煤层气开发与利用 薛学良1 （郑州大学化工与能源学院，河南郑州450001） 摘要：对煤层气性质、开发与利用的意义、煤层气重特大事故统计、资源分布情况、煤层气利用技术及可行性、利用应用点等进行分析和阐述。 关键词：煤层气；开发与利用 引言 煤矿瓦斯事故是煤矿安全生产的最大威胁之一。我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%，瓦斯事故频繁，每年因瓦斯灾害造成的死亡人数达2000人以上。仅根据最近15年的统计，因瓦斯事故而死亡的人数约占煤炭行业工伤事故死亡人数的30-40%，占重大事故的70-80%，直接经济损失超过500亿元。瓦斯事故造成的人员伤亡和巨大经济损失，在社会上形成很大负面影响。 另在市场热点显得难以为继的背景下，七大战略产业（节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车）无疑将成为新兴奋点。窥全豹之一斑，有效的开发利用煤层气尤显意义非凡。 1）可从根本上防止煤矿瓦斯事故的发生、改善煤矿安全生产，提高经济效益。 2）可变害为宝，把煤炭开采过程中产生的煤层气有效利用，在一定程度上改善我国的能源结构，增加洁净的气体能源，弥补我国常规天然气在地域分布和供给量上的不足。21世纪是煤层气大发展的时代，煤层气是我国常规天然气最现实、可靠的替代能源。具有重大战略意义。 3）可避免因采煤造成煤层气这种不可再生资源的浪费，还在减少温室气体排放、改善大气环境方面具有非常重要意义。 4）可带动运输、钢铁、水泥、化工、电力、生活服务等相关产业的发展，增加就业机会，促进当地经济的发展。 煤层气是一种新兴能源，在现如今低碳减排、节能减排的大潮中，煤层气必将成为一个新的热门研究方向，相对而言，煤层气这一新兴词汇还不被大众了解，我们的基本思路是：希望通过我们所了解的知识和资料，结合专业学科特色及教师项目选题写一篇关于煤层气的科技论文，让大众了解这一新兴产业。 弱水三千，我只取一瓢饮。专注，专一，只为更专业! 作为准化工人，我们愿竭尽全力参与致力于推广煤炭综合利用、高效转化与洁净生产等方面技术的研发与应用中，使煤炭工业走高效、安全、环保、现代化的新型发展道路。
第6期2006年12月 矿产综合利用 M ulti purpose Utili za ti on of M i n era l Resources No.6 D ec.2006 煤层气开发利用现状与发展方向 朱志敏1,沈冰1,蒋刚2 (1.中国地质科学院矿产综合利用研究所,四川 成都 610041; 2.中铁十三局第四工程公司,黑龙江 哈尔滨 150008) 摘要:为了进一步开发利用煤层气资源,分析了国内外煤层气开发利用历史与现状。与美国相比,中国煤层气开发利用比较落后,中国煤层气基础工作应当首先进行煤层气地质特征研究,进而找到适合中国煤层气地质条件的开发利用方法。 关键词:煤层气;能源;勘探;开发利用 中图分类号:P618.11 文献标识码:A 文章编号:100026532(2006)0620040204 煤层气又称煤层甲烷(coalbed methane),是与煤伴生、共生的天然气资源,是一种潜在的储量巨大 [7]严建华,冯乃谦,瞿凡,等.载银天然沸石抗菌耐久性的 研究[J].硅酸盐通报,2002(3):7～10. [8]侯文生,魏丽乔,戴晋明,等.载银沸石抗菌剂在塑料中 的分散性研究[J].电子显微学报,2003,22(6):598～598. [9]李殿超,蒋引珊,姚爱华,张洪飞.载银沸石的抗菌性能 及热稳定性研究[J].非金属矿,2003,26(3):8～9. [10]刘晓洪,夏军,金晓红.海泡石载银抗菌剂的制备研究 [J].武汉科技学院学报,2003,16(4):63～66. [11]王长平,李计元,刘秀莲.载Ag海泡石抗菌粉体的研制 [J].天津城市建设学报,2001,7(4):237～239. [12]李玉平,卢军,郑廷秀.海泡石在杀虫建筑涂料研制中 的应用[J].非金属矿,2004,27(1):22～24. [13]贺卫卫,李玉平,卢军,等.以海泡石为释缓载体的杀虫 涂料[J].中国涂料,2004(5):20～24.[14]胡发社,程海丽,扬飞华,等.坡缕石型载银抗菌剂的研 制[J].现代化工,2001,21(6):35～37. [15]余海霞,张泽强,谢恒星.载银型抗菌累托石的制备及 其性能[J].武汉科技学院学报,2003,25(1):46～48. [16]李博文,肖清华.载银膨润土的抗菌性能研究[J].非金 属矿,2001,24(5):17～18. [17]田春燕,张培萍,李书法,等.非金属矿物在抗菌材料制 备中的应用[J].2004,23(2):201～204. [18]张乃娴.粘土矿物研究方法[M].北京:科学出版社, 1990. [19]郑自立,等.中国坡缕石[M].北京:地质出版社,1997. [20]郑自立,胡发社,程海丽,等.载银络合离子坡缕石型无 机抗菌剂[P].中国专利 0124957,2002-04-24. [21]韩丽,彭勇,侯书恩.累托石的开发利用[J].