煤层气开发与利用

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煤炭资源的煤层气开发与利用

煤炭资源的煤层气开发与利用

煤炭资源的煤层气开发与利用煤炭是我国最重要的能源资源之一,而煤层气则是煤炭资源的重要组成部分。

煤层气是一种天然气,在煤炭矿井中存在,通过开采可以转化为清洁能源。

本文将探讨煤层气的开发与利用,并探究其重要性和可持续性发展。

一、煤层气开发的背景与现状中国拥有丰富的煤层气资源,其开采与利用具有重要的战略意义。

煤层气的开发可以提供清洁能源,减少对石油和天然气的依赖,促进能源结构的优化与升级。

目前,中国的煤层气储量居世界第一,但开发利用率却不高,亟需加大开发力度。

二、煤层气开发的技术与方法煤层气开发主要采用的技术有水平挖掘、水平井钻探、压裂注水以及煤层气井的钻探等。

其中,水平挖掘技术是最主要且最具发展潜力的开采技术之一,通过在煤层中挖掘水平巷道,实现煤层气的有效开采和提高开采率。

此外,压裂注水技术在煤层气开发中也占有重要地位,通过向煤层注入水和一定压力,破坏煤层的微细裂缝,提高煤层气的渗透性和产能。

三、煤层气的利用与应用领域煤层气作为一种清洁能源,广泛应用于工业、民生和交通等多个领域。

在工业方面,煤层气可以用于发电、制造化工产品等。

在民生方面,煤层气可以用于居民供暖和炊事。

在交通方面,煤层气可以用于汽车燃料,减少对传统燃油的消耗,提高能源利用效率。

四、煤层气开发与环境保护煤层气开发与利用需要兼顾经济效益与环境保护。

在开采过程中,需要加强环境监测和治理,避免地质灾害和水源污染等问题。

此外,煤层气开发也应注重提高煤层气的利用率,减少排放,优化能源结构,推动可持续发展。

五、煤层气开发的挑战与机遇煤层气开发面临着诸多挑战,如地质条件复杂、技术难度高和投资回报周期长等。

然而,正视这些挑战,加大科研力度,推动技术创新,改善开采条件,加大政策支持,可以使煤层气开发迎来更多机遇,推动我国能源结构的升级和转型。

六、煤层气开发的前景展望煤层气的开发与利用是我国能源领域的重要战略选择。

我国在煤层气开发方面已经取得了一定的成绩,但与世界先进水平相比仍有差距。

煤层气勘探、开发、利用方案(四)

煤层气勘探、开发、利用方案(四)

