地面井卸压的煤层气开发新模式

中国煤层气资源丰富,分布广泛,勘探开发利用前景广阔。为了增强煤层气开发技术与我国复杂煤层气地质条件的匹配性,提高煤层气单井产量,在深入分析我国煤层气产量低的普遍性和差异性地质制约因素的基础上,对煤层气开发模式进行了研究,并提出了一种地面井卸压的煤层气开发新模式。研究结果表明：(1)地面排水降压采气开发模式对浅部硬煤层及含水煤层具有良好适应性,煤层气与煤炭协调开发模式仅适用于煤矿区煤层气开发;(2)基于煤层切割卸压原理,综合地面煤层气开发方式与矿井下瓦斯抽采方式,创新提出了地面井卸压的煤层气开发模式,该模式在地面进行定向钻孔并沿井筒创造卸压空间,充分改变地应力状态进而诱导岩层移动,改善储层渗流条件,提高储层压降传递效率,促进煤层气解吸、运移和产出;(3)地面井卸压开发模式可适用于松软破碎煤层以及高地应力的深部煤层气开发,具有良好的技术基础以及广泛地质适应性等优势;(4)在地面井卸压开发模式基础上,提出了针对我国不同煤层地质条件的煤层气开发模式布局。结论认为,地面井卸压的煤层气开发模式在定向井分段切割卸压开发煤层气以及大直径定向井卸压联合垂直井开发煤层气方面具有较好的应用前景,该煤层气开发...     

煤层气地面工程技术对标及发展趋势研究

国内煤层气资源量巨大,但由于受多种因素制约,实际开发程度仍低于预期,主要是由当前产业政策、技术水平等因素决定的。为此,从国内外煤层气地面工程建设标准、工程技术、运行管理模式等方面展开对标分析、研究,提出煤层气地面工程技术发展趋势。通过对标发现,国内指导煤层气地面工程设计的标准偏高,特别是集输、防火等标准要求,造成投资加大。国外煤层气低成本开发项目实例对国内煤层气开发有借鉴意义,应针对煤层气的特点制定煤层气地面工程设计防火规范,使之更加符合煤层气的开发生产特点,因地制宜,降低开发投资。研究煤层气排采规律、节点增压技术、采出水处理技术,推广煤层气橇装化及一体化设备,建设无人值守及智能化气田是煤层气地面工程技术发展的方向。     

煤层气地面工程技术对标及发展趋势研究陈宇

国内煤层气资源量巨大,但由于受多种因素制约,实际开发程度仍低于预期,主要是由当前产业政策、技术水平等因素决定的。为此,从国内外煤层气地面工程建设标准、工程技术、运行管理模式等方面展开对标分析、研究,提出煤层气地面工程技术发展趋势。通过对标发现,国内指导煤层气地面工程设计的标准偏高,特别是集输、防火等标准要求,造成投资加大。国外煤层气低成本开发项目实例对国内煤层气开发有借鉴意义,应针对煤层气的特点制定煤层气地面工程设计防火规范,使之更加符合煤层气的开发生产特点,因地制宜,降低开发投资。研究煤层气排采规律、节点增压技术、采出水处理技术,推广煤层气橇装化及一体化设备,建设无人值守及智能化气田是煤层气地面工程技术发展的方向。     

煤层气地面工程投资估算和参数确定方法研究

地面工程投资在煤层气总投资中占有较大比重,其估算的合理性是影响煤层气投资经济评价结论准确程度的关键因素之一.作为一种刚刚由勘探转向开发阶段的非常规天然气资源,煤层气有着与天然气不同的开发生产和产业发展阶段特点,因此建立针对煤层气的地面工程投资估算体系具有重要的意义.以煤层气开发生产和现阶段发展特点为基础,分析目前煤层气开发实践中常见的地面工程构成,最终建立一套可以用于概念阶段煤层气目标区评价和优选的地面工程投资估算及有关参数确定方法.     