矿产综合 利用,2003(4):20～23. Presen t S itua ti on of Research and D evelopm en t Trends i n the Nonm et a lli c M i n era ls Ag2Carry i n g An ti bacter i a l M a ter i a ls L I A NG Kai1,2,T ANG L i2yong3,WANG Da2wei1 (1.Central South University,Changsha,Hunan,China; 2.Shaoguan College,Shaoguan,Guangdong,China; 3.J iangsu University,Zhenjiang,J iangsu,China) Abstract:The p resent situati on of research on natural nonmetallic m inerals Ag2carrying antibacterial materials was briefly intr oduced in this paper.The antibacterial ability of several Ag2carrying nonmetallic m inerals,such as zeo2 lite,sep i olite and paligorskite was revie wed.Their app licati on and devel opment trends were als o discussed. Key words:Non metallic m inerals;Ag2carrying;Antibacterial materials 收稿日期:2005207227 作者简介:朱志敏(1978-),男,硕士,主要从事天然气地质学研究。
国内外煤层气资源开发利用现状 煤层气又称煤层甲烷或煤层瓦斯，是煤层在其形成演化过程中经生物化学和热解作用所生成，并储集在煤层中的天然气。目前，世界上开展煤层气勘探开发的主要有美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、印度和中国等国家，其中美国已在圣胡安、黑勇士、北阿帕拉契亚、粉河等多个盆地进行了大规模的开发，并已在美国天然气供应中发挥重要作用。加拿大也已形成商业煤层气产能，且煤层气生产规模仍在扩大。在北美，煤层气与致密气、页岩气一起已经成为实现天然气储量接替的三类重要的非常规资源之一。剑桥能源预测，在北美以外的地区，以上三类非常规气将在十年后形成大规模开发，因此，可以预见，煤层气将在世界范围内迎来一个全新的发展阶段。 一、煤层气的资源现状 1、世界煤层气资源分布 世界煤层气资源储量为256.3万亿m3，约为常规天然气资源量的50%，主要分布在北美、前苏联和中国等煤炭资源大国，其中俄、美、中、加、澳五国合计占90%（表1）。但是，由于各国研究程度不一，煤层气资源量的准确性有很大差别。， 表1 世界主要国家煤层气资源储量
数据来源：1. CMM Global Overview，2006.7；2.根据美国环保局报告，2002；3.其他文献 据不完全统计（表1），世界煤层气资源主要分布在北美洲、俄罗斯/中亚和亚太地区。其中北美地区占35％，俄罗斯/中亚32％，亚太21％，欧洲10％，非洲2％。目前许多国家都开展了煤层气的开发利用研究工作，除美、加两国以外，20个国家已钻探了煤层气探井以开展研究（表2）。但是商业煤层气开发目前主要在美国、加拿大、澳大利亚等三国，中国、印度、波兰、英国等国家正在积极推进之中。
安全管理编号：YTO-FS-PD501 煤层气利用技术简介通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
煤层气利用技术简介通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 煤层气简介 煤层气俗称煤矿瓦斯，是一种以吸附状态为主，生成并储存在煤系地层中的非常规天然气。其成分与常规天然气基本相同(甲烷含量大于95%，发热量大于8100大卡)，完全可以与常规天然气混输、混用，井下抽放的煤层气不需提纯或浓缩就可直接作为发电厂的燃料，可大大降低发电成本。 煤层气是近20年来崛起的新型洁净能源，它在发电、工业和民用燃料及化工原料等方面有广泛的应用，对煤层气的合理利用可以缓解当前能源短缺的状况，改善能源结构，降低温室气体排放，提高煤矿生产的安全性并带动相关产业的发展。 煤层气利用技术 世界主要产煤国都十分重视开发煤层气，英国、德
晋城职业技术学院矿业工程系煤层气综合利用 作者白宇 院系矿业工程系 专业煤层气抽采技术 班级11煤层气抽采技术六班 学号 1104763104 指导教师窦树德 答辩日期 成绩
摘要 煤层气俗称“瓦斯”，其主要成份为高纯度甲烷，是近二十年在世界上崛起的新型能源，其资源总量与常规天然气相当。煤炭开采中排出的大量煤层气作为一种新型能源，具有独特的优势，是优化一次能源结构的重要组成部分，是优质的能源和基础化工原料。开发利用煤层气，形成煤层气产业将对国民经济发展起到巨大的推动作用。发展煤层气产业对于保护资源、实现煤炭产业深加工及可持续发展、减少温室气体排放、改善大气环境质量，调整产业结构、加快煤化工产业规模化发展、培育新的经济增长点，都具有十分重要的现实意义和深远的战略意义。 关键词：煤层气，甲烷，开发，利用，勘探，抽采
摘要 (2) 第一节. 煤层气的介绍 (4) 第二节. 当前煤层气开发现状 (4) 第三节. 煤层气开发方式与设备 (5) 第四节. 煤层气-资源分布 (6) 一、中国情况 (6) 二、分布情况 (6) 三、山西煤层气开发情况 (6) 四、重点矿区井下煤层气资源特征 (7) 1、阳泉矿区。 (7) 2、晋城矿区。 (7) 3、潞安矿区。 (8) 4、西山矿区。 (8) 5、离柳矿区。 (8) 五、山西主要煤田煤层气资源特征 (8) 1、沁水煤田。 (8) 2、河东煤田。 (9) 第五节. 煤层气作化工原料 (9) 第六节. 煤层气发电 (9) 第七节. 煤层气用作工业燃料 (10) 结论 (10) 参考文献 (10)
