中国煤层气勘探开发技术

中国煤层气资源丰富，近１０年在煤层气勘探开发技术方面形成了包括煤层气钻井取心、试井、完井、强化压裂和排采系统配套的工程工艺技术．应用这套技术实现了我国煤层气勘探的突破性进展。介绍了这套煤层气勘探开发工程工艺技术的基本内容、特点及应用情况。     

我国煤层气开发技术进展

二十多年来我国煤层气开发取得了重大突破,在保障煤矿安全、缓解能源压力等方面发挥了重要作用。综述了我国煤层气开发历程和现状,概括总结了煤层气钻完井技术、压裂增产技术、排采技术、数值模拟技术等方面取得的进展和发展趋势:井型多样化、复杂结构化;压裂规模化;排采智能化;钻完井压裂用液多元化。同时,提出了今后我国煤层气开发技术的重点在于研究适宜规模开发区(高煤阶)的稳产高产技术、中煤阶区的钻压采技术、低煤阶区的煤层气勘探开发关键技术和松软低渗透煤层的规模高效抽采关键技术。最后提出我国煤层气开发技术总体上仍处于起步阶段,依然面临许多难题,需要进一步创新突破。     

我国煤层气勘探与开发技术现状及发展方向

介绍了煤层气勘探与开发技术体系的内涵,分析了我国煤层气勘探开发技术的现状与存在的问题,包括煤层气资源勘探技术、煤层气地面井增产技术、煤层气地面井排采技术、煤层气矿井抽采及煤气共采技术。针对煤层气勘探与开发的技术需求,对煤层气勘探与有利区块优选技术、以沁水和鄂尔多斯2个盆地为主的中～高煤阶地区煤层气增产技术、低煤阶地区煤层气单井增产与规模性开发技术、多煤层及构造煤地区煤层气地面井开发技术、煤炭与煤层气协同开采技术的近期、中期、远期规划提出了研究建议。     

深部煤层气勘探开发进展与研究

我国煤层气资源主要分布于深部。鄂尔多斯、准噶尔等盆地部分煤层气井勘探成功表明深部煤层气资源在含气量、含气饱和度、储层压力及临界解吸压力等关键参数方面较浅部有利,开展深部煤层气研究及勘探是重要前瞻性课题。鄂尔多斯盆地东南缘延川南煤层气田的勘探,尤其是万宝山构造带延3井组的成功开发是我国深部煤层气开发获得突破的1个典型实例。一般来说,影响深部煤层气开发的因素较复杂,是一个系统工程,通常可以将这些因素划分为资源地质条件和开采技术条件两大类。延川南煤层气田开发的经验表明,影响深部煤层气井产能的主要因素是受地质条件控制的压裂技术与排采技术,提高深部煤层气单井产量的途径是做好富集高渗区选区评价和预测,加强以压裂为核心技术的工程工艺攻关研究及做好排采管理。     

寿阳地区建井前期煤层气排采主控因素分析

位于山西省沁水盆地北部的寿阳地区,是近年来煤层气勘探开发的主要区块之一。通过对该地区煤层含气性、建井前期煤层气探井排采数据、煤层气藏保存现状、水文条件以及排采制度等因素的综合分析,找出了决定该地区煤层气排采效果的4个主控因素(即排采方式、排采制度、气体影响和煤粉堵塞),并提出了改善排采效果的措施。     

我国煤层气地质特征与工程技术适应性进展

我国煤层气储层由于成煤年代早、板块构造挤压等因素,导致储层物性差、渗透率低,但因深成热变质、区域动力变质及岩浆接触热变质作用相互叠加,使煤层含气量偏高。通过勘探开发实践,我国已建立适合中高煤阶煤层气的煤层气开发工程技术系列,重点包括三维地震物探技术、直井+定向井丛式钻井技术、大规模水力加砂压裂技术、智能化排采控制技术、低成本地面集输工艺技术等,但煤层气开发仍存在产能到位率低、气井产量低、稳产能力差、产业规模发展慢等问题,核心原因仍为地质条件差、勘探开发技术仍不成熟,基于大数据动态数据库分析评价的"地质工程一体化"技术有望为煤层气科学勘探开发提供途径。     

晋城市煤层气地面开采现状及发展瓶颈问题浅谈

晋城市作为我国煤层气开采示范区域,从勘探、钻井、固井、压裂、排采方面形成了完善的工艺技术,在我国煤层气行业具有代表意义。通过对晋城市煤层气抽采现状和工艺技术的分析,提出煤层气开采的建议,对国内煤层气行业发展具有一定指导意义。     

