煤层气与常规天然气主要异同比较
煤与天然气的优劣势比较(详细版)
我国是一个产煤大国,煤炭在我国一次能源结构中占70%以上，是世界上现有少数以煤为主要燃料的国家之一。
由于我国煤炭中灰分和硫分含量高,洁净煤技术尚未普及，所以我国一些大中城市和工业、经济较发达的地区，形成了煤烟型的大气污染。
根据有关部门对大气污染检测表明，直接燃煤，污染环境，引发酸雨，造成地球温室效应，引起光化学烟雾.与低效高污染的煤相反，天然气是一种优质、高效、清洁的能源，热值高，燃烧产生的有害物质最少，经济评价和环境评价最好,被人们称为“绿色能源"。
在国家注重环保，强调节能减排，倡导低碳的政策引导下，天然气作为绿色燃料,在气体质量、输送使用、环境保护、减少大气污染等方面有着无法比拟的优越性。
为使煤炭与天然气的优劣势更直观，现将煤炭、天然气作为燃料进行下列综合比较。
为便于计算，在使用量及价格方面，采用国际统一标准的能量单位—-标准煤与天然气进行比较。
但由于标煤是一个能量单位，没有各类成分含量的具体数据.故通常以与标煤能量接近的焦炭计算其各类大气污染物的排放量.现取标煤热值为29。
308MJ/kg，天然气热值为35。
3MJ/Nm3,并假定标煤价格为900元/吨。
则在两者燃烧效率相等的条件下，燃烧一吨标煤相当于燃烧830 Nm3的天然气，此时相对应的天然气价格为1.08元/ Nm3。
若以煤的燃烧效率为40%，天然气的燃烧效率为90％计算,则燃烧一吨标煤相当于燃烧369 Nm3的天然气，此时相对应的天然气价格为2。
44元/ Nm3。
另有对照表如下：不同燃烧效率下天然气价格对照表单位:元/ Nm3注：以上天然气价格为标煤价格为900元/吨时相对应的价格.经过使用量及价格方面的比较后，现再从环境污染角度将两种燃料进行对比。
天然气作为绿色能源，其在上游就已经过净化,几乎不含硫。
其完全燃烧后的产物可近似认为仅含二氧化碳和水。
经计算，1标米立方的天然气(甲烷含量按96％计算，其余4％按杂质考虑；天然气密度为0。
煤层气的认识
压裂增产措施方面：由于煤储层具有松软、割理发育、表面积大、吸附性强、压力低等与油藏储层不同的特性，由此而引起的高注入压力、复杂的裂缝系统、砂堵、支撑剂的嵌入、压裂液的返排及煤粉堵塞等问题，使得煤层气井用压裂液与油气田压裂液存在着差异，主要表现在:（1）由于煤岩的表面积非常巨大，具有较强的吸附能力，要求压裂液同煤层及煤层流体完全配伍，不发生不良的吸附和反应；（2）煤层割理发育，要求压裂液本身清洁，除配液用水应符合低渗层注入水水质要求外，压裂液破胶残渣也应较低，以避免对煤层孔隙的堵塞；（3）压裂液应满足煤岩层防膨、降滤、返排、降阻、携砂等要求。
对于交联冻胶压裂液，要求其快速彻底破煤层气压裂目前一般不用冻胶，对地层的伤害较大，现在一般用活性水；油气井多用瓜胶水基压裂液。
煤层气压裂支撑剂一般用石英砂；油气井支撑剂一般用陶粒。
煤层气井的施工破裂压力远远低于一般的油气井。
煤层气井的施工排量（山西8方/分）大，一般油气井的施工排量小，一般3-5方/分以上只是个人施工中的感受，请大家积极参与讨论煤层气与常规天然气开采相比主要异同如下：1、相同点①气体成分大体相同：煤层气主要由95%以上的甲烷组成，另外5%的气体一般是CO2或氮气，；而天然气成分也主要是甲烷，其余的成分变化较大。
②用途相同：两种气体均是优质能源和化工原料，可以混输混用。
2、不同点①煤层气基本不含碳二以上的重烃，产出时不含无机杂质，天然气一般含有含碳二以上的重烃，产出时含无机杂质；②在地下存在方式不同，煤层气主要是以大分子团的吸附状态存在于煤层中，而天然气主要是以游离气体状态存在于砂岩或灰岩中；③生产方式、产量曲线不同。
