煤层气勘探方法与技术.
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。
煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向
煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向1. 引言1.1 煤层气勘探与开发技术的意义煤层气资源的开发利用可以有效降低对传统石油和天然气资源的依赖，提升能源供应的多样性与稳定性。
尤其是在我国的煤炭资源丰富的背景下，煤层气资源的开发利用可以对我国的能源结构进行调整，减少对进口能源的依赖，提升国家能源安全。
煤层气开发可以实现煤矿瓦斯等危险气体的综合利用，减少温室气体排放，降低环境污染。
通过科学开发利用煤层气资源，可以实现瓦斯的安全抽采和利用，同时减少燃煤对环境、空气质量的影响，有利于改善大气质量，保护生态环境。
在经济层面，煤层气开发可以促进当地经济发展，增加就业机会，提高地方财政收入。
煤层气资源的开发利用不仅可以满足国内天然气需求，还可以带动相关产业链的发展，促进地方产业升级和经济转型。
煤层气勘探与开发技术的意义在于推动能源结构转型，减少对传统能源资源的依赖，减少温室气体排放，促进经济发展和保护环境等方面发挥着重要作用。
随着技术的不断创新和完善，煤层气资源的开发利用前景广阔，值得进一步深入研究和探索。
1.2 国内外煤层气勘探与开发技术现状而在国内，煤层气勘探与开发技术也在不断进步和完善。
近年来，中国政府对煤层气资源的重视程度逐渐提高，相关企业也加大了对煤层气勘探与开发技术的投入。
国内煤层气勘探技术主要包括地震勘探、测井技术、测井压裂技术等，开发技术方面也在逐步优化和创新，实现了一些重大突破。
国内外煤层气勘探与开发技术在技术研究、应用实践等方面都取得了不俗的成绩，为煤层气产业的发展提供了强大的技术支撑。
2. 正文2.1 煤层气勘探技术的发展趋势煤层气勘探技术在近年来取得了长足的发展，未来的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 高效、节能技术的应用：随着科技的不断进步，煤层气勘探技术将更加注重高效、节能的方向发展。
通过引入先进的设备和技术，提高勘探效率，并减少能源消耗，实现可持续发展。
2. 多元化勘探手段的整合：未来，煤层气勘探技术将更加注重多元化勘探手段的整合，包括地球物理方法、地球化学方法、遥感技术等多种手段相结合，提高勘探的准确性和全面性。
煤地质与煤层气勘探开发技术
煤地质与煤层气勘探开发技术煤地质和煤层气勘探开发技术是煤炭工业中至关重要的领域。
煤炭作为一种主要能源资源，在国家经济发展中起着重要的作用。
本文将探讨煤地质与煤层气勘探开发技术的相关概念、方法以及其在煤炭产业中的应用。
一、煤地质概述煤地质是研究煤炭生成、分布、演化以及对煤炭资源的评价和勘探的学科。
煤炭是由植物残体在一定条件下长期堆积、转化形成的一种质疑，主要成分为碳、氢、氧、氮、硫和灰分。
通过对煤地质的研究，可以了解煤炭的品质、矿化规律以及储量等信息。
二、煤层气开发技术煤层气是指储存在煤层中的天然气。
煤层气的开发利用可对煤炭资源的综合利用产生积极作用。
煤层气开发技术主要包括煤层气勘探技术、煤层气开采技术以及煤层气利用技术。
1. 煤层气勘探技术煤层气勘探技术是指通过各种勘探手段，如地球物理勘探、地球化学勘探、测井技术等，对潜在煤层气资源进行勘探和评价。
这些技术可以帮助确定煤层储量、煤层气压力、渗透系数以及煤层气储集条件等关键参数。
2. 煤层气开采技术煤层气开采技术是指通过井道工程，如钻井、固井、完井等技术，以及注采工程，如提取、净化、输送等技术，将煤层气从煤层中开采出来。
煤层气开采技术不仅可以提高煤炭资源的综合利用效率，还可以为国家提供清洁能源。
3. 煤层气利用技术煤层气的利用技术包括燃烧利用、化工利用和发电利用等。
燃烧利用主要是将煤层气作为燃料进行燃烧，提供热能和动力。
化工利用则将煤层气转化为化工产品，如甲烷制乙烯。