中国煤层气开发技术的现状与未来

本文从煤层气地质评价技术、增产技术、井筒排采技术、地面配套技术、动态监测与动态分析技术等五个方面介绍了我国煤层气开发技术的发展状况及未来发展趋势,对加快我国煤层气产业的快速发展具有一定的指导意义。     

沁水盆地南部柿庄地区煤层气U型水平井低产原因分析

本文基于柿庄地区煤层气水平井资料,从地质、工程、排采三个方面系统分析水平井低产原因,认为断层沟通含水层、煤体结构破碎,邻井压裂沟通含水层、井眼轨迹上倾、排采速度过快、排采时效低为区内煤层气水平井主要低产原因。通过水平井低产原因分析,为该区煤层气勘探开发提供依据。     

世界煤层气产业发展概况

据不完全统计,全球开展,煤层气研究、勘探和开发活动的国家已有29个。煤层气开发最早、最成功、产业化规模最大是美国。其他开展煤层气开发试验工作的国家主要有澳大利亚、加拿大、俄罗斯、印度、英国、德国、波兰、捷克等,出台了相关的鼓励和扶持政策与条例,从而形成与发展本国的煤层气产业。本文将通过对各国煤层气产业的介绍,为我国在煤层气技术、政策、管理等方面提供借鉴,以利于我国煤层气产业的进一步发展。     

煤矿区煤层气开发利用新技术现状及发展趋势

"十二五"以来,我国煤矿区煤层气开发利用技术取得了巨大的进步,虽然我国煤矿数量由近20 000对直线下降到了不足5 800对,但煤层气产量仍由2010年的88亿m~3提高到了2018年的184亿m~3,利用率亦提升了10%,科技对产业的贡献巨大;但是也出现了单井排采产量低、气源分散性高等新的问题。因此,全面梳理了近10 a煤矿区地面抽采技术装备、井下抽采技术装备和煤矿区高、低浓度煤层气利用技术装备的科技创新及应用效果等,阐述了煤矿区煤层气开发利用在三级瓦斯地质分析技术、碎软低渗煤层地面井分段压裂顶板技术、煤层群分层控压联合排采技术、采动区地面L型顶板水平井技术、井下千米定向长钻孔技术、碎软煤层井下护孔钻进技术、智能化钻机远控钻孔技术、井下水力化压裂/割缝增渗技术等煤层气抽采技术及其配套装备最新进展和中高浓度煤层气深冷液化、低浓度煤层气分级压缩提浓、超低浓度煤层气蓄热氧化利用等煤层气利用装备的最新进展及技术指标。在此基础上,针对我国目前面临的深部开采、西部煤炭资源开发及高强度集约化开采等新特点,分类整理了束缚煤层气产业发展的技术瓶颈和发展趋势,提出了煤炭开采与煤层气开发协同规划和联合开发的技术思路等。     

延川南区块煤层气排采工艺技术现状及建议

延川南区块煤层气部分排采井因煤粉从煤层中析出至井筒造成螺杆泵频繁卡泵,检泵周期短,无法实现煤层气的连续性排采。文中介绍了延川南区块煤层气排采井举升工艺技术现状,找出螺杆泵排采工艺中存在的主要问题,提出相应的技术对策,对提高延川南区块煤层气整体开发水平具有一定的指导意义。     

能源局发布“煤层气勘探开发行动计划”

<正>不久前,国家能源局发布了"煤层气勘探开发行动计划"(以下简称《计划》),明确了2015年及"十三五"时期我国煤层气产业发展指导思想、目标、布局、主要任务和保障措施。《计划》提出,到2020年,我国将新增煤层气探明地质储量1万亿立方米;煤层气(煤矿瓦斯)抽采量力争达到400亿立方米,其中地面开发200亿立方米,基本全部利用;煤矿瓦斯抽采200亿立方米,     

远程控制在煤层气排采中的应用——以沁水盆地樊庄区块为例

煤层气井大多井位稀疏,且位于丛林山地,人工巡井和调整井的参数都费时费力,不能及时实现连续平稳的排采制度。为了优化排采制度,延长排采井的寿命,提高产气量,降低管理成本,增强排采安全性,大举发展远程控制势在必行。本文通过介绍中国石油股份天然气集团公司华北油田山西煤层气勘探开发分公司的远程控制技术的总体设计、SCADA系统、无线通信Mc Will R5系统和Intouch软件,阐述了远程控制技术在煤层气分公司的主要应用类型、原理、实现条件及应用情况,并结合工作实践,对远程控制的常见故障进行了分析,找出了对策。对于没有解决的问题,也进行了归纳,并提出了建设性的建议。     