第一节. 煤层气的介绍 煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷）,与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层 内的非常规天然气，热值是通用煤的2-5倍，主要成分为甲烷。1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。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。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效：提高瓦斯事故防范水平，具有安全效应；有效减排温室气体，产生良好的环保效应；作为一种高效、洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。 煤层气或瓦斯的热值跟甲烷(CH4)含量有关，地面抽采的煤层气甲烷(CH4)含量一般大于96.5%，当甲烷含量97.8%时，在0℃, 101.325kPa下，高热值：QH=38.9311MJ/Nm3(约9299 kcal/ Nm3) 低热值：QL=34.5964MJ/Nm3(约8263 kcal/ Nm3) 井下抽采的煤层气（瓦斯）目前一般将甲烷(CH4)含量调整到40.8%后利用，此时瓦斯的热值为：（在0℃, 101.325kPa下） 低热值：14.63MJ/m3(约3494 kcal/ Nm3) 高热值：16.24 MJ/m3(约3878 kcal/ Nm3) 煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电燃料、汽车燃料和重要的化工原料，用途非常广泛。每标方煤层气大约相当于9.5度电、3 m水煤气、1L柴油、接近0.8kg液化石油气、1.1-1.3L汽油，另外,煤层气燃烧后几乎没有污染物，因此它是相当便宜的清洁型能源。煤层气比空气轻，其密度是空气的0.55倍，稍有泄漏会向上扩散，只要保持室内空气流通，即可避免爆炸和火灾。而煤气、液化石油气密度是空气的1.5—2.0倍，泄漏后会向下沉积，所以危险性要比煤层气要大的多。 煤层气爆炸范围为5—15%，水煤气爆炸范围6.2—74.4%，因此，煤层气相对于水煤气不易爆炸，煤层气不含CO，在使用过程中不会象水煤气那样发生中毒现象。 第二节. 当前煤层气开发现状 煤层气作为气体能源家族三大成员之一，与天然气、天然气水合物的勘探开发一样，日益受到 世界各国的重视。全球埋深浅于2000米的煤层气资源约为240万亿立方米。美国是目前世界上煤层气商业化开发最成功的国家，从1983年到1995年的12年间，煤层气年产量从1.7亿立方米猛增至250亿立方米，2005年煤层气产量达到500亿立方米。预计2020年至2030年前后，燃气在世界能源结构中的比重将赶上和超过煤炭和石油。专家预测，2010年中国燃气缺口将达300亿立方米；2020年将达到1000亿立方米。在中国一次性能源消费结构中，煤炭约占74.6%，石油占17.6%，天然气仅占2%，远低于23%的世界平均水平。随着终端能源需求逐步向优质高效洁净能源转化，天然气的需求迅速增长。开发利用煤层气可将燃气在能源消费构成中的比重在2010年提高到10%。
煤层气战略规划及发展 方案 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
陕西L H能源科技开发有限公司 煤层气战略规划及发展方案 陕西LH能源科技开发有限公司于2006年6月13日在西安成立，注册资本1000万元，是在陕西省工商管理局注册的一家从事能源项目开发的企业（经营范围：能源项目开发，煤层气抽、排及燃气站建设；勘探钻井管道工程安装施工燃气设备销售等）。近年来，我公司与省地质局186勘探队合作，对煤层气的抽、采、排、放进行了相应地科研和开发，积累了一定的技术与专业经验。2006年我公司经普探，向国土部门申请了区块为平方公里的渭北石炭二叠纪煤层气探矿权，经省、市主管部门批复，于2006年9月上报国土资源部并被正式受理，目前，该区块处于待复。与此同时，我公司积极拓展市场，根据煤层气上、下游市场的前景，制定了企业规划，初步形成了发展方案。 一、煤层气市场开发 自2007年以来，我们立足陕西，凭借良好的人际关系和务实开拓的团队精神，对煤层气上下游进行了系统调研和开发，初步形成了“3≥X”的发展方案。即：建设三个气源基地，以槽车配送方式，辐射周边城市用气。现已在陕西韩城、榆林，山西沁水、太原、晋中等地全面展开建站前期筹备工作。 气源地一，韩城市。煤层气区域300平方公里，探明储量50亿立方米。拟与中联煤层气合作，建设CNG30×104m3/d加气母站一座。辐射区域主要为韩城市、渭南市、铜川市及山西省运城市、河津市。目前，韩城市经济发展局已同意建站并给予了批复。