发电利用主要是通过煤层气发电机组，将煤层气转化为电能。
三、煤地质与煤层气勘探开发技术应用煤地质与煤层气勘探开发技术在煤炭产业中广泛应用。
通过煤地质的研究，可以确定煤炭的分布范围、储量和品质等信息，为煤层气的开发提供了重要的依据。
煤层气的勘探与开发技术可以有效地提高煤层气的开采效率和利用率，进一步提高煤炭资源的综合利用效益。
同时，煤地质和煤层气勘探开发技术的应用也有助于环境保护。
煤层气作为一种清洁能源，其利用可以减少煤炭燃烧产生的污染物排放，改善大气环境质量。
煤层气勘探与开发利用技术第一章
集中开发模式
将多个煤层气井集中管理和生产， 适用于储量较大、产量较高的煤 层气田。
联合开发模式
将煤层气与常规天然气等资源联 合开发和生产，以提高资源利用 率和经济效益。
煤层气开发技术措施
钻井技术
采用合适的钻井工艺和 技术，确保钻井质量和 安全，同时降低钻井成
本。
压裂技术
通过压裂作业，扩大煤 层裂隙，提高煤层气的
煤层气勘探技术发展历程
01
初始阶段
在20世纪50年代以前，煤层气勘探技术主要以地质调查和简单的地球
物理勘探手段为主，对煤层气的认识也相对有限。
02 03
发展阶段
从20世纪50年代到80年代，随着科技的不断进步，地球物理勘探技术 逐渐成熟，人们开始利用地震勘探、电法勘探等手段对煤层气进行更深 入的研究。
根据预可行性研究结果，进行煤层气开发钻 井、压裂等作业，并进行生产管理。
预可行性研究阶段
进行详细的煤层气资源评价，制定开发方案 和计划，评估开发的经济效益。
生产管理阶段
对已开发的煤层气井进行日常管理、维护和 增产措施的实施。
煤层气开发模式
单井开发模式
针对单口煤层气井进行开发和生 产，适用于储量较小、产量较低 的煤层气田。
土壤地球化学勘探
通过研究土壤中元素含量和分布规 律，确定煤层和地质构造的位置。
岩石地球化学勘探
通过研究岩石中元素含量和分布规 律，确定煤层和地质构造的位置。
遥感勘探法
卫星遥感
利用卫星遥感技术获取煤层区域 的地表信息，通过地表特征推断 出煤层的位置和特征。
航空遥感
利用航空遥感技术获取高分辨率 的航空影像，通过影像分析确定 煤层和地质构造的位置。
煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向
煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向煤层气是一种富含甲烷的天然气，在石炭岩中存在的煤炭中，具有丰富的资源量和潜在的能源价值。
煤层气的勘探与开发技术是提取煤层气资源的关键环节，对于实现煤层气资源的高效利用具有重要意义。
本文将介绍煤层气勘探与开发技术的应用现状及其发展方向。
目前，煤层气勘探与开发技术在国内外得到了广泛应用，取得了显著的成果。
在勘探方面，常用的技术包括地球物理勘探、地质勘探和岩心分析等。
地球物理勘探主要是通过测量地表的地震反射和地面重力异常等来揭示煤层气的存在。
地质勘探则通过分析地质构造和地层特征来确定煤层气的分布、构造和厚度等。
岩心分析则是通过采集煤层中的岩心样品，并进行物性测试和有机质分析等，从而确定煤层气资源的勘探潜力和开发可行性。
在煤层气的开发方面，主要涉及到煤层气井的钻探、完井和压裂等。
钻井是指通过钻孔方式打造煤层气井，在煤层中建立储层的通道。
完井则是通过套管和尾管等设备来固定和封装井眼，保证煤层气在井眼中的安全控制。
压裂则是通过注水和注轻烃等方式，使煤层气从煤中向井眼中逸出，增加气体的产出量和采收率。
在煤层气勘探与开发技术的应用中，存在一些亟待解决的问题和发展方向。
煤层气的勘探和开发过程中面临着地质条件复杂、资源分布不均匀和技术难度较大等问题，需要研发更加精确的勘探技术和开发工艺。
目前煤层气开发中主要采用的是水力压裂技术，对地下水资源的保护和环境影响仍然存在争议，需要改进和创新高效、环保的开发技术。
煤层气的生产和利用技术需要进一步完善，从提高产出量和采收率到净化和利用煤层气，提高其经济效益和能源利用率。
煤层气勘探与开发技术在实践中取得了重要的进展，但仍面临诸多挑战。
