国内外煤层气勘探开发态势与技术方法进展

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1、国内外煤层气勘探开发态势与技术方法进展1.国内外煤层气勘探开发态势与技术方法进展1・1、国外煤层气产业发展现状1.1.1.世界煤层气资源分丽世界目前已经发现有74个国家拥有煤炭资源，也同时蕴藏着煤层气资源（刘洪林等，2009）o世界煤层气资源储量为，约占常规天然气资源的50%（张新民等，2016）,主要分布在俄罗斯、加拿人、中国、美国、澳大利亚，这五个国家合计占90%（姚国欣，2016）。据不完全统计，世界煤层气资源北美地区占35%,俄罗斯及中亚占32%,亚太占21%,欧洲占10%,非洲2%（贾承造等，2007）o表1主要产煤国煤层气原地资源量统

2、计表序号123456国家俄罗斯加拿大中国美国澳大利亚德国合计资源量/（万亿m17〜1136〜7627.311-21.198〜1433）序号789101112国家波兰英国乌克兰哈萨克斯坦印度南非261资源量/（万亿m3）3221CH4>N2.不同煤对相同混合气体的吸附特征冇很大差异，同一煤样对不同混合气体的吸附特征不同；总吸附最介于强吸附质和弱吸附质之间，强吸附质比例越高吸附量越大（崔永君）973项冃组张群讨论了压力温度综合影响下煤吸附性能的变化规律，认为较低温度和压力区，压力对煤吸附最的影响大于温度的影响，随着温度和压力的增人，煤吸附甲烷量增人；

3、较高温度和压力区，温度对煤吸附量的影响大于压力的影响，煤吸附甲烷量减少。同时进一步的模拟实验揭示气■液■固三相作用条件下煤层气吸附参数的变化特征张遂安对解吸作用的研究提出煤层气具有吸附、解吸过程的可逆性和解吸过程的滞后性；此外进行了煤层气变形双层介质煤层气广义流动分析，建立变形双重介质煤层气拟稳态和非稳态渗流模型。此后研究将煤层气的解吸吸附机理归纳综合为单分了层吸附和多分了层吸附两大类；将煤层气的解吸吸附机理模型归纳为五类，即Lang-muir等温吸附及其扩展模型、BET多分子层吸附模型、吸附势理论模型、吸附溶液模型和实验数据拟合分析模型等（刘曰

4、武，2016）（6）.煤层气资源评价H20世纪80年代以來进行多次全国或地区性的煤层气的资源评价，存在着一些问题：对煤层气的可采性没有引起重视，无相应可采资源量；资源数据的应用及与国外数据的对比受到限制；褐煤中的煤层气资源被忽略。基于以上问题提出了新的煤层气资源系列的划分方案并捉出煤层气技术可采资源量概念（林人杨、陈春琳，2004；张新民等，2005）；提出针对不同煤层气勘探开发程度的两种煤层气技术可采资源评价方法并应用到沁水、阜新盆地中，两种方法为煤层气藏数值模拟法和损失分析法；将层序地层学理论引入陆相盆地煤层气资源评价领域，得出层序地层构型彩

5、响煤层气成藏地质要素和煤层气成藏潜势（桑树勋、秦勇等，2002）评价方法方面取得的进展有：模糊数学综合评判法（唐书恒，2000）；蒙特卡罗法（陈玉华，2006）；褐煤煤层气储集特征及气含量确定方法（张新民等，2006）和分布区（邓玉柱，2007）；BP神经网络模型应用于煤层气含气量的预测（孟召平等，2008）；基于DEA的煤层气经济评价模型研究（陈玉华，2016）；基于动力学条件的煤层气富集高渗区优选理论与方法（秦勇，2016）；基于模糊物元法的煤层气高产富集区预测（王勃等，2016）1.2.2.中国煤层气勘探开发技术现状和进展煤层气以吸附状态赋

6、存与地下煤层中、煤储层是低渗透、变形孔隙介质，故煤层气藏的识别、开采难度较高。近年对煤层气勘探开发技术攻关有煤层气地球物理勘探技术；煤层气钻井技术；煤层气完井技术；煤层气增产工艺技术等；针对我国高变质无烟煤煤层气开采技术已取得实质性进展。（1）煤层气地球物理勘探技术物理勘探技术在煤层气勘探小的作用有：利用测井资料确定煤层厚度及埋藏深度；利用测井资料与气体含量（无水无灰基）资料结合确定煤层含量；利用地质资料确定煤层的构造发育程度；利用多波多分量、AVO资料确定煤层的裂缝发育情况。淮南煤田开展了三维三分量地震勘探工作（彭苏萍，2005）：建立煤层厚度

7、、裂缝发育、煤层气富集的预测方法；按地震属性，反演分为纵波叠后反演、纵波叠前反演、方位AVO反演、多波联合反演4个层次进行。（2）煤层气钻井完井技术地而煤层气井主要有垂总井、水平井两种，完井方式有裸眼完井、套管完井、裸眼或套管混合完井、裸眼洞穴完井和水平排空衬管完井。定向羽状水平井是由美国开发的新技术，其优点为：增加有效供给范围，捉高倒流能力；对煤层伤害减少；单井产量高，产出程度高；井场占地面积小，环境影响小，地面集输设施少；经济效益好。我国第一口定向羽状水平井（中石油勘探开发研究院廊坊分院）研究设计，认识到地层压力是以整个羽状水平井为“源”向外

8、逐步扩散的，煤层开釆潜力得到了充分的发挥，适用于高变质、低渗透无烟煤煤层气。相关的研究成果还有：建立了煤层气定向羽状水平井开采的数学模型