中国煤层气勘探开发技术进展浅析

重点介绍了中国煤层气地球物理勘探技术,开发技术(包括水力压裂改造技术、煤中多元气体驱替技术和定向羽状水平钻井技术)以及增产技术的现状和技术进展,并且分析了我国煤层气研究开发的理论成果与存在问题,提出了煤层气研究开发的发展趋势与开发措施.     

煤层气增产技术

介绍了国内外煤层气开采现状、增产措施以及我国煤层气储层的特点，指出我国煤层气资源虽然十分丰富，但其勘探与开发水平还不高；我国煤层气储层的特点，决定了我国开采煤层气的难度较大。此外还分析了目前国内外煤层气增产的3项主要技术：水力压裂改造技术、煤中多元气体驱替技术和定向羽状水平钻井技术。     

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煤层气作为一种新兴的非常规天然气资源,正越来越受人们的重视。中国石油天然气集团公司也先后进行了１０多口井的尝试。但由于煤敢单井产量较低,工艺性试验投入大,勘探效益低。为降低煤层气钻井成本,借鉴了国内外常规油气井小井眼钻井技术的成功经验,结合煤层气的特点,研究了小井眼钻头、煤层保护、小井眼取煤心等工艺技术,评选了小井眼钻机,并在现场进行了１口煤层气小井眼钻井试验。通过与常规煤层气试验井对比,分析了煤     

煤层气低成本钻井技术

分析了我国煤层气勘探开发现状，基于煤层气生产特征分析了煤层气开发向产业化、商业化发展降低钻井成本的主要技术方法。根据潜孔锤钻井原理和特点，详细分析了钻压、转速、注气压力、注气量等实钻参数合理的确定方法，综合阐述了这些参数与提高钻井速度之间的变量关系，以及其中影响钻井速度、钻井周期的关键因素，介绍了潜孔锤在煤层气钻井使用中的效果及优点。实践证明，潜孔锤钻井技术是当前降低煤层气开发钻井成本的关键技术之一。还提出了国内轻型钻机现有装备技术条件下潜孔锤钻井的实施方案。     

中国煤层气钻井技术现状及发展趋势

对我国煤层气钻井完井技术现状进行了归纳和总结,结果认为:煤储层地质基础薄弱、井壁易失稳、煤层损害严重以及完井效果差等难题严重制约了我国煤层气高效勘探开发;已开展的多分支水平井技术、U型井技术及其配套的连通和裸眼造洞穴等技术取得了长足进展,一定程度上缓解了以上技术难题的制约。生产实践表明,由清水钻井引起的钻井安全与煤层保护的矛盾仍然突出,国内煤层气产量依然偏低。进而建议,加强对煤层专用钻井液、煤层损害解除方法的研究,尽快制定煤层气钻井相关室内实验评价方法和矿场评价方法的行业及国家标准,探索矿权制度改革,开展煤层气与常规气、致密气合采关键技术研究,积极开展煤层气多层钻完井、复杂结构井增产措施配套技术研究。     

煤层气──我国未经开发的能源

煤层气的地质评价应开展两项重要工作,一是煤层评价,二是勘探选区评价。在勘探、开采技术上要附合煤层气自身特点,搞好地化特征分析、煤层气藏钻井、完井技术、水平并技术和开采技术（即脱水、降压、解吸技术）。进而提出有力措施,以促进我国煤层气工业蓬勃发展。     

地质工程一体化在保德煤层气田勘探开发中的实践与成效

保德煤层气田位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带北段、河东煤田北部,煤层气资源丰富。保德区块煤层气地质条件具有埋藏浅、含气量低、易碎易垮塌、机械强度低、低孔超低渗、欠压储层等特点,煤层气勘探开发面临着从地质评价、钻完井、储层改造、采气工艺到地面集输等一系列技术问题。针对这些问题,中石油煤层气有限责任公司在系统梳理前期勘探成果的基础上,充分利用现有各类煤田钻孔、地震、钻井、测井、试井、样品分析化验等资料,全面研究区内中低阶煤煤层气的地质特征和储层特征,开展煤层气精细选区评价技术研究,开发适应于中低阶煤的煤层气勘探开发技术系列,坚持地质工程一体化研究,攻克煤层气勘探开发技术瓶颈,不断完善和优化从物探、钻井、压裂、排采到地面工程工艺等系列技术方案,实现了保德区块煤层气的高效开发,建成了目前中国规模最大的中低阶煤煤层气田。     

借鉴美国煤层气的开发经验发展我国新能源

煤层气（Ｃｏａｌ ｂｅｄ ｇａｓ）在美国７０年代起步，８０年代大力发展，已成为独立于煤炭工业的新兴能源工业，我国煤层气资源十分丰富，勘探开发条件已经具备，应该加快发展。煤层气的地质评价应开展两项重要工作，一是煤层评价，二是勘探选区评价，在勘探开采技术上要符合煤层气自身特点，搞好地化特征分析、煤层气钻井、完井技术、水平井技术和开发技术。分析我国煤层气勘探、开发存在的问题，提高有力措施以促进我国煤层气     

