中国煤层气勘探开发成果与认识_赵庆波

流向, 形成有的井产气量很高, 有的井产气量很低, 有构造低部位水大气少、高部位气大水少的特点, 向 斜部位井产水量普遍较高( 潘河) 。因此, 控制降压 速率, 避免降压速率太慢构造高部位形成游离气藏 死角, 是提高有效解吸煤层气产量的关键。
( 7) 单井降压要求液面连续下降, 控制煤层气产 量高峰方可有效: 进入解吸高峰期液面要稳定, 以防 气体压力过大带出大量煤粉堵塞通道; 应向远处解 吸, 不断扩大解吸半径。提高长半径畅通型解吸水 平是提高单井产量和开发效果的关键。
二、我国煤层气勘探开发新认识
近几年我国煤层气的勘探开发工作取得了一系 列的成果, 煤层气基础地质理论和勘探开发研究都 取得了较大的进展, 主要表现在以下 8 个方面:
( 1) 整体盆地煤层含气, 适中浅层高产富集[ 1-2] : 一般埋深小于 1000 m, 封盖条件好的高含气量、高 饱和、较高渗透率区最为有利( 山西沁水煤层气田大 宁、潘庄) 。若埋 深大 于 1000 m、可解吸 饱和 度低 ( 辽宁省辽河断陷欧利坨子) 、浅层河边高地相成煤 环境( 鄂尔多斯盆地中部垅东、吐哈盆地) 则单井日 产气量低。
( 3) 煤层气井绳索式取心技术: 由半盒管已发展 为全封闭, 1000 m 井深从井底割心到地面装罐仅用 7 m in, 有效地保护了煤心样品。
( 4) 煤层气测井评价技术: 建立了煤层气测井系 列, 解释含气量等参数, 减少取心和分析化验费用, 与实验室含气量误差小于 1 m3 / t 。
( 5) 实验室内煤层气快速解吸技术: 由原解吸周 期 60 d 缩短为 2 d。
地质与勘探
天然气工业
2008 年 3 月
中国煤层气勘探开发成果与认识
赵庆波 田文广
( 中国石油勘探开发研究院廊坊分院)
赵庆波等. 中国煤层气勘探开发成果与认识 . 天然气工业, 2008, 28( 3) : 16-18. 摘 要 我国近年煤层气勘探和开发的重点区块主 要有阜 新盆地 刘家试 采区块、辽宁 铁法区 块、辽 宁沈阳 北 及其外围、山西省南部沁水煤 层气田、鄂 尔多 斯盆地 东部 大宁 ) 吉县 地区 与韩 城 ) 合阳地 区、准噶 尔盆地 东南 缘 等。其中开发效果最好的有阜新盆地刘家试采区块和山西沁水煤层气田。中国煤 层气勘探开 发还处于 初级阶段, 工艺、设备、技术等都急需引进、吸收、研发、试验、优选、试 用, 煤层气地 质条件 和排采 技术也 需要深 化研究。通 过 分析中国煤层气勘探开发现状, 结合多年的现场 实践经验, 总结了 我国煤 层气勘 探开发 的新认识 和煤层 气勘探 开 发工艺技术进 展, 并提出了 以下建 议: ¹ 含气 量大于 6 m3/ t 必须先 采气后 采煤; º 加 强对低 煤阶煤 层气的 勘探; » 加强煤层气地质精细研究; ¼加强关键技术试 验; ½ 积极稳妥地按照勘探程序组织实施煤层气勘探开 发工作。 主题词 中国 煤层气 勘探开发 现状 地质理论 认识 技术进展 建议
( 6) 数值模拟技术: 模拟常规钻井、定向羽状水 平井年产量, 确定合理井距、井网几何形态, 评价单 井、井组开采效果和气藏开发水平。
( 6) 多井降压解吸, 差异流向部分井高产: 单井产 量受控于层内割理发育程度、渗透率和构造部位, 同 一区块相同井距, 有些井自喷且产量很高( 潘庄 PH1006 井等、成庄 SH- 03 井) , 而周围有些井则产量很低 ( 特别是渗透性的差异, 如成庄区块 3 号煤, 渗透率有 的为 20 @ 10- 3 Lm2 , 有的则小于 1 @ 10- 3 Lm 2 ) 。这