煤层气是通过排水降低地层压力，使煤层气在煤层中解吸-扩散-流动采出地面，而天然气主要是靠自身的正压产出；煤层气初期产量低，但生产周期长，可达20-30年，天然气初期产量高，生产周期一般在8年左右；④煤层气又称煤矿井斯，是煤矿生产安全的主要威胁，同时煤层气的资源量又直接与采煤相关，采煤之前如不先采气，随着采煤过程煤层气就排放到大气中，据有关统计，我国每年随煤炭开采而减少资源量190亿m3以上，而天然气资源量受其他采矿活动影响较小，可以有计划地控制。
煤层气基础知识(整理)
1.1. 煤层气的定义和基本特征从矿产资源的角度讲，煤层气是以甲烷为主要成分（含量＞85%），是在煤化作用过程中形成的，储集在煤层气及其临近岩层之中的，可以利用开发技术将其从煤层中采出并加以利用的非常规天然气。
对煤层气而言，煤层既是气源岩，又是。
煤层具有一系列独特的物理、化学性质和特殊的岩石力学性质，因而使煤层气在贮气机理、孔渗性能、气井的产气机理和产量动态等方面与常规天然气有明显的区别（详见表1.1），表现出鲜明的特征。
资料来源：张新民中国煤层气地质与资源评价2002年1.2. 煤层气生成1.2.1. 煤层气成因类型及形成机理从泥炭到不同变质程度煤的形成过程中，都有气体的生成。
根据气体生成机理的不同，可以将煤层气的成因类型分为生物成因和热成因两类。
生物成因气主要形成于煤化作用的未成熟期，而热成因气主要形成于煤化作用的成熟期和过成熟期。
1.2.1.1. 生物成因气生物成因气主要由甲烷组成，它是由各种微生物的一系列复杂作用过程导致有机质发生降解作用而形成。
生物成因气又可以根据产生阶段的不同分为原生生物气和次生生物气。
（1）原生生物气原生生物气是在煤化作用早期（R0<0.5%），在较低的温度下（一般低于50 0C），在煤层埋藏较浅处（<400m），在细菌的参与和作用下，微生物对有机质发生分解作用而形成的以CH4为主要成分的生物生成气。
在原生物生成气生成的具体途径和方式有两种，一种是由CO2还原而成；另一种由甲基类发酵（一般为醋酸发酵）而成。
生物气的形成应具备的主要条件是：①缺氧环境；②低硫酸盐浓度；③低温；④丰富的有机质；⑤高PH值；⑥足够的空间。
（2）次生生物气Rice（1981）和Scott（1994）等人认为在近地质时期，煤层被抬升，活跃的地下水系统和大气淡水形成了微生物活动的有利环境，在相对较低的温度下，微生物降解和代谢煤层中已经形成的湿气、甲烷和其它有机化合物，生成次生物成因气（主要是CO2和CH4）。
煤层气与常规天然气对比
CBM
区域盖层 储层
Q供
天然气运聚动平衡地质概念模型 天然气藏的形成是动态平衡过程，供给和散失始终同时进行。 只有当Q供>= Q散时，气藏才能够形成并保存。
三、成藏过程与富集机制
动态平衡控制气藏聚集量
生气量
CBM
缓慢受热成熟型
总量很大，生气时间长
Q散> Q供，聚集量小，不利于成藏
时间
生气量
早期快熟型
李雅庄 恩洪
Ro(%)
0.6
0.4
-250
新集 沁水
0.2 0.0
-80
-150 0 / 00 -200 W, O -250 M
-70
)
d 13
-60
C1(PDB, 0/
-50
-40
00 )
-30
-300
C dD
H4
(S
-300 -85 -75 -65 -55 -45
热降解气 热降解气
-35 -25
源岩母质 源岩演化程度
CBM
后期改造作用
解吸作用 生物作用 水动力作用
解吸作用
CBM
解析过程中碳同位素变化图(数据来源:戴金星,1986) 样品:冀中苏桥13井山西组煤芯(Ro=0.61%) -30 -32 -34 -36 -38 -40 -42 -44 -46 -48 第一瓶气 第二瓶气 第三瓶气 第四瓶气