煤层气勘探、开发、利用方案一、实施背景煤炭资源是我国最重要的能源资源之一,但传统煤炭开采方式存在环境污染、安全事故等问题。

为了解决这些问题,我国开始大力发展煤层气勘探、开发、利用,以实现煤炭资源的高效利用和经济转型升级。

二、工作原理煤层气是指在煤层中存在的天然气,其开采方式主要包括水平井和竖井两种方式。

水平井是通过在煤层中钻探一条水平井道,然后在井道中进行煤层气开采;竖井则是通过在地面钻探一条竖井,然后在煤层中进行煤层气开采。

煤层气勘探、开发、利用方案的工作原理主要包括以下几个步骤:1. 勘探:通过地质勘探、测井、地震勘探等手段,确定煤层气的分布、储量、品质等。

2. 开发:根据勘探结果,选择合适的开采方式,进行井口建设、井下设备安装等工作,实现煤层气的开采。

3. 利用:将开采得到的煤层气进行处理、运输、利用,包括发电、供热、工业燃料等。

三、实施计划步骤1. 勘探阶段:确定煤层气的分布、储量、品质等,选择合适的开采方式。

2. 开发阶段:进行井口建设、井下设备安装等工作,实现煤层气的开采。

3. 利用阶段:将开采得到的煤层气进行处理、运输、利用,包括发电、供热、工业燃料等。

四、适用范围煤层气勘探、开发、利用方案适用于我国煤炭资源丰富的地区,如山西、陕西、内蒙古等地。

五、创新要点1. 采用先进的勘探技术,提高勘探效率和准确度。

2. 采用先进的开采技术,提高煤层气开采效率和安全性3. 采用先进的利用技术,提高煤层气利用效率和环保性。

六、预期效果1. 实现煤炭资源的高效利用,提高能源利用效率。

2. 促进经济转型升级,推动产业结构调整。

3. 减少煤炭开采对环境的影响,保护生态环境。

七、达到收益1. 提高煤炭资源的利用效率,降低能源生产成本。

2. 推动相关产业的发展,提高就业率。

3. 促进经济转型升级,提高经济发展水平。

八、优缺点优点:1. 实现煤炭资源的高效利用,提高能源利用效率。

2. 促进经济转型升级,推动产业结构调整。

2024年煤层气开发利用工作计划

2024年煤层气开发利用工作计划

2024年煤层气开发利用工作计划一、工作目标1. 推动煤层气开发利用工作取得明显进展,提高煤层气开采率和利用率;2. 加快煤层气开发技术的研发和应用,提高采气能力和效率;3. 提升煤层气开发利用的环境保护能力,保障生态环境的可持续发展。