我国煤层气产业的可持续发展, 故提出以下建议: 1. 含气量大于 6 m3/ t 必须先采气后采煤 我国煤层 含气量大于 6 m3/ t 的煤层气资源量
为 19. 76 @ 1012 m3 , 占煤层气总资源量的 54% ( 见表 2) 。含气量大于 6 m3/ t 这部分煤层气资源利用地
面 开发既不影响/ 十一五0期间的煤炭产量, 又可有
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地质与勘探
天然气工业
2008 年 3 月
服应力敏感的 每天降 液速度 初期 10 ~ 12 m , 液面 280 m 后为 15 m 左右, 获得了煤层气井排采动液面 的最佳控制认识。
四、建 议
中国的煤层气产业已取得了丰硕成果, 煤层气 勘探开发也呈现飞速发展的态势, 但也暴露出一些
问题, 有些已影响到了煤层气产业化进程。为促进
经过多年的试验, 我国的煤层气勘验开发技术 已有了长足的进步, 主要表现在以下 8 个方面:
( 1) 多分支水平井钻井技术: 对于机械强度高、 井壁稳定的中高煤阶区, 通过钻多分支井增加煤层 裸露面积, 沟通天然割理、裂隙, 提高单井产量和采 收率, 效果相当显著[ 4] 。这也是解决低渗( 小于 0. 5 @ 10- 3 Lm2 ) 薄煤层( 厚度小于 2 m ) 区煤层气开采 的主要技术手段。目前我国基本掌握了该项技术, 已完钻多口多分支水平井。
一、我国煤层气勘探开发现状
1. 我国煤层气资源现状 我国煤层气资源潜力巨大, 新一轮全国资源评 价结果表明: 我国 45 个聚煤盆地 119 个目标, 煤层 埋深 2000 m 以 浅的 煤 层含 气 面 积为 41. 5 @ 104 km 2 , 煤层气总资源量达 36. 81 @ 1012 m3 , 与常规天 然气资源量基本相当。其中煤层气资源量大于 1 @ 1012 m3 的盆地有 8 个: 伊犁、吐哈、鄂尔多斯、滇黔 桂、准噶尔、海拉尔、二连、沁水 盆地, 合计资源量达 28. 01 @ 1012 m3 ( 表 1) 。
3 25 .6 0
7 86 .5 0
68 44 .6 0
158 94 .9 0
含气量介于 3~ 6 m3/ t
煤炭资源量 煤层气资源量
( 108 t)
( 108 m3 )
7 718 .4 0
34 54 6. 24
8 310 .8 0
43 48 9. 03
15 34 7. 60
71 25 3. 98
1 32 1. 31
表 1 煤层气资源量大于 1 @ 1012 m3 的含气盆地资源量表
含气面积 盆 地 ( 108 km 2) 伊 犁 0. 60 吐 哈 0. 94 鄂尔多斯 10. 18 滇 黔 桂 1. 61 准 噶 尔 2. 17 海 拉 尔 1. 17 二 连 3. 48 沁 水 2. 68 合 计 22. 83
新盆地刘家试采区块、辽宁铁法区块、辽宁沈阳北及
其外围( 辽河凹陷欧利坨子、北票等) 、山西省南部沁 水煤层气田、鄂尔多斯盆地东部大宁 ) 吉县地区与 韩城 ) 合阳地区、准噶尔盆地东南缘( 昌吉、白杨河、 大井、沙帐南) 等。其中开发效果最好的有阜新盆地
作者简介: 赵庆波, 1950 年生, 教授级高级工程 师; 现任中国石油 勘探开发研 究院廊 坊分院 煤层气 项目经 理部经 理, 先 后 发表学术论文 34 篇、编写专 著 9 部 , 多 次获 得国家 级、省部 级奖项。 地址: ( 065007) 河 北省 廊坊 市 44 号 信箱。电 话: ( 010) 69213108。E- mail: zhqib@ petr ochina. com. cn