通过加强研发和技术创新，进一步提高勘探和开发水平，优化煤层气的产业链，可以实现煤层气资源的高效利用，为能源发展和环境保护做出重要贡献。
煤层气勘探方法
煤层气勘探方法1. 引言煤层气作为一种重要的清洁能源资源，在能源供应和环境保护方面具有巨大潜力。
煤层气勘探是开发和利用煤层气资源的必要步骤，它可以提供有关煤层气藏储层特征和动态变化的重要信息。
为了高效地开展煤层气勘探工作，需要采用一系列科学有效的勘探方法。
2. 地质勘探方法2.1 野外地质调查野外地质调查是煤层气勘探的基础，通过对区域地质、地貌、岩性等信息的收集和分析，可以初步判断煤层气资源的分布情况和储集条件。
2.2 钻探与取心钻探是煤层气勘探的主要手段之一，通过钻探可以获取地下煤层、沉积岩层和地下水的信息。
在探井过程中，还可以进行岩心取样、地下水采样等工作，为后续地质测试和分析提供样本。
2.3 地球物理勘探地球物理勘探采用地震、电磁、重力、磁法等物理方法，通过测量地下的物理性质来获取煤层气储层的信息。
地震勘探可以识别煤层气层位、厚度等特征，电磁法可以探测到地下储集煤层气的含量和分布。
3. 气体地球化学勘探方法3.1 地下水化学分析地下水中煤层气溶解的成分与地质勘探相联络，地下水中煤层气的成分会随煤层气资源的分布变化而变化。
通过对地下水中化学成分的分析，可以初步判断煤层气是否存在以及其分布情况。
3.2 有机地球化学分析有机地球化学分析是煤层气勘探中重要的手段之一。
通过对煤样或含煤岩石样品中有机质的含量、组成、生烃潜力等指标进行测试，可以评估煤层气资源的丰度和生成潜力。
3.3 气体同位素分析气体同位素分析是煤层气勘探中用来确定煤层气来源的重要手段。
通过对煤层气中同位素的测量和分析，可以判断煤层气是来自生物、热解还是其他地质过程，并进一步揭示煤层气储集层与来源层之间的关系。
4. 工程勘探方法4.1 井下监测与测试井下监测与测试是煤层气勘探中用来了解井口产气量、煤层渗透性、地下水对煤层气生产的影响等参数的方法。
通过在生产井或注采井中安装监测设备，可以实时监测井中的产气情况，为煤层气的开发利用提供依据。
煤层气勘探方法与技术
煤层气勘探方法与技术煤层气勘探是指对地下煤层中的煤层气资源进行的一系列的勘探活动。
煤层气作为一种可再生能源，具有储量大、分布广、污染少等优点，所以受到了广泛关注。
在煤层气勘探过程中，需要采用一系列的方法和技术来进行地质勘探、测试、评价等工作，以实现对煤层气资源的有效开发利用。
1.地质勘探技术：煤层气勘探首先需要进行地质调查，了解区域内煤层气的分布情况。
地质勘探方法包括地质剖面测量、钻探、地球物理勘探等。
地质剖面测量是通过地面或井下的测量手段测量地下地层的结构情况，获取地下地层的物理性质。
钻探是通过在地下进行钻探工作，获取地下地层的岩性、含煤层的厚度、埋藏深度等信息。
地球物理勘探包括地震、电法、重力法等，通过检测地下物理场和电磁场的变化，推测地下地层的情况。
2.煤层气测试技术：通过对井下的煤层气进行测试，了解煤层气的成分和含量，以及煤层气的渗透能力和产能。
煤层气测试的方法包括裂缝压后测试（DFIT）、室内压汞测试、孔隙压力测试等。
裂缝压后测试主要是通过在煤层中人工压裂操作，观测和记录压裂过程中的压力变化，以评价煤层气的渗透能力。
室内压汞测试是通过对煤样进行压汞实验，来测量煤样的孔隙特征，从而推测煤层中煤层气的储存量和产气程度。
3.煤层气评价技术：在煤层气勘探过程中，需要对煤层气的产能、储量等进行评价，以确定煤层气资源的可开发性和经济性。
煤层气评价的方法主要包括地层压力测试、井测试、数值模拟等。
地层压力测试是通过对井下的煤层气进行测试，来测量煤层气的地层压力，从而评估煤层气的储量和产能。
井测试是通过对井下的煤层气进行测试，了解煤层气的流动性和产气能力。
数值模拟是通过建立煤层气储集区的地质模型，利用计算机模拟的方法，预测煤层气的产能和储量。
4.煤层气开发技术：在煤层气勘探完成后，需要进行煤层气的开发工作，以实现煤层气资源的利用。
煤层气开发技术主要包括井施工技术、抽采技术、增产技术等。
