煤层气地质研究进展与趋势
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。
中国煤层气地质研究进展与述评
中国煤层气地质研究进展与述评中国是世界上最大的煤炭消费国，同时也是煤层气资源丰富的国家。
煤层气作为一种清洁、高效的能源，其开发利用对于优化能源结构、降低环境污染具有重要意义。
本文将对中国煤层气地质研究的进展进行述评，以期为未来研究提供参考。
近年来，中国煤层气地质研究取得了显著成果。
通过对煤层气资源分布、储层特征、产出机理等方面的深入研究，为中国煤层气产业的快速发展提供了重要支撑。
特别值得一提的是，中国政府高度重视煤层气资源的开发和利用，出台了一系列优惠政策，推动了煤层气产业的快速发展。
在煤层气资源分布方面，通过大规模的勘察和研究发现，中国煤层气资源主要集中在中西部地区和东北部地区。
其中，山西、陕西、内蒙古等省份的煤层气资源最为丰富。
在安徽、贵州、四川等地也发现了大量的煤层气资源。
这些发现为未来中国煤层气产业的发展提供了坚实的资源基础。
在储层特征方面，研究结果表明，中国煤层气储层具有低渗透、高饱和度的特点。
储层的非均质性强，受到多种因素的影响，如构造、沉积、水文等。
中国煤层气储层还具有较高的甲烷含量，为煤层气的开发利用提供了有利条件。
在产出机理方面，近年来中国学者结合国内外先进技术，对煤层气的生成和产出机理进行了深入研究。
研究结果表明，煤层气的生成与煤层的埋深、温度、压力等因素密切相关。
同时，产出机理的研究也为优化煤层气开发技术和提高产气量提供了重要依据。
然而，中国煤层气地质研究还存在一些不足之处。
虽然已探明的煤层气资源丰富，但受制于技术、经济等因素的影响，目前开发利用的规模尚有限。
储层特征和产出机理的研究仍需深入，以解决开发过程中的实际问题。
中国煤层气产业的发展还面临着政策支持变化、环境保护压力等挑战。
展望未来，中国煤层气地质研究应着重以下几个方面：加强煤层气资源评价技术研究，提高预测精度；深入开展储层特征和产出机理研究，优化开发技术；加强政策保障和环保措施，推动煤层气产业的可持续发展。
中国煤层气地质研究在资源分布、储层特征和产出机理等方面取得了一定的成果，为煤层气产业的快速发展提供了有力支持。
煤层气勘探开发进展与展望
煤层气勘探开发进展与展望
目前，煤层气勘探开发取得了一系列进展。
勘探技术不断改进，包括钻探技术、地球
物理勘探技术、化学方法等。
这些技术的应用使得煤层气的储量和储层条件更加清晰可见，有助于科学合理地进行开发工作。
在煤层气开发领域，各国纷纷出台了相关法规和政策，以鼓励和规范煤层气的开发。
美国在2005年通过了《能源政策法案》，为煤层气的开发提供了税收优惠和财政支持。
中国也在不断完善相关法规和政策，加大对煤层气的支持力度。
煤层气勘探开发中的关键技术不断突破。
水平井技术、压裂技术、CO2注入技术等的
应用，有效提高了煤层气的产量和采收率。
煤层气开发还引入了数字化技术和人工智能等
先进技术，提高了勘探和开发过程的效率和准确性。
展望未来，煤层气勘探开发面临着一些挑战与机遇。
由于煤层气储量大多分布在深埋
的煤矿中，勘探和开发难度较大。
需要进一步提高勘探技术和开发工艺，降低成本和风
险。
煤层气开发对环境的影响也是一个重要的问题。
煤层气的开采会导致地下水资源的污
染和地质灾害的发生。
需要加强环境保护措施，减少对环境的负面影响。
煤层气勘探开发还面临国际合作的机遇。
各国都希望能够利用煤层气这一资源优势来
满足自身的能源需求。
加强国际合作，分享技术和经验，共同推动煤层气勘探开发的进程，具有重要意义。
煤层气勘探开发取得了一系列进展，但仍然面临着挑战与机遇。
通过不断创新和合作，相信煤层气勘探开发在未来会取得更大的突破，为全球能源转型和可持续发展做出积极贡献。