二、工作内容1. 优化煤层气资源布局。

开展煤层气资源调查评价工作,完善资源储量评估体系。

通过资源勘探和评价工作,确定新的煤层气开发区域,优化资源布局。

2. 加强煤层气开发技术研究。

加大对煤层气勘探和开发技术的研发投入,提高开发效率和成本控制能力。

加强煤层气勘探技术研究,提高勘探准确率;加大煤层气开采技术研究,提高采气能力和经济效益。

3. 完善煤层气开发政策体系。

进一步完善煤层气开发的政策法规,推动煤层气开发利用的政策环境更加有利。

加强煤层气开发的规划和管理,建立健全长效机制,加强监管和约束。

4. 提高煤层气利用效率。

加强煤层气利用技术研究,推广应用煤层气直接利用和发电联产技术,提高煤层气利用效率。

加强煤层气利用的配套设施建设,构建完善的煤层气输送、储存和分配系统。

5. 加强煤层气环境保护工作。

加大对煤层气开发对环境的影响研究,制定并完善煤层气环境保护政策。

加强对煤层气开发过程中的环境监测和治理工作,保障生态环境的可持续发展。

6. 加强煤层气开发利用的宣传和培训。

加大对煤层气开发利用的宣传和培训力度,提高煤层气投资者和从业人员的认识和能力。

组织开展相关培训班和研讨会,推动煤层气开发利用技术和经验交流。

三、组织实施1. 建立健全工作机制。

建立煤层气开发利用的工作协调机制,明确各部门的责任和职责,加强协同配合。

2. 加大投入力度。

加大对煤层气开发利用工作的投入,提供足够的资金和技术支持,保障工作的顺利实施。

3. 强化监测和评估。

建立完善的煤层气开发利用监测和评估体系,及时掌握工作进展情况,发现和解决问题。

4. 加强宣传和培训。

组织开展各种形式的宣传活动,提高社会对煤层气开发利用的认识和支持。

煤的煤层气开采与利用

煤的煤层气开采与利用

煤的煤层气开采与利用煤层气是指在煤矿开采过程中,由于地下煤层内煤体的热解和气体吸附释放而形成的一种可燃气体。

它是一种清洁能源,具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。

本文将从煤层气的开采技术、利用途径和发展前景等方面进行探讨。

一、煤层气的开采技术煤层气的开采技术主要包括钻井、煤层气抽采和煤层气集输等环节。

首先,通过钻井技术进入煤层,获取煤层气的信息。

然后,利用煤层气抽采技术,将煤层气从煤层中抽出。

最后,通过煤层气集输技术,将煤层气输送到使用地点。

目前,煤层气开采技术已经相对成熟,但仍存在一些挑战。

例如,煤层气抽采过程中会产生大量的煤层水,对环境造成一定的影响。

因此,如何有效处理煤层水成为煤层气开采过程中的一个重要问题。

二、煤层气的利用途径煤层气的利用途径主要包括发电、供热和化工等领域。

首先,煤层气可以用于发电,通过燃烧煤层气产生蒸汽驱动发电机发电。

这种方式不仅能够提供电力,还能减少对传统煤炭资源的依赖,减少环境污染。

其次,煤层气还可以用于供热。

煤层气的热值高,可以作为供暖燃料使用。

这对于一些寒冷地区来说,是一种非常有效的供热方式。

同时,利用煤层气供热还可以减少对天然气等传统能源的需求,提高能源利用效率。

此外,煤层气还可以用于化工领域。

煤层气中含有丰富的甲烷等有机物,可以作为化工原料进行加工利用。

例如,可以通过甲烷制取合成气,再进行合成氨、合成甲醇等化工产品的生产。

三、煤层气的发展前景煤层气的发展前景十分广阔。

首先,煤层气是一种清洁能源,相对于传统煤炭资源的开采和利用,煤层气的碳排放量要低得多。

因此,煤层气在应对气候变化和保护环境方面具有重要意义。

其次,煤层气的储量丰富。

中国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一,煤层气的储量也非常庞大。

据统计,中国的煤层气资源储量约为3000亿立方米,占全球总储量的30%以上。

这为煤层气的开采和利用提供了巨大的潜力。

另外,煤层气的利用还能够促进地方经济发展。

煤层气开采和利用需要大量的投资和人力资源,可以带动当地就业和经济增长。

煤层气开发利用工作计划

煤层气开发利用工作计划

煤层气开发利用工作计划煤层气开发利用工作计划一、工作目标和目标规划1.目标规划:在规定的时间内建立一套完善的煤层气开发利用管理系统,解决煤矿煤层气排放问题,合理利用煤层气资源。

2.实现目标:主要通过以下措施实现目标:(1)规划项目成本预算、人力资源配置、市场营销等信息化系统;(2)确立煤层气掘进、采出、排放、利用等工作流程;(3)制定煤层气开采、利用技术标准,加强技术攻关,提升开采效率和经济效益;(4)开展煤层气利用技术研发,加强新能源的开发创新;(5)制定煤层气开发利用的安全管理制度,强化安全生产管理体系。

二、工作任务和时间安排1.工作任务:(1)制定煤层气开采、利用技术标准和安全管理制度;(2)开采煤层气,全面利用煤层气资源;(3)建立煤层气开发利用的市场贸易体系,打通项目建设与市场营销的渠道;(4)加强技术攻关和新能源的开发;(5)积极应对煤层气开发利用面临的挑战,评估项目风险,准确掌握市场情况。

2.时间安排:(1)制定煤层气开采、利用技术标准和安全管理制度,2个月;(2)开采煤层气全面利用煤层气资源,1-5年;(3)建立煤层气开发利用的市场贸易体系,打通项目建设与市场营销的渠道,6个月;(4)加强技术攻关和新能源的开发,6个月-1年;(5)积极应对煤层气开发利用面临的挑战,评估项目风险,准确掌握市场情况,每季度进行一次评估和调整。

三、资源调配和预算计划1.资源调配:(1)人力资源:招聘专业人才和经验丰富的管理人员;(2)技术资料:调集行业内煤层气开发利用相关技术资料;(3)资金保障:通过银行贷款、股权融资等方式为项目提供资金保障。

2.预算计划:(1)项目建设方面:2000万元;(2)人力资源方面:500万元;(3)市场营销方面:100万元;(4)技术研发方面:300万元;(5)安全生产方面:100万元;(6)项目风险管理方面:100万元;总预算:3100万元。

四、项目风险评估和管理1.风险评估:(1)对可能出现的市场、技术、安全、资金等方面的风险进行评估分析;(2)对已有的风险进行实地考察,找出潜在的风险并制定应对措施。

浅谈煤层气的开发与利用

浅谈煤层气的开发与利用

浅谈煤层气的开发与利用【摘要】煤层气是一种宝贵而清洁的能源,有很大的利用价值,加大对煤层气的开发利用,形成煤层气产业将对国民经济发展起到巨大的推动作用。

其带来效益可以缓解国民经济发展中能源的供求矛盾,使我国的能源结构得到改善,使煤矿瓦斯所带来的灾害降低,对改善大气环境和促进我国社会与经济的协调可持续发展等方面都具有重大的现实意义和战略意义。

尤其是在当前国际国内经济高速发展、能源日渐短缺、环境压力和煤矿安全生产的严峻形势下,煤层气有效、合理的开采工作显得更加急迫与重要。

【关键词】煤层气产业煤层气开发利用1 引言中国明确提出要把煤层气作为第二煤炭资源进行开发,加大对煤层气的开采利用力度,发展煤层气产业。

煤层气作为宝贵而清洁的能源,其所带来的产业将对国民经济发展起到巨大的推动作用,可谓是利国利民。

据国家开发和改革委员会制定的“煤层气开发利用‘十二五’规划”,今后将逐步建立煤层气和煤矿开发利用的产业体系。

故加大对煤层气开发利用的研究具有很大的现实和经济意义。

2 煤层气的介绍煤层气是和煤炭伴生,以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气,它的主要成分是CH4(甲烷),人们俗称为“瓦斯”,煤层气热值是通用煤的2-5倍,主要成分为甲烷。

