試驗(yàn)區(qū) 累計(jì)鉆進(jìn)12547余口，產(chǎn)量為126億m3 ，其中，地面開采煤層氣25.7億m3 ，井下抽采瓦斯100億m3 。已建成煤層氣開發(fā)項(xiàng)目7個(gè)，在建開發(fā)項(xiàng)目8個(gè)，地面開發(fā)煤層氣產(chǎn)能建設(shè)到達(dá)49億立方米 “十三五”規(guī)劃預(yù)計(jì)，到年，將煤層氣地面年產(chǎn)能提升到300億m3，其中地面產(chǎn)量160億m3煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第48頁煤層氣勘探登記區(qū)塊64個(gè)總面積81810.3km2 分布在12個(gè)省/區(qū)30余個(gè)勘探地域遍布全國：鶴崗、雞西、依蘭、鐵法、沈北、阜新、琿春、壽陽、和順、潞安、晉城、霍東、霍西、寧武、鄉(xiāng)寧、大寧吉縣、石

21、樓、三交、臨興、保德-神府-準(zhǔn)格爾、韓城、黃陵、吐哈、準(zhǔn)南、淮北、豐城、盤江、恩洪、老廠。11個(gè)井組生產(chǎn)試驗(yàn)：阜新、大城、淮北、晉試1、潘莊、棗園、臨興、磧口、柳林、午城、韓城。 煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第49頁韓城試驗(yàn)井組河?xùn)|柳林井組、磧口井組、 臨興井組、午城井組沁南棗園井組沁水潘河示范項(xiàng)目沁水晉試1井組阜新井組建立煤層氣先導(dǎo)性生產(chǎn)試驗(yàn)井組 11個(gè).沁水潘莊井組淮北示范項(xiàng)目煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第50頁三 中國煤層氣勘探開發(fā)歷程3、我國煤層氣工業(yè)產(chǎn)業(yè)化形成幾個(gè)階段瓦斯井下抽排利用與煤層氣超前評(píng)定階段(1952 -1988) 1952 年起, 先后在撫順礦務(wù)局龍鳳礦建立起瓦斯抽放站, 在陽泉礦、中

22、馬村礦、里王廟礦進(jìn)行抽排和利用試驗(yàn)。 主要探討煤層氣分布基本規(guī)律, 為試驗(yàn)開發(fā)基礎(chǔ)階段當(dāng)代煤層氣理論技術(shù)引進(jìn)與應(yīng)用階段(1989 -1997) 開展國際合作，系統(tǒng)引進(jìn)以美國當(dāng)代煤層氣地質(zhì)、煤層氣勘探開發(fā)和煤層氣利用等理論技術(shù)，結(jié)合中國復(fù)雜地質(zhì)特點(diǎn)，在成藏富集規(guī)律、資源評(píng)價(jià)和選取標(biāo)準(zhǔn)方面實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。尤其是視為煤層氣開發(fā)“禁區(qū)”高煤級(jí)煤儲(chǔ)層方面取得突破煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第51頁三 中國煤層氣勘探開發(fā)歷程 煤層氣商業(yè)化開發(fā)試驗(yàn)階段(1998 -) 中聯(lián)煤、中石油、晉煤集團(tuán)等企業(yè)及其合作單位先后開辟了劉家、鐵法、沈陽北及其外圍、南部沁水煤層氣田、鄂爾多斯盆地東部、大寧-吉縣地域、韓城-合陽地域、準(zhǔn)噶爾

23、盆地東南緣等8個(gè)試驗(yàn)區(qū),經(jīng)過這一時(shí)期試驗(yàn)研究,煤層氣開發(fā)基礎(chǔ)與技術(shù)研究得到了較大發(fā)展中國煤層氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段( 年-) 以劉家氣田開始售氣作為分界，標(biāo)志著我國進(jìn)入煤層氣工業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展期。形成適應(yīng)中國煤層氣勘探開發(fā)系列配套技術(shù)以及相關(guān)理論體系。3月，沁南盆地煤層氣開始供給晉城、鄭州等市場。煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第52頁匯報(bào)內(nèi)容一、煤層氣概述二、煤層氣勘探目標(biāo)和任務(wù)三、中國煤層氣勘探開發(fā)歷程四、我國煤層氣勘探開發(fā)取得主要結(jié)果五、煤層氣勘探開發(fā)理論存在重大問題煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第53頁中國煤層氣資源分布圖鄂爾多斯9.8沁水4.0準(zhǔn)噶爾3.8吐哈2.1海拉爾1.6二連2.0滇黔貴3.5伊犁1.2四 我