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重要的可再生能源资源，具有储量大、分布广、资源丰富等特点，被誉为“煤炭之气”，在能源结构调整和环境保护方面具有重要意义。
随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，煤层气的勘探与开发技术已成为当前能源领域的研究热点之一。
本文将从煤层气勘探与开发技术的应用现状和发展方向两个方面进行深入探讨。
1. 煤层气勘探技术的应用现状煤层气勘探技术是煤层气开发的基础，其发展水平直接影响着煤层气资源的勘探程度和开发效益。
当前，国内外对煤层气勘探技术日趋成熟，主要表现在以下几个方面：（1）地质勘探技术：地质勘探是煤层气勘探的第一步，其主要手段包括地质地球物理勘探、测井技术、地球化学勘探等。
在这方面，煤层气的勘探已逐步实现多层次、多技术手段相结合的综合勘探。
（2）成像技术：近年来，随着地震反演、核磁共振成像等新型技术的应用，煤层气地质模型的表征精度和广度有了明显提高，对煤层气资源的勘探和储量评价有了更加准确的刻画。
（3）新型勘探技术：煤层气开发中，无孔解释技术、核磁共振成像、电磁技术等新技术的应用也在不断拓展，有力地促进了煤层气资源的勘探工作。
（1）水平钻井技术：水平钻井技术是煤层气开发中的重要技术手段。
通过此技术，可以有效提高煤层气的开采效率，降低成本，获得更大的经济效益。
（2）压裂技术：压裂技术是煤层气开发中的关键技术之一，通过对煤层进行水力压裂，可以显著提高煤层气产能和采收率。
（3）提高采收率的技术：在煤层气开发中，提高采收率的技术包括CO2注入、井间压力综合联合管理等，可以有效地提高煤层气的采收率。
（1）多尺度、多参数综合勘探技术：综合勘探技术能够充分挖掘地下资源信息，提高资源勘探效率。
未来，煤层气综合勘探技术将朝着更加多元化、高效化的方向发展。
（2）新型成像技术：新型成像技术是近年来发展较快的技术领域，煤层气勘探也在这一方面进行了不少尝试，未来的发展方向将主要集中在成像精度和技术成本的进一步提高。
我国煤层气开发利用现状及发展趋势
我国煤层气开发利用现状及发展趋势我国煤层气开发利用大体可分为三个阶段：第一阶段(20 世纪50-70 年代末)：为减少煤矿矿井瓦斯灾害的井下抽放阶段，很少对其进行利用；第二阶段(20 世纪70-9O 年代初)：煤层气勘探开发试验初期和煤层气井下抽放利用阶段；第三阶段(20 世纪90 年代初至今)：煤层气勘探开采试验全面展开和井下规模抽放利用段。
我国煤层气研发理论成果煤层气来源于大量聚集的成煤有机物质，是煤化同时热降解而生成的气。
以煤层为储集层的煤层气，主要以吸附状态附着在煤岩基质微细颗粒的表面，在一定的地质条件下，也有一些溶解在煤岩基质孔隙、裂隙的水中或是游离在孔隙、裂隙的空间。
我国煤层气现阶段存在的问题尽管我国在煤层气勘探开发方面进行了不懈努力，并已取得初步成效，我国煤层气的开发程度远不及美国、加拿大等煤层气产业已成功实行了商业化运作的国家，在煤层气的开发利用中我国仍存在一些问题：（1）地质构造复杂：我国煤田地质构造形态多样，煤层及煤层气资源赋存条件在大中型盆地中较为简单，但在中小盆地较为复杂，由于不同的盆地储气层具有不同的性质, 因而开采技术也不同；所以储层性质有待深入研究。
（2）煤层气抽采难度大：我国高瓦斯矿井多，煤层气含量高，但煤层较软、透气性低、压力大、抽采难度大。
目前我国重点煤矿矿井平均开采深度约为420m，而开采深度超过l000m 的有10 余处，随着矿井开采深度的加大，瓦斯压力和地应力增加，瓦斯抽采难度进一步增大；（3）缺乏有力的扶持政策：我国现行的煤层气开发利用政策与法规，只是比照常规天然气的通常做法，没有出台更优惠、更适宜煤层气产业的激励政策。
