煤层气课件

主讲人：张晓东河南理工大学副教授、博士煤层气地质讲座第一章绪论一开发煤层气的意义二国外煤层气勘探开发现状三国内煤层气勘探开发现状概况四中国煤层气勘探开发展望一开发煤层气的意义资源的有效利用；减灾和降低矿井生产成本；减少温室气体排放，保护大气环境。三重意义：二国外煤层气勘探开发现状煤层气开发包括地面垂直井抽采和矿井下抽放两条基本途径。1976年，美国第一口井商业性煤层气的成功投产，揭示了煤层气资源地面开发的前景，使煤层气资源从“能否开采”的争论步入“如何开发的问题”。目前，世界上主要产煤国都在积极开展煤层气勘探开发工作，这些国家大致分为三类：1、实现商业开发，并已形成煤层气工业的国家，仅有美国；2、正在开展大规模煤层气勘探开发试验，部分试验区初步具备商业开发条件的国家，如加拿大、澳大利亚、中国等；3、已开展小规模煤层气勘探试验或积极准备参与煤层气开发的国家，如波兰、智利、巴西等。已初步探明，全世界煤层气总资源量约91~260万亿m3。俄罗斯、加拿大、中国、美国、澳大利亚位列世界前5位，五国煤层气资源量合计83~252万亿m3，占世界煤层气总资源量的90％以上。国家煤层气资源量万亿m3煤炭资源量万亿吨国家煤层气资源量万亿m3煤炭资源量万亿吨俄罗斯17~1136.5澳大利亚8.4~141.7加拿大5.6~767.0德国2.80.326中国30~355.6波兰2.80.16美国21.193.95英国1.60.19主要产煤国家煤层气资源概况西华盛顿盆地粉河盆地温德河盆地大绿河盆地尤因塔盆地皮申斯盆地圣胡安盆地拉顿盆地阿科马盆地勇士盆地伊利诺斯盆地中阿巴拉契亚盆地北阿巴拉契亚盆地切诺基盆地切诺基盆地成熟盆地新开发的盆地未开拓盆地美国主要含煤及煤层气盆地分布图美国煤层气产量统计35711265710015921224327529532632435039645050001002003004005006001985年1986年1987年1988年1989年1990年1991年1992年1993年1994年1995年1996年1997年1998年1999年2000年2002年2004年年产量（亿立方米）美国历年来煤层气产量（据中联煤层气有限责任公司，2004）上世纪90年代后，煤层气井基本都部署在新区盆地，煤层气产量的增加也主要靠新区拉动，2004年新增煤层气井5357口，2005年将新增4799口，另有11124口煤层气井已取得施工许可。由此预计，在今后2~3年内，美国的煤层气产量将会再次大幅度增长。美国煤层气生产井数及盆地分布的历史变化图三国内煤层气勘探开发现状概况我国煤层气地面开发开始于1989年；“八五”期间，主要以引进消化美国的技术为特点。“九五期间”，国务院批准成立“中联煤层气有限责任公司”，煤层气对外合作实行专营。我国煤层气勘探成绩显著。“十五”期间，初露煤层气产业化曙光。1概述2.勘探现状30余个勘探地区遍布全国：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。11个井组生产试验：阜新、大城、淮北、晋试1、潘庄、枣园、临兴、碛口、柳林、午城、韩城。煤层气勘探登记区块64个。总面积81810.3km2。分布在12个省/区全国历年煤层气井钻井数(截至2005年12月)51010718291817392823201410592700501001502002503001990年1991年1992年1993年1994年1995年1996年1997年1998年1999年2000年2001年2002年2003年2004年2005年井数1990-2005年累计钻井数577口其中2004-2005年累计329口，占57%“十五”期间，我国煤层气资源勘探开发共投入勘探经费16亿元，科研经费9000万元，分别比“九五”增加3倍和4倍。“十五”期间，钻井373口，同比增加3倍，投入工程量显著增长。2006年将钻井600-700口。3.开发现状四大商业开发生产项目五大即将进入开发试验的项目4个项目进入煤层气商业化试验生产。估算年产能达到1.6×108m3（2005年）。陕西韩城直井11口（6）1000m3中联公司沁南端氏多分支水平井2口(1)上升到6000m3中联公司大宁煤矿多分支水平井3口(2)2×104m3亚美大陆煤炭公司沁南樊庄正在施工200口直井中国石油大宁吉县直井34口井（12）1000-2800m3长庆油田正在积极进行生产试验项目：保德、寿阳、丰城、宁武等区块五大即将进入开发试验的项目主要成果：1、查明了我国煤层气资源分布状况时间/年份评价单位项目名称资源量/万亿m3可采资源量/万亿m32000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东北8%华北61%西北16%南方15%中国煤层气资源的区域分布对比2、获得了第一批煤层气储量到2002年，国家储委已审查批准了4个区块，含气面积共计575.95km2，煤层气探明地质储量1023.08亿m3，可采储量496.57亿m3，平均采收率45.8%。