煤层气井低产水期产量预测模型

煤层气产量高低直接关系到区块或气井的开发价值，准确预测煤层气产量是选区、井位部署的关键环节。针对煤层气藏气井生产后期产水较少的情形，根据煤层气渗流连续性方程、煤层气解吸模型，推导得出煤层储层压力分布半解析解。结合压降叠加原理，推导建立了菱形井网中心井的产量预测模型。采用博文盆地Duckworth井组储层基础参数，预测气井产量，并与实际产量进行对比。结果表明，气井生产初期煤储层含水高，受该因素影响，该模型对煤层气生产初期产量预测效果差，预测相对误差达56%;但后期产水量较低时，实际产气量0.19×10⁴ m³/d,预测产气量0.18×10⁴ m³/d,预测相对误差仅5%,预测精度较高；该模型可在产水量较低的煤层气井产量预测中推广应用。     

中国石油数字化规模化煤层气田示范工程

中国石油华北油田公司1991年开始涉足煤层气勘探开发业务,经历了煤层气地质研究选区、直井小井组开发先导试验、羽状水平井开发先导试验和数字化规模化开发4个阶段,经过长期不懈努力和大规模投入,率先在国内建成了数字化规模化煤层气田示范工程。该示范工程以复杂山地、全覆盖和全过程自动化监控系统为主要特征,实现了规模化生产和商业化运营,所产煤层气通过处理中心和外输管道进入"西气东输"干网。该公司在煤层气勘探开发技术、地面工程低成本优化设计等方面积累了丰富经验,在践行采煤采气一体化、解决矿权重叠问题等方面创造了多种有效模式;编制了煤层气业务中长期发展规划,在勘探开发、科技攻关、市场利用、对外合作等方面确立了发展目标;不断扩大现有煤层气田生产规模、积极开拓下游市场建设,促进了山西省地方经济的发展,实现了互利双赢。     

蜀南地区煤层气智能精细化排采技术及管控模式

煤层气井的产出机理决定了其生产方式必须通过排水降压,排采是煤层气开发中十分重要的环节。四川盆地蜀南地区煤岩具有高煤阶、高临界解吸压力、低渗透的特征,规模效益开发面临着巨大的挑战,先进的排采技术与智能精细化管控模式是实现该区域煤层气规模、经济开发的保障。中国石油浙江油田公司在蜀南地区从事煤层气开发近五年,通过引入排采规律指导下的智能排采专用设备,落实煤层气"连续、稳定、缓慢、长期"的排采原则和精细化排采技术路线,针对煤储层特点及煤层气井生产规律,精细划分为排水降压期—憋压期—控压提产期—稳产期—产量递减期等5个排采阶段,系统分析各阶段生产特征及排采风险,总结出了"五分技术攻关、三分管理创新、两份多专业融合"的煤层气管控模式,制定出合理的排采制度和管控办法,并依托智能化设备,实现了精细排采管控,从而降低了储层伤害、提高了单井产量、提升了管理效率、促进了该区煤层气的高效开发。     

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柳林煤层气试验区是我国第一个进行规范煤层气小井网试验的区块，本文描述了该区煤层气藏地质模型，并应用煤层气数值模拟技术，在对该区煤层气藏的几项主要参数进行敏感性研究和对生产情况进行历史拟合的基础上，对该区煤层气藏的产能进行了预测，结果表明，单井平均日产气量较低，煤层气可采储量规模偏小。但其埋藏浅，外围蕴藏着十分丰富的煤层气资源，如连片规模开发，其煤层气勘探开发潜力将十分巨大。     

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。     

国家级煤层气示范工程建设的启示——沁水盆地南部煤层气开发利用高技术产业化示范工程综述

山西沁水盆地南部（以下简称沁南）煤层气开发利用高技术产业化示范工程是国家发展和改革委员会于2004年12月正式批准实施的第一个国家级煤层气开发示范工程项目。中联煤层气有限责任公司作为项目主管单位和建设单位,积极推进项目建设,2009年10月,示范工程一期150口井气田建设全面竣工投产,达到了1×10⁸ m³/a的产能建设规模。这标志着中国煤层气地面开发正式步入快速发展的大规模商业化轨道,为沁南煤层气的商业开发起到了示范和推动作用,加速了中国煤层气产业化的进程。该示范工程采用现代化的项目管理模式,进行了较好的项目组织管理及工程质量控制,形成了“300 m×300 m井网部署”、“空气钻井技术”、“微珠低密度固井技术”、“清水加砂压裂技术”、“氮气泡沫压裂技术”、“分片集输一级增压地面集输技术”、“稳控精细排采技术”、“无烟煤储层生产特征分析”等8项适合于沁南高阶煤的技术系列,并得到了推广应用。另外还对新材料、新装备进行了试验应用,并制订了煤层气两个行业标准和两个企业标准,对国内煤层气田直井开发具有借鉴和示范作用。     