宋 岩 柳少波 Yan Song Shaobo Liu
中国石油天然气集团公司 盆地构造与油气成藏重点实验室
Key Laboratory of Basin Structure & Hydrocarbon Accumulation (KLBSHA) of CNPC Oct, 2009 Beijing
煤层气与常规天然气比较
煤层气与常规天然气比较一、特点比较1、相同点①气体成分大体相同：煤层气主要由95%以上的甲烷组成，另外5%的气体一般是CO2或氮气，；而天然气成分也主要是甲烷，其余的成分变化较大。
② 用途相同：两种气体均是优质能源和化工原料，可以混输混用。
2、不同点① 煤层气基本不含碳二以上的重烃，产出时不含无机杂质，天然气一般含有含碳二以上的重烃，产出时含无机杂质；② 在地下存在方式不同，煤层气主要是以大分子团的吸附状态存在于煤层中，而天然气主要是以游离气体状态存在于砂岩或灰岩中；③ 生产方式、产量曲线不同。
煤层气是通过排水降低地层压力，使煤层气在煤层中解吸-扩散-流动采出地面，而天然气主要是靠自身的正压产出；煤层气初期产量低，但生产周期长，可达20-30年，天然气初期产量高，生产周期一般在8年左右；④ 煤层气又称煤矿井斯，是煤矿生产安全的主要威胁，同时煤层气的资源量又直接与采煤相关，采煤之前如不先采气，随着采煤过程煤层气就排放到大气中，据有关统计，我国每年随煤炭开采而减少资源量190亿m3以上，而天然气资源量受其他采矿活动影响较小，可以有计划地控制。
二、储藏方式比较常规气藏煤层气储层1、埋深有深有浅，一般大于1500米一般小于1500米2、资源量计算不可靠较可靠3、勘探开发开发模式滚动勘探开发或先勘探后开发滚动勘探开发4、储气方式圈闭，游离气吸附于煤系地层中（大部分）5、气成分烃类气体，主要是C1—C495%以上是甲烷6、储层孔隙结构多为单孔隙结构，双孔隙结构，微孔和裂隙发育7、渗透性渗透率较高，对应力不敏感渗透率较低，对应力敏感8、开采范围在圈闭范围内大面积连片开采9、井距大，可采用单井，一般用少量生产井开采小，必须采用井网，井的数量较多10、储层压力超压或常压欠压或常压11、产出机理气体在自然压力下向井筒渗流，井口压力大需要排水降压，气体在压力下降后解吸，在微孔中扩散，然后经裂隙渗流到井筒12、初期单井产量高低13、增产措施一般不需要一定需要14、钻井及生产工艺较简单较复杂，需要人工提升排水采气。
煤层气与常规天然气测试技术的异同
面 。 目前 ， 国家重 大专 项 外 ， 持项 目仍 然偏 少 。 除 支
在 这 些 技 术 的 研 究 中 ， 层 气 测 试 技 术 始 终 占有 重 煤
要的地位 ， 其原 因在 于试 井是 油 气资 源 以及 煤层 气 资源 开发者 了解 生产状况 的主要动态 手段之 一 。 无 论是煤 层 气 的勘探 ， 还是 煤 层气 的开 发都 离 不开煤层气 试井 ， 其在煤层 气开发 的 中后期 ， 尤 由于
பைடு நூலகம்
层气 的赋存 特征 ， 以及 不 同开 发 阶段 的流 体 分布 及
流 动 特 征 等 方 面 论 述 了 煤 层 气 与 常 规 天 然 气 测 试 技
【 金 项 目］ 本 研究 得 到 国 家 重大 专 项 “ 型气 田及煤 层 气 开 发 ” 项 支 持 ， 题 编 号 ２ ０ Ｚ ０ ０ ８ ０ 。 基 大 专 课 ０ ９ Ｘ ５ ３ ０ １
摘 要 煤 层 气 测 试 资 料 的 分 析 成 果 对 确 定 煤 层 气 的 排 采 制 度 和 制 订 合 理 的 开 发 方 案是 至 关 重