气源地二，榆林市。煤层气区域1200平方公里，探明储量300亿立方米。拟与中联煤国昊能源公司合作，在府谷建设CNG30×104m3/d加气母站一座。辐射区域主要为榆林市、山西溯州市、忻州市、吕梁市、内蒙呼和浩特市、包头市等。目前，该项目当地政府已原则同意，正在编制可行性研究报告立项。 气源地三，晋城市。煤层气区域10000平方公里，探明储量20000亿立方米。拟与中联煤层气公司合作，在沁水建设CNG30×104m3/d加气母站一座。条件成熟时建设LNG（液化）60×104m3/d综合母站一座，并在山西晋中市、介休市和灵石市配套建设释放站各一座。辐射区域主要为太原市、晋中市、阳泉市及河南部分城市。目前，该项目已申报，等待批复。 上游三座CNG加气母站设计规模均为30×104m3/d，LNG（液化）综合母站设计规模为60×104m3/d。下游加气子站设计规模原则为1×104m3/d.即：1个母站带30个子站；3个母站带90个子站。LNG综合母站辐射周边1500公里（一辆LNG液化槽车可装25000立方米煤层气，是一辆CNG槽车运输容量的6倍左右）。通过3—5年努力，形成以气源地为中心，横跨四省，覆盖十余座中心城市的区域销售网络。 二、投资估算 预计该项目总投资58500万元。其中，CNG加气母站每站3000万元，共计9000万元；CNG加气子站每站550万元，共计49500万元。 （一）、CNG加气母站（单站投资） 1、设备部分 输气管道（进气阀）200万元
煤层气的开采与利用 （包括不限于新旧技术的介绍与对比、国内外技术对比，目的是搞清楚煤层气作为一种自然资源是如何实现经济效益的）； 一.煤层气背景介绍 1.我国煤层气资源分布 我国大型煤矿区煤层气资源丰富,13个大型煤炭基地煤矿区埋藏深度1500m以浅,煤 ,煤 2. 12起,。3. 程等。 地质载体特殊性 煤层气的地质载体为煤层,煤炭本身就是能源开发的重要对象,这一自然属性更是有别于其他所有的化石能源矿产。煤层气与煤炭资源的同源同体的伴生性决定了这2种资源的开发必然有密不可分的内在关联。煤矿区煤炭资源的开采引起矿区岩层移
动的时空关系,影响着煤层气资源开发的钻井(孔)的布设、采气方法的选择和抽采效果等多个方面。 鉴于上述特殊性,煤层气勘探开发技术既有常规天然气勘探开发技术的来源、借鉴甚至直接移植,又有自己的独特性,还有与采煤技术交叉融合的耦合特性,是一个与常规天然气和煤炭开发技术既有联系又有区别的复杂技术系统。 1. 三(多) , 2. 创新, 3. 前提下，协同开采技术得以发展和进步。如解放层开采、井上下联合抽采、煤炭与煤层气共同开采等就是其典型实例。 4.煤层卸压增透技术
对于煤层渗透率低和含气饱和度低的矿区须探索应用煤层卸压增透技术,提高煤层气 抽采率。此类技术主要包括保护层开采卸压增透技术、深孔预裂爆破技术、深穿透 射孔技术、高能气体压裂技术和高压水力增透技术等。 三.近年来我国煤层气开采技术发展 1.勘探技术手段深化 （eg 2~3倍； 管、。）2. 活性 变排量控制缝高技术、前置液粉砂多级段塞降滤失技术、前置液阶段停泵测试技术、大粒径/高强度支撑剂尾追技术、压后合理放喷控制技术等。 针对多煤层地区,采用煤层和岩层组合分段压裂技术,可以有效提高单井产量和资源 利用效率。
国外煤层气开发技术新进展改善勘探开发 2011-11-14 13:36:39 全球石油网 内容摘要：当前国际能源供需矛盾突出，能源安全日益成为各国关注的焦点，煤层气勘探开发聚焦了世界的目光。Big Cat 目前正和澳大利亚的一个业务供应商进行商讨评价，将ARID 井内含水层回注系统用于澳大利亚的煤层气产出水处理。 当前国际能源供需矛盾突出，能源安全日益成为各国关注的焦点，煤层气勘探开发聚焦了世界的目光。主要大国出于经济和政治利益的考虑，加大了对煤层气的投入。煤层气在采矿业被看作是危险的因素，但作为一种储量丰富的清洁能源，煤层气有巨大的发展潜力。发达国家煤层气勘探开发技术日趋成熟，通过对世界煤层气资源勘探开发现状的研究，实现煤层气资源的优化利用，改善勘探开发效果。最近的一些技术新进展正在成为我们开发这一非常规资源的得力助手。其中有些方法源于对常规油气作业中所使用的技术方法的改进，有些则是针对煤炭的独有特征而专门设计的新型技术方法。 1. 煤层气新型压裂液技术 水力压裂是煤层气增产的首选方法，美国2/3 以上的煤层气井采取水力压裂技术进行改造，以提高产量。传统压裂液能够改变煤层基质的润湿性，不利于煤层脱水。斯伦贝谢公司新型CoalFRAC 压裂液技术，添加专为煤层气生产开发的CBMA 添加剂，能够加强煤层脱水。这种添加剂不仅能够保持煤层表面的润湿性，还能减少微粒运移。添加到常规增产液的表面活性剂会改变地层流体性质，并影响对启动煤层气生产至关重要的脱水过程。斯伦贝谢公司针对煤层气储层开发的CBMA 添加剂可以优化脱水，并有助于控制生产过程中的微粒。微粒会降低产液量，堵塞井筒，损坏生产设备。黑勇士（Black Warrior）盆地的煤层气井在开始脱水后不久就显示出CoalFRAC压裂液的增产效果—比周围那些用其他压裂液处理的井产量高38%。 2. 注CO2 提高煤层气产量技术 注气开采煤层气就是向储层注入N2、CO2、烟道气等气体，其实质是向煤层注入能量,改变压力传导特性和增大或保持扩散速率不变,从而达到提高产量和采收率的目的。煤基质表面对气体分子的吸附能力是一定的,向煤层中注入氮气、二氧化碳气,其气体分子会在一定程度上置换甲烷分子,使甲烷分子脱离煤基质束缚而进入游离状态,混入流动的气流中,从而达到提高煤层气产量的目的。 西南地区碳封存合作伙伴（SWP）在美国新墨西哥州北部圣胡安盆地Pump Canyon地区进行先导试验，将CO2注入到难以采掘的深煤层进行埋存，同时提高煤层气的产量（ECBM），目的是为了测试CO2 提高煤层气产量以及埋存的效果。试验由康菲石油公司实施，在一个现有的煤层气开采井网中，新钻了一口CO2 注入井，深度达到白垩纪晚期Fruitland 煤层。康菲公司在井中部署了各种监测、验证和计算（MVA）设备，用来跟踪CO2 的运移轨迹，并实施了一个详细的地质描述和油藏模拟方案，用来再现和理解地层
