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中国煤层气勘探开发进展综述

中国煤层气勘探开发进展综述
中国煤层气勘探开发进展综述

地质通报

GEOLOGICALBULLETINOFCHINA

第25卷第9~10期2006年10月Vol.25,Nos.9~10Oct.,2006

1中国煤层气勘探现状

中国煤层气勘探工作开始于1989年。到目前为止已在12

个省、自治区登记了64个煤层气勘探区块,勘探区块总面积为81810.3km2。在绝大多数区块内进行了煤层气资源普查勘

探,取得了相应的基础参数,并计算了煤层气资源量[1~

3]

。据不完全统计,截止到2005年12月,全国共施工煤层气参数井、生产试验井577口,先导性试验井组8个,多分支水平井4口。全国累计投入煤层气勘探开发的资金约28亿元人民币,其中国内自营投资约16亿元,国外投资近12亿元。

“八五”期间,主要以引进消化美国的技术为特点。

“九五”期间,为了规范对外合作,统筹国内煤层气勘探开发,1996年,国务院批准成立“中联煤层气有限责任公司”(简称“中联公司”),煤层气对外合作实行专营。在此期间,煤层气对外合作项目增长迅速,先后和10余家外国公司签订了产品分成合同。同时,国内自营勘探工作取得显著进展,勘探地区遍及全国主要煤矿区。中联公司和中国石油天然气集团公司(简称“中国石油”)分别在沁水盆地南部首次取得了煤层气探明储量,标志着煤层气勘探取得巨大突破。

“十五”期间,中国煤层气勘探工作成绩显著。勘探地区遍及鹤岗、鸡西、依兰、铁法、沈北、阜新、珲春、寿阳、和顺、潞安、晋城、霍东、霍西、宁武、乡宁、大宁—吉县、石楼、三交、临

收稿日期:2006-01-04;修订日期:2006-06-19

科技项目:国家发展和改革委员会“国家煤层气‘十一五’规划”项目资助。

作者简介:叶建平(1962-),男,博士,高级工程师,从事煤层气勘探与开发研究。E-mail:yejp01@163.com

中国煤层气勘探开发进展综述

叶建平

YEJian-ping

中联煤层气有限责任公司,北京100011

ChinaUnitedCoalbedMethaneCorp.Ltd.,Beijing100011,China

摘要:综述了中国煤层气勘探开发利用现状,尤其是“十五”期间中国煤层气取得的进展。总结了中国煤层气资源勘探开发成果:基础研究和应用研究齐头并进;勘探方向更加明确;煤层气勘探开发关键技术类型多样,试验推广应用范围扩大;十大重要勘探成果初露煤层气产业化曙光。国家级沁南潘河煤层气开发示范项目、晋城寺河煤层气开发项目、沁南枣园煤层气开发试验项目、阜新煤层气开发试验项目的建成和投产,标志着中国开始进入煤层气商业化开发阶段。关键词:煤层气;勘探;开发;沁水盆地;鄂尔多斯盆地中图分类号:P618.11;P62

文献标识码:A

文章编号:1671-2552(2006)09~10-1074-05

YeJP.AdvancesinexplorationanddevelopmentofcoalbedmethaneinChina:Areview.GeologicalBulletinof

China,2006,25(9~10):1074-1078

Abstract:Thepaperreviewsthestatusofexploration,developmentandutilizationofcoalbedmethane(CBM)inChina,es-peciallytheadvancesmadeinChina′

sCBMindustryinthe10thFive-YearPlanperiod(from2001to2005).

