煤层气勘探开发理论与技术

中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.煤层气勘探开发基本理论与技术周尚忠中联煤层气有限责任公司2010年12月中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.一.我国发展煤层气产业的意义二.我国资源分布及勘探开发现状三.煤层气勘探开发基础地质理论四.煤层气勘探开发技术五.中联公司煤层气产业发展情况六.国外煤层气产业发展对我们的启示七.我国煤层气勘探开发的有关政策八.我国煤层气产业发展前景目录中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.煤层气产业大发展能源供需的巨大矛盾需要煤层气产业发展环境保护的压力要求煤层气产业发展煤矿严峻的安全形势呼吁煤层气产业发展相关产业政策的制定完善、勘探开发技术的发展进步、国家科技重大专项的实施促进煤层气产业的发展一.我国发展煤层气产业的意义中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.据预测，2015、2020、2030年，我国天然气供需缺口分别为650、900、1515亿m3。预计今年我国煤层气产量将达到100亿m3，煤层气是有效弥补我国天然气供需缺口的最现实的非常规天然气资源。弥补我国天然气供需缺口01000200030004000亿立方米2010202020302050年我国天然气供需形势煤层气供应量天然气供应量天然气需求量一.我国发展煤层气产业的意义中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.煤矿瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患，我国每年因瓦斯爆炸死亡近2000人。2009年仅山西屯兰“2.22”、重庆同华“5.30”、河南平顶山新华四矿“9.8”、黑龙江鹤岗“11.21”特大瓦斯爆炸就造成292人死亡“先采气、后采煤”可以大大降低煤层中的瓦斯含量，有效减少重特大瓦斯爆炸事故，提高煤矿的经济效益国务院办公厅《关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见》（国办发〔2006〕47号）中明确规定：“煤层中吨煤瓦斯含量必须降低到规定标准以下，方可实施煤炭开采”有利于煤矿的安全生产一.我国发展煤层气产业的意义中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.煤层气的主要成分CH4是“温室气体”，其温室效应是CO2的21倍采煤之前先开采利用煤层气，可以有效避免煤炭生产过程中的甲烷排放，变废为宝，避免资源浪费2007年5月30日由国务院颁布实施的《中国应对气候变化国家方案》中明确将煤层气的开发利用作为防止环境污染的重要手段通过发展煤层气产业，预计2010年可减少甲烷温室气体排放约2亿吨二氧化碳当量保护环境、减少甲烷排放、变废为宝一.我国发展煤层气产业的意义中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.一.我国发展煤层气产业的意义二.我国资源分布及勘探开发现状三.煤层气勘探开发基础地质理论四.煤层气勘探开发技术五.中联公司煤层气产业发展情况六.国外煤层气产业发展对我们的启示七.我国煤层气勘探开发的有关政策八.我国煤层气产业发展前景目录中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.我国是煤层气资源量大国，煤层气资源量位居世界第三位，与我国陆上天然气资源量相当。名称年份评价单位项目名称资源量（万亿m3）可采资源量（万亿m3）2000中联公司全国煤层气资源评价31.642006国土资源部油气中心新一轮全国煤层气资源评价36.8110.86二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状1.我国煤层气资源分布特点中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.地理位置上既广泛又集中中部东部西部050000100000150000200000250000WesternpartEasternpartCentralpart63.81%25.40%10.79%79901.80200776.0833934.62煤层气资源按区域分布图单位:亿立方米沁水盆地和鄂尔多斯盆地是煤层气资源量最大的两大盆地，超过10万亿立方米，为规模开发提供了资源条件。二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状1.我国煤层气资源分布特点中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.300-1000m1500-2000m1000-1500m99435.2291380.94123796.32单位:亿立方米煤层气资源按深度分布图埋深适于开发的资源比例大埋深1500米以浅煤层气资源为主，占60%，有利于煤层气的勘探和开发。1.我国煤层气资源分布特点二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.煤层气勘探登记区块:截至2009年底，全国共设置煤层气探矿权103个，勘查面积62785.85km2，其中采矿权8个，面积592.45km2。17个先导性试验项目：潘河、端氏、潘庄、韩城、枣园、樊庄、阜新、淮南、临兴、碛口、柳林、午城等8个开发项目：潘河、端氏、潘庄、韩城、柿庄南、柳林、樊庄、大宁等二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状2.我国煤层气勘探开发进展中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.主要勘探地区遍布全国：鹤岗、鸡西、依兰、铁法、沈北、阜新、珲春、寿阳、和顺、潞安、晋城、霍东、霍西、宁武、乡宁、大宁—吉县、石楼、三交、临兴、保德-神府-准格尔、韩城、黄陵、吐哈、准南、淮北、丰城、盘江、恩洪、老厂等地区。17个生产试验项目：潘河、端氏、潘庄、韩城、枣园、樊庄、阜新、淮南、临兴、碛口、柳林、午城等煤层气勘探登记区块:103个;总面积62785.85km2。