中国煤层气储层特征及开发技术探讨_刘贻军
我国煤层气的地质特征和勘探开发技术
我国煤层气的地质特征和勘探开发技术摘要：本文初步分析了影响煤层气的生成，保存和富集的三个主要地质因素：构造和热事件、沉积环境及地下水因素；讨论了我国煤层气的资源状况、分布区域及分布特点；最后对我国煤层气的勘探开发前景进行了展望。
关键字：煤层气；地质特征；勘探技术引言;煤层气俗称“瓦斯”，与煤炭伴生、以吸附或游离状态储存于煤层内的非常规天然气，主要成份是甲烷（ch4）。
其热值是通用煤的2-5倍，与天然气热值相当，可以与天然气混输混用，是上好的工业、化工、发电和居民生活的洁净燃料；当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。
因此，从能源、安全和环保的角度看，煤层气的开采具有重要意义。
1 中国煤层气的资源潜力和分布特征我国煤层气资源丰富，我国埋深2000m以内煤层气地质资源量约36万亿立方米，与常规的天然气资源量相当，约占世界煤层气总资源量的10%，居俄罗斯、加拿大之后排第3位。
目前，中国煤层气可采资源量约10万亿立方米，累计探明煤层气地质储量1023亿立方米，可采储量约470亿立方米。
全国95%的煤层气资源分布在晋陕内蒙古、新疆、冀豫皖和云贵川渝等四个含气区，其中晋陕内蒙古含气区煤层气资源量最大，为17.25万亿立方米，占全国煤层气总资源量的一半左右。
中国五大聚煤区包括西北、华北、东北、滇藏及华南聚煤大区，华北和西北聚煤大区为主，分别占全国总资源量的62.67％和27.98%，其次为华南聚煤大区，东北聚煤大区煤层气资源量相对较低，滇藏聚煤大区煤层气资源量极少[8](表2)。
煤层气资源具有主要含气盆地集中分布，中小盆地资源量有限的特点[9，10]。
地质资源量大于1×1012m3的含气盆地有鄂尔多斯、沁水、准噶尔、滇东黔西、二连、吐哈、塔里木、天山和海拉尔9个盆地，其中鄂尔多斯盆地资源量最大，约9.86×1012m3，占全国的26．79％，其次为沁水盆地，资源量为3.95×1012m3，占全国的10．73％；资源量在1×1011～1×1012m3之间的含气盆地有川南黔北等16个盆地；地质资源量在2×1010～1×1011m3之间的含气盆地有阴山等6个盆地；资源量小于2×1010m3的含气盆地有辽西等11个盆地。
我国煤层气储层特征研究
我国煤层气储层特征研究艾军;肖传桃;郭双;陈肯【摘要】在对国内煤储层渗透性、压力、吸附性及含气性等研究现状系统调研的基础上，提出了每种研究方法存在的局限性。
以国内主要煤层气矿区及室内实验研究为基础，提出：建立围压与煤储层基质收缩程度与裂缝系统开合程度数学模型是下步煤储层渗透性研究的重点；构造应力是影响煤储层压力变化的主要因素；在利用经验公式研究煤储层吸附特性时，应充分考虑影响煤样膨胀量的压力条件；煤层气富集区具有煤层厚度大、分布面积广、煤储层裂缝发育、顶底板封盖性能好及水动力条件优越等特点。
深化煤储层特征研究对进一步提高煤层气动用程度具有较大意义。
【期刊名称】《非常规油气》【年(卷),期】2014(001)001【总页数】8页(P33-40)【关键词】储层渗透率;储层压力;吸附特性;含气量分析【作者】艾军;肖传桃;郭双;陈肯【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TD712.67加快煤层气产业基地建设，把煤层气抽采工作同煤矿安全、环境保护相统一，其核心是找出适合本国煤层气发展的方案[1]。
煤层气在成分上与常规天然气基本相同，区别在于煤层气开发需要进行前期抽排试验[2]。
在开发过程中，煤层气储层（简称煤储层)特征研究的深入程度直接或间接影响煤层气的采收率。
我国煤储层特征等基础研究起步较晚，本文主要从渗透性、储层压力、吸附特性和含气量分析等方面对煤储层加以论述。
