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,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,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,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）4CO23CH42H2OC57H56O10（褐煤）C54H42O5（沥青煤）CO22CH43H2OC15H14O（烟煤）C13H4（无烟煤）2CH4H2O,,,,煤层气的产出机理及产出过程,,解吸,扩散,渗流,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/（PLP）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,煤层气的解吸,,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qmDσVmρ（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KlKKrlVl为l相的渗流速度，m/s；l为l相的粘滞系数，Mpas；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。,1.3、为什么要开发煤层气新洁净能源我国能源结构和世界能源结构能源缺口环境保护减少温室气体，缓解温室效应--直接减少CH4扩散，194亿方--间接减少CO2扩散，每年因燃煤排放CO2126亿方降低煤炭消费，改善空气质量--年燃煤7亿多吨，排放SO22200万吨，烟尘1900万吨保障煤矿安全93-97年，200余起，5000多人每百万吨煤4人的死亡率新兴的煤层气产业新经济增长点降低采煤成本煤炭城市产业升级,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样解吸测定。2、储层渗透率野外试井和室内测定。3、储层压力、表皮损伤等野外试井,煤层气含气量测定常用方法,USBM方法（Kissel等1973）计算公式解吸气量VsV*P/101.3*273.2/273.2T0损失气量VsIStd1/2I,S为常数MDM方法（Ulery等1991）、Smith-Williams方法计算法（吸附等温线和井下瓦斯涌出量计算）等。其他如还有直接压力取芯法。,