煤層氣概述-課件

煤層氣概述煤層氣又稱煤層瓦斯，煤層甲烷，它是成煤過程中經(jīng)過生物化學(xué)熱解作用以吸附或游離狀態(tài)賦存于煤層及固巖的自儲式天然氣體，屬于非常規(guī)天然氣，它是優(yōu)質(zhì)的化工和能源原料。1ppt課件煤層氣特征及用途煤層氣俗稱“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷),與煤炭伴生、以吸附狀態(tài)儲存于煤層內(nèi)的非常規(guī)天然氣，熱值是通用煤的2-5倍。1立方米純煤層氣的熱值相當(dāng)于1.13kg汽油、1.21kg標(biāo)準(zhǔn)煤，其熱值與天然氣相當(dāng)，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產(chǎn)生任何廢氣，是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活燃料。2ppt課件煤層氣特征及用途煤層氣空氣濃度達(dá)到5%-16%時，遇明火就會爆炸，這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。煤層氣直接排放到大氣中，其溫室效應(yīng)約為二氧化碳的21倍，對生態(tài)環(huán)境破壞性極強。在采煤之前如果先開采煤層氣，煤礦瓦斯爆炸率將降低70%到85%。3ppt課件煤層氣特征及用途煤層氣或瓦斯的熱值跟甲烷(CH4)含量有關(guān)，地面抽采的煤層氣甲烷(CH4)含量一般大于96.5%，當(dāng)甲烷含量97.8%時，在0℃,101.325kPa下，高熱值：QH=38.9311MJ/Nm3(約9299kcal/Nm3)低熱值：QL=34.5964MJ/Nm3(約8263kcal/Nm3)4ppt課件煤層氣特征及用途井下抽采的煤層氣（瓦斯）目前一般將甲烷(CH4)含量調(diào)整到40.8%后利用，此時瓦斯的熱值為：（在0℃,101.325kPa下）低熱值：14.63MJ/m3(約3494kcal/Nm3)高熱值：16.24MJ/m3(約3878kcal/Nm3)5ppt課件煤層氣特征及用途煤層氣可以用作民用燃料、工業(yè)燃料、發(fā)電燃料、汽車燃料和重要的化工原料，用途非常廣泛。每標(biāo)方煤層氣大約相當(dāng)于9.5度電、3m水煤氣、1L柴油、接近0.8kg液化石油氣、1.1-1.3L汽油煤層氣比空氣輕，其密度是空氣的0.55倍，稍有泄漏會向上擴散，只要保持室內(nèi)空氣流通，即可避免爆炸和火災(zāi)。而煤氣、液化石油氣密度是空氣的1.5—2.0倍，泄漏后會向下沉積，所以危險性要比煤層氣要大的多6ppt課件煤層氣特征及用途在國際能源局勢趨緊的情況下，作為一種優(yōu)質(zhì)高效清潔能源，煤層氣的大規(guī)模開發(fā)利用前景誘人。煤層氣的開發(fā)利用還具有一舉多得的功效：提高瓦斯事故防范水平，具有安全效應(yīng)；有效減排溫室氣體，產(chǎn)生良好的環(huán)保效應(yīng)；作為一種高效、潔凈能源，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。7ppt課件煤層氣特征及用途煤層氣的用途用于發(fā)電燃料、工業(yè)燃料和居民生活燃料；還可液化成汽車燃料，也可廣泛用于生產(chǎn)合成氨、甲醛、甲醇、炭黑等方面，成為一種熱值高的潔凈能源和重要原料，開發(fā)利用的市場前景十分廣闊。8ppt課件煤層氣儲量煤層氣是煤層本身自生自儲式的非常規(guī)天然氣，世界上有74個國家蘊藏著煤層氣資源，全球埋深淺于2000米的煤層氣資源約為240萬億立方米，是常規(guī)天然氣探明儲量的兩倍多，中國煤層氣資源量達(dá)36.8萬億立方米，居世界第三位。目前，中國煤層氣可采資源量約10萬億立方米，累計探明煤層氣地質(zhì)儲量1023億立方米，可采儲量約470億立方米。9ppt課件煤層氣儲量據(jù)煤層氣資源評價，我國埋深2000m以淺煤層氣地質(zhì)資源量約36萬億立方米，主要分布在華北和西北地區(qū)。其中，華北地區(qū)、西北地區(qū)、南方地區(qū)和東北地區(qū)賦存的煤層氣地質(zhì)資源量分別占全國煤層氣地質(zhì)資源總量的56.3%、28.1%、14.3%、1.3%。1000m以淺、1000～1500m和1500～2000m的煤層氣地質(zhì)資源量，分別占全國煤層氣資源地質(zhì)總量的38.8%、28.8%和32.4%。10ppt課件煤層氣儲量全國大于5000億立方米的含煤層氣盆地(群)共有14個，其中含氣量在5000～10000億立方米之間的有川南黔北、豫西、川渝、三塘湖、徐淮等盆地，含氣量大于10000億立方米的有鄂爾多斯盆地東緣、沁水盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、滇東黔西盆地群、二連盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、天山盆地群、海拉爾盆地。11ppt課件煤層氣儲量我國煤層氣可采資源總量約10萬億立方米，其中大于1000億立方米的盆地(群)有15個：二連、鄂爾多斯盆地東緣、滇東黔西、沁水、準(zhǔn)噶爾、塔里木、天山、海拉爾、吐哈、川南黔北、四川、三塘湖、豫西、寧武等。二連盆地煤層氣可采資源量最多，約2萬億立方米；鄂爾多斯盆地東緣、沁水盆地的可采資源量在1萬億立方米以上，準(zhǔn)噶爾盆地可采資源量約為8000億立方米。12ppt課件煤層氣儲量全國95%的煤層氣資源分布在晉陜內(nèi)蒙古、新疆、冀豫皖和云貴川渝等四個含氣區(qū)，其中晉陜內(nèi)蒙古含氣區(qū)煤層氣資源量最大，為17.25萬億立方米，占全國煤層氣總資源量的50%左右。位于鄂爾多斯盆地的陜西省境內(nèi)韓城區(qū)塊可開發(fā)的煤層氣約10億立方米，目前韓城區(qū)塊的煤層氣正處于大力開發(fā)，遠(yuǎn)期潛力較大，近期以滿足氣田周邊市場為主。