Themain

achievementsinChina′sCBMexplorationanddevelopmentmaybesummarizedasfollows:basicresearchandappliedresearchadvanceabreast;theexplorationdirectionisclearer;thekeytechnologiesofCBMexploitationanddevelopmenthighlyvariedandhavebeentested,

popularizedandappliedtoawiderfield;

andtenmajorexplorationachievementsshowprospectsof

commercialization.Fourstate-levelCBMdevelopmentdemonstrationprojects,i.e.thePanheprojectandZaoyuanprojectintheSouthQinshuibasin,

SiheprojectinJinchengandtheFuxinprojectinLiaoning,

havebeencompletedandputinto

production,whichindicatesthattheCBMindustryinChinahassteppedintothestageofcommercialization.Keywords:coalbedmethane;exploration;development;Qinshuibasin;Ordosbasin

第25卷第9~10期

图1中国各个时期的煤层气钻井数

Fig.1Numbersofcoalbedmethanewells

invariousperiodsinChina

兴、保德—神府—准格尔、韩城、黄陵、吐哈、准南、淮北、丰城、盘江、恩洪、老厂等30余个地区。在多个重点地区进行了井组生产试验,取得了较好的勘探效果。

当前,中联公司、

中国石油、晋城煤业集团公司是中国煤层气勘探开发的主力军,国外合作公司如远东能源公司、必和必拓公司、亚美大陆煤炭公司、格瑞克能源公司等也加大、加快了对中国煤层气勘探的投入。

2煤层气开发现状

目前共有4个项目进入煤层气商业化试验生产,2005年

估算生产能力达到1.6×108m3。首先,沁水盆地南部枣园井组和阜新盆地刘家井组最先实现了小规模商业开发。中联公司实施的枣园井组由15口井组成,2003年投产,实现小规模煤层气商业销售。阜新盆地刘家井组由12口井组成,2003年3月开始向阜新市供气,实现小规模商业化生产。其次,晋城潘庄项目先后共钻煤层气井150口。目前有110口生产井投入生产,向晋城市供气,实现商业化生产。同时,《沁水盆地南部煤层气开发利用高技术产业化示范工程———潘河先导性试验》项目是由国家发展改革委员会批准立项、中联公司实施的国家级煤层气开发利用示范项目,一期工程目前已完成钻井100口、

压裂排采井40口。2005年11月投产,实现商业化试生产。3煤层气利用现状

目前中国的煤层气开发刚刚进入小规模商业化生产试

验阶段,产量很小,主要用作居民生活或工业生产的燃料。如阜新刘家井组生产的煤层气直接进入城市管网,作为居民用气。沁南潘河、枣园、寺河项目,通过建立压缩站,利用汽车运输向用户供气。煤层气的另一大利用方向是发电。一些煤层气地面开发试验区建立煤层气燃气发电站,供应气田生产用电。一些煤矿如山西晋城寺河煤矿、贵州水城煤矿、河北峰峰大淑村煤矿均建立了煤层气燃气发电站。晋城寺河煤矿瓦斯发电站装机容量1.5×104kW。利用亚洲开发银行贷款的120

MW煤层气电厂正在建设中。煤层气还用于汽车燃料,如晋

城建立了煤层气加气站,直接给汽车加气。

煤层气与常规天然气成分相当,可以混输混用,可以拥有共同的市场。但目前中国天然气管网分布稀疏,途经中部地区的天然气主干管线仅有4条,即陕京一线、

陕京二线和西气东输管线、靖边-西安管线。另有数条支干天然气输气管线。在煤层气田范围内,基本没有就近入网的天然气管线。目前几个地面煤层气开发试验项目的气体产品,除阜新项目外,其他均没有可以借用的天然气基础管网。煤层气规模开发需要配套良好的管网系统。中国的管网基础建设很落后,薄弱的天然气管网系统将严重制约煤层气的产业化进程。

4煤层气资源勘探取得重大成果

“十五”期间,中国煤层气资源勘探开发共投入勘探经费

16亿元、

科研经费9000万元,分别比“九五”期间增加3倍和4倍。“十五”期间投入工程量显著增长,钻井373口,同比增加3倍,“十五”期间的钻井数占总数的64%(图1)。中国煤层气勘探开发主要成果可以总结为:基础研究和应用研究齐头并进;勘探方向更加明确;煤层气勘探开发关键技术类型多样,试验推广应用范围扩大;十大重要勘探成果初露煤层气产业化曙光。中国煤层气勘探走出低潮,迈向产业化之前夜。

4.1基础研究和应用研究齐头并进

“十五”期间科技部加大煤层气科研投入,煤层气的基础

研究和应用性研究齐头并进。初步计算,“十五”

