煤层气与常规天然气主要异同比较
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我国是一个产煤大国,煤炭在我国一次能源结构中占70%以上,是世界上现有少数以煤为主要燃料的国家之一。
由于我国煤炭中灰分和硫分含量高,洁净煤技术尚未普及,所以我国一些大中城市和工业、经济较发达的地区,形成了煤烟型的大气污染。
根据有关部门对大气污染检测表明,直接燃煤,污染环境,引发酸雨,造成地球温室效应,引起光化学烟雾.与低效高污染的煤相反,天然气是一种优质、高效、清洁的能源,热值高,燃烧产生的有害物质最少,经济评价和环境评价最好,被人们称为“绿色能源"。
在国家注重环保,强调节能减排,倡导低碳的政策引导下,天然气作为绿色燃料,在气体质量、输送使用、环境保护、减少大气污染等方面有着无法比拟的优越性。
为使煤炭与天然气的优劣势更直观,现将煤炭、天然气作为燃料进行下列综合比较。
为便于计算,在使用量及价格方面,采用国际统一标准的能量单位—-标准煤与天然气进行比较。
但由于标煤是一个能量单位,没有各类成分含量的具体数据.故通常以与标煤能量接近的焦炭计算其各类大气污染物的排放量.现取标煤热值为29。
308MJ/kg,天然气热值为35。
3MJ/Nm3,并假定标煤价格为900元/吨。
则在两者燃烧效率相等的条件下,燃烧一吨标煤相当于燃烧830 Nm3的天然气,此时相对应的天然气价格为1.08元/ Nm3。
若以煤的燃烧效率为40%,天然气的燃烧效率为90%计算,则燃烧一吨标煤相当于燃烧369 Nm3的天然气,此时相对应的天然气价格为2。
44元/ Nm3。
另有对照表如下:不同燃烧效率下天然气价格对照表单位:元/ Nm3注:以上天然气价格为标煤价格为900元/吨时相对应的价格.经过使用量及价格方面的比较后,现再从环境污染角度将两种燃料进行对比。
天然气作为绿色能源,其在上游就已经过净化,几乎不含硫。
其完全燃烧后的产物可近似认为仅含二氧化碳和水。
经计算,1标米立方的天然气(甲烷含量按96%计算,其余4%按杂质考虑;天然气密度为0。
压裂增产措施方面:由于煤储层具有松软、割理发育、表面积大、吸附性强、压力低等与油藏储层不同的特性,由此而引起的高注入压力、复杂的裂缝系统、砂堵、支撑剂的嵌入、压裂液的返排及煤粉堵塞等问题,使得煤层气井用压裂液与油气田压裂液存在着差异,主要表现在:(1)由于煤岩的表面积非常巨大,具有较强的吸附能力,要求压裂液同煤层及煤层流体完全配伍,不发生不良的吸附和反应;(2)煤层割理发育,要求压裂液本身清洁,除配液用水应符合低渗层注入水水质要求外,压裂液破胶残渣也应较低,以避免对煤层孔隙的堵塞;(3)压裂液应满足煤岩层防膨、降滤、返排、降阻、携砂等要求。
对于交联冻胶压裂液,要求其快速彻底破煤层气压裂目前一般不用冻胶,对地层的伤害较大,现在一般用活性水;油气井多用瓜胶水基压裂液。
煤层气压裂支撑剂一般用石英砂;油气井支撑剂一般用陶粒。
煤层气井的施工破裂压力远远低于一般的油气井。
煤层气井的施工排量(山西8方/分)大,一般油气井的施工排量小,一般3-5方/分以上只是个人施工中的感受,请大家积极参与讨论煤层气与常规天然气开采相比主要异同如下:1、相同点①气体成分大体相同:煤层气主要由95%以上的甲烷组成,另外5%的气体一般是CO2或氮气,;而天然气成分也主要是甲烷,其余的成分变化较大。
②用途相同:两种气体均是优质能源和化工原料,可以混输混用。
2、不同点①煤层气基本不含碳二以上的重烃,产出时不含无机杂质,天然气一般含有含碳二以上的重烃,产出时含无机杂质;②在地下存在方式不同,煤层气主要是以大分子团的吸附状态存在于煤层中,而天然气主要是以游离气体状态存在于砂岩或灰岩中;③生产方式、产量曲线不同。