作者简介:孙茂远,中联煤层气有限责任公司总经理,研究员。地址:(100011)北京安外大街甲88号。电话:(010)64298880。 中国煤层气开发利用现状及产业化战略选择 孙茂远 范志强 (中联煤层气有限责任公司) 孙茂远等.中国煤层气开发利用现状及产业化战略选择.天然气工业,2007,27(3):125. 摘 要 中国煤层气资源丰富,资源量巨大。据最新资源评价成果,全国煤层埋深2000m 以浅的煤层气总资源量为36.81×1012m 3,其中可采资源量为10.87×1012m 3;同时在区域分布、埋藏深度上有利于规划开发。“西气东输”、陕京一线、二线等天然气输气管线经过多个煤层气富集区,这为煤层气的开发提供了输送条件。截止到2005年底,全国共施工地面煤层气井607口,完成7个煤层气试验井组和一个示范工程项目,近年来中国煤层气对外合作已经取得了可喜成绩。为此,介绍了中国煤层气开发利用现状,分析了中国煤层气发展的新机遇,明晰了中国煤层气发展面临的挑战,进而阐述了中国发展煤层气产业化的战略选择。 主题词 中国 煤成气 勘探 开发 利用 现状 产业化 战略 选择 一、中国煤层气发展的现状 1.煤层气资源前景 据最新一轮全国煤层气资源评价成果(2005 年),全国煤层埋深2000m 以浅的煤层气总资源量 为36.81×1012m 3,其中可采资源量为10.87×1012 m 3。这些煤层气资源广泛分布于24个省、市、自治区,主要包括:新、晋、陕、冀、豫、皖、辽、吉、黑、蒙、云、贵等。从区域分布来看,华北地区煤层气总资源量为20.71×1012m 3,占全国的56.3%;西北地区煤层气总资源量为10.36×1012m 3,占全国的28.1%; 南方地区煤层气总资源量为5.27×1012m 3,占全国 的14.3%。东北煤层气资源量相对较少,仅占全国 煤层气总资源量的1.3%。 按照含气盆地煤层气资源量赋存情况,大于 5000×108m 3的含气盆地共有14个,其中大于1× 1012m 3的含气盆地主要有鄂尔多斯盆地(9.8634× 1012m 3)、沁水盆地(3.9500×1012m 3)、准噶尔盆地 (3.8268×1012m 3)、滇东黔西盆地(3.4723×1012 m 3)、二连盆地(2.5816×1012m 3)、吐哈盆地(2.1198×1012m 3)等。 从煤层气资源的赋存深度来看,中国的煤层气资源量的67.6%分布在埋深浅于1500m 的范围内,这对煤层气的勘探开发较有利。 中国煤层气资源在总量上占有一定的优势,同 时在区域分布、埋藏深度上也有利于规划开发。“西气东输”、陕京两条管线经过多个煤层气富集区,这为煤层气的开发提供了输送条件。 2.煤层气地面勘探开发现状 中国煤层气资源勘探起步于建国后的煤田地质勘探。在进行煤田地质普查、详查、精查的同时也对煤层瓦斯含量进行了测定,初步探明了煤层瓦斯的富集程度、含量和分布规律,为后期的煤层气勘探开发试验选区提供了有价值的参考。上世纪90年代以来,受美国煤层气产业发展的启发,有关部门及相关行业在国内一些重点煤矿区进行了煤层气资源勘探和地面开发试验,其中一些试验取得了成功,获得了工业性的煤层气产量,获取了各项煤层气地质、工程和生产参数,为开展全国的煤层气资源评价奠定了坚实的基础。 自中联煤层气有限责任公司1996年5月(以下简称“中联公司”)成立以后,在国家有关部门的支持和有关政策的引导下,中国煤层气勘探开发进入一个规范管理、有序发展、基础研究与开发试验并举的阶段,经国务院批准,中国煤层气利用外资进行对外 合作由中联公司实施专营,自此,中国煤层气勘探开 发又掀起了第二次高潮。中联公司、石油及石化有 关单位、地方矿山企业等相继在前期已取得成果的 地区从地面和井下开展了进一步的勘探和试验,尤 其在山西省的沁水盆地南部通过地震勘探、钻井、排? 1?第27卷第3期 天 然 气 工 业 本期视点
自然辩证法研究 Vol115,No110,1999 ?博士文苑? 中国煤层气勘探开发的哲学思考 傅 雪 海 八十年代以来,由于在圣胡安盆地地面勘探开发煤层气取得了巨大的成功,我国引进了这一技术,并在煤层气地质理论研究和勘探开发实践中经历了曲折的探索,逐渐形成了适合我国地质特征的煤层气地质理论和勘探开发技术方法。这一成果的取得经历了由实践、认识、再实践、再认识的多次循环往复,目前正在向更高一级的认识迈进。本文试图从认识论、真理相对性和矛盾的普遍性与特殊性规律等方面来阐述中国煤层气勘探开发的历程和未来的发展前景。 1 煤层气的基本概念和 勘探开发的意义 煤层气是成煤和煤化作用过程中生成并储集在煤层内的一小部分气体,俗称瓦斯,主要成分是甲烷(CH4)。由于煤层气勘探开发具有能源、煤矿安全生产、环境保护等多重意义,日益受到我国政府和有关工业部门的高度重视。中国现代化建设面临能源问题的严重挑战,由于中国人口、资源、环境以及经济、科技等因素的制约,能源供应长期以来不能满足经济迅速增长的需要。因此,我国可持续发展的能源战略不同于发达国家,也有别于其他发展中国家。我国煤炭资源量(包括探明储量和远景资源量,-2000米以浅)约5157万亿吨左右〔1〕,1994年全国煤炭产量为12129亿吨〔2〕,资源量和产量均居世界前列。煤炭在我国能源结构中一直占70%以上。