财政部自2001 年1月1 日起，对利用煤矸石、煤泥、油母页岩和风力生产的电力、部分新型墙体材料产品，实行按增值税应纳税额减半征收的政策。
煤层气与煤矸石同类，但利用煤层气发的电力和生产加工的产品，却未被列入减免税范畴；（4）缺乏资金投入：由于煤炭价格与价值长期背离，煤矿效益低下，长期处于亏损补贴和困难阶段，自身缺乏资金积累，建设瓦斯发电项目的前期投入和运营管理费用都比较高，单靠企业很难进行瓦斯利用和治理投资，这是限制瓦斯大规模开发利用的主要原因之一；（5）相关科研工作薄弱：目前国内专门从事煤层气开发利用研究的单位很少，科研力量薄弱。
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（Coalbed Methane，CBM）是一种埋藏在煤层中的天然气，具有高含量的甲烷和其他烃类。
煤层气资源储量大、分布广，开发利用煤层气有助于减少对传统天然气的依赖，促进能源结构的优化和可持续发展。
在煤层气勘探方面，主要应用了地质勘探和地球物理勘探技术。
地质勘探主要通过钻探和采样，分析测井数据和煤样性质，了解煤层的拟静态物性、成岩演化历史、气源和成因等信息，为后续的地球物理勘探提供基础数据。
地球物理勘探主要采用地震、电阻率、声波、密度等技术，通过测量和分析不同参数的变化，判断煤层气的分布、储量和产能。
地震勘探是一种重要的方法，它通过测量地震波在地下的传播情况，得到地下储层的结构和性质，从而判断出煤层气的分布和赋存方式。
煤层气开发技术主要包括煤层气钻井、煤层气开放与压裂、煤层气井网布置等。
煤层气钻井是指以煤层气为开采目标，在目标煤层中进行钻探和完井操作的技术过程。
煤层气开放与压裂是指通过改造煤层气井，增加煤层与井筒之间的连通性，提高煤层气的产能。
煤层气井网布置是指根据煤层气储集体的特征和开发需要，合理布置煤层气井的空间位置和井距。
目前，煤层气勘探与开发技术在我国取得了较大的进展。
根据国家能源局的数据，我国煤层气资源丰富，储量大约为103万亿立方米，排名世界第三。
目前，我国已建立了一套较为成熟的煤层气勘探与开发技术体系，实现了规模化生产。
煤层气勘探与开发技术还存在一些问题和挑战。
煤层气资源分布不均匀，有些地区的勘探难度较大。
煤层气开发技术需要投入大量的资金和人力，成本较高。
煤层气开发过程中产生的水利问题比较突出，需要解决相关的环境问题。
未来，煤层气勘探与开发技术的发展方向可以从以下几个方面展望。
技术应用将更加智能化，例如利用人工智能和大数据分析技术，提高勘探效率和准确性。
煤层气开发将更加注重环境保护和可持续发展，采取合理的水利处理和废弃物管理措施。
煤层气开发将与其他能源领域相结合，形成多元化的能源供应体系，促进能源结构的优化和电气化进程。
煤层气勘探开发进展与展望
煤层气勘探开发进展与展望煤层气是一种新型的可再生能源，具有丰富的储量和广泛的分布。
近年来，在能源消费结构调整和能源安全保障的背景下，煤层气勘探开发得到了加速推进。
本文将从煤层气勘探开发的进展和展望两方面进行论述。
煤层气勘探开发的进展方面，首先要介绍的是国内煤层气资源的丰富性。
据统计，中国煤层气资源蕴藏量超过300万亿立方米，位居世界第一。
这些资源主要分布在陕西、山西、内蒙古等地。
目前，我国已经开展了一系列煤层气勘探试验区和示范工程，取得了很多成功的实践经验。
其次是煤层气勘探技术的进步。
随着科学技术的不断进步，煤层气的勘探技术也在不断突破和创新。
目前，我国已经掌握了一系列的煤层气勘探技术，如钻井技术、测井技术、射孔技术等。
这些技术的应用，可以有效地提高煤层气的开采效率和收益。
煤层气勘探开发也受到了政策和法规的支持。
国家相关部门出台了一系列的政策和法规，为煤层气勘探开发提供了政策支持和法律保障。
这些政策和法规，为煤层气勘探开发创造了良好的环境和条件。