24、國煤層氣勘探開發(fā)取得主要結(jié)果 全國大于5000億方含煤層氣盆地共有14個(gè)；資源量大于10000億方盆地9個(gè)，資源量達(dá)30.9萬億方。全國資源量總計(jì)36.8萬億方一、資源量評(píng)價(jià)探明儲(chǔ)量不完全統(tǒng)計(jì)塔里木1.9煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第54頁/10/1055Total: 36.811012 m3Recoverable: 10.871012 m3Eastern part:Total: 11.321012 m3Recoverable: 4.321012 m3Central part:Total: 10.471012 m3Recoverable: 2.001012 m3Western part:Total:

25、10.361012 m3Recoverable: 2.861012 m3Southern part:Total: 4.661012 m3Recoverable: 1.701012 m3Qinghai-Tibet part:Total: 0.00441012 m3Recoverable: 0.001012 m3Chinas CBM Resources煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第55頁中國煤層氣原地資源量歷次評(píng)價(jià)結(jié)果(埋深m) 煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第56頁按區(qū)域分布按埋藏深度分布中國煤層氣資源分布：煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第57頁四 我國煤層氣勘探開發(fā)取得主要結(jié)果二、形成了若干煤層氣勘探和開發(fā)重點(diǎn)區(qū)塊 低煤

26、階長焰煤，僅富集劉家：分布3組主力煤，含氣量8m3/t，吸附飽和度90%，滲透率0.3-0.510-3m2。煤層深650-970m, 單層最厚69m，煤含氣面積20km2，煤層氣資源量71億m3。1、阜新盆地劉家區(qū)塊(下白堊統(tǒng)阜新組)我國最早實(shí)現(xiàn)煤層氣地面開采商業(yè)性生產(chǎn)礦區(qū)煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第58頁劉家區(qū)塊共鉆井50余口，投產(chǎn)，當(dāng)前共投產(chǎn)近30口，單井產(chǎn)量最高16000 m3/d，單井日產(chǎn)氣平均3000m3，年產(chǎn)氣量0.3億m3液面m套壓Mpa產(chǎn)氣量m3產(chǎn)水量m3阜新盆地劉家區(qū)塊LJ-6井生產(chǎn)曲線輝綠巖高角度巖墻侵入煤系，強(qiáng)熱演化下增加了煤生氣能力和割剪發(fā)育程度。煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第59頁

27、大興礦:長焰-氣煤，埋深800余m，單層厚10m,含氣面積20.5km2，含氣量8-12m3/t，滲透率1.510-3m2,煤層氣資源量93億m31997年4月排采，鉆井8口，其中探井2口，開發(fā)井6口，日產(chǎn)氣3000-4000m3，年產(chǎn)氣量0.1億m3我國最早實(shí)施地面采空區(qū)鉆井技術(shù)和最為成功地域2、遼寧鐵法區(qū)塊(阜新組)煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第60頁3山西沁水煤層氣田世界第一個(gè)高煤階煤層氣田沁水盆地總面積2.7萬km2，煤層氣總資源量為3.97萬億m3,占全國總量10.8%。開發(fā)活動(dòng)主要集中于南部，鉆直井6000余口，多分支水平井百余口。僅盆地南緣晉煤藍(lán)焰企業(yè)地面煤層氣產(chǎn)量達(dá)9.08億方，占全國

28、57%。探明地質(zhì)儲(chǔ)量億m3 煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第61頁/10/1062Zhaoyuan:0.5104 m3 of supply per day Panzhuang:65104 m3 of supply per day Jinshi 1:3.5104 m3 of supply per day Daning:31104 m3 of supply per day Panhe:12104 m3 of supply per day Jincheng block is first high coal rank CBM field in world. Here, more than 6000 vertic

29、al & 100 horizontal CBM wells have been drilled, the gas of 3.00 million cubic meters is produced per day. 世界第一個(gè)高煤階煤層氣田煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第62頁/10/1063晉城藍(lán)焰煤層氣企業(yè)煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第63頁/10/1064A cluster CBM well group with 4 oriented single well at Zhengzhuang, Jincheng煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第64頁中聯(lián)企業(yè)韓城WL-004井壓裂后自噴景像.06.24煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第

30、65頁美國奧瑞安能源企業(yè)DNP-02井中國第一口多分支煤層氣水平開發(fā)井超淺層地域欠壓儲(chǔ)層（山西晉城大寧，.8.9）煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第66頁/10/1067Panzhuang BlockFanzhuang BlockDaning BlockLocation of multilateral horizontal CBM wells drilled in Jincheng煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第67頁/10/1068The gas of 73,837 cubic meters was produced by three MLH wells (DNP02+ DNP03+DNP06) in Sep19

31、, , averaging 24,612 cubic meters per well per day.75,000 cubic meters煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第68頁/10/1069The gas of about 100,000 cubic meters was produced by well PZP03 in Sep19, .100,000 cubic meters煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第69頁4、鄂爾多斯盆地南部位于鄂爾多斯盆地東部晉西撓褶帶南段，有利勘探面積2800km2,資源量5800億m3 該區(qū)煤變質(zhì)程度中等，截至，共鉆煤層氣井41口，單井日產(chǎn)氣量大于1000m3/d有7口最高6