煤层气资源量约14万亿米3(甲烷含量大于4米3/吨,-2000米以浅)〔3〕,煤层气地面开发尚没有取得实际产能,但井下瓦斯抽放每年约6亿米3左右(146个矿井总计)〔2〕,其中利用的约4亿米3,其它2200多个矿井,煤层气(瓦斯)直接向大气中排放,年排放量约达100亿米3,既浪费了能源,又污染了环境。因此,地面勘探开发煤层气为保护我国能源战略的可持续发展有着深远的现实意义。 2 煤层气勘探开发的早期实践与认识 实践是认识的来源,人的正确思想只能从社会实践中来,人们在实践活动中,通过自己的感觉器官同客观世界相接触,获得大量材料、信息,经过整理、加工,便形成了认识。离开人的实践活动,切断了主体和客体的联系,任何认识都是不能产生的。生产活动是最基本的实践活动,人类在煤矿开采实践活动中经历了一次又一次的煤与瓦斯突出,或瓦斯爆炸等灾害性事件,逐渐认识了煤内瓦斯气体是事故的主要原因,为了减少其对矿工的危害并改善矿井安全,人们尝试着从井下抽取瓦斯并获得了巨大的成功。并在此基础上系统地研究了煤中瓦斯的产生、储存和释放,瓦斯在煤层内流动方式及煤层开采前和开采期间的脱气机制等。 认识的深化,固然以正确的思维作指导很重要,但更重要的是事实资料的发现和积累,而这些是同新工具、新技术和新方法的应用有着密切的联系。井下瓦斯抽放早期只能在采空区和巷道内进行,随着钻探技术水平的提高,在井下施工垂直和水平钻孔进行目的层抽放或临近层排放。抽放技术由开采后老窑抽放发展到边掘边抽和预抽,由自然抽放排空到水力压裂、爆破致裂,人工卸压抽放、运输、储集和利用。我国煤层气含量测试五十年代采用的是磨口瓶法,六十年代采用的是真空罐集气法(前苏联引进),八十年代以后,采用的是解吸法(美国引进),并颁布了标准M77-84(原煤炭部),统一了煤样的采取和测试步骤与方法,测试精度有了明显改善,近年 26
*本文为原煤炭工业部 类科研项目 全国煤层气资源评价 部分研究成果。 **唐书恒,1965年生,高级工程师;1988年毕业于中国矿业大学北京研究生部,获硕士学位;从事煤田地质及煤层气地质勘探研究工作,现为中国矿业大学(北京校区)在职博士研究生。地址:(056004)河北省邯郸市滏河大街137号。电话:(0310)7025544。 中国煤层气资源分布概况 * 唐书恒* * 史保生 岳 巍 叶建平 王爱国 (中国煤田地质总局第一勘探局) 唐书恒等.中国煤层气资源分布概况.天然气工业,1999;19(5):6~8 摘 要 在全国煤层气资源评价中,将煤层气资源划分为探明储量、控制储量、预测储量和远景资源量。全国共获得可采煤层中风化带以下煤层甲烷含量大于或等于4m 3/t 、埋深2000m 以浅的煤层气资源量为14.336944 1012m 3:其中预测储量9675.10 108m 3,远景资源量13.369434 1012m 3。全国有35个目标区的资源丰度大于1.5 108m 3/km 2,有49个目标区的资源丰度介于(0.5~1.5) 108m 3/km 2之间,有31个目标区的资源丰度小于0.5 108m 3/km 2。埋深小于1500m 的煤层气资源量9.256078 108m 3,埋深1500~2000m 的煤层气资源量5.080866 108m 3。全国有煤层气资源量大于1000 108m 3的大型目标区28个,煤层气资源量介于(200~1000) 108m 3之间的中型目标区28个,煤层气资源量小于200 108m 3的小型目标区59个。 主题词 煤成气 资源评价 资源量计算 储量计算 容积法 资源量 储量 分布 煤层气资源量的类型与级别 煤层气资源量,一般是指赋存于地下煤储层中的甲烷估算量,这些甲烷量在目前或将来技术和经济条件下可提供开采,并能获得社会经济效益。根据对煤储层的地质认识程度和储层工程数据的获得情况,将经过钻探工程控制,用所获得的有关煤层几何形态、含气量等方面的实测数据而计算的已发现的煤层甲烷量称为储量;将根据地质、地球物理、地球化学资料用统计或类比方法所估算的尚未发现的煤层甲烷量称为远景资源量。储量和远景资源量的总和称为煤层气总资源量,简称资源量。 按照国家标准 天然气储量规范 (GBn270-88)的基本原则和划分方案,同时参考前人对煤层甲烷资源的分级方案 1~2 ,结合煤层气资源评价中所遇到的实际情况,将煤层气资源量划分如下。 (1)探明储量 计算范围内的煤炭储量为(A+B+C)级探明储量,煤层甲烷的含量、分布及控制因素已经查明,煤储层参数已经基本掌握,已进行了煤层甲烷井组的 勘探开发试验,掌握了煤层甲烷的产能,甚至已进行了 滚动勘探开发 ,在目前的经济技术条件下可开发利用。这部分煤层气储量称为探明储量。探明储量可为开发可行性评价提供依据。 (2)控制储量 计算范围内的煤炭储量为(A+B+C)级探明储量,煤层甲烷含量基本掌握,初步查明甲烷分布状况,对控制因素有一定认识,对煤储层参数已有了解,进行了排采并已获得工业性气流。此时所计算的煤层气储量称为控制储量。控制储量可为开发选区提供依据。 (3)预测储量 计算范围内的煤炭储量为探明储量,有一定数量的含气量实测值,对煤层甲烷含量基本已查明或已有所了解,对煤储层参数有一定认识,对甲烷分布状况及控制因素有所了解,但缺少排采数据。此时所计算的煤层气储量为预测储量。预测储量可为评价选区提供依据。 (4)远景资源量 计算范围内的煤炭储量为预测储量或低级探明 6