煤层气勘探开发的展望方面，首先要提到的是煤层气勘探开发的潜力巨大。
根据有关部门的研究报告，我国煤层气资源还有很大的探明潜力，储量远未发现和开发的60%以上。
未来几年，我国煤层气产量有望实现大幅度增长。
煤层气勘探开发还需要注重环境保护。
尽管煤层气是一种清洁能源，但是煤层气勘探开发也会对地下水和环境造成一定的影响。
在煤层气勘探开发过程中，要加强环境监测和保护，确保勘探开发的可持续性。
煤层气勘探开发在我国得到了快速发展，取得了一系列的成果和进展。
未来，煤层气勘探开发还有很大的潜力和发展空间。
需要注重保护环境和加强科学研究，推动煤层气勘探开发向更加科学、高效的方向发展。
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第25卷第6期2003年12月石 油 实 验 地 质PETROLEUM GEOLOGY&EXPERIMENTVol.25,N o.6Dec.,2003文章编号:1001-6112(2003)06-0644-04煤层气地质研究进展与趋势汤达祯1,秦 勇2,胡爱梅3(1.中国地质大学,北京 100083;2.中国矿业大学,江苏徐州 221008;3.中联煤层气有限责任公司,北京 100011)摘要:煤层气地质研究正面临以下挑战:a)煤层气成藏的地质过程与动力学机制研究,以揭示生气性和储气性的协调发展关系,查明复杂地质条件下煤层气藏的形成机理、成藏类型和分布规律;b)煤层气储集系统与聚散机制研究,以剖析煤-水-气的耦合关系与煤的储层特性共同制约煤层气的扩散、渗流、运移、逸失和聚集的过程;c)煤层气藏经济高效开发的场效应研究,以探讨地球物理场和地球化学场与人工改造、强化开采间的互动机制,有效预测煤层气的勘探开发效果。
关键词:聚散过程;场效应;成藏作用;煤层气中图分类号:T E132.2 文献标识码:A煤层气是赋存于煤层中的自生自储式非常规天然气,是一种新型的洁净能源和优质化工原料,是我国21世纪的重要接替能源之一。
1 煤层气基础地质研究不容忽视我国煤层气资源潜力巨大,埋深2000m以浅的资源总量达30 1012~35 1012m3,与常规天然气资源量相当,约占世界煤层气总资源量的13%,居世界第二位[1],与我国陆上常规天然气资源量相当。
在全国21个大气田中,16个为煤成气气田,煤成气大气田占到全国大气田总储量的86.86%,同时是全国天然气总储量的51.94%。
煤层气与常规天然气成因联系极为密切。
美国2000年的煤层气产量已达350 108m3,与我国天然气年产量相当。
预计到2010年,我国天然气供需缺口将达400 108m3,煤层气的开发利用势在必行。
我国煤层气资源探明程度低,经认证的储量不足全国总量的0.01%,煤层气地面勘探开发刚刚起步,成藏机理不明确,开发工艺技术不成熟,煤层气产业尚未形成。
进入21世纪后,我国能源状况十分严峻,能源供需矛盾直接威胁到国家的能源安全,燃煤造成的环境压力也要求目前国内煤炭占绝对优势比例的畸形能源结构必须得到改善。
开发利用我国丰富的煤层气资源,不仅能够大幅度增加高效洁净能源的供给,直接减少煤矿甲烷排放量以有效缓解温室效应,同时有望遏制矿井瓦斯灾害以改善煤矿安全生产条件。
加强煤层气关键基础科学问题的研究,推动并指导我国煤层气产业的形成与发展,是 开发新能源,实现能源利用与环境保护同步,保证可持续发展 的重大战略举措。
煤层气藏的形成机制和开发原理与常规天然气截然不同。
我国埋深2000m以浅的、吨煤含气量大于4m3的潜在可采煤层气资源量,94%集中在贺兰山 龙门山以东的中国东部地区,并主要赋存于上古生界煤储层中。
我国经历多期构造运动,盆地复合叠加现象明显,控气因素复杂,煤储层构造变形强烈,煤的多阶段演化和多热源叠加变质作用明显,煤层气多期生成并发生调整与再分配,资源分布非均一性显著,致使煤层气勘探难度巨大,开发风险性极高,明显有别于美国的煤层气开发条件。
