1、技术开发技术开发部：叶部：叶 姜姜2014 2014 年年 5 5 月月汇 报 提 纲一、基本概念常规天然气常规天然气是指由常规油气藏开发出的天是指由常规油气藏开发出的天然气，即勘探实践发现的能够用传统的油气然气，即勘探实践发现的能够用传统的油气生成理论解释的天然气，称为常规天然气。生成理论解释的天然气，称为常规天然气。非常规天然气非常规天然气是指在成藏机理、赋存状态是指在成藏机理、赋存状态、分布规律或勘探开发方式等方面有别于产、分布规律或勘探开发方式等方面有别于产规格天然气的烃类（或非烃类）资源，主要规格天然气的烃类（或非烃类）资源，主要指指煤层气、页岩气煤层气、页岩气、致密砂岩气和天然气水
2、、致密砂岩气和天然气水合物等。合物等。煤层气煤层气是赋存于煤层及其围岩中的与煤炭是赋存于煤层及其围岩中的与煤炭共伴生的非常规天然气资源。共伴生的非常规天然气资源。一、基本概念煤层气与常规天然气的差异煤层气与常规天然气的差异一、基本概念1 煤层气与煤矿瓦斯的关系与差异煤层气与煤矿瓦斯的关系与差异在煤炭工业界通常将涌入煤矿巷道内煤层在煤炭工业界通常将涌入煤矿巷道内煤层气的称为气的称为煤矿瓦斯煤矿瓦斯，其气体称为除了煤层气，其气体称为除了煤层气组分外，还有煤矿巷道内气体的成分，如氮组分外，还有煤矿巷道内气体的成分，如氮气、二氧化碳等控气组分以及一氧化碳、二气、二氧化碳等控气组分以及一氧化碳、二氧化硫
3、等采矿活动所产生的气体组分。氧化硫等采矿活动所产生的气体组分。图6 煤矿区煤层气地面抽采与瓦斯排放的关系图一、基本概念油气源岩油气源岩煤层煤层煤层气煤层气 天然气天然气 煤层气煤层气 煤矿瓦斯煤矿瓦斯二、资源分布特征1图6 煤矿区煤层气地面抽采与瓦斯排放的关系图二、资源分布特征1图6 煤矿区煤层气地面抽采与瓦斯排放的关系图二、资源分布特征1图6 煤矿区煤层气地面抽采与瓦斯排放的关系图三、产业起源与发展1图6 煤矿区煤层气地面抽采与瓦斯排放的关系图1.1.美国煤层气产业的形成与发展美国煤层气产业的形成与发展社会背景社会背景u早在早在2020世纪世纪7070年代，美国的一些煤矿业主为了减少煤矿年代
4、，美国的一些煤矿业主为了减少煤矿瓦斯灾害，试图利用石油天然气的技术进行瓦斯抽放，瓦斯灾害，试图利用石油天然气的技术进行瓦斯抽放，通过一段时间的试验获得成功。通过一段时间的试验获得成功。u随着国民经济的迅速发展，社会对优质能源的需要迅猛随着国民经济的迅速发展，社会对优质能源的需要迅猛增长。因此需找和开发油气的替代资源迫在眉睫，尤其增长。因此需找和开发油气的替代资源迫在眉睫，尤其是是2020世纪世纪7070年代的石油危机，促进了新能源的发展，煤年代的石油危机，促进了新能源的发展，煤层气则是最理想、最现实的化石能源接替资源。层气则是最理想、最现实的化石能源接替资源。u为了鼓励煤层气产业发展，政府给予
5、了财政支持及政策为了鼓励煤层气产业发展，政府给予了财政支持及政策鼓励，极大地增强了煤层气工业的竞争能力。鼓励，极大地增强了煤层气工业的竞争能力。三、产业起源与发展1图6 煤矿区煤层气地面抽采与瓦斯排放的关系图1.1.美国煤层气产业的形成与发展美国煤层气产业的形成与发展技术背景技术背景洞穴完井技术的应用和煤层气压裂技术的突破洞穴完井技术的应用和煤层气压裂技术的突破，助力美国煤层气产业的形成与发展。，助力美国煤层气产业的形成与发展。三、产业起源与发展1图6 煤矿区煤层气地面抽采与瓦斯排放的关系图2.2.我国煤层气发展我国煤层气发展 煤矿瓦斯的地面抽采的尝试（煤矿瓦斯的地面抽采的尝试（7070年代末