期间全国共投入科研经费9000万元。科研经费主要来自科技部国家“十五”科技攻关项目、“973”基础研究项目、国土资源地质调查项目和新一轮油气资源评价项目,还有企业自身的投入。

“九五”期间,中国煤田地质总局、中联公司、中国石油等单位先后组织了全国性煤层气资源评价。2005年,由国土资源部、国家发展改革委员会、财政部立项,国土资源部油气资源战略研究中心组织的新一轮油气资源评价项目,对煤层气资源进行了新一轮估算,结果将在近期公布。与以往不同的是,该项目新计算了全国煤层气可采资源量,并对褐煤煤层气资源进行了估算。另外,经过中联公司和中国石油的勘探,在沁水盆地南部获得第一批煤层气探明储量754×108m3。

对煤层气选区评价方法、有利区块优选、煤层气富集规律及其控制因素方面的研究获得了新的进展。秦勇在1999年考虑风险概率和系统论方法,建立了“一票否决+递进优选”的选区理论和方法[1],2005年又提出了基于煤层气成藏动力学分析的地质选区理论和方法[4]。含煤盆地的基底性质及其所处的大地构造位置对煤层气的富集规律和开发前景具有控制性,向斜是煤层气的富集区,构造应力场、

热力场、地下水动力场等综合作用的成藏动力学机制将控制煤层气的富集和运移规律[5],构造主应力场-煤储层渗透率耦合控气地质模式[6,7]和多期热源叠加控制中国东部煤层气富集理论[8]为煤层气高渗富集区预测奠定了理论基础。在低煤级煤的储层特性、吸附解吸机理等方面也做了有益的探索。

“973”项目围绕中国煤层气领域4个关键的科学问题进

叶建平:中国煤层气勘探开发进展综述

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地质通报GEOLOGICALBULLETINOFCHINA

2006年

!中联煤层气有限责任公司.沁水盆地南部新增煤层气储量报告.2001.

行了基础性研究,包括煤层气形成的动力学过程、煤层气储集机理及成藏响应、煤层气藏富集分布及主控因素、煤层气经济开采的基础理论,并取得了初步成果。

在国家“十五”科技攻关项目资助下,煤层气勘探开发关键技术研究成果丰硕,并在生产实践中发挥了巨大作用。煤层气欠平衡钻井技术在潘河先导性示范项目中成为主力钻井方式,不仅提高了钻井效率,而且有效地保护了储层。在氮气泡沫压裂技术研究中,试制了粘弹性表面活性剂N2泡沫压裂液,提出了N2泡沫压裂工艺流程,经过压裂作业,应用N2泡沫压裂的气井,其产气量比水力压裂提高了3~4倍。注CO2提高煤层气采收率技术首次在沁水盆地南部进行了试验,模拟评价和经济评价表明该项技术是经济可行的,具有良好的经济效益和社会效益。在煤矿井下抽放工艺技术研究中,在晋城寺河煤矿和大宁煤矿建立了顺煤层水平长钻孔工艺技术,钻井长度达到1000m,煤层气抽放量得到极大提高,同时建立了煤层气井下抽放与煤炭规模开采联合开发的模式。在煤层气经济评价、废弃矿井煤层气抽放技术方面也做了探索性研究。

4.2勘探方向更加明确

“十五”期间,煤层气勘探经历了从萎缩到旺热的转变过

程。2001—2002年,勘探经费投入有限,勘探地区缩小,对外合作项目基本处于停滞状态。2003年之后,煤层气勘探开发力度加大,勘探力量相对集中。因煤矿瓦斯事故频发,国家加强了对煤矿瓦斯的治理力度,能源形势日趋紧张,国家对矿权管理进行了整顿,煤层气勘探开发转旺,勘探开发的主力单位有中联公司、中国石油、晋城煤业集团公司及有关外国公司。勘探地区相对集中,主要集中于沁水盆地和鄂尔多斯盆地,外围勘探点虽多,但投入工程量的比例相对较小。