煤储层非均质性和储层成因机制的深入研究可指导煤层气的有效开发。
1.1 煤储层渗透性研究现状煤储层渗透性受多方面因素影响，地应力是其中一方面。
地应力大小取决于煤层埋藏深度和应力梯度，构造活动影响着应力梯度的大小。
姚艳斌认为，煤储层显微裂缝不发育、孔隙连通性差和微孔比例过大为煤层气开发的“瓶颈”[3]。
利用压汞实验进行单相渗透性测定，数据表明，“比表面积”和“孔喉直径”为其制约因素，孔缝系统中喉道的发育程度对渗透率的影响具有“短板效应”。
而热演化作用、沉积成岩作用和构造应力应变作用控制裂缝系统的变化。
关于煤层气储层地质特征及勘探开发新领域研究
161随着经济不断发展，温室效应显著，经济水平的提高使得人们环保意识逐步提高，从而对绿色能源发展问题进行探索。
我国地域辽阔，具有丰富的资源，煤层气储备量位居世界第二，并且分布范围广，其中包括我国华北、西北、华南等诸多地区。
1 我国煤层气主要特征从20世纪80年代初开始到90年代末，20年的时间内，我国煤层气井多口，其中有很多失败案例，主要原因就是受到勘探技术的限制，煤层气井深度不够，大部分井都没有达到煤层气储层的实际深度，所以导致含气量较低，煤层气井产量少，煤层气勘探受到影响[1]。
煤层气在生成过程中，会受到火山岩活动影响，导致其中出现次生演变逐步加剧，煤层中逐渐出现一个饱和度高、煤层物性好、含气量高的区域。
同时，煤层气还会受到其他局部热动力影响，与其接触的岩石会出现一个高热区域，其周围环境较为封闭，导致这些热量无法排出，就会吸附于煤层颗粒中，随后扩散到岩石储层中。
受到水的影响后，导致煤层物性变差，饱和度降低[2-5]。
2 储藏煤层气在我国，煤层气分布具有明显分带性，在勘探过程中，应当对煤层气储层中的吸附带重点关注，从而提高勘探效率。
2.1 压力封闭型经过多次的压实、抬升，一个超出压力范围的煤层气储层就逐渐形成，但是由于自身发育不够完善，导致煤层气缺乏物性与联通性，所以在开采过程中，会出现解吸性差等问题，最终导致煤层气产量低。
2.2 微渗滤封闭型通常情况下，底板与中顶板都较薄，岩石缺乏密封性，局部的水与岩层相通后，水逐步向煤层进行渗透，最终产生动力，并且带走部分地层中的甲烷，小部分甲烷处于滞留状态，形成一个较为封闭的环境。
这种情况就会导致煤层气中具有较低的含气饱和度，煤层气产量较低，导致工业价值低，但是有时也会出现例外情况。
2.3 地质构造封闭型一部分煤层气受到地质构造影响，地质构造的特殊性导致其含水量较低，煤层气开采过程中解吸半径小，影响开采量。
我国幅员辽阔，煤层气类型丰富多样，目前我国都是采用构造变形差异聚集承压水封堵型的煤层气作为主要开采目标。
我国煤层气开发技术现状与发展方向
我国煤层气开发技术现状与发展方向摘要：我国现如今的煤层气产量已经突破了百亿立方米，符合了当今人们对于煤层气的要求，虽然我国目前的煤层气资源比较丰富，但在其开发技术上却不能够有效地利用丰富的煤层气资源，技术条件有限，还有很多资源没有被开放利用，也是针对这些问题，我国相关专家近几年也一直对煤层气技术开发上加大研究的投入力度，希望本文研究的相关内容可以为相关专家提供有效地参考价值关键词：煤层气；开发技术；现状；发展方向1引言据相关调查研究表明，现阶段我国煤矿关闭中，存在将近5000亿m3的煤层气资源。
虽然其煤层气资源在存储量方面数量庞大，但是大部分煤炭企业的煤层气资源开发利用意识较差。
部分煤矿企业会选择在煤矿关闭之后进行通风口的预留，导致煤层气被直接排放到大气中，不仅造成能源的大量浪费，甚至会对我国生态环境造成严重的污染。
因此，对煤层气资源的开发利用进行研究具有长远发展意义。
2我国煤层气开发技术现状2.1资源总体探明率低，优质资源严重不足目前，我国煤层气资源探明率仅为2.4%，远低于天然气的2.4%。