复杂多变的地质历史,造成我国 三低一高 的煤层气地质背景,即煤储层含气非均质性高,而渗透性、储层压力和含气饱和度偏低。
围绕煤层气成藏动力学、规律、条件、类型以及煤储层增渗卸压的岩石力学机理的关键科学问题,查明不同地质时期控气因素的配置关系,探讨各类地质场的互动过程,研究煤、水、气耦合的实质,弄清煤层气的成藏机制和分布规律,是收稿日期:2003-10-23.基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB21170);高校博士学科点专项科研基金项目(20020491003).作者简介:汤达祯(1957 ),男(汉族),安徽合肥人,博士、教授、博士生导师,主要从事煤、油气地质的教学与科研工作.实现我国煤层气经济高效开发的必由之路。
2 煤层气地质研究现状与发展趋势2.1 国外煤层气地质研究进展煤层气开发包括地面垂直井排采和矿井下抽放两条基本途径。
1976年,美国第一口商业性煤层气井成功投产。
80年代初,美国在与西部落基山造山带和东部阿巴拉契亚造山带相关的13个含煤盆地群中启动了煤层气成藏条件研究,引发了对于 排水 降压 解吸 扩散 渗流 煤层气产出机制认识的突破[2]。
经过理论研究与勘探开发实践,提出了北美西部落基山脉高产走廊的煤层气成藏模式,形成了以煤储层双孔隙导流、中煤级煤生储优势与成藏优势、低渗极限与高煤级煤产气缺陷、多井干扰、煤储层数值模拟等为核心的煤层气勘探开发理论体系[3,4]。
20世纪90年代,美国又提出 生物型或次生煤层气成藏 理论[5],并于1998年在粉河褐煤盆地成功实现了低煤级煤的煤层气商业性开发。
正是一系列重大基础研究,带动了美国煤层气产业的崛起。
目前,澳、加、德、英、波、印、俄等30多个重要产煤国家或地区都启动了煤层气的研究与发展计划。
加拿大与美国地质条件相近,在直接引用美国相关理论和技术的同时,进一步证实了美国煤层气理论的适用性。
澳大利亚结合本国煤储层的低渗特点发展了地应力评价理论[6],并通过水平井高压水射流改造技术获得产气突破。
关于煤层气矿井抽放(开采)机理,国际上先后提出过以瓦斯主导说、地压主导说和化学作用说为代表的单因素假说及以振动说、破坏区说、分层分离说等为代表的综合作用假说,其中前苏联学者 综合作用假说 的影响最为广泛[7]。
抽放方式主要包括巷道抽放、采空区抽放和废弃矿井抽放,由于传统地下抽放技术造成的成本和作业空间限制以及采动干扰,单纯的矿井瓦斯抽放活动未能大规模开展,经过近一个世纪的努力,全球抽放量仅为55 108m3左右。
2.2 国内煤层气地质研究进展1989年联合国环保署援助项目 中国煤层气资源开发 的实施,正式拉开了我国煤层气地面开发研究的序幕。
在 七五 至 八五 期间,提出了 五类生储盖组合形式 、 有效盖层厚度控气 的观点[8,9],在河北大城和山西柳林取得地面采气试验的突破。
九五 以来,我国学者根据中国的地质特点,对中国煤层气理论开展了广泛的探索。
提出 中国煤层气聚集区划 ,据此对我国煤层气富集分布规律进行了有益的探讨;并开展区域性煤层气成藏条件综合研究,初步提出我国构造、沉积、水文地质条件的控气作用类型;此外对煤层气可采性标志和控制因素进行了较为深入的研究,提出了 叠加生气成藏与储层异常热改造作用 、 地应力与煤储层渗透性定向耦合 等见解。
他们尝试构建煤层气地质演化史反演的思路与模型,探讨了煤 水 气三相耦合的岩石力学与渗流力学机理,初步剖析了煤储层中甲烷 二氧化碳 氮气多元气体吸附-解吸的物理化学实质,总结提出了煤层气有利区带 递阶优选 理论和数学模型以及经济评价的思路[10-14]。
以上工作为探索我国煤层气成藏规律和经济开发技术奠定了一定的基础,并在沁水、柳林、韩城、铁法等地的煤层气勘探实践中发挥了重要的指导作用。