★专题论坛———瓦斯抽采及利用★ 中国煤层气开发利用现状及发展趋势 黄盛初 刘文革 赵国泉 (国家安全生产监督管理总局信息研究院,北京市朝阳区芍药居35号,100029) 摘 要 总结了最近几年中国煤层气(瓦斯)的抽采及利用现状,阐述了中国目前煤层气抽采、利用技术及煤层气CDM项目的进展。针对现在正在研究的技术指出,未来中国煤层气进一步发展的方向是大力开发煤层气发电、低浓度瓦斯利用、VAM利用及煤层气液化。 关键词 煤层气 煤层气抽采 煤层气利用 CDM 中图分类号 TD712167 文献标识码 A Coalbed methane development and utilization in China:Status and f uture development Huang Shengchu,Liu Wenge,Zhao Guoquan (China Coal Information Institute,35,Shaoyaoju,Chaoyang District,Beijing100029,China) Abstract Summing up the status-quo of coalbed methane(mine gas)extraction and utilization in this country over the recent years,this article elaborates on the current state of the coalbed methane extraction technology,utili2 zation technology and coalbed methane CDM project in this country.With emphasis laid on the technologies under development,the article points out that the f uture development of coalbed methane in this country is surely towards the direction of coalbed methane fired electric power generation,the utilization of low concentration mine gas,the u2 tilization of VAM and the liquefaction of coalbed methane. K ey w ords coalbed methane,coalbed methane extraction,coalbed methane utilization,CDM 中国明确提出加大煤层气的开发利用力度,以便从根本上解决煤矿安全问题,把煤层气作为第二煤炭资源进行开发,发展煤层气产业。根据国家发展和改革委员会制定的“煤层气(煤矿瓦斯)开发利用‘十一五’规划”,到2010年,中国煤层气(煤矿瓦斯)产量将达到100亿m3,其中地面抽采煤层气50亿m3,利用率100%,井下抽采瓦斯50亿m3,利用率60%以上,同时,新增煤层气探明地质储量3000亿m3。2007年,全国煤层气抽采量达到47亿m3,地面抽采煤层气量为312亿m3,煤层气利用量为14146亿m3。今后将逐步建立煤层气和煤矿瓦斯开发利用产业体系。在煤层气抽采量增幅加大,进一步发展原有煤层气利用技术的同时,必须加强对新型技术的研究,将技术用于煤层气的利用,切实提高煤层气利用率。 1 中国煤层气资源量 中国有13个地区煤层气资源丰富,其中10个地区(除了准格尔、吐鲁番和伊犁盆地)有着大量的煤层气储层,占中国全部储层的68%。较好开采的煤层气资源位于中国的中部、东部、西部、西南、西北以及东南地区。 据最近一轮煤层气资源评价结果,中国埋深2000m以浅的煤层气资源总量为36181万亿m3,相当于520亿t标煤,与陆上常规天然气资源量相当,位列世界前3位,占世界前12个国家煤层气
中国煤层气资源分布特征 字号:[ 大中小] 发布时间:2008-03-10 来源:中国能源网 据中联公司最新一轮的全国煤层气资源预测结果显示（2002年），中国陆上烟煤煤田和无烟煤煤田中（未包括褐煤煤田），在埋深300～2000m范围内煤层气资源总量为31.46×1012m3，世界位居第三(俄罗斯17～113×1012m3、加拿大6～76×1012m3、中国31.46×101212m3、美国11～19×1012m3)。研究表明，中国的煤层气资源不仅广泛分布于全国各地，而且还具有显著的时域性和地域富集特点。 中国煤层气资源分布略图 中国煤层气资源的时域分布特征 从赋存地层分析，中国的煤层气资源主要赋存于南方早石炭世（C1）、北方石炭二叠纪（C-P）、南方晚二叠世（P2）、晚三叠世（T3）、早-中侏罗世（J1-2）、东北早白垩世（K1）、晚第三纪（R3）等含煤地层（图2-2），表现出突出的时域分布特征。 早中侏罗世煤系和石炭二叠纪煤系的煤层气资源量分别为14.51×1012m3、13.69×1012m3，分别占总资源量的46.13%、43.52%；其次是晚二叠世煤系，资源量为2.87×1012m3，占资源总量的9.14%；其余煤系仅为0.38×1012m3，占1.20%（早石炭世煤系0.039×1012m3、晚三叠世煤系0.068×1012m3、早白垩世煤系0.267×1012m3和晚第三纪煤系0.004×1012m3）。