(1)沁水盆地煤层气勘探开发主要集中在南部,包括潘河、端氏、潘庄、樊庄、大宁煤矿等项目。沁水盆地北部,寿阳区块目前已施工1口多分支水平井,正在排采作业。

(2)鄂尔多斯盆地煤层气勘探也取得了显著的进展。主要包括大宁-吉县、韩城、保德-神府-准格尔等项目。同时在黄陵、宁县、孤山等区块进行了有效的煤层气勘探。

(3)其他地区包括哈密、沙尔湖、乌鲁木齐西、鹤岗、鸡西、依兰、珲春、沈北、阜新、辽河、宁武、霍西、左权、屯留、恩洪、丰城等地,开展了煤层气勘探工作,取得了宝贵的储层参数和生产数据,某些地区获得了煤层气勘探突破。

4.3煤层气勘探开发关键技术类型多样,试验推广应用范围扩大

煤层气勘探开发关键技术是制约中国煤层气产业化的

一个重要方面,经过几年的勘探试验,已有了长足的发展。

(1)钻井技术,空气钻进广泛采用,极大地提高了钻井效率,减少了泥浆对储层的污染。

(2)完井技术,通常采用套管完井,同时也进行了套管+

裸眼完井、小型洞穴完井、水平井等试验。

(3)增产改造技术,煤层气压裂技术的进展最为引人注目。水力携砂压裂成为主导技术,同时开展了多种压裂方式的试验和研究,如清洁压裂液压裂、

氮气泡沫压裂、氮气助排压裂。对水力压裂工艺进行改进,积累了宝贵的经验。

(4)多分支水平井技术,在中国得到积极的应用推广。该技术是一项集钻井、完井、增产的综合技术,在煤层气高产高效开发中具有显著的优势,十分有利于煤矿瓦斯综合治理。目前已在沁水大宁煤矿、宁武区块、寿阳区块、沁水端氏打了

4口井,获得了良好的效果。

(5)开窗侧钻技术,在枣园井组进行了试验。

(6)煤层气数值模拟技术,在选区评价、井网优化和水平井、多分支水平井设计中得到有效应用。

(7)煤层气压裂裂缝监测技术、煤层气测井技术、煤层气绳索取心技术均得到了很大的发展。“十五”期间,利用大地电位压裂裂缝测试技术、同位素示踪技术、微地震技术判识压裂缝的长度和发育方位。通过地球物理测井,确定煤层的深度和厚度,使煤层含气量、水分、灰分、孔裂隙发育程度解释的准确率得到提高。

4.4十大重要勘探成果初露煤层气商业化生产曙光(1)沁水盆地南部。沁水盆地南部是“九五”期末发现的

大型整装煤层气田,总面积3523.32km2,估算煤层气资源量6807×108m3,煤层埋深200~1500m。

南部煤层埋藏浅,小于600m。以寺河断层为界,东侧煤层气勘探程度高,是煤层气探

明储量的分布区,也是目前煤层气开发的热点地区;西侧煤层气探明程度较低,中联公司和亚美大陆煤炭公司正在进行煤层气勘探作业。该区已获得新增煤层气探明储量

754.44×108m3,可采储量394.51×108m3。其中潘庄区块113.5km2范围内,煤层气探明地质储量264.31×108m3,可采储量143.52×108m3!。目前有6个开发项目、2个勘探项目正在该地

区进行。6个开发项目包括潘河煤层气开发利用示范工程项目,端氏煤层气开发示范项目,对外合作项目——

—柿庄南煤层气开发项目、潘庄煤层气开发项目,大宁煤矿煤层气地面开发项目和樊庄煤层气开发项目。2个勘探项目为中联公司的沁水王寨项目和亚美公司的马壁项目。

(2)沁水盆地北部。沁水盆地北部主要指阳泉市寿阳地区,面积为1965km2,估算煤层气资源量2234.06×108m3,煤层埋深1500m。1996—1997年,中国煤田地质总局对该区开始进行勘探,施工了4口参数井,其中1口井进行了排采作业,获得1000m3/d的单井产量。1997—1999年中联公司在深部施工了1口探井,在韩庄井田施工了3口井组成的小井组。由于水大而终止了排采试验。“十五”期间,该区块成为对外合作区块,现在远东能源公司成为作业者,计划采用多分支水平井技术开发该区的煤层气资源。2005年在韩庄井田施工了2口多分支水平井,目前已进入排采试验。

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!中国科学院.香山科学会议论文集.2005.