井施工技术是指对煤层气井进行井筒建设的技术，包括钻井、完井等。
煤层气勘探方法(4钻井)
4.1 直井钻井的主要工艺及特点
4.1.3 井身结构设计原则 第一，应满足钻井、完井和生产的需要以及获取 第一，应满足钻井、 参数的需要； 参数的需要； 第二，应充分考虑到出现漏、涌、塌、卡等复杂 第二，应充分考虑到出现漏、 情况的处理作业需要（一般应留有余地）； 情况的处理作业需要（一般应留有余地）； 第三，能保障钻井工程安全、优质、快速、 第三，能保障钻井工程安全、优质、快速、低成 本施工。 本施工。
ф215.9
生产套管
ф139.7（ф177.8）
中 联
CHINA CBM
井身结构示意图
Φ244.5mm表套 表套 Φ311.1mm钻头 钻头
上返 200m
煤 20m 30m Φ139.7mm Φ215.9mm
中 联
CHINA CBM
煤层气钻井技术
30m 50m
4.1.4
录井
录井
中 联
CHINA CBM
等级 第一界面 优良 声幅值≤10% 合格 10%<声幅值 ≤20% 地层波较强、较 清晰 基本合格 20%<声幅值 ≤30% 地层波较弱、 可辩认 不合格 声幅值>30%
第二界面
地层波强、清 晰
地层波弱、难 辩认
中 联
CHINA CBM
套管上扣扭矩标准
套管尺寸 mm ф139.7 ф139.7 ф177.8 ф177.8 ф177.8 ф177.8 钢级 壁厚 mm 7.72 7.72 8.05 9.19 8.05 8.19 紧扣扭矩 KN.m 最小 2510 3540 3190 3730 4500 5270 最大 4190 5900 5300 6220 7500 8800 平均 3350 4720 4240 4980 5990 7040
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煤层气勘探的目的与任务
最终目的：探明煤层气地质储量和 可采储量，制定开发方案 任务：通过物探、钻井、测井、测 试和先导性排采试验等方法，查明 煤储层特征参数、煤层含气性、煤 层气可采性，为煤层气田开发生产 提供依据
内
容
1 煤层气资源及开发煤层气的重大意义 2 煤层气勘探的目的与任务 3 煤层气勘探的方法与阶段划分 4 煤层气地震勘探技术 5 煤层气钻井技术 6 煤层气储层参数测试技术 7 煤层气储量评价
先采气后采煤可以大大降低煤层中的瓦斯含量，有效减少重特大瓦
斯爆炸事故，提高煤矿的经济效益
国务院办公厅《关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见》 （国办发„2006‟47号）中明确规定：“煤层中吨煤瓦斯含量必
须降低到规定标准以下，方可实施煤炭开采”
有效减排甲烷温室气体，变废为宝
煤层气的主要成分甲烷是“温室气体”，其温室效应是CO2的21 倍 采煤之前先开采利用煤层气，可以有效避免煤炭生产过程中的甲 烷排放，变废为宝，避免资源浪费 国办发„2006‟47号文中明确规定：“限制企业直接向大气中排 放煤层气”
沁 尔 多 斯 东 缘 缘 部 西 中 斯 斯 多 多 尔 尔 水
鄂 鄂 鄂
吐 准 噶 尔 准 南 缘 周 连 二 哈
六 盘 水 塔 里 木 南 伊 织 准 噶 尔 缘 梨 纳 准 伊 东 敏
主要含气区带煤层气资源分ห้องสมุดไป่ตู้直方图
可采资源量
地质资源量
119298.6
142707.99
106111.73 全国煤层气资源深度分布（108m3）
2010年，我国煤层气产量将达到100亿m3，将弥补当年天然气供需缺口的 37.3%。2020年将达到300亿m3，弥补当年天然气供需缺口的36.1%
煤层气是可以有效弥补我国天然气供需缺口的最现实的非常规天然气资源
我国天然气供需形势
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0
煤层气勘探方法与技术
中石油煤层气有限责任公司 2009年4月
内
容