1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤,其热值与天然气相差不多,因此可以和天然气混输混用,并且燃烧后很洁净,几乎不产生任何废气,在工业、化工、发电和居民生活燃料中占据优势地位。

煤矿瓦斯爆炸事故的根源是当煤层气空气浓度达到5%-16%时遇明火爆炸。

如果将煤层气直接排放到大气中,它的温室效应约为二氧化碳的21倍,对生态环境具有极强的破坏性力。

如果在采煤之前先开采煤层气,煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。

煤层气的开发利用可以获得一举多得的功效,例如:通过提高瓦斯事故防范水平,从而具有安全效应;能够有效减排温室气体,产生良好的环保效应;同时作为一种高效、洁净能源,将其商业化会带来巨大的经济效益。

煤层气开发与利用

煤层气开发与利用

第一节
煤层气储层的特征
煤储层空隙结构特征与常规油气储层空隙结构特征对比示意图
第一节
煤层气储层的特征
煤的孔隙相差很大,大到数微米基的裂缝,小到 连氮分子(直径为0.178nm)都无法通过。
煤层气藏储层孔隙大小分类
第一节

煤层气储层的特征
煤层气储层裂隙特征
裂隙是煤中自然形成的,在总结前人对裂隙分类 的基础上,苏现波按照裂隙的形态和成因将煤裂隙分 面割理(主内生裂隙) 为三类:
第二节
2、吸附状态
煤层气的特征
在煤的内表面上分子的吸引力一部分指向煤的内 部,已达到饱和,而另一部分指向空间,没有饱和, 于是就在煤的表面产生吸附场,吸附周围的气体分子。 这种吸附属于物理现象,是100%的可逆过程。在一定 条件下,被吸附的气体分子与煤的内表面脱离,叫做 解吸,并进入游离相。呈吸附状态的天然气可占70%95%。由此可见,天然气在煤层中的储集主要依赖于 吸附作用,而不依赖于是否有储集气体的常规圈闭存 在,因而与常规砂岩中天然气的储集有本质上的区别。
第三节
煤层气的生成机理
高挥发分烟煤—中挥发分烟煤—低挥发分烟煤( 相当于我国的长焰煤—瘦煤(0.5 %< Rmax<1.9%)) 为成熟阶段,在热解作用下有机质开始大量生烃。在 中挥发分烟煤阶段,热成因甲烷增量达到最大值,重 烃产率也出现高峰时期。这一阶段是热成因甲烷生成 的主要阶段。半无烟煤、无烟煤和超无烟煤(相当于 我国的贫煤和无烟煤(Rmax<1.9%))为过成熟阶段, 由于有机质芳构化程度和苯环缩聚大大加强,大部分 富氮侧链脱落,加之前期生成的大分子烃类在高温下 裂解,都形成甲烷。因此,甲烷是此阶段的主要产物。
第一节