分布在15个省/区中国煤层气勘探开发形势图中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.8项目进入煤层气开发试验产能达到近30×108m3,产量15×108m3（2009年）沁南樊庄沁南潘庄沁南潘河示范项目柿庄南阜新项目韩城项目河东柳林井组13大宁中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.14全国历年煤层气井钻井数全国1990-2008年钻井3496口；2009钻井约1500口510107182918173928232014105927079610731050020040060080010001200井数（口）1990199119921993199419951996199719981999200020012002200320042005200620072008年份二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状2.我国煤层气勘探开发进展中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.全国煤层气探明储量（截止2009年）我国煤层气探明储量仅占煤层气资源量0.4%，勘探程度低。单位含气面积（km2）煤层气探明储量（108m3）煤层气技术可采储量（108m3）煤层气经济可采储量（108m3）中联公司164.2455.34248.23203.08中国石油526.85894.82447.08216.65铁法煤田135.4977.30//阳泉沁水煤田94.04191.3475.06/东宝能81.80158.7971.4552.29港联公司4.193.611.441.22合计1006.571781.20843.26/二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状2.我国煤层气勘探开发进展中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.空气钻井、完井技术多分支水平井钻井和完井技术水力加砂压裂技术N2泡沫压裂技术清洁压裂液压裂技术注CO2提高煤层气采收率技术多点接入、柔性集输一站增压技术分阶段定压排采控制技术一些关键技术已有所突破煤层气常规开发技术完善二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状3.我国煤层气勘探开发技术现状中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.新技术、新工艺的应用与研究钻井技术：•直井钻井工艺，推广空气欠平衡钻井技术•水平井钻井工艺，探索多井型水平井技术，试验深穿透射流技术等压裂技术：•深化氮气泡沫增产技术•多煤层合压技术•清洁压裂液增产技术•高能气体多级脉冲加载压裂技术•连续油管压裂技术二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状3.我国煤层气勘探开发技术现状中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.新技术、新工艺的应用与研究注CO2、N2提高煤层采收率技术煤层气排采技术•柱塞举升工艺•雾化排采技术•真空泵试验煤层气技术标准和规范的制订二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状3.我国煤层气勘探开发技术现状中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.全国煤矿瓦斯抽采量逐年增长2009年国家能源局统计，煤矿瓦斯抽采量61.72×108m3，利用17.73×108m3，平均利用率29%。年抽采量超过1×108m3的矿区有淮南、阳泉、松藻、水城、宁煤等9个。010203040506070200120022003200420052006200720082009年份抽放量×108m3二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状4.煤矿瓦斯抽采利用现状中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.矿区煤层气（瓦斯）抽放方法钻孔抽采巷道抽采采空区抽采地面钻井从抽采的部位上本煤层抽采邻近层抽采采空区抽采从抽采时间上采前预抽边采边抽采后抽采从抽采方式上•据傅雪海教授等二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状4.煤矿瓦斯抽采利用现状中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.123穿层钻孔布置顺层钻孔布置临近层抽放采动影响区抽放弯曲下沉带裂隙带冒落带•据傅雪海教授等二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状4.煤矿瓦斯抽采利用现状中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.煤层气与煤炭和谐开发二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状4.煤矿瓦斯抽采利用现状中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.由于不同区域的煤层气资源条件和开发条件差异较大，因此煤层气开发应采取不同的开发模式和开发技术。•据张遂安教授等二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状4.煤矿瓦斯抽采利用现状中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.24•建成30亿m3煤层气中央处理厂1座（一期6亿m3）•建成小型煤层气CNG站8座，压缩能力130万m3•建成煤层气LNG站3座，液化生产能力155万m3•建成45.2km潘庄-晋城输气管道，输送能力100万m3•建成55km端氏-沁水接西气东输管线，输气能力900万m3•在建98km端氏-晋城-博爱输气管线，输气能力300万m3产业化成果二.我国煤层气资源分布及勘探开发现状5.我国煤层气勘探开发成果中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.四、规划布局与主要任务沁水增压站端氏首站端氏首站首站端氏镇沁水末站机关末站博爱末站博爱分输站西气东输端氏-晋城-博爱端氏–阳城端氏-晋城中联煤层气有限责任公司ChinaUnitedCoalbedMethaneCo.,Ltd.煤层气销售依托天然气长输管道1、沁水盆地南部依托“西气东输”、端（氏）—博（爱）和榆（林）—济（南）管道；2、河东地区（柳林）依托榆（林）—济（南）管道中联煤层气有限责