煤层气开采技术与发展趋势

介绍了国内外煤层气的开采现状、储集特点、论述了国外煤层气的钻井、完井技术以及提高煤层气采收率的方法,并分析了国外煤层气勘探 开发的发展趋势。指出我国煤层气资源十分丰富,煤层气的开发和利用有广阔的前景,要合理开发煤层气资源,需借鉴国外的成功经验。     

煤层气开采技术与发展趋势

介绍了国内外煤层气的开采现状、储集特点,论述了国外煤层气的钻井、完井技术以及提高煤层气采收率的方法,并分析了国外煤层气勘探开发的发展趋势．指出我国煤层气资源十分丰富,煤层气的开发和利用有广阔的前景,要合理开发煤层气资源,需借鉴国外的成功经验。     

中国煤层气开发利用现状及技术进展

通过对我国煤层气开发利用和技术发展现状的分析和调查研究,总结了我国煤层气产业发展现状及特点。分析表明:"十二五"期间,我国煤层气勘探开发成果显著,煤层气产量稳步增长,沁水和鄂东等产业基地建设逐步完善,中低阶煤的煤层气勘探开发取得突破。但整体上未能完成"十二五"规划制定的产业发展目标;同时,煤层气开发技术取得了快速发展,井型多样化、压裂的规模化、排采的精细化智能化,尤其是多分支水平井钻井技术、水平井分段压裂技术以及碎软构造煤地区煤层气开发技术取得了优异成效;最后,针对我国煤层气产业发展现状,提出了我国煤层气未来产业发展方向。     

辽河盆地小龙湾地区煤层气井钻井液技术探讨

对辽河盆地东部凹陷小龙湾地区煤层气地质特征进行了简要介绍,重点分析了煤层气井钻井液技术的特殊性和煤层气钻井对钻井液技术的要求,研究了小龙湾地区钻井液技术.煤层气钻井液技术的特殊性主要表现在煤储层的坍塌、漏失和储层保护的特殊性上,要求钻井液必须具有合理的密度,滤液具有良好的降低气液表面张力的作用,流变参数合理,抑制能力良好,在水平井和分支水平井段钻进中具有良好的润滑性,pH值必须控制在合适的范围内.小龙湾地区煤层气钻井适合使用无膨润土聚合物钻井液体系.     

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从国内钻井技术水平、沁水煤层气田煤储层物性分析研究入手，阐述了用多分支水平井钻井技术开发沁水煤层气田是我国煤层气勘探走向产业化的重要手段，详细介绍了沁水煤层气田煤层概况、用多分支水平井钻井技术开发沁水煤层气田的技术可行性，设计方案，煤层气多分支水平井钻井的关键技术和井下特殊工具。提出了国内现有技术和装备条件下开发煤层气的实施技术方案。     

中国煤层气富集高产规律、开采特点及勘探开发适用技术

与国外相比,中国煤层气构造条件复杂,成藏类型复杂,层内非均质性强。根据煤层气勘探开发现状总结了我国煤层气富集高产规律：①区域含煤区构造高点是高产富集有利部位;②上斜坡区域煤层后期受构造运动抬升幅度大,次生割理发育,煤层变浅压实作用弱,渗透性好,在稳定的盖层条件下,处于承压水滞流封闭环境,下倾部位有充足的烃类补给,高产条件优越;③构造抬升盆地凹中隆火山岩活动区有利于高产;④封闭好的浅层,低煤阶厚煤层有利于煤层气富集;⑤断裂活动次生割理发育区是煤层气聚集的有利场所。同时系统分析、总结了中国煤层气开采特征和不同措施影响煤层气井产气特征,以及受构造部位和层内非均质性影响的单井产气特征,列举了中国煤层气勘探开发的适用技术,包括二维地震AVO高产富集区预测技术、羽状水平井钻井技术、超短半径水力喷射钻井技术、煤层气井重复压裂技术等。     

技术：从依赖走向自主

＂煤层气（煤矿瓦斯）开发利用基础研究薄弱。现有煤层气勘探开发技术不能适应复杂地质条件,钻井、压裂等技术装备水平较低,低阶煤和高应力区煤层气开发等关键技术有待研发。煤与瓦斯突出机理仍未完全掌握,深部低透气性煤层瓦斯抽采关键技术装备水平亟待提升。＂《煤层气（煤矿瓦斯）开发利用＂十二五＂规划》提出的技术关键,为煤层气发展提出了攻坚攻关课题。     