全国煤层气主要集中分布在9个大型聚煤盆地，但实现规模开发的仅有沁水和鄂尔多斯盆地2个，可供规模开发的优质资源比例小，勘探开发程度极不均衡，急需寻找后备接替区。
高、中、低阶煤煤层气资源占比分别为21%、39%和40%，资源占比最高的低阶煤还未实现规模商业开发，还待新区开发取得规模性突破。
2.2技术储备不足自2003年我国煤层气产业发展进入商业化生产启动阶段以来，技术方面取得了显著成果，资源评价、选区、分析测试、钻完井、压裂增产、排采生产等方面取得了长足进步，煤层气技术开发方面，除了传统的地面抽采和井下抽放，还进行了井上下联合抽采的有益探索。
但在高应力、低渗透性煤、煤与瓦斯突出机理、水平井分段压裂、低浓度煤层气资源的利用等方面尚有许多基础理论和关键技术需要得到根本性突破，同时相关的重大装备水平还待提升。
煤层气开发方案的比选、优化及地质适应性，也要在借鉴常规油气田开发方案上叠加多资源协调开发的影响因素来综合考量，不能简单照搬。
煤的煤层气储藏及开发利用技术研究
煤的煤层气储藏及开发利用技术研究煤炭是我国主要的能源资源之一，而煤层气作为煤炭的一种重要衍生能源，其储藏和开发利用技术一直备受关注。
本文将从煤层气的储藏特点、开发利用技术以及研究进展等方面进行探讨。
一、煤层气的储藏特点煤层气是指在煤层中通过煤层气井进行开采的天然气，它具有以下独特的储藏特点。
首先，煤层气是一种非常丰富的资源，我国煤层气资源储量巨大，具有较高的开采潜力。
其次，煤层气的储藏与煤炭储量相对应，即煤层气主要存在于煤炭层中，因此，煤炭资源的丰富程度直接影响着煤层气的储量。
此外，煤层气的储藏具有广泛分布的特点，不受地理条件的限制，可以在全国范围内进行开发利用。
二、煤层气的开发利用技术为了更好地开发利用煤层气资源，研究人员提出了一系列的开发利用技术。
首先，煤层气的开发主要依靠煤层气井，通过钻探煤层气井将煤层气抽采到地面。
其次，煤层气的开发利用还包括煤层气的净化和利用。
煤层气中含有大量的杂质，如二氧化碳、硫化氢等，需要进行净化处理，以提高煤层气的质量。
同时，煤层气可以用于发电、供热、燃气等多种用途，因此，煤层气的利用技术也包括了发电技术、供热技术等多个方面。
三、煤层气储藏及开发利用技术的研究进展近年来，煤层气储藏及开发利用技术的研究取得了一系列的突破。
首先，在煤层气储藏方面，研究人员通过对煤层气的成因、分布规律等进行深入研究，提出了一系列的煤层气储藏评价方法。
这些方法不仅可以准确评估煤层气的储量，还可以预测煤层气的产能和开采效果。
其次，在煤层气开发利用技术方面，研究人员提出了一系列的技术创新。
例如，通过改进煤层气井的设计和施工工艺，提高了煤层气的抽采效率；通过开展煤层气净化技术研究，提高了煤层气的利用效率。
此外，还有一些新兴技术，如水力压裂技术、CO2捕集技术等，也为煤层气的开发利用提供了新的思路。
四、煤层气储藏及开发利用技术的前景展望煤层气作为一种重要的能源资源，其储藏和开发利用技术的研究将对我国的能源结构和经济发展产生重要影响。
中国煤层气储量、产量、标准及开发分析
中国煤层气储量、产量、标准及开发分析一、煤层气储量我国对煤层气资源进行评价已有十多轮，在2006年的资源评价中，我国的煤层气总量接近37万亿立方米，可采资源的总量接近11万亿立方米。
到了2015年对煤层气资源进行的动态评价则表明煤层气总量接近30万亿立方米，可采资源的总量约为12.5万亿立方米。
2020年中国煤层气探明储量为3315.54亿立方米，同比上升15.71%。
对于我国的煤层气资源，其分布可以划分为五大赋气区，按照资源量从少到多分别是青藏、东北、南方、西北和华北。
青藏赋气区仅占全国总量的万分之一左右，东北赋气区占全国的9.67%，南方赋气区占全国的18.18%，西北赋气区则大约占全国的四分之一，占比最大的华北赋气区，其资源最为丰富，约占全国的46.27%。