煤层气是通过排水降低地层压力,使煤层气在煤层中解吸-扩散-流动采出地面,而天然气主要是靠自身的正压产出;煤层气初期产量低,但生产周期长,可达20-30年,天然气初期产量高,生产周期一般在8年左右;④煤层气又称煤矿井斯,是煤矿生产安全的主要威胁,同时煤层气的资源量又直接与采煤相关,采煤之前如不先采气,随着采煤过程煤层气就排放到大气中,据有关统计,我国每年随煤炭开采而减少资源量190亿m3以上,而天然气资源量受其他采矿活动影响较小,可以有计划地控制。
1.1. 煤层气的定义和基本特征从矿产资源的角度讲,煤层气是以甲烷为主要成分(含量>85%),是在煤化作用过程中形成的,储集在煤层气及其临近岩层之中的,可以利用开发技术将其从煤层中采出并加以利用的非常规天然气。
对煤层气而言,煤层既是气源岩,又是。
煤层具有一系列独特的物理、化学性质和特殊的岩石力学性质,因而使煤层气在贮气机理、孔渗性能、气井的产气机理和产量动态等方面与常规天然气有明显的区别(详见表1.1),表现出鲜明的特征。
资料来源:张新民中国煤层气地质与资源评价2002年1.2. 煤层气生成1.2.1. 煤层气成因类型及形成机理从泥炭到不同变质程度煤的形成过程中,都有气体的生成。
根据气体生成机理的不同,可以将煤层气的成因类型分为生物成因和热成因两类。
生物成因气主要形成于煤化作用的未成熟期,而热成因气主要形成于煤化作用的成熟期和过成熟期。
1.2.1.1. 生物成因气生物成因气主要由甲烷组成,它是由各种微生物的一系列复杂作用过程导致有机质发生降解作用而形成。
生物成因气又可以根据产生阶段的不同分为原生生物气和次生生物气。
(1)原生生物气原生生物气是在煤化作用早期(R0<0.5%),在较低的温度下(一般低于50 0C),在煤层埋藏较浅处(<400m),在细菌的参与和作用下,微生物对有机质发生分解作用而形成的以CH4为主要成分的生物生成气。
在原生物生成气生成的具体途径和方式有两种,一种是由CO2还原而成;另一种由甲基类发酵(一般为醋酸发酵)而成。
生物气的形成应具备的主要条件是:①缺氧环境;②低硫酸盐浓度;③低温;④丰富的有机质;⑤高PH值;⑥足够的空间。
(2)次生生物气Rice(1981)和Scott(1994)等人认为在近地质时期,煤层被抬升,活跃的地下水系统和大气淡水形成了微生物活动的有利环境,在相对较低的温度下,微生物降解和代谢煤层中已经形成的湿气、甲烷和其它有机化合物,生成次生物成因气(主要是CO2和CH4)。
煤层气与常规天然气比较一、特点比较1、相同点①气体成分大体相同:煤层气主要由95%以上的甲烷组成,另外5%的气体一般是CO2或氮气,;而天然气成分也主要是甲烷,其余的成分变化较大。
② 用途相同:两种气体均是优质能源和化工原料,可以混输混用。
2、不同点① 煤层气基本不含碳二以上的重烃,产出时不含无机杂质,天然气一般含有含碳二以上的重烃,产出时含无机杂质;② 在地下存在方式不同,煤层气主要是以大分子团的吸附状态存在于煤层中,而天然气主要是以游离气体状态存在于砂岩或灰岩中;③ 生产方式、产量曲线不同。
煤层气是通过排水降低地层压力,使煤层气在煤层中解吸-扩散-流动采出地面,而天然气主要是靠自身的正压产出;煤层气初期产量低,但生产周期长,可达20-30年,天然气初期产量高,生产周期一般在8年左右;④ 煤层气又称煤矿井斯,是煤矿生产安全的主要威胁,同时煤层气的资源量又直接与采煤相关,采煤之前如不先采气,随着采煤过程煤层气就排放到大气中,据有关统计,我国每年随煤炭开采而减少资源量190亿m3以上,而天然气资源量受其他采矿活动影响较小,可以有计划地控制。