6、年代末8080年代初）年代初）2020世纪世纪7070年代末，原煤炭工业部煤炭科学研究院抚顺煤年代末，原煤炭工业部煤炭科学研究院抚顺煤研所曾在抚顺、阳泉、焦作、白沙、包头等高瓦斯矿区以研所曾在抚顺、阳泉、焦作、白沙、包头等高瓦斯矿区以解决煤矿瓦斯突出为主要目的施工了解决煤矿瓦斯突出为主要目的施工了2020余口地面瓦斯抽排余口地面瓦斯抽排试验井。这批地面瓦斯抽排钻孔可谓是我国地面垂直井进试验井。这批地面瓦斯抽排钻孔可谓是我国地面垂直井进行煤层气开采的最先尝试。但是由于当时井位选择和技术行煤层气开采的最先尝试。但是由于当时井位选择和技术、设备等条件的限制，试验未达到预期的效果。、设备等条件的限制，
7、试验未达到预期的效果。三、产业起源与发展1图6 煤矿区煤层气地面抽采与瓦斯排放的关系图2.2.我国煤层气发展我国煤层气发展 煤层气资源的认识与评价（煤层气资源的认识与评价（8080年代）年代）u 通过国家通过国家“六五六五”科技攻关项目，运用常规石科技攻关项目，运用常规石油天然气理论对国家油天然气理论对国家“煤层气煤层气”资源进行预测资源进行预测u 通过国家通过国家“七五七五”科技攻关项目，首次从资源科技攻关项目，首次从资源的角度对全国煤层气资源进行了评价的角度对全国煤层气资源进行了评价u 通过煤炭部瓦斯地质编图，对全国瓦斯资源进通过煤炭部瓦斯地质编图，对全国瓦斯资源进行了预测行了预测三、产业
8、起源与发展1图6 煤矿区煤层气地面抽采与瓦斯排放的关系图2.2.我国煤层气发展我国煤层气发展 煤层气资源勘探与地面开发试验（煤层气资源勘探与地面开发试验（9090年代）年代）进入进入2020世纪世纪9090年代以来，随着美国地面煤层气开发技术年代以来，随着美国地面煤层气开发技术的传入，我国煤层气地面开发逐步进行产业化勘探、开发的传入，我国煤层气地面开发逐步进行产业化勘探、开发的轨道。国内外相关单位先后在山西沁水盆地、河东煤田的轨道。国内外相关单位先后在山西沁水盆地、河东煤田、安徽淮南煤矿和淮北煤矿等开展了煤层气地面勘探开发、安徽淮南煤矿和淮北煤矿等开展了煤层气地面勘探开发试验工作。经过十余年的
9、发展，我国地面煤层气的开发已试验工作。经过十余年的发展，我国地面煤层气的开发已经取得了一定突破。经取得了一定突破。三、产业起源与发展1图6 煤矿区煤层气地面抽采与瓦斯排放的关系图2.2.我国煤层气发展我国煤层气发展 煤层气地面开发的商业化历程与现状（新世纪）煤层气地面开发的商业化历程与现状（新世纪）三、产业起源与发展1图6 煤矿区煤层气地面抽采与瓦斯排放的关系图2.2.我国煤层气发展我国煤层气发展 采煤采气一体化理念的形成与发展（新世纪）采煤采气一体化理念的形成与发展（新世纪）煤矿瓦斯治理与利用总体方案煤矿瓦斯治理与利用总体方案国家发国家发展改革委于展改革委于20052005年年6 6月月22