45.8%469.571023.08575.95合计50%176.13352.26182.22P1、C3沁水（中石油）54.3%218.38402.18164.2P1、C3沁水（中联煤）39.2%75.06191.3494.04P1、C3阳泉77.3135.49J3铁法采收率可采储量(108m3)地质储量(108m3)含气面积(Km2）层位单位45.8%469.571023.08575.95合计50%176.13352.26182.22P1、C3沁水（中石油）54.3%218.38402.18164.2P1、C3沁水（中联煤）39.2%75.06191.3494.04P1、C3阳泉77.3135.49J3铁法采收率可采储量(108m3)地质储量(108m3)含气面积(Km2）层位单位国家储委批准的煤层气储量分布表3、建立了一批煤层气开发试验区目前，全国已建立30个煤层气勘探开发试验区，主要分布在华北地区，其次在东北地区，少量在华南地区。91762423拉萨成都银川北京西安郑州南京上海哈尔滨呼和浩特济南福州台北兰州广州武汉南昌长沙海口南海J1-2J1-2J1-2J1-2J1-2T3T3T3P2P2P2P2P2P2P2P2EEEC-PC-PC-PC-PC-PC-PC-PC-PJ3-K1J3-K1J3-K1J3-K1J3-K1J3-K1J3-K1J3-K1J1-2J1-2J1-2J1-2J1-2J1-2J1-2J1-2P2P2P2EET3T3T3J1-2J1-2T3P2C1P2C1CC1C1C122全国煤层气试验区分布图21开滦15韩城2大城16蒲县3济南17柳林4淮北18吴堡5淮南19三交6平顶山20临县7荥巩21兴县8焦作22丰城9安阳23冷水江10晋城24涟邵11屯留25沈北12阳泉26红阳29阜新13澄合27铁法30辽河14彬长28鹤岗1210兰州拉萨长春西宁兰州兰州西宁拉萨乌鲁木齐1283262530272918111315161914212014784591762423拉萨成都银川北京西安郑州南京上海哈尔滨呼和浩特济南福州台北兰州广州武汉南昌长沙海口南海J1-2J1-2J1-2J1-2J1-2T3T3T3P2P2P2P2P2P2P2P2EEEC-PC-PC-PC-PC-PC-PC-PC-PJ3-K1J3-K1J3-K1J3-K1J3-K1J3-K1J3-K1J3-K1J1-2J1-2J1-2J1-2J1-2J1-2J1-2J1-2P2P2P2EET3T3T3J1-2J1-2T3P2C1P2C1CC1C1C122全国煤层气试验区分布图21开滦15韩城2大城16蒲县3济南17柳林4淮北18吴堡5淮南19三交6平顶山20临县7荥巩21兴县8焦作22丰城9安阳23冷水江10晋城24涟邵11屯留25沈北12阳泉26红阳29阜新13澄合27铁法30辽河14彬长28鹤岗1210兰州拉萨长春西宁兰州兰州西宁拉萨乌鲁木齐128326253027291811131516191421201478454、单井和井组产能取得重大突破先后在山西柳林、三交、石楼、乡宁、晋城、寿阳，辽宁铁法、阜新，安微淮南、淮北、陕西韩城等地区获得工业气流，其中在晋城、铁法、阜新等地区获得一年以上稳定的较高产量。5、对外合作成果显著截至到2005年底，共签订14个煤层气对外合作合同，合同区总面积2.7万平方公里，总资源量超过2.5万亿m3。德士古、菲利普斯、格瑞克、路维尔、威震公司5家外国公司完成投资8200万美元，已完成51口井的工作量，包括31口压裂井，142.8公里地震测线。目前正在进行合同谈判的项目6个，分别是沁南、沁源、沁水北、昭通、黄石、淮南潘谢区块。四中国煤层气勘探开发展望1、科技创新是煤层气产业形成和发展的源动力美国煤层气产业形成和发展依赖于科技进步，这对中国煤层气产业有着重要的启示。如圣胡安盆地煤层气开发在增产技术方面经历了螺旋式上升的发展过程：压裂增产技术（88年前）——洞穴完井技术（88-90年代后期）——新压裂增产技术（98年之后）。2、国家经济政策扶植是煤层气产业形成和发展的重要条件煤层气单井产量低，开采难度大，相对于天然气的开发成本要高，所以初期必须给予扶植，使其迅速发展壮大。3、天然气管网建设可加快中国煤层气产业发展进程美国具有十分完善的天然气管网设施。有110条洲际主干管道，输气管线长度49.21万km。为煤层气的销售和利用创造了便捷的条件。中国天然气管网的匮乏成为制约煤层气开发的重要因素之一，近期规划中的管网建设对我国煤层气勘探将具有一定的推动作用。4、一系列成熟的开发技术和新技术为煤层气产业化奠定了基础。煤层气开发技术日臻完善，一些关键技术已有所突破煤层气开发技术日臻完善，一些关键技术已有所突破欠平衡钻井和完井技术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煤矿井下定向多分支长钻孔抽采技术