要的 ， 究该 问题 的 目的在 于解决 目前 只能利用 常规方 法进 行测试 、 研 常规 软件进行 测试 资料解释 的 问题。煤储 层在 成份 、 结构及其 物理力 学性质上 与常规储层 （ 如砂 岩） 有着 明显 的差异 ； 煤层 气 的赋 存 和采 出机理 与砂岩 中天然 气也有着本质 区别 。要获取煤 层准确参 数 、 正确评价煤 层 ， 必须 研 究煤 层 气测试 的相 关理论方 法。但 目前 对煤层 气测试 的认识较少 。从 常规天然 气测试 与煤层 气测试 的 差 异对 比的角度 出发 ， 出了煤层 气测试 的诸 多特 征。从研 究对象 的储层特 征 、 给 煤层 气 的赋 存特征
煤层气藏与天然气藏
由于煤层气的生产动态受煤层的吸附特性和扩散作用控制,其动态 规律比常规砂岩气井的要复杂得多。在气产量上升和稳定阶段,其 产量随时间的变化规律也与常规气井的不同,很难用一个简单的动 态模型说明其生产动态过程,一般需要使用在常规黑油裂缝模型上 改进的煤层气藏模型。当煤井进入递减阶段,地层中的水接近束缚 水饱和度,产水量很少,可以看成是一口产少量水的干气井。从而一 些常规气井的分析方法可以用于计算煤层气井的产气量。 3 其它方面的差异 3.1 储量评价 煤层气储量是煤层气藏勘探开发的基础,正确地计算煤层气储量是 开发过程中一项重要工作。常用于储量计算的方法有容积法和物 质平衡法。由于在煤层气藏中气体以近似于液态的吸附相存储于 煤中,这时的常规气藏的孔隙体积法不能用于煤层气藏的储量计算。 煤层气和煤资源的估计直接与净煤厚度、含气量、煤密度、和灰 分量有关,而与煤阶、结构、水文和地形有间接关系。储量计算可 采用下面的Scott公式
3.2 生产曲线 与常规砂岩储层的下降曲线有所不同,煤储层的生产曲线为负下降曲线,即 产气量先上升,达到高峰后再缓慢下降,可持续很长的开采期。 3.3 压裂 对于常规砂岩储层,只有当渗透率很低时,才需进行压裂,从而产生新的裂 缝,处理压力也较低; 煤储层则一般都需要压裂,使得原有裂缝变宽,其处理 压力较高,压裂液滤失量也较大。 3.4 井间干扰 在常规砂岩气藏中,井间干扰表现为通过邻井注气,保持地层压力以达到稳 产。而煤层气藏的井间干扰主要表现为通过邻井排水加速压力均衡下降, 产出更多的气。另外,泥浆和水泥对煤储层的伤害要比常规储层严重得多, 应尽力避免。 综上，煤层气藏与常规气藏不同之处： (1)地质特征差异较大。煤层气藏属于流体圈闭气藏,煤储层既是生产层又 是储气层,且为双重孔隙结构(独特的割理系统),这为合理地采用钻井、完 井等作业方法进行煤层气藏开采提供了有利的帮助。 (2)储层特征参数较低。渗透率、孔隙度等与常规颀长相比很低,参数煤储 层的储气能力小,这对煤储层的开采方式以及在气藏工程研究提供了更多 的理论依据。 (3)煤层气具有特殊的运移机理。煤层气主要以吸附方式存储于煤层;以扩 散形式进入微裂缝;在自然裂缝中流动遵循达西定律。
煤层气与常规天然气的区别
态运移出煤层，或者逸散或者成为常规天然气的重要气源 。
4．次生生物气生成阶段
次生生物成因气是一种因后期细菌分解有机质生成的以甲烷为主的气体。 机理：深埋的煤层被抬升到地表浅部，温度降低到小于50°C，含有富 足单细胞杆菌群的地表水，沿裂隙向煤层渗透，在缺乏硫酸盐的半咸水或 淡水(低pH值) 还原环境中，使煤分解为简单的有机质，再经厌氧细菌的分 解作用形成CO2和H2，CO2和H2在甲烷菌的合成作用下生成了甲烷。次 生成因的生物气，也可以成为一种重要的煤层气资源。
5、煤气发生率