53 60 .10
地区
东部 中部 西部 南方 合计
表 2 我国不同地区不同含气量的煤炭 资源量与煤层气资源量对比表
含气量小于 3 m3 / t
煤炭资源量 煤层 气资源量
( 108 t)
( 108 m3)
11 25 .3 0
29 84 .5 0
13 45 .9 0
38 75 .6 0
40 47 .8 0
82 48 .3 0
资源量 ( 1012 m3 ) 1. 21( 侏罗系) 2. 12( 西山窑组 1. 24; 八道湾组 0. 88) 9. 82( 石炭 ) 二叠系 5. 92; 侏罗系 3. 90) 3. 47( 二叠系、三叠系) 3. 87( 西山窑组 2. 43; 八道湾组 1. 44) 1. 59( 侏罗系) 1. 96( 侏罗系) 3. 97( 山西组 1. 58; 太原组 2. 39)
( 8) 发展新技术, 因地制宜方可见效: 应用新技 术必须搞清煤层地质条件和适用性, 因地制宜方可 见效 ) ) ) 有的技术不适应多分支水平井( 午城、宁武 南斜坡西部断层发育区) , 也有的技术不适用洞穴完 井( 渗透率小于 5 @ 10- 3 Lm2 ) 。
三、我国煤层气勘探开发工艺技术进展
山西沁水煤层气田是我国发现的世界第一个高 煤阶煤层气田。目前在该区勘探开发煤层气的企业 有格瑞克能源( 国际) 公司、晋煤集团蓝焰煤层气公 司、亚美大陆公司、中联煤层气有限责任公司和中国 石油天然气股份有限公司等。截至 2007 年 6 月, 盆 地内钻煤层气直井 1440 口, 多分支水平井 16 口, 探 明含气面积 420 km2 , 探明煤层 气地质储 量 861 @ 108 m3 , 控制含气面积 549 km2 , 控制煤层气地质储 量 974 @ 108 m3 , 煤层气远景资源量 4500 @ 108 m3 。 截至 2007 年 6 月, 日产气能力已达 111. 5 @ 104 m3 , 建成压气站 5 座, 日销售煤层气 39 @ 104 m3 。
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2. 我国煤层气勘探开发现状 我国煤层气开发始于 20 世纪 50 年代, 主要是 基于煤矿安全 的井下瓦斯抽采, 年 抽采量约 0. 6 @ 108 m3; 最近几年, 我国 煤矿区瓦斯抽采非 常活跃, 2006 年共有 264 处瓦斯抽放点, 全年煤矿瓦斯井下 抽采量达 32 @ 108 m 3 。 我国煤层气地面勘探始于 20 世纪 90 年代初, 经过近 20 年的发展, 我国煤层气的勘探开发工作取 得了很大进步, 已初步准备了可供开发的煤层气资 源, 形成了煤层气开发配套工艺技术, 多个井组己取 得较 好的产气效果, 并实现了 小规模商业化 生产。 截至 2007 年 6 月, 全国钻煤层气直井 1800 余口( 其 中探井 500 余口, 开发井 1300 余口) , 多分支水平井 和水平井 25 口, 投 产 479 口井, 日产 气 115 @ 104 m3 , 年产气能力达 3. 8 @ 108 m3 ; 直井单井一般日产 气 2000 m3 , 多分支水平 井日产气量为 0. 3 @ 104 ~ 8. 5 @ 104 m3 。 近几年煤层气勘探和开发的重点区块主要有阜