(3)大宁-吉县区块!。含煤面积2160km2,煤层气远景资源量4800×108m3。钻探29口井,已控制含气面积270km2,控制储量343×108m3,在760km2的面积内,预测储量460×108m3。该气田煤层厚度大,煤质好。5煤和8煤单层厚度3~7m,最大厚度9.3m。反射率1.7%~2.4%,属焦煤和贫煤。含气量高,为16~

22m3/t,含气饱和度70%~90%。渗透率0.20~0.54mD。经初步

测试,单井日产量为1000~6400m3。

(4)韩城区块。韩城矿区面积为2142.5km2,预测煤层气总资源量为2147.27×108m3。3#、5#、11#煤层为主要勘探目标层,埋深多在400~900m之间。3#、5#煤层厚1.67~2.90m,11#煤层厚度大,一般6.20~7.80m。煤层含气量平均为8~12m3/t,最高达到26m3/t;煤层渗透率较高,为1.65~2.96mD。1996—

1997年,中国煤田地质总局在韩城地区施工了3口煤层气参

数井,其中1口井获得单井最高4000m3/d的工业气流。2004—

2005年,中联公司在本区进行煤层气勘探,施工了6口井的井

组,单井产量在500~2500m3/d之间,其中1口井发生自喷,试验结果证实该地区具有良好的煤层气开发潜力。

(5)神府-保德区块。为中联公司对外合作的区块,由山西保德、陕西神府2个合同区块组成,总面积4080.10km2,预测资源量7200×108m3。现在BHP-Billiton公司为合同区块的作业者,2004年至今,该公司共钻井10口。钻探显示,煤层含气量较高,为8~10m3/t,渗透率高,煤层厚度大,具有良好的煤层气开发潜力。BHP-Billiton公司计划加大对该区块的勘探力度,着手编制开发方案,尽快进入煤层气开发阶段。

(6)阜新盆地。阜新盆地煤层厚度大、埋深浅、渗透率好、含气饱和度高,预测煤层气资源量116.06×108m3。阜新盆地煤层气勘探始于1996年。1999—2001年施工了8口井的生产井组,单井产量达到2000~3000m3/d,2004年和2005年借助国家资源补偿费继续在刘家区和东梁区进行煤层气勘探。刘家区、王营子区、东梁区最适合地面煤层气开发,预测煤层气资源量57.7×108m3。勘探和生产试验显示,本区具有良好的煤层气开发前景。

(7)宁武盆地。面积3120km2,煤层埋深300~1500m,煤层气资源量2600×108m3。煤层厚度大,4煤和9煤总厚14.0~24.0m,为肥煤和焦煤。煤层含气量大,9煤为9.0~20.6m3/t,含气饱和度高。煤层渗透率为0.86mD。武试1井单井气产量3112m3/d。

2005年完成1口多分支水平井,正在进行排采试验,产水量大。

(8)准噶尔盆地。准噶尔盆地煤层气资源丰富,含煤面积

21700km2,煤层气远景资源量36000×108m3。其中昌吉地区7010km2,煤层气资源量7460×108m3,煤层气封盖条件好,为

褐煤、长焰煤,镜质组含量高达90%,煤结构良好。盆地东部大井地区面积4000km2,煤层气远景资源量4500×108m3,煤层埋深400~800m,煤层厚度大,为34~63m,单层厚13~21m,为褐煤,煤质好,镜质组含量高达90%,煤层气封盖条件好。

(9)恩洪-老厂区块。恩洪矿区煤层气区块面积1790km2。

其中对外合作区块1072km2,自营区块面积718km2。自营区块含煤面积485km2,煤层气资源量612.92×108m3,煤层气资源丰度1.25×108m3/km2。煤层层数多,单层厚度小,以薄层及中厚煤层为主,煤层成组发育。有8~20层可采煤层,可采厚度累计10~31m,平均为18m。煤层层数及厚度变化较大,为焦煤、瘦煤。煤层气含量为0.45~30.32m3/t,平均7.37m3/t。煤层渗透率较低,为0.01~0.05mD。2003—2005年,中联公司和云南煤田地质局合作进行勘探,施工探井3口,其中EH-02井单井产量500~800m3/d。对外合作项目共施工探井6口,通过LC-01井的排采,取得了较好的生产参数,证实了该区煤层气资源的开发潜力。远东能源公司计划施工多分支水平井,促使项目进入开发阶段。