32、800m3/d。1）大寧吉縣地域是我國中煤階煤層氣富集有利地域之一煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第70頁2） 鄉(xiāng)寧地域鄉(xiāng)試1 5煤埋深489.5m, 煤厚2. 7m，含氣量平均2.8m3/t。N2占30%, 為甲烷風(fēng)化帶，日產(chǎn)水20m3。屬于瘦-貧煤，主煤厚6m,含氣量平均4.2m3/t，單井日產(chǎn)水1-5m3，氣微。韓試1井滲透率很好，日產(chǎn)氣最2800m3。從施工11口鉆井來看，單井最高日產(chǎn)氣量達(dá)3500m3，預(yù)計(jì)單井日均產(chǎn)氣量1800m3左右3） 韓城合陽地域煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第71頁四 我國煤層氣勘探開發(fā)取得主要結(jié)果三、取得了創(chuàng)新性基礎(chǔ)理論1）煤層氣藏概念與成藏模式 打破國外中煤級(jí)煤成藏優(yōu)勢(shì)論，在

33、高煤級(jí)煤低煤級(jí)煤等領(lǐng)域取得突破 成藏模式示意圖成藏模式 壓力封閉 結(jié)構(gòu)圈閉 承壓水封堵 頂板水網(wǎng)絡(luò)狀滲流封閉煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第72頁四 我國煤層氣勘探開發(fā)取得主要結(jié)果三、取得了創(chuàng)新性基礎(chǔ)理論2）煤層氣資源評(píng)價(jià) “遞階優(yōu)選” 煤層氣有利區(qū)帶優(yōu)選關(guān)鍵要素遞進(jìn)關(guān)系煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第73頁四 我國煤層氣勘探開發(fā)取得主要結(jié)果三、取得了創(chuàng)新性基礎(chǔ)理論“遞階優(yōu)選” 流程圖 煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第74頁煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第75頁四 我國煤層氣勘探開發(fā)取得主要結(jié)果三、取得了創(chuàng)新性基礎(chǔ)理論3）高煤級(jí)煤煤層氣理論 高煤級(jí)煤成藏成藏史，儲(chǔ)層物性，成藏模擬及裝 置研發(fā)等 高煤級(jí)煤儲(chǔ)層滲透性控因，煤層氣吸附、解

34、吸、 擴(kuò)散、滲流機(jī)制、煤儲(chǔ)層彈性能及 其控藏效應(yīng) 高煤級(jí)煤勘探重點(diǎn)尋找次生割剪發(fā)育高滲區(qū)結(jié)構(gòu) 圈閉 煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第76頁四 我國煤層氣勘探開發(fā)取得主要結(jié)果四、初步掌握了一些煤層氣開發(fā)、增產(chǎn)技術(shù)多分支水平井、羽狀井鉆井技術(shù)采空區(qū)、采動(dòng)區(qū)、未采區(qū)“三位一體”抽采技術(shù)輕型鉆機(jī)空氣鉆井技術(shù)煤層氣井壓裂排采技術(shù)煤層氣井氮?dú)馀菽瓑毫鸭夹g(shù) 煤層氣壓裂裂縫監(jiān)測煤層氣產(chǎn)量數(shù)值模擬煤層氣測井評(píng)價(jià)煤層氣井繩索取心技術(shù)煤層氣變排量有效壓裂和清潔壓裂液技術(shù)煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第77頁四 我國煤層氣勘探開發(fā)取得主要結(jié)果五、形成了系列試驗(yàn)測試評(píng)價(jià)技術(shù)和作業(yè)規(guī)范煤層氣含氣量測試技術(shù)煤層氣吸附試驗(yàn)及機(jī)理研究煤層飽和度評(píng)

35、價(jià)煤層氣快速解吸技術(shù)試驗(yàn)室測試技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)煤層氣資源量儲(chǔ)量規(guī)范煤層氣勘探開發(fā)地質(zhì)設(shè)計(jì)規(guī)程煤層氣鉆井工程作業(yè)規(guī)程煤層氣注入/壓降試井技術(shù)規(guī)范煤層氣地質(zhì)錄井作業(yè)規(guī)程煤層氣測井作業(yè)規(guī)程 煤層氣固井作業(yè)規(guī)程 煤層氣壓裂作業(yè)規(guī)程 煤高壓等溫吸附試驗(yàn)技術(shù)規(guī)范煤層氣井井身質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第78頁匯報(bào)內(nèi)容一、煤層氣概述二、煤層氣勘探目標(biāo)和任務(wù)三、中國煤層氣勘探開發(fā)歷程四、中國煤層氣勘探開發(fā)取得主要結(jié)果五、煤層氣勘探開發(fā)實(shí)踐中科學(xué)問題煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第79頁五 煤層氣勘探開發(fā)實(shí)踐中科學(xué)問題（一）現(xiàn)有選區(qū)理論和方法缺乏針對(duì)性 1、評(píng)價(jià)對(duì)象、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和資源分類方案沒有統(tǒng)一，且?guī)缀醵紱]有包含褐煤盆地