煤层气地面开发项目经济评价

地面钻井是煤层气开发的主要方式之一,其开发周期、投资和成本费用等与常规天然气开发不同,并影响其经济效益。为了给煤层气开发利用及投资决策提供科学依据,以沁水盆地某煤层气开发区块为例,依据其目前的各项参数,利用现金流量法进行了经济评价和影响因素敏感性分析。结果表明,影响项目盈利能力的主要因素有产量、投资、成本、产品销售价格和补贴。从敏感性分析可以看出,财务内部收益率对投资、气价和产量较为敏感,其次是成本、补贴。因此,为了提高煤层气开发项目的经济效益,需要进一步提高煤层气价格,更需要通过开发理论的创新和开发技术的进步来增加单井产量、降低投资和成本。此外,建议国家根据不同地区、不同企业的生产实际情况,给予生产企业诸如加大补贴力度等更多优惠政策。     

基于PRMS准则的煤层气资源/储量划分与评估

介绍了基于国际通用准则"石油资源管理系统"(PRMS)的各级煤层气资源/储量的定义及分类要求,从资产所有权、政府监管与项目审批条件、井控程度、测试程度、基础设施和销售市场、开发与生产时间以及经济参数这7个方面详细分析煤层气各级储量的划分依据。结合煤层气地质条件和工程条件、现行经济条件、操作条件以及政府相关政策等,初步制定了煤层气3P储量和条件储量的确定原则并进行实例分析,为合理评估煤层气储量提供重要参考。     

格瑞克柿庄南枣园煤层气集输管网优化的PIPEPHASE数值模拟研究

格瑞克柿庄南枣园煤层气田具有典型的低产、低压、低渗的特征,由于目前国内既没有煤层气田设计的相关规范,又没有更多的经验可以借鉴,若采用传统的集输工艺必将造成工程投资的增加,降低整体经济效益。文章结合该气田集输管网的现状,运用PIPEPHASE数值模拟软件,研究出了一套经济适用的"集中增压‘枝上枝’阀组布站"的环形集输工艺技术。该技术具有投资省、见效快、便于管理维护、节省人员、建设灵活、节能、环保和占地少等优点,对国内今后大型低压、低产煤层气田的地面开发建设具有推广意义。     

沁水盆地煤层气田与苏里格气田的集输工艺对比

我国煤层气蕴藏量丰富,沁水盆地煤层气田是我国煤层气田开发建设条件最好的地区之一,目前地面集输工程一期已基本建成。为了更深入地了解该盆地煤层气田地面集输工艺特点,通过与已取得成功经验的苏里格气田天然气集输工程的对比,分析了该盆地煤层气田开发方案所提供的气井基本参数、地面建设采用的井场、采集系统、集气站场及处理厂工艺。进而提出了如下建议：我国煤层气田开发建设还应加强集输工艺、气田动力供应方式、采出水处理工艺的研究工作,合理选择采集气管线材质,加快煤层气田开发的标准化工作。     

准噶尔盆地煤层气经济评价及单井商业气流标准研究

新疆维吾尔自治区在阜康白杨河地区建立了"新疆阜康市白杨河矿区煤层气开发利用先导性示范工程",是我国西部地区中低阶煤层气开发利用的首个成功范例。由于煤层气产业具有上下游一体化以及地质、工程、效益一体化等特点,因而对其经济效益的评价工作在整个产业链研究中便显得尤为重要,是地质选区与评价、钻井和地面工程、经营管理模式等方案设计与实施的核心。为此,对白杨河地区的煤层气探井和煤层气开发先导示范区分别进行了项目经济评价和单井商业气流标准研究,建立了准噶尔盆地煤层气商业气流标准,并绘制了该盆地煤层气商业气流标准图版。结果表明:当煤层气井埋深小于1 000 m、气价为1.814元/m~3时,煤层气井商业气流标准为1 838 m~3/d;当煤层气的埋深介于1 000~2 000 m时,煤层气商业气流标准为2 602 m~3/d;当煤层气的埋深介于2 000~3 000 m时,煤层气商业气流标准为3 795 m~3/d;当煤层气的埋深介于3 000~4 000 m时,煤层气商业气流标准为5 628 m~3/d。结论认为:准噶尔盆地南缘东部乌鲁木齐—白杨河地区埋深浅于1 000 m的中下侏罗统煤层气在目前的气价下,具有开采的可行性和经济效益。     