(10)沈北—铁法地区。沈北和铁法矿区煤层气勘探历史较长。沈北矿区,2003年中联公司利用“十五”攻关项目在该区实施1口生产试验井,采用空气欠平衡钻井、洞穴完井技术,获得较好的单井产量。铁法矿区已有多家进行煤层气勘探,在

“八五”期间,沈阳煤气公司和美国ARI合作项目、联合国UNDP项目、中国煤田地质总局勘探项目先后打井8口,

2004年东北煤田地质局又施工1口探井。DT-003井排采稳定

产量3000~5000m3/d,显示出该区巨大的煤层气开发潜能。

5煤层气地面开发进入商业化开发示范阶段

5.1四大煤层气商业化开发示范项目

2004年,中国开始进入煤层气商业化开发示范阶段。主

要有4个项目:国家级沁南潘河煤层气开发示范项目、晋城潘庄煤层气开发项目、沁南枣园煤层气开发试验项目和阜新煤层气开发试验项目。

(1)沁南煤层气开发利用高技术产业化示范工程———潘河先导性试验项目。该项目(简称

“潘河项目”)是国家发改委立项的国家级示范工程。到2005年底,中联公司已完成100口井的施工作业,压裂40口,并投产,现日产气5×104m3。完成地面工程建设,包括CNG加气站1座、集输站1座、阀组站4座、燃气发电站1座及与之相配套的土建工程、输气管网、动力系统、数据自动采集系统等。潘河项目计划钻井900口,分3期完成,第一期钻井150口,投资3.45亿元,2006年完成,建成一个年产约1×108m3煤层气的生产示范基地;第二期再钻井400口,累计平均年产量达4×108m3;第三期钻井350口,累计平均年产量达7×108m3。

(2)晋城潘庄煤层气开发项目。晋城煤业集团公司1995年开始在潘庄井田施工7口煤层气试验井并取得成功。2004—2005年,在寺河矿北、

西区共施工了150口煤层气井,已陆续投入排采并产气,目前110口井日产煤层气20×104m3。其中发现1口煤层气自喷井,日产气量最高达5000m3。目前已

叶建平:中国煤层气勘探开发进展综述

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建成了16×104m3的煤层气压缩站,采用专用煤层气槽车运输压缩煤层气,供应晋城矿区2万余用户。同时,在晋城市建成煤层气汽车加气站,约400辆出租车和公交车改用煤层气作燃料。以煤层气为原料的30×104t甲醇项目正在编制可行性研究报告。晋城市玻璃厂、陶瓷厂已用煤层气代替液化石油气或水煤气。

(3)阜新煤层气开发试验项目。1999—2001年在阜新煤田刘家区钻井8口,形成小型井网。2003年3月向阜新市正式输气,投入商业化生产,每天供气1.6×104m3。2004—2005年增加4口井,目前井网日产量达到25000m3。

(4)沁南枣园煤层气开发试验项目。中联公司从1997年开始在区内勘探,2003年建成15口井组成的小型生产试验井网,形成日产煤层气20000m3的产能。建成日压缩能力3.6×104m3的小型CNG压缩站和日发电400kW的小型煤层气发电站。所产煤层气除供应电站发电、满足排采生产用电外,还采用槽车向河南林州和山西长治供气。中联公司通过勘探,在其中50km2的范围内探明煤层气地质储量137.87×108m3,可采储量74.86×108m3。2003年1月,中联公司与格瑞克能源公司签署了合作开展山西省柿庄南项目的合同,合同区面积为455.286km2。格瑞克能源公司正在编制本区煤层气开发方案,计划到2010年钻井800口,达到产能6×108m3/a。5.2六大准备进入煤层气开发试验的项目