二、煤层气产量根据国家统计局数据显示，2015-2021年中国煤层气产量整体上呈上升趋势，到2021年中国煤层气产量达到104.7亿立方米，同比上升2.35%。
煤层气产量的增长主要是地面煤层气。
尽管行业发展还存在一些问题，但随着国家补贴的进行，以及各种问题的改善，煤层气的产能建设和实际产量都将迎来快速增长期，且抽采资源的利用率也将进一步提高。
分省市来看，中国煤层气主要产区在山西，2021年产量达到89.5亿立方米，占2021年煤层气总产量的85.48%。
三、煤层气标准现状截止我国煤层气行业发布国家标准与各类行业标准共87项，其中国家标准16项、行业标准71项。
各标准归口单位共17个，其中归口全国煤炭标准化技术委员会的国家标准与行业标准共17项，归口全国安全生产标准化技术委员会的行业标准7项，归口能源行业煤层气标准化技术委员会的行业标准43项。
对17个归口单位发布的87项标准进行了标准类别划分，其中基础类标准有14项，方法类标准有22项，管理类标准46项，产品类标准5项。
16项国家标准中，基础类标准5项、方法类标准7项、管理类标准2项、产品类标准2项。
浅谈煤层气藏保存条件
浅谈煤层气藏保存条件【摘要】煤层气是一种重要的非常规天然气资源，其保存条件影响着煤层气资源的利用和开发。
本文首先介绍了煤层气的定义和重要性，然后详细阐述了煤层气生成的条件、保存的主要控制因素、富集机制、气体运移方式以及煤层气的吸附特性。
结论部分讨论了煤层气藏保存条件的综合影响、煤层气开发的前景以及煤层气资源的可持续利用。
通过全面了解煤层气的保存条件，可以更好地实现煤层气资源的有效开发和利用，推动我国煤层气产业的健康发展。
【关键词】煤层气藏、保存条件、生成条件、主要控制因素、富集机制、气体运移方式、吸附特性、综合影响、开发前景、可持续利用。
1. 引言1.1 煤层气藏的定义煤层气是指在煤层中自然形成的一种天然气，主要成分是甲烷，同时还含有少量的乙烷、丙烷等烃类气体。
煤层气是一种非常珍贵的清洁能源，具有良好的环保性和经济性，对于缓解能源危机、改善能源结构、保护环境具有重要意义。
煤层气是在地质年代沉积而成的煤层中富集的天然气，是在地质作用过程中形成的。
煤层气的形成需要具备一定的地质、地球化学和物力学条件。
煤层气的形成与煤层的地层特征密切相关，煤层气藏是固体、液体和气体共存的复合相态体系。
煤层气在地质地球化学条件下，形成的气态烃类，在煤层中的密集程度大于地表的任何矿物质，具有较强的吸附能力和孔隙介质吸气能力。
浅谈煤层气藏保存条件的研究，是推动中国煤层气资源科学开发和普遍利用的必然要求。
1.2 煤层气藏的重要性煤层气是一种天然气资源，是煤炭中固定的天然气，在过去被视为煤炭开采的附属资源，而现在煤层气已经成为独立的能源资源。
煤层气不仅是一种清洁能源，而且也是一种可以替代传统能源的重要资源。
随着全球能源需求的增加，煤层气的重要性日益凸显。
煤层气在环境保护方面具有巨大优势，因为燃烧煤层气产生的二氧化碳排放量比燃烧煤炭要少很多。
煤层气开发可以减少对传统能源资源的依赖，降低能源供给的不稳定性，提高国家能源安全水平。
在经济方面，煤层气的开发利用可以刺激当地经济发展，提高当地居民的生活水平。
浅析我国煤层气产业化开发的技术选择
浅析我国煤层气产业化开发的技术选择
煤层气是指存在于煤层间隙中的天然气，具有可再生、可持续等特点。
在我国，煤层
气产业化开发已经进入了快速发展期，煤层气储量和产量均呈现快速增长的趋势。
然而，
随着煤层气开采技术的不断更新换代，技术选择也成为了煤层气产业化开发的关键问题之一。
本文将从技术选择的角度，对我国煤层气产业化开发进行浅析。
（一）水平井开采技术
水平井开采技术是目前国际上普遍采用的煤层气开发技术之一，也是我国煤层气开发
的主要技术之一。
该技术可以提高单井的产量，减少开采难度，同时也能减少对地下水资
