煤层气化工利用技术进展

介绍了国内外煤层气资源的利用现状,重点对煤层气化工利用的几种主要技术途径进行了分析和展望,认为我国煤层气在满足国内燃料市场需求的同时,其化工利用也具有广阔前景;今后应重点发展煤层气制合成气、甲醇下游产品(低碳烯烃、二甲醚等)、煤层气制氢等新型技术,实现煤层气资源合理有效利用。     

中国新能源资源基础及发展前景展望

世界各国都十分重视新能源的开发利用,目前煤层气、油砂、页岩油、地热、燃料乙醇和生物柴油等已经在部分国家实现了有效开发。随着中国经济的快速发展,国内常规油气的开发已经不能满足经济发展的需要,新能源资源的开发利用对确保国家能源安全具有重要的意义。中国新能源资源丰富,近年来新能源业务发展迅速,且取得了大量的成果。目前,煤层气资源已经在沁水盆地实现了商业开发;页岩油产量增长迅速,并形成一定规模;油砂资源勘探在部分盆地展开,并在准噶尔盆地实现了工业试验;水合物、深盆气和页岩气资源前景巨大;地热、太阳能资源丰富,以直接利用为主;燃料乙醇已经进行了商业开发。随着科技的不断进步和各种难题的不断攻克,大力发展新能源能够在一定程度上满足中国经济发展的需求。     

中国新能源资源基础及发展前景展望

世界各国都十分重视新能源的开发利用,目前煤层气、油砂、页岩油、地热、燃料乙醇和生物柴油等已经在部分国家实现了有效开发。随着中国经济的快速发展,国内常规油气的开发已经不能满足经济发展的需要,新能源资源的开发利用对确保国家能源安全具有重要的意义。中国新能源资源丰富,近年来新能源业务发展迅速,且取得了大量的成果。目前,煤层气资源已经在沁水盆地实现了商业开发;页岩油产量增长迅速,并形成一定规模;油砂资源勘探在部分盆地展开,并在准噶尔盆地实现了工业试验;水合物、深盆气和页岩气资源前景巨大;地热、太阳能资源丰富,以直接利用为主;燃料乙醇已经进行了商业开发。随着科技的不断进步和各种难题的不断攻克,大力发展新能源能够在一定程度上满足中国经济发展的需求。     

国内外煤层气开发状况对比研究的启示

美国、加拿大和澳大利亚等国煤层气资源已进入商业化开发利用阶段。中国埋深小于2 000 m的煤层气资源总量与天然气资源量相当,充分开发、利用煤层气资源对改善能源结构具有重要意义。目前中国的煤层气商业开发尚处于起步阶段,与美国等国有较大的差距。为实现中国煤层气开发的快速健康发展,通过对比国内外煤层气区块的地质条件、开发技术、优惠扶持政策和经济性等,在借鉴美国煤层气开发利用成功经验的同时,结合中国煤层气当前开发现状,从地质认识、开发方式技术、“低成本”战略和政策扶持等方面提出相应的认识和建议。     

加快发展煤层气产业

中国能源结构状况是一方面以煤为主，造成严重的空气污染和温室效应，另一方面又对优质能源煤层气缺少有效的、规模化的开发利用，不仅浪费了大量洁净能源，且对后备资源安全形成威胁。文章分析了煤层气产业在中国能源结构优化调整及经济、能源和环境可持续发展中的作用,指出资金、关键技术、基础设施建设、管理政策等因素的制约严重阻碍了煤层气产业的发展。提出了中国煤层气开发利用的建议：政府应在掌握资源状况的基础上，制订好煤层气开发利用的规划；加大资金投入和先进技术的开发；提高相关政策扶持力度，将煤层气纳入全国燃气管网规划等。尽快发展规模化的煤层气产业是中国现阶段环境安全和资源安全的现实保障。     

煤层气如何成气候?