除上述4个开发项目之外,还有6个项目准备进入开发试验,即韩城煤层气开发试验项目、沁水端氏煤层气开发示范项目、大宁-吉县煤层气开发试验项目、宁武煤层气开发试验项目、沁水樊庄煤层气开发试验项目和沁水大宁煤层气开发试验项目。

(1)韩城煤层气开发试验项目。陕西韩城矿区煤层气勘探开发试验工作相对较好。该区煤层含气量高、渗透率高,是中国少见的高渗富集区之一。目前中联公司将韩城列入重点勘探开发项目,完成了6口井组成的先导性试验井组,单井日产量在1000m3以上。中联公司计划在该区进一步扩大开发规模,同时将与香港嘉道里公司合作勘探开发,并进行多分支水平井的施工试验。

(2)沁水端氏煤层气开发示范项目。由国土资源部立项,中联公司实施。计划施工5口多分支水平井,合计17个单羽多分支水平井。建成年产1.5×108m3产能的煤层气生产基地。2005年底完成第一口井施工作业,目前正在进行排采试验。

(3)大宁-吉县煤层气开发试验项目。由中国石油投资,长庆油田实施。目前有16口井在生产,单井日产量在1000~2800m3之间。

(4)宁武煤层气开发试验项目。由中国石油投资,中国石油天然气勘探开发研究院廊坊分院组织实施。目前已施工1口多分支水平井,正在进行排采试验,产水量大。

(5)沁水樊庄煤层气开发试验项目。由中国石油投资,华北油田、中国石油天然气勘探开发研究院廊坊分院实施。本区已获煤层气探明储量352×108m3。2004年底中国石油与美国CDX天然气公司签署合同,引进CDX多分支水平井技术,开发该区煤层气资源。目前正在进行200口垂直井的钻井施工作业。

(6)沁水大宁煤层气开发试验项目。由美国亚美大陆煤炭公司投资,旨在进行煤矿瓦斯预抽,同时开发煤层气资源。2004年施工1口多分支水平井,稳定日产量2×104m3,是中国第一口多分支水平井,并取得成功。2005年施工了第二口多分支水平井。亚美大陆煤炭公司计划再钻2~5口多分支水平井,以降低煤矿瓦斯浓度,实现高瓦斯矿安全、高效生产。

6结语

中国的煤层气勘探开发经过15年的探索和实践,开始进入产业化的快车道。尤其是沁水盆地南部多个开发项目的成功,表明中国煤层气地面开发潜力巨大、前景良好,煤层气作为天然气的接替能源,将是最现实最有效的勘探开发对象。

但是,在看到美好前景的同时,还要充分估计到煤层气开发的艰巨性和复杂性。单井产量仍然较低,适合中国地质条件和储层条件的煤层气勘探开发的关键技术和工艺,尤其是高产富集区预测技术、增产改造技术,仍需要大力探索和试验;装备和技术比较落后,勘探开发手段单一;天然气(煤层气)管网基础设施落后,市场不发育、不健全;煤层气和煤炭矿权关系复杂;土地关系、工农关系矛盾较大,影响工程作业;国家缺少煤层气开发的鼓励政策,资金支持力度有限。煤层气实现产业化需要在体制、机制上创新。

参考文献:

[1]叶建平,秦勇,林大杨.中国煤层气资源[M].徐州:中国矿业大学出版社,1998.

[2]张建博,王红岩,赵庆波.中国煤层气地质[M].北京:地质出版社,2000.

[3]张新民,庄军,张遂安.中国煤层气地质与资源评价[M].北京:科学出版社,2002.

[4]秦勇.中国煤层气产业化面临的形势与挑战(Ⅰ)——

—当前所处的发展阶段[J].天然气工业,2006,26(1):4-7.

[5]叶建平.沁水盆地南部煤层气成藏动力学机制研究[J].地质论评,2002,48(3):319-323.

[6]秦勇,张德民,傅雪海,等.山西沁水盆地中—南部现代构造应力场与煤储层物性关系之探讨[J].地质论评,1999,45(6):576-583.[7]傅雪海,秦勇.现代构造应力场中煤储层孔隙应力分析与渗透率研究[J].地球学报,1999,20(增刊):623-627.