中国煤层气产业发展障碍及其对策

受全球经济增长速度放缓、能源价格低迷等诸多因素的影响,中国煤层气(煤矿瓦斯)年度抽采量及其增量的增长速度均放缓。为了加快煤层气产业发展步伐、夯实煤矿安全生产基础、推进我国能源生产和消费革命,从全球视野和大能源的角度分析了我国煤层气产业的发展资源、技术、市场条件及发展环境,剖析了制约我国煤层气产业发展的障碍,探讨了加快我国煤层气产业发展的对策。研究结果表明:①国内外宏观经济下行的大环境一定程度上导致了我国煤层气资源勘探、产能建设投资锐减;②煤层气产业发展受到政策激励效应弱化、产业缺乏投融资政策、地方政府积极性不高以及土地征用难、赔青不透明等外部因素的制约;③煤层气产业受到工程质量低下、开发项目经济效益不佳以及资源欠佳且技术移植难等来自产业内部的磕绊。结论认为:科学制定产业发展模式、理顺资源监管体制机制、搭建优质的政府服务平台、适时加强政策扶持力度以及调动地方政府的积极性,能够有效清除我国煤层气产业发展的障碍,加快煤层气产业发展的步伐。     

如何破解我国煤层气开发的技术难题——以沁水盆地南部煤层气藏为例

平均单井产量低已成为制约我国煤层气产业发展的主要瓶颈,直接导致了煤层气开发经济效益低。为此,以山西省东南部沁水盆地南部煤层气藏为例,总结了中国石油华北油田公司在该区煤层气产业的发展及技术现状,梳理了煤层气开发所存在的关键问题:①煤层气开发工程技术不适应特有的地质特征变化;②煤层气田成熟区块仍存在大量的低效区;③单纯增大压裂规模并未能有效提高单井产量;④多分支水平井单井产量高,但总体产能到位率仍偏低;⑤现场管控总体缺乏科学依据。进而对我国煤层气的后续开发提出了以下建议:①改变产能建设模式、提高产能建设效率;②改进地质研究方法,科学设计井位和井型;③用辩证思维的方式,构建主体技术;④优化水平井的设计,提高技术的适用性;⑤改变压裂改造方式,提高单井产量;⑥改变排采工艺,提高投资效益。通过采取以上措施,将有可能破解我国煤层气开发的技术难题。     

中国煤层气开发存在的问题及破解思路

单井产量低是长期制约中国煤层气产业发展的难题,为了寻求破解良策,以中国石油华北油田公司沁水盆地煤层气开发实践为例,系统分析了该盆地煤层气开发所面临的问题和挑战,在此基础上提出了该盆地煤层气开发的技术策略。研究结果表明:(1)应针对该盆地煤层气解吸—扩散—渗流的产出特征,优选有效的工程技术手段以确保增产效果;(2)在煤层气开发低效区进行的先导性开发技术试验,已经取得了一定的产量提升,但要实现低效区块煤层气产能的整体提升还有很长的路要走;(3)目前正在实施的煤层气高效开发示范区目的层深度介于900~1200 m,一旦成功将对中国中深层近80%的煤层气资源的高效开发产生巨大的推动作用,因而极具挑战性;(4)提出了勘探评价向控制高效优质储量精准选区转变、产能建设由整体推进向寻找高效区开发转变、工程技术由改造向疏导转变的技术策略。结论认为:(1)煤层气开发的必由之路应遵循强化问题意识,持续创新思维,科学制定战略思路,做好开发建设顶层设计,实现高效建产开发;(2)具体工作中,需要重点解决好高效产能区块的选择、工程技术手段的优选、运行成本的降低等3个关键问题。