正在面临诸多资源条件制约的情况下,我国煤层气产业发展的当务之急是调整产业政策。虽然我国对煤层气勘探开发的产业政策支持力度加大,但受制于矿权、技术、财政、人才、投融资等因素,国家制定的煤层气"十一五"、"十二五"规划均未完成:2010年,地面井产量为15亿立方米,目标实现率仅为30%;2015年,煤层气地面开发产量目标160亿立方米,实际产量仅44亿立方米,目标实现率仅为27.5%。《煤层气(煤矿瓦斯)开发利用"十三五"规划》要求,2020年地面     

煤层气勘探开发与利用工程技术研究进展

煤层气是重要的新兴能源,开发煤层气资源具有重要的经济和社会效益。阐述了国内外煤层气勘探开发工程技术,包括煤层气资源评价方法、钻井完井、压裂排采及地面工程等工程技术最新进展;综述了煤层气3种化工利用途径,包括经合成气生成合成油、经合成气生产甲醇等化工产品、制氢的工艺技术。并提出煤层气开发关键技术和装备研发建议,对煤层气开发利用的未来发展方向提出了展望。     

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。     

中国新能源资源潜力及前景展望

随着中国经济的快速发展,国内常规油气的开发已不能满足经济发展的需要。预计到2020年,中国石油缺口约2.8×108t,天然气缺口800×108m3。世界各国都很重视新能源的开发和利用,煤层气、油砂、油页岩、地热、燃料乙醇和生物柴油等已经在部分国家实现了有效开发。中国新能源资源丰富,发展新能源对中国具有重要的战略意义。为此,分析了中国煤层气、油砂、油页岩等非常规油气资源及地热、太阳能等可再生能源的资源基础和进展;目前,中国石油已经在煤层气、燃料乙醇、地热、油砂和油页岩等新能源方面积极开展工作,为下一步新能源业务加快发展奠定了良好的基础;分析认为：中国新能源要实现真正意义上的替代作用道路还很漫长,提出了“建立新理论找到新资源”、“应用新技术取得新突破”等新能源发展建议。     

云南恩洪-老厂煤层气勘查区地质特征及勘探开发策略

综合地质分析表明,云南恩洪-老厂煤层气勘查区具有煤系发育、埋深适中、中厚煤层、中高阶煤、含气量高、构造复杂、资源潜力大等特点,是我国西南地区最有希望实现煤层气勘探开发商业化的地区之一。根据该勘查区煤系特征与地形特点,提出了具体的勘探开发策略建议:对煤层气、致密砂岩气和页岩气应"三气共探";应采用丛式井组、压裂改造和水平井等钻完井技术,试用N2压裂和CO2注入等增产措施;煤层气企业应与煤矿合作,在高瓦斯矿区推广利用煤层气地面抽采技术,在降低煤矿安全风险的同时加快煤层气商业化开发进程。     

煤层气钻井储层保护新技术研究

研究了我国煤层气储层孔隙和裂隙系统特征,分析了煤层气钻井的储层伤害机理。针对煤层气钻井储层保护难点,建议采用低固相或无固相钻井液、欠平衡钻井技术、屏蔽暂堵技术和加强固相控制等来保护煤层气钻井储层。     

煤层中甲烷水合物存在可能性探讨

之所以进行此项研究，就是力图使煤层气和瓦斯研究者重视煤层中甲烷水合物的存在，拓展煤层气或天然气水合物研究领域。为此，依据目前形成甲烷或天然气水合物的物质基础和温度压力的最新研究成果，结合煤层气形成及组成、含气煤层条件和煤的孔隙特征，探讨了煤层中甲烷水合物形成的可能性，并对煤层中甲烷水合物的相关问题进行了初步讨论。研究表明：①煤层中存在着甲烷水合物形成的物质、储存和温压条件；②煤的微孔结构和煤层气组成，特别是重烃组分有利于甲烷水合物在煤中的形成；③煤层中不仅存在着吸附态、游离态和溶解态甲烷，而且还存在着固态水合物甲烷；④煤层周围的岩层中也可能存在非常规天然气水合物。煤层气勘探开发和瓦斯防治过程中应重视煤层及其围岩中甲烷水合物的存在，对此还有大量的研究工作要做。     