13ppt課件煤層氣的開采方式美國、英國、德國、俄羅斯等國煤層氣的開發(fā)利用起步較早，主要采用煤炭開采前抽放和采空區(qū)封閉抽放方式抽放煤層氣，產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟。80年代初美國開始試驗應(yīng)用常規(guī)油氣井（即地面鉆井）開采煤層氣并獲得突破性進(jìn)展，標(biāo)志著世界煤層氣開發(fā)進(jìn)入一個新階段。14ppt課件煤層氣的開采方式

煤層氣的開采方式：一是地面鉆井開采；二是井下煤層氣抽采。地面鉆井開采的煤層氣和抽放瓦斯都是可以利用的，通過地面開采和抽放后可以大大減少風(fēng)排瓦斯的數(shù)量，降低了煤礦對通風(fēng)的要求，改善了礦工的安全生產(chǎn)條件。15ppt課件煤層氣的開采方式1.煤層氣井排采的特殊性煤層氣的產(chǎn)出具有解吸、擴散和滲流三種形式，經(jīng)歷了單相水流、不飽和兩相流和兩相流三個階段。合理的排采強度時實現(xiàn)此三個階段的平穩(wěn)過渡的關(guān)鍵，是確保煤層氣井穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的前提。如果排采強度過大，則會引起速敏和應(yīng)力敏感，使得儲層嚴(yán)重傷害，造成低產(chǎn)；如果排采強度過低，將造成開發(fā)成本增加。這就急需一種能夠自動控制排采強度的設(shè)備，可控制液面（井底壓力）勻速下降。16ppt課件煤層氣的開采方式2.由于地形條件的限制和環(huán)保部門日益嚴(yán)格的要求，叢式井越來越受到人們的關(guān)注。但是，由于煤層氣井淺、井身曲率小，常用的有桿泵難以實現(xiàn)長時間排采，修井頻繁抽油桿，有關(guān)磨損嚴(yán)重桿、桿、管更換頻繁。水平分支井不得不施工一口生產(chǎn)井以滿足排采需求。迫切需要一種智能的無桿泵以滿足這些井的排采需求。17ppt課件煤層氣的開采方式3.即是現(xiàn)有的垂直井，也存在井斜嚴(yán)重、全角變化率大的情況，也需要無桿泵排采。綜合上述原因，利用目前常規(guī)的抽油機設(shè)備越來越受到限制，有時考慮到一次性投資少，勉強使用，會加大維修成本。螺桿泵有一定的長處，比抽油機貴很多，也存在加大維修成本的問題。每年作業(yè)2-4次，作業(yè)費用10萬左右，不斷更換磨損的油管和抽油桿，一年維護正常生產(chǎn)費用應(yīng)是10-20萬元。一是造成排采經(jīng)濟效益低，二是在排采過程頻繁的停抽、修井，最易造成儲層傷害。18ppt課件煤層氣的開采方式煤層氣井智能排采設(shè)備19ppt課件煤層氣的開采方式井下部分：傳感器，變頻潛液電機，電機保護器，高效液氣分離器，多級離心泵，單流閥，泄液器，機組引線，電纜護罩，潛油電纜，稀釋管柱。地面部分：煤層氣井專用井口，電纜接線盒，儲水箱，智能控制室：A變頻控制行動機構(gòu)，B改善水質(zhì)控制機構(gòu)。20ppt課件