二、储藏方式比较常规气藏煤层气储层1、埋深有深有浅,一般大于1500米一般小于1500米2、资源量计算不可靠较可靠3、勘探开发开发模式滚动勘探开发或先勘探后开发滚动勘探开发4、储气方式圈闭,游离气吸附于煤系地层中(大部分)5、气成分烃类气体,主要是C1—C495%以上是甲烷6、储层孔隙结构多为单孔隙结构,双孔隙结构,微孔和裂隙发育7、渗透性渗透率较高,对应力不敏感渗透率较低,对应力敏感8、开采范围在圈闭范围内大面积连片开采9、井距大,可采用单井,一般用少量生产井开采小,必须采用井网,井的数量较多10、储层压力超压或常压欠压或常压11、产出机理气体在自然压力下向井筒渗流,井口压力大需要排水降压,气体在压力下降后解吸,在微孔中扩散,然后经裂隙渗流到井筒12、初期单井产量高低13、增产措施一般不需要一定需要14、钻井及生产工艺较简单较复杂,需要人工提升排水采气。
天然气和煤层气,页岩气区别主要有四点区别:1储集机理不同常规天然气以自由状态储存在储层孔隙中。
当气源充足时,计算得出:量主要与孔隙空间的大小有关。
煤层气则以吸附状态赋存在孔隙的表面之上,其据计量与煤层的吸附性密切相关。
2成藏过程不同常规天然气从烃源岩中生成后,经过一定距离的初次运移和二次运移,在储层中聚集,运移方向受流体动力场控制,即天然气主要是在浮力和流体压力的驱使下进行运移;煤层气由煤源岩生成之后直接被煤储层吸附而聚集,这种聚集不受流体动力场的控制而受温压场的控制。
3气藏边界不同常规天然气具有明显的气藏边界,气藏边界内外的天然气具有“是”和“否”性质变化;而煤层气藏与常规天然气藏最大的区别之一就是气藏边界不确定,只要有煤就有煤层气的存在,在某些地质条件下,煤层气相对富集形成煤层气藏。
因此,煤层气藏内外是含气丰度的差别,而不是有气和无气的差别。
4流体状态不同常规天然气藏和煤层气藏都有气相和水相,但它们处于不同的状态:常规天然气藏一般以气相为主,即储集空间被游离的气相所占据,存在少量束缚水,水主要以边水和底水的形式存在于气藏的边部和底部,具有统一的气-水界面;而煤储层中大的孔隙空间主要是被水所占据,水中含有一定量的溶解气,部分孔隙中存在游离气相,气藏中的大部分气体以吸附相存在,占80%以上,即煤层气藏中有吸附气、游离气和溶解气三种存在形式。
I.天然气、煤层气和页岩气之间的关系和相似性专业上把天然气称为常规天然气,而把煤层气与页岩气称为非常规天然气,其本质都它是“天然气”,即天然形成的气体。
它们都是埋藏在沉积地层中的古代生物遗骸。
通过地质作用形成的化石燃料是自然形成的清洁优质能源,这是它们的共同点。
1.常规天然气(natualgas)是一种多组分的混合气态化石燃料,主要成分是甲烷(ch4),还有少量乙烷、丙烷和丁烷。
成分相对复杂,比重约为0.65。
它比空气轻,无色无味,无毒。
2.煤层气(coalbed)俗称“瓦斯”,主要成分是甲烷,成分较简单,是基本上未运移煤层外,煤层气以吸附和游离状态存在于煤层及其围岩中。
煤层气、天然气与页岩气的区别主要有四点区别:1.储集机理不同常规天然气是以游离状态儲集在储层的孔障空间当中,在气源充足的情况下,其据计量主要与孔腺空间的大小有关。
煤层气则以吸附状态赋存在孔赚的表面之上,其据计量与煤层的吸附性密切相关。
2成藏过程不同常规天然气由源岩生成后,经过一定距离的一次运移和二次运移在储层中聚集成藏,运移方向受流体动力场控制,即天然气主要是在浮力和流体压力的驱使下进行运移;煤层气由煤源岩生成之后直按被煤儲层吸附而聚集,这种聚集不受流体动力场的控制而受温压场的控制3气藏边界不同常規天然气有明显的气蔵边界,并且气藏边界内外天然气含气是具有“有”和“无质的变化;而煤层气藏与常规天然气藏最大的区别之一就是气藏边界不确定,只要有棵就有煤层气的存在,在某些地质条件下,煤层气相对富集形成煤层气藏。
因此,煤层气藏内外是含气丰度的差别,而不是有气和无气的差别4流体状态不同常规天然气藏和煤层气藏都有气、水两相存在,但二者所处的状态不同:常規天然气藏一般以气相为主,即储集空间被游离的气相所占据,存在少量東水,水主要以边水和底水的形式存在于气藏的边郡和底部,具有统一的气-水界面:而煤储层中大的孔空间主要是被水所占据,水中含有一定量的溶解气,部分孔中存在游离气相。
