煤层气开发技术简介-1.ppt

煤层气勘探开发技术及国内外研究现状 中联煤层气有限责任公司 煤层气勘探开发技术 及国内外研究现状 1、煤层气的生成、储集与产出机理 2、煤层气开发程序与开发技术 3、国外煤层气开发现状 4、我国煤层气勘探开发研究现状 5、发展中国煤层气产业需要加强和完善的几个方面 1、煤层气的生成、储集与产出机理 1.1、什么是煤层气 1.2、煤层气的生成、储集与产出机理 1.3、为什么要开发煤层气 1.4、开发煤层气的重要意义 1.1、什么是煤层气 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层中的非常规天然气体。其主要成份是甲烷（CH4），以吸附状态为主赋存于煤层中，与常规天然气存在很大不同，如下表： 1.2、煤层气的生成、储集及产出煤层气的生成 成煤作用各阶段甲烷的生成 4C16H18O5（泥炭） C57H56O10（褐煤）+4CO2+3CH4+2H2O C57H56O10（褐煤） C54H42O5（沥青煤）+ CO2+ 2CH4+ 3H2O C15H14O（烟煤） C13H4 （无烟煤） +2CH4+ H2O 煤层气的产出机理及产出过程 煤层气的解吸 由于煤层气是被煤基的内表面所吸附，其产出过程与天然气有很大不同，只有当储层压力低于临界解吸压力时，甲烷气体从煤基内表面解吸变为游离态，其过程可以用Langmuir吸附定律描述： C（p）=VL*P/（PL+P） C（p）--压力为p状态下煤层吸附量 VL、 PL-- Langmuir体积和压力 P--储层压力 煤层气的扩散 煤层气进入煤基质孔隙后，在浓度作用下向割理扩散，起扩散过程符合Fick定理： qm=DσVmρ（C（t）-C（p）） qm --煤基质中甲烷扩散量 D--扩散系数 σ--形状系数 Vm--煤基块体积 ρ--甲烷密度 C（t）--煤基质中甲烷浓度 C（p）--煤基质-割理边界上的甲烷浓度 煤层气的渗流 煤层割理中甲烷气体在流体势（压差）作用下，通过裂隙系统向压裂缝和井筒渗流，符合达西定理。由于煤层气产出是气水两相流，根据达西定理每一相的渗流定理： Kl = K Krl Vl为l相的渗流速度，m/s； ?l 为l相的粘滞系数，Mpa·s； ?Pl为l相的压差，MPa； L 为渗流途径的长度，m； Kl为l相的有效渗透率，×10-3μm2； K 为多孔介质的绝对渗透率，×10-3μm2； Krl为l相的相对渗透率，×10-3μm2。 煤层气产出三个阶段 井网干扰是实现煤层气井 稳定而持续高产的必然手段 煤层气稳定而持续的高产必须通过井间干扰来实现，只有通过井网排水形成大面积的压降漏斗，煤层气才能进入正常的产气高峰期。因为，排采降压需要一定的过程，所以煤层气的开采需数年后才能达到高峰值。 我国能源结构与世界能源结构对比 2001年我国一次能源消费结构中，煤炭占62.0%左右，而石油、天然气的比例仅分别为27.6%、3.0%，其它能源不足8%，洁净能源比例远远低于世界平均水平。 1.4、开发煤层气的重大意义 1）能够从根本上防治煤矿瓦斯事故，提高煤矿生产的经济效益。 2）可以获得一种新型洁净能源和重要的化工原料，改变我国能源结构的不合理状况。 3）保护大气环境。 2、煤层气的开发程序与开发技术 2.1、煤层气勘探开发的阶段性 2.2、煤层气评价指标与选区 2.3、煤层气开发程序与技术 2.1、煤层气勘探开发的阶段性 评价选区阶段 风险勘探阶段 气田开发阶段 2.2、评价指标与开发选区 1）资源条件。除总资源量外，煤层含气量具有决定意义，一般大于8～10m3/t，且含气饱和度要高； 2）构造条件。煤层分布稳定，连续发育，倾角平缓，一般小于30?，构造相对简单； 3）储层条件。变质程度适中；煤层单层厚度大于1m；煤层埋深300～1000m；渗透率高，一般大于1.0md。 3）开发条件。煤层气不同于常规天然气，其产出是气体的解吸过程，只有井网大面积排水降压，形成有效的井间干扰，才能有效的开发煤层气资源。 煤层气资源量计算的常用方法 煤层气资源量的计算最常用的方法是容积法、物质平衡法、储层模拟法等，其它还有很多石油天然气中常用方法，如类比法、产能法、递减分析法等。 煤层气储层参数的确定 1、含气量：通过取芯获得煤