中国主要含煤地层及其煤层气资源量分布直方图（单位：108m3) 中国煤层气资源的地域富集特征 从地域分布角度看，中国的煤层气资源虽然广泛分布于新、晋、陕、冀、豫、皖、辽、吉、黑、蒙、云、贵、川、渝、湘、赣、鄂、甘、宁、青、苏、浙、鲁、桂等24个省、市、自治区，但却表现出显著的区带分布特征，具有显著的区带特征。 研究表明，昆仑-秦岭、阴山东西向巨型构造带和贺兰-龙门山-哀牢山近南北向巨型构造带，控制了中国的聚煤规律和煤层气分布特征；而贺兰山-龙门山陡变带、大兴安岭-武陵山陡变带、中国东部陆缘陡变带等三条SN-NNE向深层构造带明显地制约了中国煤层气资源的分布和可采性，其中中部区煤层气资源最为富集。 在众多的煤层气含气区，以晋陕蒙含气区煤层气资源量最大，为17.25×1012m3，占全国煤层气总资源量的54.83%；其次是北疆区，煤层气资源量为6.88×1012m3，占全国总量的21.86%；冀豫皖含气区煤层气资源量为2.89×1012m3，占全国总量的9.18%；云贵川渝含气区煤层气资源量为2.83×1012m3，占全国总量的8.99%。 在上述含气区内，又集中分布在为数不多的几个含气带。主要有鄂尔多斯盆地北部（55825.61×108m3）、沁水（55157.77×108m3）、吐-哈（26258.98×108m3）、鄂尔多斯盆地东缘（19962.27×108m3）、六盘水（15094.34×108m3）、准东（14532.17×108m3）、鄂尔多斯盆地西部（12732.0×108m3）等含气带。 不同埋藏深度煤层气资源分布特征 根据煤层埋藏深度和煤层气勘探开发需要，将煤层气赋存深度划分为300～1000m，1000～1500m和1500～2000m三个区间，各深度区间煤层气资源量分别为： 300～1000m 范围内，煤层气资源量为9.1381×1012m3，约占总资源量的29.05%； 1000～1500m范围内，煤层气资源量为9.9435×1012m3，约占总资源量的31.60%； 1500～2000m范围内，煤层气资源量为12.3796×1012m3，约占总资源量的39.35%。 以上统计表明，1500m以浅的煤层气资源量占中国煤层气资源总量的60%（图2-3），有利于煤层气资源的勘探开发。 学习是成就事业的基石
＊本文为原煤炭工业部I 类科研项目(97-415)———《全国煤层气资源评价》部分研究成果。 ＊＊叶建平,1962年生,高级工程师;1983年毕业于淮南矿业学院煤田地质与勘探专业;现从事煤层气、煤田地质勘探研究,与人合著有《中国煤层气资源》,已发表学术论文7篇。地址:(100083)北京市学院路丙11号。电话:(0310)7025544。E -mail :hjhdkt81@public .hdptt .he .cn ＊＊＊中国煤田地质总局著,《中华人民共和国煤田预测说明书》,1981年;中国煤田地质总局著,《全国煤炭资源预测与评价》(第三次全国煤田预测)研究报告,1997年。 中国煤层气聚集区带划分 ＊ 叶建平 ＊＊ (中国矿业大学·北京校区) 岳 魏(中国煤田地质总局第一勘探局) 秦 勇(中国矿业大学) 林大扬 (中国煤田地质总局) 叶建平等.中国煤层气聚集区带划分.天然气工业,1999;19(5):9～12 摘 要 1995～1998年间,中国煤田地质总局进行了新的全国煤层气资源评价工作。结合该次研究评价结果,综合考虑构造、聚煤期、煤层含气性及地域分布等四方面因素,将中国煤层气聚集区带划分为聚气区、聚气带、目标区三级,共包括5个聚气区、30个聚气带和115个目标区;同时,采用评价面积和资源丰度两个指标,对聚气带和目标区的类型进行了研究,将聚气带划分为3类8型,目标区归纳为3类9型。研究表明:中国煤层气的有利聚气带和目标区主要分布在华北聚气区和华南聚气区;华北聚气区以大、中型含气目标区为主,富气目标区的数量也较多;东北聚气区以中—小型含气和富气目标区为主,有大型含气区分布;西北聚气区全由小型目标区构成,但富气目标区相对较多;华南聚气区内目标区类型构成较为均衡,主要为中—小型目标区,低气目标区数量极多,大型目标区全部位于其西部的川南—黔北和滇东—黔西聚气带,而大型富气区仅在滇东—黔西聚气带有所分布。 主题词 煤成气 资源评价 勘探区 改造控制 成煤期 含气量 分布 类型 规模 关于常规天然气聚集区带的划分,前人研究成果卓著,尤其是戴金星院士等(1996)系统地论述了中国天然气聚集带、聚集区和聚集域的涵义、意义与 分类,总结了国内外该方向的研究状况〔1〕。就煤矿瓦斯而言,原中国统配煤矿总公司(1992)基于全国1982对矿井瓦斯地质资料,从矿井地质、瓦斯地质和煤矿安全角度出发,在华北、东北、西北和华南划分出20个瓦斯区和88个瓦斯带〔2〕。 80年代以来,我国建立起了被地质界广泛采用的煤炭资源区划方案,此方案主要体现于中国煤田地质总局组织开展的全国第二次及第三次煤田预测的有关研究成果中＊＊＊。其中,第三次煤田预测(1997)将我国煤炭资源分布划分为四级,包括5个赋煤区、85个含煤区、534个煤田及若干个勘探区(井田)或预测区。 近年来,国内专家对煤层气有利区带划分进行了不同程度的探讨。例如,张新民等(1991)以含煤区为单位,将我国煤层气主要赋存地区划分为11个 Ⅰ类远景区、21个Ⅱ类远景区和若干Ⅲ类远景区〔3〕。 上述成果,为建立统一的煤层气区划方案,进而指导全国煤层气勘探开发部署奠定了基础。 煤层气聚集区带划分原则与方案 在煤层气区划研究中,首先应该考虑煤层气地质条件及资源的特殊性。同时,煤层气资源区域分布规律与煤炭资源分布密切相关,故在全国煤层气区划中无疑应考虑全国赋煤区区划的类型和特征。基于以上认识而认为,构造、聚煤期、煤层含气性及其地域分布等4方面因素应是进行我国煤层气聚集区带划分所要考虑的基本地质条件。 1)构造因素:我国东西向的天山—兴蒙、祁连山—秦岭—大别山褶皱带和贯穿我国南北的贺兰山—六盘山—龙门山—哀牢山构造带,是决定我国大地构造格局的区划性构造带,构成了我国大陆东北、华北、西北、华南、滇藏5个聚气区的地质边界。在此 ·9 ·