2.特點(1)潛液電泵機組，是整套安裝在油管下部，電機做功直接在多級離心泵上，不需要經(jīng)過桿的傳遞，效率高。（2）電機上部安裝了雙串保護器，保證電機在井下的內(nèi)外腔平衡和潤滑及散熱，有效得保證了電機的使用壽命。（3）由于安裝了高效分離器，即能保證液體包括≤4mm的顆粒進(jìn)入吸入口，又能把液體中的40%的氣體分離出去，提高了多級離心泵的泵效。（4）多級離心泵的葉導(dǎo)輪和泵軸采用高鎳材質(zhì)，耐磨性能好，使用周期長。21ppt課件（5）根據(jù)不同的情況定期和不定期進(jìn)行沖砂灰，稀釋液體，延長檢泵周期。(6)排量調(diào)幅大，根據(jù)各井供液情況，可調(diào)整排量0.2方-200方。（7）以排量大小調(diào)整頻率，降低了輸入電壓、電流，節(jié)約電能15%-30％。（8）井下傳感裝置安裝簡單.精度高，可達(dá)到千分之五的精確度，給智能控制提供了可靠的數(shù)據(jù)。22ppt課件3．主要功能（1）根據(jù)個井生產(chǎn)需要，智能控制井下液面，最大限度地控制液面下降速度以適應(yīng)地層應(yīng)力敏感性的特性，保持生產(chǎn)液面.穩(wěn)產(chǎn)液面.高產(chǎn)液面。（2）系統(tǒng)可保存三個月的井下液面數(shù)據(jù)，通過計算機RS232接口采集查詢。（3）根據(jù)個井特性，智能控制排量。（4）系統(tǒng)可保存20天的排量數(shù)據(jù)，可隨時查詢。23ppt課件（5）根據(jù)個井出煤粉和砂的情況，定期和不定期進(jìn)行不間斷的稀釋工作。（6）液晶顯示屏顯示主頁面：電壓、電流、頻率、井下液面、井下溫度、井口溫度、液體排量、總排液量、產(chǎn)氣量、管線閥門開度、平衡閥門開度。(7)根據(jù)用戶要求，配置無線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及監(jiān)控系統(tǒng)。煤層氣井智能排采設(shè)備是一種全自動的電潛泵排采系統(tǒng)，隸屬無桿泵，可實現(xiàn)一年以上不檢泵、不修井。是叢式井和井身質(zhì)量差的垂直井排采的最佳設(shè)備。特別是針對水平分支井，采用該設(shè)備可直接利用目前的工程井進(jìn)行排采，無需施工生產(chǎn)井。24ppt課件煤層氣的開采方式井下煤層氣抽采機理所謂井下煤層氣抽采就是借助煤炭開采工作面和巷道，通過煤礦井下抽采、采動區(qū)抽采、廢棄礦井抽采等方法來開采煤層氣資源。井下煤層氣抽采機理是：當(dāng)煤層采動以后，破壞了原巖石力學(xué)平衡，造成了煤層的卸壓，由于瓦斯氣體90%以上以物理吸附狀態(tài)存在于煤層中，為了繼續(xù)保持平衡，煤層中的瓦斯涌出，通過人工改造使其成為密閉系統(tǒng)，從而持續(xù)維持卸壓區(qū)域．這樣，煤層瓦斯將源源不斷被抽出。25ppt課件煤層氣的開采方式使井下煤層氣得以抽采的兩個基本條件是：在小范圍內(nèi)有足夠的煤層氣資源使煤層瓦斯得以釋放的煤層透氣性大小。26ppt課件煤層氣的開采方式1實施方法的不同

