煤层甲烷的特征与富集

煤层甲烷是由煤层自生自储的一类非常规天然气。80％以上呈吸附状态赋在于煤层中。压力是影响煤层甲烷吸附能力的主导因素,对煤层甲烷的勤探应着眼于煤层含气量较高、物性较好的区块。作者提出了评价煤层甲烷开发区的9个条件;同时从煤层的埋藏史阐明了煤层甲烷的富集。     

影响煤层甲烷富集的地质因素

煤层甲烷主要以吸附状态赋存于煤层中，具有完全不同于常规天然气藏的富集因素。煤层是否有利于富集天然气，取决于煤层本身特征，煤层所处的外围环境及地质构造运动。从现有的研究成果看，影响煤层甲烷富集的主要地质因素有：煤的组成，变质程度，煤层的厚度，埋藏深度，埋藏深度（压力）和围岩的封闭性，以及地构造运动等。     

澳大利亚煤层甲烷的微生物来源

澳大利亚Sydney和Bowen盆地二叠系烟煤中的煤层气具有如下特征:①甲烷/乙烷≥1000;②甲烷的δ~(13)C值(PDB,下同)和δD值(SMOW,下同)分别为-(60±10)‰和-(217±17)‰;③二氧化碳的含量小于5％;④二氧化碳和甲烷的δ~(13)C差值为(55±10)‰。以上特征表明气体的组成主要受微生物的CO_2还原作用影响,而不受传统认为的热反应所控制。侵入到深部的外源成因的CO_2可通过其同位素组成δ~(13)C_(CO_2)=-(7±2)‰加以判识。     

煤层气及煤层气系统的概念和特征

进一步的煤层气地质研究需要精确的煤层气概念和系统的研究方法和思路。通过总结近年来的煤层气研究新资料和文献，结合实际勘探开发经验，认识到煤层气生成是多成因多来源的，并以多种形式赋存于煤层中。煤层气是赋存于煤层中的天然气，而煤层气系统是由煤层和其中的煤层气及煤层气藏形成所必需的一切地质要素和作用所组成的天然系统，煤层是煤层气系统的焦点。     

煤层气地面集输系统管流分析

采用BWRS方程计算煤层气的物性参数,并根据煤层气的排水采气工艺特点进行煤层气水析出计算.在此基础上,建立了适合于煤层气集输管道相态变化特点的水力、热力计算模型,采用JAVA语言开发了煤层气集输管网系统的模拟程序.算例分析结果表明建立的数学模型是可行的.为煤层气管网系统的合理设计与操作提供技术支持.     

中国煤层气产业化开发的技术选择

中国煤层气藏具有低渗、低压、低饱和、构造煤发育、非均质性强烈以及高的构造应力场环境等地质特征,在对煤层气3种开发技术的特点和要求分析的基础上,认为在我国用常规垂直井开采煤层气具有很大的地质局限性,指出煤、气一体化开采是中国煤层气规模化、产业化开发的最佳技术选择,它包括在采动影响区进行地面井开采和较为成熟的井下抽放2个方面.     

三塘湖盆地煤层气资源勘探前景分析

我国低煤阶含煤盆地煤层气地质勘探和研究的程度较低,勘探开发试验一直没有取得实质性突破。分析了三塘湖低煤阶盆地的煤层发育、煤层含气性与吸附性等特征,探讨了水文地质条件对煤层气富集的影响,结合初步试采成果,认为该盆地具有一定的煤层气勘探潜力,条湖-马朗凹陷是盆地内煤层气勘探的首选区块。     

低阶煤煤层气富集模式初探

通过对美国粉河盆地以及我国铁法盆地煤层气富集规律的解剖,总结出影响低阶煤煤层气富集的关键因素是封堵,而构造、岩性和水动力是形成煤层气封堵的主要因素。同时提出了5种不同的煤层气富集模式,即背斜模式、构造—水动力模式、构造—岩性模式、岩性—水动力模式和岩性模式。     

密切值法在煤层气井井型优选中的应用研究

针对目前常用的多目标决策方法多存在缺点的现状,进行了密切值法在煤层气井井型优选中的应用研究。对国内外煤层气井常用的射孔压裂直井、U形水平井、V形水平井和羽状水平井4种井型,以数值模拟为手段,利用Eclipse软件进行了产能预测,并在此基础上进行了经济评价,然后综合考虑累计产气量、净现值、投资回收期、内部收益率和钻井风险系数等5项评价指标,应用密切值法优选了延川南区块煤层气井井型。产能预测和经济评价结果表明,该区块羽状水平井优势明显,15年累计产气量达5.058×108 m3,高于其他井型;净现值1.21亿元,是其他井型的5~11倍;投资回收期3.96年,约为其他井型的1/3;内部收益率0.28,约为其他井型的2倍。据此进行密切值法评价,结果显示该区块4种井型方案从优到劣的排序为羽状水平井、U形水平井、射孔压裂直井和V形水平井。      

中国煤层气产业化面临的形势与挑战（Ⅱ）——关键科学技术问题

在步入煤层气商业化生产启动阶段的今天，中国煤层气勘探仍面临着一系列科学技术难题。例如，煤层气资源量估算尚存重大基础问题未能解决，煤层气成藏地质条件与规律预测需要从“域”、“盆”和“藏”的不同尺度上深化拓展，煤层气地质勘探选区理论和方法尚待发展完善，高煤级煤层渗透率在排采过程中的变化趋势需要高度关注，煤层气开采可能诱发的环境保护问题尚未得到重视。文章在通过全面分析后进而指出应该尽快解决这些关键科学技术问题，同时也简要论证了解决问题的基本思路，目的是与国内同行共商解决问题的方案，促进中国煤层气产业健康快速发展。     

中国煤层气的产业化进程与发展建议

煤层气产业在中国能源建设中具有重要战略地位。中国煤层气勘探开发历经矿井瓦斯抽排利用、现代煤层气理论技术的引进发展与成功应用、商业化开发试验及产业化发展（初期）4个阶段。由于在煤层气地质基础理论、勘探技术方法、开发工艺技术、集输利用与管理制度等方面的发展创新、系统集成,我国已有能力大规模发展煤层气产业,这在我国能源发展战略上是非常难得的历史机遇。当前,为了加快煤层气产业的发展,必须加强统筹规划,发挥多种积极性;加强煤层气地质研究、提高对区域勘探的指导与目标评价水平;开展高效低成本开发工艺技术攻关;发展煤层气产品集输和加工利用;继续跟踪国外煤层气前沿理论技术,加强技术交流与合作研究。     

利用测井资料求取煤层气含量的方法

煤层气与常规天然气的成因与储集特性均有很大不同,常规天然气测井识别技术不适用于煤层气。在分析煤层气含量影响因素和煤岩等温吸附实验的基础上,利用煤质组分结合上覆地层厚度、温度、压力等参数,拟合出煤岩的等温吸附曲线,得到煤层的理论含气量;通过对煤层理论含气量与实际含气量的分析,引入含气饱和度,首次提出了利用测井资料计算煤层含气饱和度的方法,计算得到煤层的实际含气量。该方法经过在东北2个煤田应用,计算的煤层气含量与现场实测含气量平均绝对误差小于±0.5m3/t。     

自制煤层气井排采试气流程

根据煤层气井排采试气特点，调研目前各公司煤层气井排采流程的使用情况，结合武MXX多分支水平井产水量高、产气量高的要求，自制一套煤层气排采试气流程，满足大部分井的排采需要。