煤层气储层的特征

煤层气开发与利用技术研究进展

煤层气开发与利用技术研究进展

煤层气开发与利用技术研究进展煤层气是一种被广泛开发和利用的清洁能源,具有丰富的储量和广泛的分布。

随着全球对清洁能源需求的不断增长,煤层气的开发与利用技术也得到了快速发展。

一、煤层气开发技术的进展煤层气开发技术主要包括煤层气勘探、开采和提取等环节。

在煤层气勘探方面,传统的勘探方法主要依靠地震勘探和钻探技术,但这些方法成本高、效率低。

近年来,随着地球物理勘探技术的发展,如地震反演技术和三维地震勘探技术的应用,使得煤层气的勘探更加精确和高效。

在煤层气开采方面,传统的开采方法主要是煤层气抽采和煤层气热解。

然而,这些方法存在着煤层气资源浪费和环境污染等问题。

为了提高煤层气开采效率和减少环境影响,煤层气开采技术也在不断创新。

例如,利用水力压裂技术可以增加煤层气的产量,而利用CO2注入技术可以提高煤层气的采收率。

在煤层气提取方面,传统的提取方法主要是通过煤层气井将煤层气抽取到地面。

然而,这种方法存在着煤层气井的建设和维护成本高的问题。

为了降低成本和提高效率,煤层气提取技术也在不断创新。

例如,利用水平井和多级压裂技术可以提高煤层气的产量和采收率。

二、煤层气利用技术的进展煤层气的利用主要包括发电、供热和化工等领域。

在煤层气发电方面,传统的发电技术主要是燃煤发电和燃气发电。

然而,这些方法存在着煤炭资源浪费和环境污染等问题。

为了提高发电效率和减少环境影响,煤层气发电技术也在不断创新。

例如,利用煤层气联合循环发电技术可以提高发电效率,而利用煤层气气化发电技术可以减少污染物排放。

在煤层气供热方面,传统的供热技术主要是燃煤供热和燃气供热。

然而,这些方法存在着煤炭资源浪费和环境污染等问题。

为了提高供热效率和减少环境影响,煤层气供热技术也在不断创新。

例如,利用煤层气热泵供热技术可以提高供热效率,而利用煤层气直接供热技术可以减少能源损失。

在煤层气化工方面,传统的化工技术主要是燃煤化工和燃气化工。

然而,这些方法存在着煤炭资源浪费和环境污染等问题。

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煤层气开发与利用薛学良1(郑州大学化工与能源学院,河南郑州450001)摘要:对煤层气性质、开发与利用的意义、煤层气重特大事故统计、资源分布情况、煤层气利用技术及可行性、利用应用点等进行分析和阐述。

关键词:煤层气;开发与利用引言煤矿瓦斯事故是煤矿安全生产的最大威胁之一。

我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%,瓦斯事故频繁,每年因瓦斯灾害造成的死亡人数达2000人以上。

仅根据最近15年的统计,因瓦斯事故而死亡的人数约占煤炭行业工伤事故死亡人数的30-40%,占重大事故的70-80%,直接经济损失超过500亿元。

瓦斯事故造成的人员伤亡和巨大经济损失,在社会上形成很大负面影响。

另在市场热点显得难以为继的背景下,七大战略产业(节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车)无疑将成为新兴奋点。

窥全豹之一斑,有效的开发利用煤层气尤显意义非凡。

1)可从根本上防止煤矿瓦斯事故的发生、改善煤矿安全生产,提高经济效益。

2)可变害为宝,把煤炭开采过程中产生的煤层气有效利用,在一定程度上改善我国的能源结构,增加洁净的气体能源,弥补我国常规天然气在地域分布和供给量上的不足。

21世纪是煤层气大发展的时代,煤层气是我国常规天然气最现实、可靠的替代能源。

具有重大战略意义。

3)可避免因采煤造成煤层气这种不可再生资源的浪费,还在减少温室气体排放、改善大气环境方面具有非常重要意义。

4)可带动运输、钢铁、水泥、化工、电力、生活服务等相关产业的发展,增加就业机会,促进当地经济的发展。

煤层气是一种新兴能源,在现如今低碳减排、节能减排的大潮中,煤层气必将成为一个新的热门研究方向,相对而言,煤层气这一新兴词汇还不被大众了解,我们的基本思路是:希望通过我们所了解的知识和资料,结合专业学科特色及教师项目选题写一篇关于煤层气的科技论文,让大众了解这一新兴产业。

弱水三千,我只取一瓢饮。

专注,专一,只为更专业!作为准化工人,我们愿竭尽全力参与致力于推广煤炭综合利用、高效转化与洁净生产等方面技术的研发与应用中,使煤炭工业走高效、安全、环保、现代化的新型发展道路。

1 煤层气相关背景简介1.1性质煤层气:俗称“瓦斯”,赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体,是煤的伴生矿产资源,属非常规天然气,1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤,其热值与天然气相当,可以与天然气混输混用,而且燃烧后很洁净,几乎不产生任何废气,是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。

煤层气空气浓度达到5%-16% 时,遇明火就会爆炸,这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。