井下煤層氣抽采主要是通過鉆孔方式鉆進(jìn)幾百米到上千米，利用抽放泵對井下煤層氣進(jìn)行采收，資源量和透氣性是其發(fā)生基礎(chǔ)。地面鉆采煤層氣是通過排水降壓使煤層氣解吸并采出，其實施方式主要是打垂直井或定向井。并在井下煤儲層下制造口袋，利用抽水泵抽取煤儲層中的水使煤儲層壓力降低到臨界解吸壓力以下產(chǎn)出27ppt課件煤層氣的開采方式地面鉆井開采方式，國外已經(jīng)使用，我國有些煤層透氣性較差，地面開采有一定困難，但若積極開發(fā)每年至少可采出50億立方米；由于過去除了供暖外沒有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯絕大部分仍然排入大氣，花去了費用，浪費了資源，污染了環(huán)境。28ppt課件煤層氣的開采方式2兩種開采模式的相同點

不管井下煤層氣抽采還是地面煤層氣鉆采，其投入資金量大、投資風(fēng)險高、技術(shù)要求高、效益回報周期長，這是其共性。同時，不管是由于采煤引起煤儲層的卸壓還是地面鉆探實施的排水降壓，都是破壞了煤儲層的力學(xué)平衡，為了建立新的平衡，從而使以物理吸附狀態(tài)存在于煤儲層的煤層氣釋放出來。29ppt課件煤層氣開采模式影響因素(1)資源量。一定的資源量是進(jìn)行煤層氣開采的基礎(chǔ)。而一定的含氣量、煤層厚度、資源豐度是一定資源量的保證。

(2)滲透性。煤儲層的滲流能力是煤層中氣體導(dǎo)流能力的反映，它關(guān)系到甲烷氣體在煤中的賦存狀態(tài)和開采抽放的難易程度。

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煤層氣存在于煤的雙孔隙系統(tǒng)中，煤的雙孔隙系統(tǒng)為基質(zhì)孔隙和裂縫孔隙。基質(zhì)孔隙由孔隙大小來反映，是煤層氣運移的通道；裂縫孔隙又稱為割理，其不僅是儲氣空間，同時它又可使基質(zhì)孔隙連通，增強儲層的滲透性。煤層滲透率與煤的變質(zhì)程度、煤巖組分和煤的灰分有密切關(guān)系。中等變質(zhì)的肥煤和焦煤，其滲透率最高低變質(zhì)的褐煤、長焰煤和氣煤孔隙度大，滲透率次之；中、高變質(zhì)的瘦煤至無煙煤滲透率最低。煤中惰質(zhì)組含量越高、灰分越低，其滲透率越高。

31ppt課件煤層氣開采模式影響因素(3)解吸能力。解吸能力的大小將直接影響煤層氣的開采難易程度及采收率。飽和度越大，煤層氣的運移潛勢就越大，煤層氣的排采潛勢就越高。根據(jù)實驗研究表明，煤層氣的吸附一解吸過程可近似看成可逆過程，因此，吸附時間越長，對煤層氣的解吸越不利。煤層氣是靠降壓解吸的，臨/儲壓力比越高，越不利于煤層氣的解吸。