煤层气井专用电潜泵研究与应用

针对华北油田公司在煤层气开发过程中,煤层气井现状和排采要求,开展煤层气井排采工艺技术研究,研制出一套煤层气井专用电潜离心泵排采系统,该系统具有排量易调节、控制性能好、适应范围广的特点,在煤层气井上有着很好的应用前景。通过开展电潜泵配套技术研究,不断地进行实验和改进,形成了一套适用于煤层气井的电潜泵排采工艺技术,经过5口井的现场应用,取得了良好的效果。     

第4轮全国煤层气资源评价方法及结果

随着近10年我国煤层气产业快速发展,为了进一步掌握煤层气资源情况、阐明了我国煤层气资源分布规律,重新对全国30个主要含煤盆地埋深在2 000 m以浅的煤层气资源开展评价工作。第4轮评价继承并更新完善了以往的主要方法和成果,以体积法为主,按照计算单元-区带-盆地的层级顺序开展,将全国煤层气资源按照大区、煤阶、埋深、煤系几方面进行了分类。评价结果表明:全国埋深在2 000 m以浅煤层气地质资源量为29.82×10~(12)m~3,可采资源量为12.51×10~(12)m~3;首次建立了樊庄、三交、保德3个不同煤阶的解剖区,开展类比法评价,进一步落实了含气量、可采系数等关键参数;并且首次评价了埋深在1 500~2 000 m煤层气可采资源量,煤层气资源的最新勘探结果,有助于煤层气勘探开发的快速推进和进一步落实并提高资源等级。     

我国煤层气资源勘探开发前景

根据<新一轮全国油气资源评价>成果,我国煤层气资源丰富,42个主要含气盆地埋深2000m以浅煤层气地质资源量36.8×1012m3,埋深1500m以浅煤层气可采资源量10.9×1012m3,地质资源量大于1×1012m3的含气盆地(群)有鄂尔多斯、沁水等9个盆地(群).文章通过对中国煤层气资源勘探开发现状和资源潜力的深入剖析,预测了中国煤层气储量和产量未来的增长趋势,我国煤层气产业将在2010年以后进入快速发展阶段,预计2010年累计探明地质储量4000×108m3,瓦斯(煤层气)抽采量达到100×108m3.2020年累计探明地质储量为12000×108m3,产量超过300×108m3.并指出了沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘等是煤层气勘探开发的最有利区带.最后,提出了促进中国煤层气产业发展的建议,即重视和加强煤层气资源的勘探开发、加大基础性地质工作投入、加强科技攻关、优先开发利用煤层气资源、加强煤层气资源管理.     

韩城PSC区块煤层气排采工艺应用及效果分析

通过分析韩城PSC区块检泵作业原因,总结其主要影响因素,针对性的应用了柱塞泵回注水排采工艺、内衬油管工艺以及阴极保护油管防腐工艺。现场应用实践表明上述几种排采工艺有效延长了该区检泵周期,促进了该区煤层气排采生产,对推动该区块煤层气勘探开发进程具有重要意义。     

延川南深部煤层气富集规律及开发特征研究

为深入总结延川南深部煤层气的地质特征以及生产规律,研究了其富集规律及产气特征与浅部煤层气存在的差异,结果表明:延川南深部煤层气主要富集高产因素为沉积控煤、构造-水文联合控气及物性控产;从煤层气解吸机理出发,降低排采速率,延长见气周期,提高泄压体积的排采方式能保障深部煤层气井高产稳产;井组试采归一化结果表明,深部煤层气初期解吸效率低,但单井控制储量大,具有"见气晚、上产缓、稳产久、单产高"的特点;延川南深部煤层气的高产稳产效果证明此类气藏具备效益开发可行性,研究结果能为同类气藏的勘探开发提供借鉴。     

余吾矿煤层气井产能主控因素分析

查明余吾矿煤层气井产能的主控因素，可为进一步勘探开发提供指导。根据该矿已有的煤层气勘探开发井资料，从资源开发条件、钻井的井径扩大率、压裂改造效果、排采工作制度等方面分析了关键参数与日产气量的关系，得出了该区煤层气井产能的主控因素。结果表明:煤储层原始渗透率、临储压力比、含气饱和度是该区煤层气井产能的储层地质控制因素；钻井的井径扩大率、压裂改造效果是影响该区煤层气产能的工程控制因素；排采工作制度与产能之间关系不密切。当煤层段煤体结构复杂或碎粒/糜棱煤所占比例较高时，优化钻井参数或改善钻井液性能、优化压裂工艺参数与煤层的匹配性，是实现该区煤层气井产能最大化的重要保障。研究结果为该区煤层气井开发工程指明了方向。