10、22日发布日发布 发改能源发改能源2005113720051137p 明确提出明确提出“采煤采气一体化采煤采气一体化”概念概念p 将煤矿瓦斯抽放改为煤矿瓦斯抽采将煤矿瓦斯抽放改为煤矿瓦斯抽采四、工艺技术流程勘探开发流程：勘探开发流程：巷道巷道煤矿瓦斯煤矿瓦斯煤层气开发利用煤层气开发利用四、工艺技术流程勘探开发过程中关键流程：勘探开发过程中关键流程：1.1.地质勘探地质勘探2.2.物探工程物探工程3.3.钻井工程钻井工程4.4.压裂工程压裂工程5.5.排采工程排采工程巷道巷道煤矿瓦斯煤矿瓦斯煤层气开发利用煤层气开发利用四、工艺技术流程1.1.地质勘探地质勘探是运用地质知是运用地质知识，携带罗盘、
11、铁锤等识，携带罗盘、铁锤等工具，在野外通过直接工具，在野外通过直接观察和研究露出地面的观察和研究露出地面的地层、岩石，了解沉积地层、岩石，了解沉积地层和构造特征。地层和构造特征。巷道巷道煤矿瓦斯煤矿瓦斯煤层气开发利用煤层气开发利用四、工艺技术流程2.2.物探工程物探工程是通过仪器观测自然或人工物理是通过仪器观测自然或人工物理场的变化，确定地下地质体的空间展布范场的变化，确定地下地质体的空间展布范围（大小、形状、埋深等）并可测定岩土围（大小、形状、埋深等）并可测定岩土体的物性参数的一种物理勘探方法。体的物性参数的一种物理勘探方法。如图所示为如图所示为反射波地反射波地震法震法，其，其原理原理是利用
12、是利用人工产生地震波在弹人工产生地震波在弹性不同地层内传播规性不同地层内传播规律来勘测地下地震情律来勘测地下地震情况的方法。况的方法。巷道巷道煤矿瓦斯煤矿瓦斯煤层气开发利用煤层气开发利用四、工艺技术流程总体区块分析和勘探方案总体区块分析和勘探方案u 三维地震和露头为主要输入三维地震和露头为主要输入u 目的层厚度，深度，延展范围目的层厚度，深度，延展范围u 主要地质结构主要地质结构u 目的目的 储量储量 井位井位 巷道巷道煤矿瓦斯煤矿瓦斯煤层气开发利用煤层气开发利用3.3.钻井工程钻井工程是煤层气抽采的是煤层气抽采的基础，其基础，其主要任务主要任务是利用是利用钻机在地面和目标层之间钻机在地面和目
13、标层之间建立一个通道。建立一个通道。四、工艺技术流程巷道巷道煤矿瓦斯煤矿瓦斯煤层气开发利用煤层气开发利用4.4.压裂工程压裂工程是煤层气增产是煤层气增产的关键，其的关键，其主要任务主要任务是是利用高压泵车组将压裂利用高压泵车组将压裂液加压破开目标层后形液加压破开目标层后形成一条裂缝。成一条裂缝。四、工艺技术流程巷道巷道煤矿瓦斯煤矿瓦斯煤层气开发利用煤层气开发利用5.5.排采工程排采工程是煤层气稳产是煤层气稳产的关键，其的关键，其主要任务主要任务是是利用地面的抽油机连续利用地面的抽油机连续稳定的抽采地层水直到稳定的抽采地层水直到大规模稳定产气。大规模稳定产气。四、工艺技术流程六、开发技术趋势煤层气空气煤层气空气/雾化钻井技术雾化钻井技术n钻井效率高钻井效率高n煤层伤害小煤层伤害小n利于防斜利于防斜六、开发技术趋势多分支水平井开发技术多分支水平井开发技术多分支水平井是多分支水平井是2020世纪世纪9090年代中后期在常规水平年代中后期在常规水平井和分支井的基础上发展起来的新技术井和分支井的基础上发展起来的新技术。六、开发技术趋势注二氧化碳提高煤层气产量技术注二氧化碳提高煤层气产量技术敬请各位领导批评指正！