32ppt課件煤層氣開采模式影響因素(4)煤體結(jié)構(gòu)。煤的堅固性系數(shù)和煤的破壞類型是煤體結(jié)構(gòu)的綜合反映。

(5)地質(zhì)條件。水動力活動頻繁的地區(qū)，利于煤層氣的運移和擴散，不利于煤層氣的保存，也不利于煤層氣的排水降壓；構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域，將不利于煤層氣進(jìn)行地面鉆采。

33ppt課件國外煤層氣利用簡況煤層氣作為氣體能源家族三大成員之一，與天然氣、天然氣水合物的勘探開發(fā)一樣，日益受到世界各國的重視。全球埋深淺于2000米的煤層氣資源約為240萬億立方米。美國是目前世界上煤層氣商業(yè)化開發(fā)最成功的國家，從1983年到1995年的12年間，煤層氣年產(chǎn)量從1.7億立方米猛增至250億立方米，2005年煤層氣產(chǎn)量達(dá)到500億立方米。預(yù)計2020年至2030年前后，燃?xì)庠谑澜缒茉唇Y(jié)構(gòu)中的比重將趕上和超過煤炭和石油。34ppt課件國外煤層氣利用簡況美國是全球煤層氣第一生產(chǎn)國，煤層氣產(chǎn)量為500億立方米左右，占全部天然氣產(chǎn)量（包含煤層氣）的8％-10％，而我國煤層氣產(chǎn)量僅為美國的十分之一。35ppt課件中國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景中國地面煤層氣開發(fā)從無到有，2005年實現(xiàn)了零的突破。2006年，中國將煤層氣開發(fā)列入了“十一五”能源發(fā)展規(guī)劃，并制定了具體的實施措施，煤層氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迎來了利好的發(fā)展契機。2007年以來，政府又相繼出臺了打破專營權(quán)、稅收優(yōu)惠、財政補貼等多項扶持政策，鼓勵煤層氣的開發(fā)利用，我國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)化雛形漸顯。36ppt課件中國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景2007年，全國瓦斯抽采47.35億立方米，利用14.46億立方米。其中井下煤礦瓦斯抽采量44億立方米，完成規(guī)劃目標(biāo)的127%。形成地面煤層氣產(chǎn)能10億立方米，是2006年的2倍。地面煤層氣產(chǎn)量3.3億立方米，比2006年增加1倍多。2005～2007年，全國共鉆井約1700口，占?xì)v年累計鉆井總數(shù)的85%。37ppt課件中國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景截至2007年底，國內(nèi)探明煤層氣地質(zhì)儲量1340億立方米，煤層氣年商業(yè)產(chǎn)量不足4億立方米。2007年3.2億立方米，2008年突破5億立方米。截至2008年底，共鉆探各類煤層氣井約3400口，形成地面煤層氣產(chǎn)能約20億立方米。2008年中國煤礦瓦斯抽采量達(dá)到55億立方米，淮南、陽泉、水城、松藻、寧煤等10個重點煤礦企業(yè)瓦斯抽采量均超過1億立方米。38ppt課件中國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景隨著國際金融危機的蔓延，中國宏觀經(jīng)濟增速趨緩。在新一輪大規(guī)模投資推動下，新能源產(chǎn)業(yè)借勢崛起，中國煤層氣產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展機遇。2009年國內(nèi)19個產(chǎn)煤省市累計煤礦瓦斯抽采64.5億立方米，利用19.3億立方米，超額完成了全年煤礦瓦斯抽采利用目標(biāo)。全年地面煤層氣產(chǎn)量10.1億立方米，利用量5.8億立方米，同比增長102%和57%。39ppt課件中國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景09年中石油計劃投入30億元開發(fā)煤層氣，中聯(lián)煤層氣則已經(jīng)投入了20億元，而在之前的12年里中聯(lián)煤層氣僅投入了不足3億元。我國已經(jīng)圈出了15個抽采利用煤層氣的礦區(qū)、5條煤層氣長輸管道路線，在財稅政策上國家也將給予煤層氣生產(chǎn)企業(yè)更多扶持。40ppt課件中國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景根據(jù)《煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用“十一五”規(guī)劃》，到2010年，新增煤層氣探明地質(zhì)儲量3000億立方米；煤層氣、煤礦瓦斯抽采量