源的影响。
水平井开采技术的主要优势包括：①能够在最大程度上利用地下煤层储层资源；
②提高了煤层气产量和采收率；③降低了采煤压力，有利于煤层气的释放和开采。
但是，水平井开采技术也存在着一些问题。
例如，水平井技术需要消耗大量的人力、
材料和资金，同时对地下水资源的污染也需要加强控制。
（二）增强煤层气释放技术
（三）二次开发技术
二次开发技术是指在已经开采过的煤层气区域内，通过改进现有的开采方式或采用更
新的煤层气开采技术，进一步提高煤层气产量和采收率的技术。
综上所述，对于我国煤层气产业化开发而言，技术选择是十分重要的。
随着煤层气产
业的不断发展和技术的更新，煤层气的开发将会更加高效、安全和环保。
未来的煤层气产
业发展中，需要把握好技术选择，既需要注重技术的创新和更新，又需要加强技术应用和
控制，以实现煤层气产业的可持续发展。
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作者简介:刘贻军,1968年生,博士;主要从事石油天然气、煤层气的地质研究和区域评价工作,以及煤层气储层特性和开发潜力研究;已公开发表论文十余篇。
地址:(100011)北京东城区安外大街甲88号。
电话:(010)64298881。
中国煤层气储层特征及开发技术探讨刘贻军 娄建青(中联煤层气有限责任公司)刘贻军等.中国煤层气储层特征及开发技术探讨.天然气工业,2004;24(1):68~71摘 要 中国煤层气储层具有独特性,由于成煤期后构造破坏强烈,构造煤发育,所以具有煤层气储层低含气饱和度、低渗透率以及低压力的/三低0特性;煤层气储层的原地应力比较大;目前的煤层气开发以中、高阶煤为主;中、高阶煤具有非常强烈的非均质性。
针对中国煤层气储层的基本特性,文章提出了煤层气的开发技术,主要包括/动中之静0概念在煤层气选区评价中的应用;研究了煤层气储层封盖条件,主要包括煤层气储层的区域盖层研究和地下水动力学研究;煤层气储层保护研究,主要是指在煤层气钻井和完井工程作业过程中对煤层气储层所造成的伤害进行预防并使伤害程度最小化;煤层气储层增产措施研究,指建立有效的原地应力释放区、井间干扰效果明显、提高储层的导流能力以及有效压差;加快煤层气解吸速率和提高解吸量的研究。
主题词 中国 煤成气 储集层特征 开发 技术我国的煤层气研究始于80年代初,而煤层气地面钻井的勘探和开发始于90年代初,至2001年底已完成煤层气勘探和先导性开发试验井210余口,形成了十多个煤层气先导性开发试验井组,获得了探明地质储量。
目前,煤层气的研究11~102和勘探、开发非常活跃。
从目前煤层气勘探和开发的情况来看,尽管有些煤层气单井的日产气量峰值超过10000m 3,但是煤层气单井和先导性开发井网的稳定日产气量普遍低。
如何预测煤层气的高渗富集区,以及提高煤层气单井稳定日产气量和增大煤层气井网的井间干扰效果,这是我国目前煤层气开发的关键之所在。
笔者通过分析我国煤层气储层特点,结合美国煤层气开发的成功经验,有针对性地提出在未采区进行地面垂直钻井开发煤层气的关键技术。
中国煤层气储层特征在借鉴美国煤层气勘探开发理论和经验,总结我国近二十年来取得的煤层气研究、勘探、先导性开发试验等实践经验基础上,总结出了我国煤层气储层的基本关键特点。
1.成煤期后构造破坏强烈,使煤的原生结构遭到严重破坏,构造煤发育,严重阻碍了煤层气的解吸,并且难以有效实施储层的增产措施中国的含煤盆地具有复杂的演化史和变形史,构造样式多样、盆地原型众多、后期改造严重。
含煤盆地在中、新生代经历了印支、燕山和喜山三大构造运动,在中、西部受特提斯构造体系域控制,在东部受环西太平洋构造体系域的控制1112。
在中-西部主要为前陆盆地演化阶段,构造变形以台阶状逆断层及其相关褶皱为特征;中部以克拉通内坳陷为主体;东部以裂谷盆地发育为主体,伴有强烈的岩浆活动。