常用煤气发生率或视煤气发生率来表示。 所谓煤气发生率指从泥炭阶段到某一煤阶，每吨煤所生成的烃类气体的总 量(体积)； 视煤气发生率是指从褐煤到某一煤阶，每吨煤所生成的烃类气体的总量 (体积)。 煤气发生率与有机组分的性质和丰度、煤阶等因素有关。不同的煤有不同 的煤气发生率(表)。煤气发生率一般是通过实验室热模拟获得，不同作者 因实验条件和计算方法不同，煤气发生率有很大差别。
4．硫化氢H2S
硫化氢是无色、微甜、有臭(臭蛋味)气体，比重1.19，具高溶解度。硫化 氢亦为剧毒气体，当含量达0.0001％一0.0002％时，可嗅到臭蛋味；达 0.0027％时，味最浓；超过0.0027％时，可使嗅觉失灵；达0.01％一 0.015％时，出现中毒症状；达0.05％时，半小时内可使人失去知觉。
2.2 煤层气的生成 2.2.1 煤层气及生成机制 Scott(1994)依据镜质组反射率值和产烃量，将煤层气生成过 程分为9个阶段，此方案反映了煤成烃量的变化过程；
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生意社9月27日讯煤层气产业是近二十多年来在世界上崛起的新兴产业。
煤层气是一种以吸附状态为主、生成并储存于煤层及其围岩中的甲烷气体，发热量大于8100大卡/m3，与常规天然气相比主要异同如下：
1、相同点
①气体成分大体相同：
煤层气主要由95%以上的甲烷组成，另外5%的气体一般是CO2或氮气，；而天然气成分也主要是甲烷，其余的成分变化较大。
②用途相同：
两种气体均是优质能源和化工原料，可以混输混用。
2、不同点
①煤层气基本不含碳二以上的重烃，产出时不含无机杂质，天然气一般含有含碳二以上的重烃，产出时含无机杂质；②在地下存在方式不同，煤层气主要是以大分子团的吸附状态存在于煤层中，而天然气主要是以游离气体状态存在于砂岩或灰岩中；③生产方式、产量曲线不同。
煤层气是通过排水降低地层压力，使煤层气在煤层中解吸-扩散-流动采出地面，而天然气主要是靠自身的正压产出；煤层气初期产量低，但生产周期长，可达20-30年，天然气初期产量高，生产周期一般在8年左右；④煤层气又称煤矿井斯，是煤矿生产安全的主要威胁，同时煤层气的资源量又直接与采煤相关，采煤之前如不先采气，随着采煤过程煤层气就排放到大气中，据有关统计，我国每年随煤炭开采而减少资源量190亿m3以上，而天然气资源量受其他采矿活动影响较小，可以有计划地控制。
表格归纳如下：
各项常规气藏煤层气储层
1、埋深有深有浅，一般大于1500米一般小于1500米
2、资源量计算不可靠较可靠
3、勘探开发开发模式滚动勘探开发或先勘探后开发滚动勘探开发
4、储气方式圈闭，游离气吸附于煤系地层中(大部分)
5、气成分烃类气体，主要是C1—C495%以上是甲烷
6、储层孔隙结构多为单孔隙结构，双孔隙结构，微孔和裂隙发育
7、渗透性渗透率较高，对应力不敏感渗透率较低，对应力敏感
8、开采范围在圈闭范围内大面积连片开采
9、井距大，可采用单井，一般用少量生产井开采小，必须采用井网，井的数量较多
10、储层压力超压或常压欠压或常压
11、产出机理气体在自然压力下向井筒渗流，井口压力大需要排水降压，气体在压力下降后解吸，在微孔中扩散，然后经裂隙渗流到井筒
12、初期单井产量高低
13、增产措施一般不需要一定需要
14、钻井及生产工艺较简单较复杂，需要人工提升排水采气
会议通知：
09年是我国煤制天然气、煤层气产业发展最为重要的一年，随着国家石化振兴规划的出台，煤制天然气、煤层气产业俨然列入国家重点支持的产业名单。
大唐国际的煤制天然气项目得到了国家发改委的批复，神华集团、新汶矿业、庆华集团的煤制天然气项目也先后奠基；联盛和中华煤气的煤层气液化项目也纷纷建成投产。
还有很多公司的相关项目也已提上日程。
我国的煤制天然气、煤层气产业得到了业内广泛的关注。