气藏中的大部分气体以吸附相存在,占8096以上,即煤层气藏中有吸附气、游离气和溶解气三种存在形式。
一、天然气、煤层气、页岩气之间关系与相同点专业上把天然气称为常规天然气,而把煤层气与页岩气称为非常规天然气,其本质都是“天然气”即天然形成之气,他们都是古老生物遗体埋藏于沉积地层中,通过地质作用形成的化石燃料,都是自然形成的洁净、优质能源,这是他们的共同点。
1.常规天然气(Natual gas)是一种多组分的混合气态化石燃料,主要成分是甲烷(CH4)另有少量乙烷、丙烷和丁烷,成分相对复杂。
比重约0.65,比空气轻,具有无色、无味、无毒之特性。
2.煤层气(coalbed)俗称“瓦斯”,主要成分是甲烷,成分较简单,是基本上末运移出煤层,以吸附、游离状态赋存于煤层及其围岩中的煤层气。
四种天然气的常规分类天然气是一种重要的能源资源,在现代工业和生活中有广泛的应用。
根据其组成和特性的不同,可以将天然气分为四种常规分类,分别是油田天然气、油页岩气、煤层气和生物质气。
接下来,我们将对这四种天然气进行详细介绍。
一、油田天然气油田天然气是指在石油开采过程中伴随石油一同产出的气体,其主要成分是甲烷。
油田天然气的储量丰富,开发利用具有较高经济价值。
它通常通过钻井、抽吸或压力释放等方法进行开采,然后经过脱硫、脱水等处理工艺,以提高其纯度和质量。
油田天然气广泛用于工业生产、城市供暖和发电等领域。
二、油页岩气油页岩气是指存在于页岩层中的天然气,其主要成分也是甲烷。
与传统的油气藏不同,油页岩气的储集层是由岩石中的页岩构成,气体储存在岩石的微孔和裂隙中。
油页岩气的开采一般采用水平井和压裂技术,通过水平井在页岩层中进行钻探,再利用压裂技术将岩石裂缝扩大,释放出储存的气体。
油页岩气作为一种新兴的能源资源,具有储量大、分布广和开采技术成熟等优势。
三、煤层气煤层气是指储存在煤层中的天然气,其主要成分包括甲烷、乙烷等。
煤层气的形成是在地质历史长期作用下,煤中的有机质经过压力和温度的作用,转化为天然气。
煤层气的开采通过钻井和抽采等方法进行,开采过程中还可以利用煤层气压力驱动煤矿瓦斯的抽采,实现煤与气的联合开采。
煤层气具有储量大、分布广、资源丰富等特点,被广泛应用于燃料、化工和发电等领域。
四、生物质气生物质气是指以生物质为原料通过热解或发酵等方式生产的气体燃料,其主要成分是甲烷、一氧化碳和氢气等。
生物质气的原料可以包括农作物秸秆、木材废弃物、食品加工废弃物等。
生物质气的生产过程中不仅可以获得气体燃料,还可以得到有机肥料和生物质炭等副产品。
生物质气作为一种可再生能源,具有环保、可持续发展等优势,被广泛应用于农村烹饪、工业热力和发电等领域。
总结起来,四种常规分类的天然气在成分、储量和开采方式上存在差异,但它们都是重要的能源资源。
煤层气与常规天然气测试技术的异同刘曰武;赵培华;鹿倩;方惠军;徐建平;蒋华;林学敏【期刊名称】《油气井测试》【年(卷),期】2010(019)006【摘要】煤层气测试资料的分析成果对确定煤层气的排采制度和制订合理的开发方案是至关重要的,研究该问题的目的在于解决目前只能利用常规方法进行测试、常规软件进行测试资料解释的问题.煤储层在成份、结构及其物理力学性质上与常规储层(如砂岩)有着明显的差异;煤层气的赋存和采出机理与砂岩中天然气也有着本质区别.要获取煤层准确参数、正确评价煤层,必须研究煤层气测试的相关理论方法.但目前对煤层气测试的认识较少.从常规天然气测试与煤层气测试的差异对比的角度出发,给出了煤层气测试的诸多特征.从研究对象的储层特征、煤层气的赋存特征以及不同开发阶段的流体分布及流动特征等方面,论述了煤层气与常规天然气测试技术异同的根本原因.从测试方法、测试工艺、解释模型和资料分析方法等方面,分析了煤层气与常规天然气测试技术的差异.研究成果对充分认识和理解煤层气测试的重要作用有积极的意义.