2.3 煤层气地质研究发展趋势煤层气主要以气体吸附态存在于煤储层中,并因此导致煤层气成藏的机制和开发技术与常规天然气截然不同。
煤层气地质研究集煤地质学、油气地质学、采矿学、岩石力学和渗流力学、地球物理学等学科相关内容为一体,是充满活力的新型学科交叉领域。
现行煤层气理论主要是在对简单地质历史盆地研究的基础上建立起来的,而地质历史的复杂性则正是导致其具有高度局限性的根本原因。
复杂地质历史条件下影响各种地质过程的时空配置特征,直接制约着影响煤层气成藏条件的各种地质场的互动关系,进而导致包括高煤级煤气藏在内的煤层气成藏类型显现出多样性。
深入剖析煤层气成藏的这种宏观动力学条件,实现以建模反演技术来恢复煤层气成藏的地质历史选择过程,进而探寻煤层气富集成藏的机理与规律,是国内外该领域广泛关注的重要基础问题。
煤储层含气性和储集性是煤层气成藏的关键内在因素,严格受煤储层本身的物质组成、物理性质以及煤-水-气三相介质之间耦合关系等因素的影响。
煤储层极强的非均质性、显著的吸附性以及水对吸附能力的影响,导致煤储层比常规天然气储层更为复杂多变。
研究煤-水-气三相介质本身的特征以及三者之间的耦合关系,探索它们对煤储层含气性和储集性的控制机理,剖析它们在煤层气成藏过程中的作用实质,精细描述煤储层的非均质性特征,是该领域前缘性的研究难题。
煤层气藏动力学的实质是能量平衡。
动态平衡645第6期 汤达祯,等:煤层气地质研究进展与趋势靠以煤储层压力为核心的广义压力系统来维系。
一旦地质或采动原因变化而打破了系统的平衡,原已聚集的煤层气在自然条件下通过运移通道或逸失使得原有的煤层气藏遭受破坏,或进一步富集而强化原有的气藏,采动条件下则发生解吸产出。
深入研究盆地流体场对煤储层压力系统的控制关系,揭示煤储层渗透性随能量平衡系统的变化规律,发展低渗煤储层中煤层气渗流、扩散和运移过程的数值模拟技术,确定煤层气成藏类型的关键依据,进而直接指导低渗煤层气藏的高效开发,是国际煤层气领域长期探索而迄今尚未解决的问题。
建立在地球物理综合测井和三维三分量多波段地震勘探基础上的煤层气藏高精度探测技术,是验证煤层气藏预测结果和探测勘探开发效果的重要手段。
然而,煤储层的高度非均质性以及饱和煤储层与无气煤层密度差异极小的特征,使得地球物理信号对煤储层包括含气性、裂隙特征等物性的响应难以识别,因此对煤层气藏探测技术提出了远比常规天然气藏探测更高的要求。
完善原有方法的信号处理技术,探索新的探测原理以开发新的方法,研究各类煤储层物性对不同探测方法的响应,进而提高探测精度,是国际上近年来致力发展的重要方向之一。
煤储层的增渗、卸压、置换和促进煤层气解吸,是高效开发煤层气的四大基本原理,前人为此进行过不懈的探索,但迄今对低渗煤层气藏的收效甚低。
压裂或高压水渗流增渗对软性煤储层的造缝效果极差,在构造流变强烈的煤储层中无法推广。
我国近年来开发的邻近保护层卸压新技术在矿井下抽放中极具应用前景,但目前对采动应力场干扰、煤层气流动等方面的研究尚不成熟。
注入N2和CO2气体置换煤层甲烷的技术在北美已有工业应用,但对于甲烷低渗的煤储层同样对N2和CO2存在着渗透屏障。
根据煤储层的特性,除了有针对性地从技术基础上完善原有的技术方法外,更需要以探究新理论来带动有效方法的开发。
3 煤层气地质研究拟解决的主要科学问题3.1 煤层气成藏地质过程与动力学机制煤层气成藏过程宏观上受含煤盆地沉积埋藏史、构造演化史、煤化作用史、地下水活动史和有机质生烃史( 五史 )配置关系的控制,地质选择过程不同,煤层气成藏的动力学机制也不同,由此导致不同类型煤层气藏的形成。
煤储层不仅是生烃主体,也是煤层气储集场所,其生气性和储气性的协同发展受煤中有机质大分子结构演变、煤层孔裂隙系统的发生与发展、煤基质吸附能力变化、流体成分与状态变化等控制,表现在煤层气成藏微观动力学机制上的差异。