[8]杨起,汤达祯.华北煤变质作用对煤层含气量和渗透率的影响[J].地球科学,2000,25(3):273-278.

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煤层气开发与利用

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。

煤层气开发利用现状与发展方向

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

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。

煤层气利用技术简介通用版

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

煤层气开采技术

煤层气简介 1、定义 煤层气,是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体,是煤的伴生矿产资源,属非常规天然气,是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。 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:洁净能源,商业化能产生巨大的经济效益。 2、煤层气与煤矿瓦斯的关系与差异 在煤炭工业界通常将涌入煤矿巷道内的煤层气称之为煤矿瓦斯(Gassy),其气体组分除煤层气组分外,还有煤矿巷道内气体的成分,如氮气(N2)、二氧化碳(CO2)等空气组分以及一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)等采矿活动所产生的气体组分。

在煤层气概念引进初期,有些学者为便于业外人士了解煤层气,通常在煤层气一词后加注“俗称煤矿瓦斯”。 近年来,国内外有些学者为区分两者之间的概念差异,将通过煤矿井下抽放(Gas Drainage in-mine)、采动区(GOB)抽放或废弃矿井(Abandoned Mines)抽排等方式获得的煤层气称为Coal Mine ethane (缩写为CMM)。 2、存在形式 吸附于煤内表面;以游离态存在于煤的天然孔隙中;少量溶解在煤的地层水中。 3、用途 煤层气(煤矿瓦斯)作为一种非常规天然气,可作为瓦斯发电、居民生活和工业锅炉燃料。煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电

煤层气综合利用

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

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

国外煤层气发展现状

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

QK-中国煤层气开发利用现状及产业化战略选择

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

中国煤层气勘探开发的哲学思考

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

中国煤层气资源分布概况

*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

煤层气开采模式探讨

编订:__________________ 审核:__________________ 单位:__________________ 煤层气开采模式探讨 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号:KG-AO-2143-96 煤层气开采模式探讨 使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 20xx年国家煤矿安全监察局制定了“先抽后采,以风定产,监测监控”的煤矿瓦斯防治方针,强化了瓦斯抽采在治理瓦斯灾害中的地位。但目前的井下瓦斯抽采远远不能满足瓦斯治理的要求,“地面钻采”煤层瓦斯日益提上日程。如何将“地面钻采+井下抽采”有机结合,则是摆在我们面前的难题。本文在分析了两种开采模式差异基础上,利用“系统工程事故树分析法+多层模糊数学综合评价法”,最后提出了不同类型矿井的煤层气开采模式。 1 两种开采模式的异同 1.1 开采机理的差异 (1)井下煤层气抽采机理。所谓井下煤层气抽采就是借助煤炭开采工作面和巷道,通过煤矿井下抽采、采动区抽采、废弃矿井抽采等方法来开采煤层气资源。

井下煤层气抽采机理是:当煤层采动以后,破坏了原岩石力学平衡,造成了煤层的卸压,由于瓦斯气体90%以上以物理吸附状态存在于煤层中,为了继续保持平衡,煤层中的瓦斯涌出,通过人工改造使其成为密闭系统,从而持续维持卸压区域.这样,煤层瓦斯将源源不断被抽出。由此可见:使井下煤层气得以抽采的2个基本条件是:在小范围内有足够的煤层气资源及使煤层瓦斯得以释放的煤层透气性大小。 (2)地面钻采煤层气机理。地面钻采煤层气就是利用垂直井或定向井技术来开采原始储层中的煤层气资源。地面钻采煤层气的机理是:当储层压力降低到临界解吸压力以下时,甲烷气体从煤基质微孔隙内表面解吸出来;由于瓦斯浓度差异而发生扩散到煤的裂隙系统,最后以达西流形式流到井筒。解吸是煤层气进行地面钻采的前提,降压是解吸的前提。由此可见:地面钻采煤层气能否发生的根本在于煤层气是否能降压解吸。 1.2 实施方法的不同

中国煤层气开发利用现状及发展趋势_黄盛初

★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

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

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