其中对煤层气的形成和保存起关键作用的是燕山运动,这一阶段是中国煤层气的主要生气期,也是控制煤变质程度的主要阶段。
因此,在美国没有经过强烈构造变形的含煤原型盆地发展起来的煤层气勘探、开发理论和技术,不完全适用于中国复杂原型的含煤盆地,需要找到适合我国复杂含煤盆地煤层气开发的理论和技术。
2.煤层气储层低含气饱和度、低渗透率、低压力的/三低0特性极大地制约了煤层气的开发含气饱和度、渗透性和储层压力是控制煤层气可采性的最重要地质参数,/三低0是影响我国煤层气单井和先导性开发试验井组稳定日产气量低的最重要因素。
如何解决/三低0的制约是当前煤层气研究和开发的关键。
3.煤层气储层的原地应力比较大煤层气储层的原地应力比较大,阻碍了裂隙的发育以及割理和裂隙之间的连通,降低了储层的渗透性,影响排水采气效果。
我国鄂尔多斯盆地东缘68开发试采 天 然 气 工 业 2004年1月河东地区原地应力比较低,储层渗透性比较好,而滇东黔西地区原地应力比较高,导致储层渗透性比较低。
4.中阶煤和高阶煤是目前我国煤层气勘探和开发的主要煤阶我国低阶煤(褐煤和长焰煤等)和高阶煤(贫煤和无烟煤)的煤层气资源量占全国煤层气资源总量的2/3以上,而中阶煤(气煤、肥煤、焦煤和瘦煤)的煤层气资源量仅占1/3或更少162。
开发高阶煤和低阶煤煤层气资源潜力巨大,而且在沁水盆地勘探、开发高阶煤(无烟煤)煤层气已取得非常宝贵的经验,获得了比较理想的成果,同时也在探索低阶煤区煤层气的开发。
中阶煤虽然在我国煤层气资源总量中所占的分量比较低,但它主要位于华北石炭)二叠纪和华南二叠纪赋煤地层中,主要分布在华北地台中西部的鄂尔多斯盆地东南缘的河东煤田和渭北煤田、华北地台东南部的两淮煤田、以及华南的上扬子地台的滇东黔西地区,煤层气地质条件好,是我国目前煤层气勘探、开发最活跃的地区。
因此,开发中阶煤煤层气可以借鉴美国煤层气开发的成功经验,开发高阶煤煤层气可以参考美国的经验,主要依靠自力更生。
5.煤储层具有非常强烈的非均质性煤层气储层的非均质性主要指在小范围内煤层气储层特性发生改变,即含气性、渗透性、压力系统等发生变化。
由沉积特征控制的煤层本身以及由构造特征控制的小规模构造边界是造成煤层气储层非均质性的两个主要因素:沉积特征控制包括对煤层厚度、煤质、煤阶等煤层气储层参数的控制,这些参数的变化可以导致煤层气储层的非均质性出现。
构造特性主要是指在成煤期后由于构造运动在煤层气储层内部以及贯穿邻层形成了小型断层,也包括一些大的节理系统,这些构成了小规模构造边界。
主要因为煤层气储层与常规砂岩储层相比,厚度很小,敏感性很强,这些小型构造边界能够引起渗透性、含水性和压力系统的改变。
煤层气储层的非均质性导致同一煤层在一小范围内的储层特性发生改变,引起井网的井间干扰效应降低,在有限的开发范围内不能够形成有效的压降漏斗,达不到预期的干扰效果,使井网内单井产量相差很大,在沁南地区表现的比较明显。
中国煤层气开发技术1./动中之静0概念及其应用我国的含煤盆地在成煤期后遭到严重破坏,支离破碎,在此背景下寻找构造活动相对比较稳定的区块是煤层气选区评价的关键。
由此发展了/动中之静0概念,在活动区内寻找相对稳定的区块。
/动中之静0概念:在进行含煤盆地煤层气资源评价研究时,以大地构造学、区域地层学、沉积地质学和层序地层学为指导,结合盆地分析手段,首先进行区域地质研究,掌握成煤前、成煤期和成煤后区域构造和沉积演化以及地层展布特性,在此基础上,运用沉积学、高分辨率层序地层学、构造地质学等研究含煤盆地内部成煤前、成煤期和成煤后的沉积特性、地层叠合及空间展布以及构造演化,着重了解成煤期和成煤后的沉积、地层和构造特性,详细研究和划分影响煤层气基本地质参数的构造期次,并关注主要构造期次和影响范围,以及由此产生的主要断裂和褶皱的基本特性。