【总页数】6页(P6-11)【作者】刘曰武;赵培华;鹿倩;方惠军;徐建平;蒋华;林学敏【作者单位】中国科学院力学研究所,北京,100190;中石油煤层气有限责任公司,北京,100028;中石油煤层气有限责任公司,北京,100028;中国科学院广州地球化学研究所,广东广州,510640;大港油田测试公司,天津,300270;大港油田测试公司,天津,300270;大港油田测试公司,天津,300270【正文语种】中文【相关文献】1.净现值法对比煤层气与常规天然气经济效益 [J], 赵卫;黄晓明2.浅析煤层气与常规天然气储层强化方式异同 [J], 李宝印3.山西非常规天然气开发利用再获突破煤与煤层气共采单井抽采量创新高,吕梁成功发现千亿立方米大气田 [J], 郭锋;张舰4.山西非常规天然气开发利用再获突破煤与煤层气共采单井抽采量创新高,吕梁成功发现千亿立方米大气田 [J], 郭锋;张舰5.煤层气等非常规天然气开采利用施行“多增多补” [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
生意社9月27日讯煤层气产业是近二十多年来在世界上崛起的新兴产业。
煤层气是一种以吸附状态为主、生成并储存于煤层及其围岩中的甲烷气体,发热量大于8100大卡/m3,与常规天然气相比主要异同如下:
1、相同点
①气体成分大体相同:
煤层气主要由95%以上的甲烷组成,另外5%的气体一般是CO2或氮气,;而天然气成分也主要是甲烷,其余的成分变化较大。
②用途相同:
两种气体均是优质能源和化工原料,可以混输混用。
2、不同点
①煤层气基本不含碳二以上的重烃,产出时不含无机杂质,天然气一般含有含碳二以上的重烃,产出时含无机杂质;②在地下存在方式不同,煤层气主要是以大分子团的吸附状态存在于煤层中,而天然气主要是以游离气体状态存在于砂岩或灰岩中;③生产方式、产量曲线不同。
煤层气是通过排水降低地层压力,使煤层气在煤层中解吸-扩散-流动采出地面,而天然气主要是靠自身的正压产出;煤层气初期产量低,但生产周期长,可达20-30年,天然气初期产量高,生产周期一般在8年左右;④煤层气又称煤矿井斯,是煤矿生产安全的主要威胁,同时煤层气的资源量又直接与采煤相关,采煤之前如不先采气,随着采煤过程煤层气就排放到大气中,据有关统计,我国每年随煤炭开采而减少资源量190亿m3以上,而天然气资源量受其他采矿活动影响较小,可以有计划地控制。
表格归纳如下:
各项常规气藏煤层气储层
1、埋深有深有浅,一般大于1500米一般小于1500米
2、资源量计算不可靠较可靠
3、勘探开发开发模式滚动勘探开发或先勘探后开发滚动勘探开发
4、储气方式圈闭,游离气吸附于煤系地层中(大部分)
5、气成分烃类气体,主要是C1—C495%以上是甲烷
6、储层孔隙结构多为单孔隙结构,双孔隙结构,微孔和裂隙发育
7、渗透性渗透率较高,对应力不敏感渗透率较低,对应力敏感
8、开采范围在圈闭范围内大面积连片开采
9、井距大,可采用单井,一般用少量生产井开采小,必须采用井网,井的数量较多
10、储层压力超压或常压欠压或常压
11、产出机理气体在自然压力下向井筒渗流,井口压力大需要排水降压,气体在压力下降后解吸,在微孔中扩散,然后经裂隙渗流到井筒
12、初期单井产量高低
13、增产措施一般不需要一定需要
14、钻井及生产工艺较简单较复杂,需要人工提升排水采气
会议通知:
09年是我国煤制天然气、煤层气产业发展最为重要的一年,随着国家石化振兴规划的出台,煤制天然气、煤层气产业俨然列入国家重点支持的产业名单。
大唐国际的煤制天然气项目得到了国家发改委的批复,神华集团、新汶矿业、庆华集团的煤制天然气项目也先后奠基;联盛和中华煤气的煤层气液化项目也纷纷建成投产。
还有很多公司的相关项目也已提上日程。
我国的煤制天然气、煤层气产业得到了业内广泛的关注。