煤层气直接排放到大气中,其温室效应约为二氧化碳的21倍,对生态环境破坏性极强。

煤层气或瓦斯的热值跟甲烷(CH4)含量有关,地面抽采的煤层气甲烷(CH4)含量一般大于96.5%,当甲烷含量97.8%时,在0C, 101.325kPa 下,高热值:QH=38.9311MJ/Nm3约9299 kcal/ Nm3)低热值:QL=34.5964MJ/Nm3(约8263 kcal/ Nm3)井下抽采的煤层气(瓦斯)目前一般将甲烷(CH4)含量调整到40.8%后利用,此时瓦斯的热值为:(在0C , 101.325kPa 下)低热值:14.63MJ/m3(约3494 kcal/ Nm3)高热值:16.24 MJ/m3(约 3878 kcal/ Nm3)1.2煤层气重特大事故统计表-2 2001年以来煤矿百万吨死亡率1.3资源分布情况我国42个主要含气盆地埋深 2000m 以内浅煤层气地质资源量 36.81万亿埋深1500米以内潜煤层气可采资源量10.90万亿m3。

煤层气资源主要分布在东部、 中部、西部及南方四个大区, 地质资源量分别占全国的31% 28唏口 13%可采资源量分别占全国的40% 18% 26% 16%在三江—穆棱河、 淮南、淮北、沁水盆地、萍乐、鄂尔多斯盆地、川南-黔北、六盘水、准噶尔、吐哈和伊宁等 1 1个含煤盆地(地区) 的2 0 0 0 m 内的煤层气资源量共计为 20.56万亿立方米,占全国资源总量的 9 0 %。

其中又以沁水盆地、鄂尔多斯盆地为全国煤层气资源量最大的地区,资源量分别为 3.9万亿立方米 和9.8万亿立方米,占全国资源总量的40 %,且均位于我国中东地区,这里人口密集,经济发达,能源供需矛盾突出,因而具有 优越的下游市场条件。

1.4中国煤层气排放在井下煤矿中,为了确保采矿安全,随矿井通风排出的煤层气浓度极低,受目前技术的限制尚不能利 用,只能排放到大气中,在污染环境的同时也浪费了煤层气资源,煤层气抽采分为井下抽采和地面抽采, 抽采的煤层气浓度较高, 可用于民用燃气和发电。

但目前利用率较低, 大多直接排放,从下图中可以看出, 排放量从2000年的88亿m3到2007年的180RB ,中国煤层气的排放量平均以每年 13亿的速度增加,造成资源的巨大浪费。

煤矿百万吨死亡率(人年份/Mt ) 2001 5.07 煤矿百万吨死亡率(人年份 /Mt ) 2005 2.811 2002 4.942 2006 2.041 2003 3.71120071.5011.5中国煤层气抽采抽采煤层气为煤矿瓦斯治理的重要措施。

即通过钻孔方式,利用负压抽取煤层中的瓦斯,通过管道输 送到地面并集中储存、利用。

从下图中可以看出,2000年抽采煤层气量为 8.67亿m 3, 2007年抽采量达到47亿m i ,接近2000年的6倍。

之所以取得这样的发展,主要是政府重视煤矿安全工作,政府和煤炭企业投入大量资金用于煤层气抽采系 统、煤矿通风系统等安全改造项目, 极大促进了煤层气抽采量的增加。

目前中国的煤层气采量仅次于美国,居世界第2位。

用仏量放排气层煤2un24un2£on26un2轟仏量采抽气层煤2000-2007年中国煤层气排放量o 5 o o2000-2007年中国煤层气抽采量2 煤层气利用技术及可行性两种煤层气开采方法的比较我国煤层气地质研究始于20世纪80年代,经过近20年的地质研究和勘探实践,在煤层气成因、储层特性、成藏、区域展布规律、控气地质因素等方面均取得显著进展,初步形成了一套煤层气富集地质理论和选区评价技术,90年代初开始研究煤层气地面勘探开发技术,经历了十几年来对国外技术设备的引进、消化、吸收和发展,也取得了实质性的进展。

2.1 煤储层评价技术应用以乘积原则、加权平均原则、“木桶效应”原则、类比原则和综合评价原则为基本原则的煤储层评价技术,分析煤体几何特征、煤岩组成和煤质特征、煤层气解吸特征等。

且%体分子由割理运移至朴生期隐 C.汽悴分子由基駆乩隙IE面解吸丼b七惮分子由割理蛊面鮮張扩融到舸理喘潼煤外生覩隙系筑苹质龍元孔ffiSM煤层气储层几何模型22储层模拟技术引进国外先进的煤层气储层模拟技术,对完井方法和开采方式进行生产拟合和储层参数敏感性分析,预测各项开采指标;引进国外COALGA储层产量历史模拟软件,对开采中气、水产量进行预测,确定合理井距、井网几何形态和最佳开采方案。