通过上述分析,在比较活动的含煤盆地内可以发现相对比较稳定的、煤层气基本地质参数比较好的区块。
2.煤层气储层封盖条件研究主要包括两方面的内容:第一是煤层气储层的区域盖层研究;第二是地下水动力学研究。
煤层气储层的区域盖层是煤层气能否被保存的最关键因素之一。
通过研究煤层气储层的直接顶板和区域盖层的岩性特征、厚度和区域展布,寻找煤层气开发最有利的分布区。
地下水运动对煤层气储层含气性的影响很大,美国水压型煤层气藏是重要的、开发最成功的煤层气藏类型。
当煤储层处于或邻近地表补给区时,由于大气降水或(和)地表水系沿裂隙向煤储层深部运移,将溶解于水中的煤层气带走,造成煤层气的散失。
当煤储层处于地下水的径流区和排泄区时,由于地下水的流动将溶解于水中的煤层气带走,造成煤层气的散失,煤储层的含气量降低。
地下水流量越大,煤层气散失量也越多。
而当煤储层处于地下水的滞留区或贫水区时,地下水仅仅影响煤层气在煤储层中的平衡状态,有利于煤层气的保存和富集。
因此,在地下水滞留区或贫水区,煤储层的含气量高。
3.煤层气开发工程技术研究主要包括煤层气储层保护研究、增产措施研究、煤层气解吸速率和解吸量研究等。
(1)煤层气储层保护研究煤层气储层保护研究主要是指在煤层气钻井和69第24卷第1期天然气工业开发试采完井工程作业过程中对煤层气储层所造成的伤害进行预防并使伤害程度最小化。
1)钻井技术。
采用常规钻井技术施工煤层气井时,主要是钻井液对煤层气储层的伤害,采用的主要措施包括:¹选择的钻井液与煤层气储层具有很好的配伍性;º采用清水钻井液,如果井壁稳定性差,可采用近无固相钻井液,密度必须小于1.05g/cm3,在钻井液中尽量少加或不加KCl,pH值保持在7.5 ~8;»保持平衡或近平衡钻井。
同时,积极探索欠平衡钻井技术,以泡沫或空气为钻井液的煤层气钻井技术在美国已经比较成熟,可以借鉴已有的技术和经验开拓中国煤层气钻井新技术。
2)完井技术。
包括:¹固井技术,合理设计固井程序,采用低密度水泥浆的固井技术;º完井方式,主要完井方式有裸眼完井(目前基本不采用)和套管完井;»射孔技术,目前在我国最常用、最成功、比较成熟的射孔技术是在中阶煤区采用60b相位角、12孔/m;在高阶煤区采用90b相位角、16孔/m。
(2)煤层气储层增产措施研究煤层气储层增产措施研究主要是指建立有效的原地应力释放区、井间干扰效果明显、提高储层的导流能力以及有效压差,使煤层气单井日产气量得到提高。
1)建立有效原地应力释放区。
洞穴完井是未采区原地应力释放的最有效手段,但该技术对地质条件要求严格,目前只有在美国圣胡安盆地的Fairw ay 地区取得成功,在世界其它地区均未取得成功,根据我国独特的地质环境,目前不适合试验该技术,应积极寻找原地应力相对比较低的区块。
2)井间干扰效果明显。
煤层气开发必须建立井间干扰效应。
首先根据地质环境进行模拟以寻找最佳井间间距,然后通过先导性开发试验来完善模拟结果,为进入正式开发提供正确的参数。
井间间距过大则达不到预期的干扰效果,过小则经济性差。
3)提高煤层气储层的导流能力。
导流能力是控制煤层气开发的主要因素之一,只有提高导流能力才有可能提高煤层气单井产量。
在美国的中阶煤地区目前基本采用压裂技术来降低表皮系数,改善储层环境,提高煤层气储层产能。
我国目前采用压裂技术改善储层环境已取得很大成绩,特别是在无烟煤地区采用该技术已积累了丰富经验。
采用压裂技术改善储层环境主要考虑以下因素。
¹优化压裂设计。
压裂设计是实施压裂作业的关键,需要周密地考虑储层特性、井筒设计、压裂方法、压裂设备、压裂液和支撑剂等方面的资料。
对于低渗储层,最重要的是要有足够长的裂缝,而对于高渗储层,最重要的是要有强导流能力的裂缝。
º优选压裂液。
首先所选择的压裂液必须与储层具有良好的配伍性;其次必须能够造成足够宽的裂缝来容纳支撑剂,同时具有强的携砂能力。