1 煤层气资源及开发煤层气的重大意义 2 煤层气勘探的目的与任务 3 煤层气勘探的方法与阶段划分 4 煤层气地震勘探技术 5 煤层气钻井技术 6 煤层气储层参数测试技术 7 煤层气储量评价
煤层气的概念
煤层气在煤矿生产中称为瓦斯,它是煤层在煤化过程中生成并储集于煤 系地层中的非常规天然气。因此，在国外油气行业中，煤层气也被称 为“煤层中的非常规天然气” 煤层气的主要成份是甲烷（CH4），以吸附状态为主赋存于煤层中。 其储集机理和生产特征有别于常规天然气
120000
113184 104676 103592
地质资源量 可采资源量
煤层气资源量（10 8m3)
80000
43177 40000 19981 28583
46622
16964 44 0
0 东部 中部 西部 南方 青藏
全国煤层气资源量大区分布直方图
煤层气资源量（108 m 3）
10000 20000 30000 40000 0
2007年5月30日由国务院颁布实施的《中国应对气候变化国家方 案》中明确将煤层气的开发利用作为防止环境污染的重要手段， 应最大限度地减少煤炭生产过程中的能源浪费和甲烷排放
通过发展煤层气产业，预计2010年可减少甲烷温室气体排放约2 亿吨二氧化碳当量
国家十分重视煤层气的开发利用
温家宝总理明确提出： “开发和利用煤层气既可治理瓦斯，又可利用 能源，一举两得，应该加大科研、勘探、开发
风化带下限～1000 1000～1500 1500～2000
150000
地质资源量
122774 120000
可采资源量
煤层气资源量（10 8 m 3 ）
90000 63192 60000 38632 30000 15295 3410 0 平原 高原 丘陵 山地 15958 4504 31252
80442
42120 28337 14787 5955 黄土塬 沙漠 10166
戈壁
全国煤层气资源量地理环境分布直方图
弥补我国天然气供需缺口
据预测，2010、2020、2030、2050年，我国天然气供需缺口分别为268、 830、1515、2080亿m3
我国常规天然气可采资源量为22万亿m3，我国煤层气可采资源量为10万 亿m 3
煤层气产出过程：解吸、扩散、渗流
煤层气与常规天然气对比
煤层气
＊甲烷含量>95% ＊埋藏浅，300—1200m ＊渗透率低，井距小
天然气
＊甲烷和重烃等烃类气体 ＊埋藏深，>1500m ＊渗透率高，井距大
＊单井产量低（几千m3/d)
＊生产年限长（20-30年） ＊必须压裂，提高单井产量
＊单井产量高(~几十万m3/d)
的力度。请发改委研究、制定规划和措施。”
为煤层气产业的发展指明了新的方向和机遇： 既要开发新能源，又要兼顾瓦斯治理
内
容
1 煤层气资源及开发煤层气的重大意义 2 煤层气勘探的目的与任务 3 煤层气勘探的方法与阶段划分 4 煤层气地震勘探技术 5 煤层气钻井技术 6 煤层气储层参数测试技术 7 煤层气储量评价
＊生产年限短（8－10年） ＊储层压力大，自喷
＊产出方式：吸附气，排水-降 压-解吸
＊生产方式：游离气，在储层压力 作用下直接流向井筒
煤层气井 排采井场
煤层气与常规天然气对比
＊天然气井初始产量高，但衰减快 ＊煤层气单井产量不如常规天然气高，但气井服务年限长
中国煤层气资源分布及特点
我国煤层气资源十分丰富，与陆上常规天然气资源 量相当（56万亿m3） 埋深2000m以浅的煤层气资源量达36.81万亿m3， 可采资源量约为10万亿m3 沁水盆地和鄂尔多斯盆地是煤层气资源量最大的两 大盆地，均超过10万亿m3，为规模开发提供了资源 条件 埋深1500m以浅的煤层气资源占总量的60%，有利 于煤层气的勘探和开发
煤层气供应量 天然气供应量 天然气需求量
亿立方米
2010
2020 年
2030
2050
有利于煤矿的安全生产
煤矿瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患，近年来，煤矿重特大瓦 斯爆炸事故时有发生，给人民群众生命财产造成了重大损失
我国每年因瓦斯爆炸死亡约2000人，2004年10月-2005年3月，四 起特大瓦斯爆炸事故死亡矿工594人