2.3 钻井技术引进煤层气空气(泡沫)钻井和定向羽状水平井技术,并进行了试验测试。

羽状分支水平井是指在一个主水平井眼两侧钻出多个分支井眼作为泄气通道,分支井筒能够穿越更多的煤层割理裂缝系统,最大限度地沟通裂缝通道,增加泄气面积和气流的渗透率,使更多的甲烷气进入主流道,提高单井产气量。

1煤层气羽状水平井完井方法对于煤层气定向羽状分支水平井的完井方式,工艺较简单,主要采用裸眼完成,直接投产。

2井身结构煤层气需要通过排水降压解吸附才能产出,因此,定向羽状水平井井身结构必须考虑排水采气。

参考美国已成功完成的定向羽状水平井钻井方案,结合我国煤层特点提出如下两井身结构方案。

方案一,需要另钻直井抽排水。

①215.9mm井眼在目的煤层顶部下入①177.8mm技术套管并注水泥固井;用①152.4mm钻头小曲率半径造斜进入煤层,并在煤层中钻500〜1000m长的主水平井眼两侧不同位置交替侧钻出4〜6个水平分支井眼。

单个水平分支井眼长300〜600m与主水平井眼成45°夹角,全部采用裸眼完井。

最后,在距水平井井口约100m且与主水平井眼在一剖面上设计 1 口垂直井,并与主水平井眼在煤层内贯通(可采用造洞穴或压裂沟通),下人筛管,保持井眼打开,用于排水降压采气(见图1)。

方案二,主水平井内下人电潜泵直接抽排水采气。

为保证电潜泵的顺利下人,①215.9mm井眼采用中曲率半径进入煤层,①177.8mm技术套管下到煤层部位,分支井眼同方案一。

3水平分支井眼剖面设计井眼轨迹设计坚持以最光滑、最短为原则。

首先考虑分支井筒所处的煤层特性,根据煤层性质、地应力分布状态和最大主应力方向、煤藏单元的几何形状和甲烷的流动控制要求等因素来确定井眼轨迹的设计,使主水平井眼沿最小应力方向钻进,钻井复杂情况最少并且钻进速度快,可获得较大的水平位移。

主水平井眼采用中、小曲率半径和“直一增一增一稳(水平段)”的连增复合型剖面,井眼轨迹圆滑、摩阻和扭矩小,造斜点选在煤层顶部砂岩上。

分支井眼采用中曲率半径和“增一稳”剖面,与主水平井眼呈45°夹角。

煤层气定向羽状水平井示意图2.4 完井技术引进了裸眼洞穴完井技术,以提高煤层气产量,减小风险,但有待进一步深入研究。

241 储层选择该技术使用的前提条件煤级在高挥发分烟煤A以上,埋深为600-1000米,储层压力较高,煤储层本身具备发育完好的自然裂隙系统,渗透性好等。

2.4.2 钻孔结构裸眼洞穴完井常用的钻井结构有以下4种,见下图①造穴后不下套管,适用于稳定性好的煤储层;②造穴后下入套管,适用于稳定性较差的煤储层;③侧孔造穴,在已有的钻孔中造斜,形成一个侧孔,在钻孔中完井,这不仅可以降低成本,还可以减少办理各种证件的手续和税收;④造穴失败,改用水力压裂强化工艺。

2.4.3 完井程序目前常用的裸眼洞穴完井程序有三种:①注入空气或空气与水的混合物-卸压-循环排出破碎的颗粒;②欠平衡循环-自然塌落;③自然升压-降压。

以上三种操作均可使煤储层得到强化。

I 3 4裸眼洞穴完井钻孔结构2.5 钻井取心技术研制出煤层半合式取心和大通径绳索式全封闭快速取心技术,准确求取煤层含气量、提高煤层取心收获率。

2.6 试井技术引进国外先进的注入/压降试井技术(高压低排量注入泵),建立了适用于不同试验区的测试工艺技术,已形成较为成熟的试井技术规范。

2.7 压裂技术主要采用清水加砂压裂和瓜胶压裂。

水力压裂改造技术通过水力压裂使煤层内部出现众多且延伸很远的裂隙,在井中抽气时井孔周围出现大面积的压力下降,使煤层产生气体解吸的表面积增大,保证煤层气迅速并相对持久的泄放。

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