消息报道

我国西部煤层气的勘探与开发我国煤层气的资源量为３０×１０１２～３５×１０１２m３,是一笔非常可贵的财富。高质量的煤层气以甲烷为主,甲烷燃烧后,产生的二氧化碳远远低于石油和煤,因此相对是比较清洁、对环境影响较小的能源燃料。最近几年,我国煤层气的勘探开发活动非常活跃,反映了我们在改善能源结构方面在狠下功夫。以沁水煤层气的利用为代表,我国在煤层气的勘探与开发方面已取得了长足进步,积累了一定的经验。目前,煤炭、石油、地矿三大系统都在积极地开发煤层气的研究,并且进入钻井勘探以及开发阶段。中联煤层气有限责任…     

我国煤层气开发对策及前景展望分析

煤层气是一种新型接替能源,世界上很多国家都已投入煤层气的勘探和开发,其中美国、加拿大、澳大利亚的煤层气产业发展迅速。我国煤层气储存量非常丰富,在一定程度上能解决能源供给不足,但是我国煤层气储层特征相对复杂,勘探与开发难度颇大,不合理的煤层气井钻、完井方式会对储层造成伤害,影响煤层气的产出。针对上述问题,提出了适应我国绝大多数煤层气储层的钻井工艺和完井方式,着重介绍各种煤层气井钻井工艺和完井技术。分析结果表明:采用欠/微平衡钻井工艺与裸眼完井、动力洞穴完井和套管射孔压裂完井等完井技术配套开发煤层气,有利于减小对储层基质、割理的伤害,提高采气量。最后对我国煤层气的勘探开发前景进行了展望。     

煤储层岩石物理研究与煤层气勘探选区及开发

近年来,煤储层岩石物理研究工作取得了很大进展,研究内容从煤储层孔隙、裂隙系统逐步扩展到煤储层渗透性评价以及含气饱和度和煤层气封闭的研究;从煤储层的固相特征研究逐步延伸到煤储层中流体生成、储存与孔隙、裂隙内在关系的分析;从测试煤的物理力学特性发展到对煤储层可改造性评价;从单项参数测试评价发展到对煤层气藏可采性的综合评价;从对煤层气的产出特征研究发展到对煤层气藏成藏条件的综合分析。煤储层的分析测试技术也在不断发展与完善,煤储层岩石物理描述参数已由定性逐步向半定量和定量方向发展。目前已初步形成依托矿井人工煤储层露头进行煤储层岩石物理研究的一整套工诈方法。由于充分利用了几乎存在于所有煤矿区的矿井人工露头,使得煤储层岩石物理研究不受勘探井的限制,获取的可靠地质信息愈来愈丰富。评价的领域不断扩大,可靠性在不断提高,已初步形成了与煤层气钻井参数评价互为补充,相互睑证的格局。展望煤储层岩石物理性质研究的发展方向,作者认为煤储层岩石物理研究对煤层气勘探选区及开发具有十分重要的应用前景。      

舒兰盆地水曲柳矿区煤层气富集因素分析

水曲柳矿区位于低煤阶含煤盆地,依据地质及钻井资料、实验数据,运用煤层气地质学、构造地质学及沉积学原理对水曲柳矿区低煤阶煤层气的成藏条件和富集因素进行深入分析。研究表明,水曲柳矿区煤层具有煤阶低、煤层薄、煤层多的特点,煤级为低煤阶,处于快速生气阶段,具有较高的生气潜力。同时,煤层气的储集层具有较好的储集物性特征。三角洲和湖泊沼泽相垂向叠置沉积形成了良好的煤层气顶底板,为煤层气成藏提供良好的圈闭条件。复杂的构造运动不仅为煤层气的富集成藏提供了良好的向斜构造形态和压扭性正断层,而且使该地区煤层的割理和内生裂隙极其发育,有利于煤层气的渗透与运移;在水文地质方面,水力封闭作用使煤层气更好的保存成藏。该文优选出水曲柳镇至柴家屯一带为煤层气富集成藏的有利区块。该区块具有巨大的煤层气勘探开发潜力。该研究将促进东北地区低煤阶煤层气勘探开发的进程。     

吐哈盆地煤层气勘探前景

自从美国在低煤阶的粉河盆地取得了煤层气勘探突破之后,低煤阶含煤盆地已不再成为煤层气勘探的“禁区”。据专家估算,我国低阶煤中拥有煤层气资源量约16×1012m3,占全国煤层气资源量的47%.吐哈盆地是我国主要的低煤阶盆地之一,通过对该盆地煤层发育特征、煤层气含量与成分、煤层的等温吸附特征、煤储集层特征等煤层气基本地质特征的研究,指出吐哈盆地具有雄厚的煤层气勘探基础,煤层气资源潜力大,勘探领域广阔,勘探前景看好,将成为吐哈盆地常规油气勘探的一种重要替补类型。