中国煤层气产业化面临的形势与挑战（Ⅲ）——走向与前瞻性探索

中国煤层气开发目前处于大规模商业化生产的启动阶段，但勘探区块和有利目标严重不足。通过分析与思考认为：①应进一步深化拓展对已做前期工作的地区；②重新认识具有构造煤发育背景的地区，重视低煤级煤层气赋存的特殊性，有可能在安泽地区以及韩城、淮南、黔西、荥巩东部、太行山东等地区取得勘探开发试验的新突破；③关注新领域的前瞻性探索：以鄂尔多斯盆地等为例研究深部煤层气与常规油气共采的可行性，可能获得煤层气勘探开发的现实选区，同时探讨煤层气与常规海上油气共采的可行性，也是中国煤层气勘探的一个新方向。     

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。     

中国煤层气资源潜力及其勘探方向

煤层气是赋存于煤层中的一种非常规天然气资源,我国煤炭资源丰富,煤层气资源也十分丰富。通过对煤层的吨煤含气量、含气饱和度、含气质量（甲烷浓度）、含气强度（资源丰度）这4项含气性参数的研究,查明了我国华北、华南、西北和东北聚气大区煤层的含气性差异及控制因素;并依据新的评价原则,分三个级别（评价区块、聚气带和聚气大区）对我国煤层气资源量进行了新一轮评价,预测深度浅于2000m的煤层气总资源量为22.5×10     

煤层气成因研究

对于煤层气来自于煤及煤系地层的问题提出了不同的观点。通过观察煤层气的碳同位素组成(CH₄和CO₂)、煤岩及烃源岩的热模拟产物及碳同位素组成、煤层气中异常高的汞含量,分析了煤层气储集地层的大地构造环境及煤矿气体突出和森林火灾,发现气体突出和森林火灾前有卫星热红外异常。根据美国煤层气的勘探实践经验,推断煤层气可能来自深部地壳或上地幔,甲烷气体是通过上地幔脱气作用或中地壳的费托合成而生成的,而不是来自煤及其煤系地层。根据这一成因模式,可以探索预防煤矿瓦斯爆炸的新方案,重新考虑煤层气勘探目标。     

煤层气井钻井工艺技术探讨

我国煤层气资源十分丰富,但开发利用刚刚起步。煤层与一般油气层相比,机械强度低,孔隙度低,所以易坍塌、易污染。煤层气是吸附在煤层中的甲烷和少量的其它气体,煤层既是生气层,又是储气层,煤岩颗粒和微孔隙组成储集空间,天然裂缝是渗流通道。煤层孔隙压力低,所以开采时要先抽吸排水,压力降到解吸压力之下才能采气。采气时气水同产,地面再分离。文中主要介绍了煤层气井的井身结构、钻井参数、取心工具和工艺等。     

煤层气降滤失工艺技术研究

目前煤层气开发主要是通过水力压裂[1]制造一条高渗通道,然后排水降压,当地层压力降低到煤层气解析压力以下的时候,气体从煤岩中解析出来通过裂缝流入井筒而被开采出来[2]。煤层气能否高效的采出来,关键是看裂缝造得好不好,可见水力压裂对于煤层气开采起着非常重要的作用。其中较关键的技术就是降滤失[3],只要解决好这个问题,就能造出满意的裂缝。本文主要针对煤层气压裂过程中压裂液滤失问题提出了一些工艺技术方面的改进,经过HC区块煤层气压裂现场试验研究表明此方法对于微裂缝较发育的煤层来说具有非常好的实用效果。     

利用煤层气制氢

论述了井下抽放的煤层气(甲烷体积百分含量30%~60%)的制氢技术。讨论了煤层气制氢工艺条件的影响。为井下抽放煤层气的利用提出了一条新的途径。     

测井解释煤层气藏

煤气是指煤层中吸附和游离状态的甲烷天然气,是天然气能源的重要组成部分,测井不仅是勘探石油与天然气的重要方法,而且也是勘探煤和煤层气的有效手段,采用测井孔隙度叠法解释煤层,煤层气层和围岩气层具有较高的分辨率和直观性,文中还提出了用煤层气层背景和测量值解释煤层含量的新方法,从而估算煤层气藏储量,目前测井解释煤层气工业生产下限值的尚未解释,这个技术难题需要今后继续研究和攻克。