36、、深部和海域 2、在資源量、儲(chǔ)量和采收率計(jì)算等方面，缺乏實(shí)測含氣量、滲透率、儲(chǔ)層壓力、含氣飽和度、水文地質(zhì)條件及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等資料，只能采取類比法，方法單一，影響計(jì)算結(jié)果 3、在選區(qū)評(píng)價(jià)方面，地質(zhì)基礎(chǔ)研究滯后，成藏作用認(rèn)識(shí)局限，探明儲(chǔ)量低，只有1359億m3；地質(zhì)結(jié)果利用率不夠，后備接替區(qū)嚴(yán)重不足，主要集中在晉、陜兩省;選區(qū)成功率極低，選區(qū)理論和方法缺乏針對(duì)性和有效性，工程盲目性大影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展重大理論問題：煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第80頁中國煤層氣原地資源量歷次評(píng)價(jià)結(jié)果(埋深m) 煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第81頁（二）煤層氣成藏地質(zhì)條件與規(guī)律預(yù)測需要深化 歷經(jīng)20余年，我國在煤層氣成藏條件和富集規(guī)律方面取

37、得很多進(jìn)展，但前期研究或停留于形態(tài)學(xué)或幾何學(xué)層面上分析對(duì)比，或局限于不結(jié)合詳細(xì)區(qū)域地質(zhì)背景條件理論探討，極少從區(qū)域地質(zhì)動(dòng)力學(xué)層次上來認(rèn)識(shí)問題，也缺乏從系統(tǒng)論（如含氣性統(tǒng)一性）高度去總結(jié)規(guī)律 所以，需要從區(qū)域煤層氣成藏作用入手，在“域”上分析成藏規(guī)律，為國家層面上勘探開發(fā)宏觀布署和決議提供依據(jù)；從“盆”上分析有利區(qū)展布規(guī)律，為勘探部門確定目標(biāo)區(qū)提供指導(dǎo)；從“藏”上把握富集規(guī)律，為開發(fā)部門布置鉆孔甚至井網(wǎng)提供地質(zhì)支持 五 煤層氣勘探開發(fā)實(shí)踐中科學(xué)問題煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第82頁（三）煤層氣賦存狀態(tài)確實(shí)定以及含氣性評(píng)價(jià)基本理論存在嚴(yán)重缺點(diǎn) 1、煤礦瓦斯突出時(shí)候，瞬間大量煤層氣涌出，突出煤體中煤層氣資

38、源量幾倍到上百倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤層氣含氣量測定值，這部分超量氣體起源？ 案例：1975.8.8，四川天府礦務(wù)局三匯壩一礦發(fā)生了中國強(qiáng)度最大突出：突出煤巖12780t（其中煤占60%，巖石占40%），噴出瓦斯量140萬m3，噸煤瓦斯量約184 m3/t五 煤層氣勘探開發(fā)實(shí)踐中科學(xué)問題煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第83頁 2、關(guān)于煤層氣第四種賦存狀態(tài)-固溶態(tài)是否存在？若存在，這部分氣體在采動(dòng)條件運(yùn)移機(jī)制怎樣？ 普通認(rèn)為，三種賦存狀態(tài)（溶解、游離、吸附），而國外學(xué)者發(fā)覺存在固溶態(tài)-以晶體形式存在于煤基質(zhì)中或芳香層缺點(diǎn)中 3、煤對(duì)煤層氣吸附僅是物理吸附么，化學(xué)吸附是否存在，怎樣評(píng)價(jià)？傳統(tǒng)吸附模型能否真實(shí)反應(yīng)地層條件下煤賦存狀態(tài)，進(jìn)而用于評(píng)價(jià)煤層氣含氣性？五 煤層氣勘探開發(fā)實(shí)踐中科學(xué)問題煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第84頁煤等溫(303.15K)吸附試驗(yàn)曲線 活性炭對(duì)甲烷吸附曲線五 煤層氣勘探開發(fā)實(shí)踐中科學(xué)問題煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀及進(jìn)展第85頁（四）低煤級(jí)儲(chǔ)層煤層氣開采開始起步階段，商業(yè)化出現(xiàn)端倪，但針對(duì)性研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，勘探理論技術(shù)不成熟 低煤級(jí)煤指Ro,max%1.55億m3/km2，