(全部)煤层气

一,煤层气勘探开发的意义1、能源意义煤层气是一种新型的洁净能源，其勘探开发可以弥补常规能源的不足。2、安全与减灾的意义煤层气，严重的影响着我国的煤矿生产安全。在煤炭开采前预先进行煤层气抽采，有利于降低煤矿生产过程中的瓦斯灾害事故。3、环境意义煤层气开发降低了煤炭开采中的瓦斯排放，从而降低了由此产生的温室效应。4，形成新的支柱产业煤层气的利用并不仅仅在民用方面，已广泛用于各种领域，如煤层气发电、汽车燃料、锅炉改造、工业用气、煤化工项目等。可以有利于衰老煤矿区转业，发展新型的相关产业，缓解转岗就业困难，成为新的经济增长5、巨大的经济意义通过采气销售直接获取经济效益（目前煤层气的井口价一般为1~1.5元/m3），如果民用或发电，还可得到0.2~0.25元/m3的财政补贴，出售减排碳指标（CDM项目）可得到0.2~0.5元/m3。对瓦斯突出严重的矿井，采煤过程中的瓦斯治理费用在10～20元／吨煤；同时突出矿井建设费用也远远高于一般矿井。地面煤层气开发预先抽放了瓦斯，就可大大降低采煤过程中的瓦斯治理费用，晋煤集团的蓝焰公司一直在坚持这一发展思路。预抽瓦斯，降低了煤矿瓦斯事故，由此产生显著的社会效益。二，煤层气生成过程1、泥炭化作用和成岩从成煤原始物质被埋藏开始至门限深度为止。地层条件：低温（小于50～60℃）、低压。鉴别指标：Ro小于0.5%。气体成因：生物成因气通过微生物的作用，使复杂的不溶有机质在酶的作用下发酵变为可溶有机质，可溶有机质在产酸菌和产氢菌的作用下，变为挥发性有机酸、Ｈ2和CO2；Ｈ2和CO2在甲烷菌作用下最后生成CH4。2、变质作用阶段地层条件：高温（大于50）。鉴别指标：Ro大于0.5%。煤在温度、压力作用下发生一系列物理、化学变化的同时，也生成大量的气态和液态物质。由于煤隶属III型干酪根，属于倾气性有机质，演化过程中形成的烃类以甲烷为主。气体成因：热成因气三，煤层气开发过程渗透率动态变化的影响因素地质因素：地应力埋藏深度天然裂隙煤体结构储层压力水文地质条件流体介质毛管力、贾敏效应等（在地面排水降压开发煤层气过程中，随着水、气的排出，一方面在地面排水降压开发煤层气过程中，随着水、气的排出，一方面煤储层内流体压力降低，有效应力增大，渗透率降低（简称为负效应）煤储层内流体压力降低，有效应力增大，渗透率降低（简称为负效应）；另一方面煤基质收缩，渗透率增大（简称为正效应）煤基质收缩，渗透率增大（简称为正效应）。这种正、负效应在煤层气开发活动中，同时存在，同时发生，其综合作用效果是煤层气持续开发和经济评价所要考虑的重要因素之一。）四，影响煤吸附能力的因素煤具有对煤层气的吸附作用，其关键就在于煤表面具有一定的表面能，具有把周围介质中的气体分子吸到表面上的能力.表面能的差异性决定了煤对气体吸附能力的不同。表面能越高，煤吸附气体的能力就越大。表面能的大小又受控于煤的变质程度、煤体结构和组分等因素。五：控制煤层富集的地质因素煤自身吸附能力，构造热演化，岩浆烘烤对煤层物性影响，越靠近侵入体，节理越发育，破碎越严重，孔隙度与裂隙度越高。埋深与上覆有效地层厚度；覆地层厚度变薄，原始地层压力降低，原始的吸附平衡状态被打破，煤层气的解吸扩散作用发生，煤层的原始气含量降低。这一含气量的降低过程一直持续到地壳相对稳定，风化剥蚀作用停止，地层压力保持不变，或地壳开始下沉，沉积物开始堆积，地层压力开始上升为止。此时，残留于煤层之上的地层厚度即为煤层的上覆有效厚度。围岩物性；封闭机理-直接封闭封闭机理-毛细管压力封闭（物性封闭）层气的富气程度与盖层厚度、物性封闭性有关上覆层的砂泥比越小，有含气量增高的趋势。上覆层泥岩的发育有利于煤层气保存。地下水动力条件；地下水的补给、运移、滞留和排泻是煤层气运移或散失的动力。地下水滞留区是地下水运移的目的地，也是煤层气运移的最终场所。构造特征；构造应力场与地质构造不仅直接控制煤层气逸散通道的形成及发育程度，同时也影响封盖层和煤储层水力系统对煤层气的封闭能力。六：煤层气储量的计算方法可采储量经济可采储量已开发经济可采储量1，储量起算条件，单井产量下限2，储量估算单元与边界，储量计算单元一般以块段为基本估算单元，纵向上一般以单一煤层（组）为估算单元，对于勘查程度相同、储层特点一致、可合并开采的煤层可合并估算单元，但煤层数据应分层统计。储量估算单元的边界，应在矿业权范围内，由查明的各类地质边界，如断层、煤层及煤类变化、含气量下限、煤层净厚下限(0.5m-0.8m)等确定，对煤层组估算单元的边界可根据实际条件做适当调整；若未查明地质边界，主要由达到产量下限的煤层气井确定，也可由矿权区边界、自然地理边界或合理外推井控制储量估算线等确定。3，计算单元划分纵向上，以单一煤层或煤岩、煤质和煤体结构特征相近的煤层组为一个计算单元横向上，以单一煤层底部或煤层组中部埋深线作为边界划分计算单元：风化带～1000m、1000～1500m、1500～2000m操作中，在风化带～1000m中又以矿区深度为边界划分次级计算单元4、储量估算方法体积法Gi=0.01AhDCad式中：Gi---煤层气地质储量，108m3；A---煤层含气面积，km2；h---煤层净厚度，m；D---煤的容重，t/m3。类比法类比法主要利用与已开发煤层气田（或相似储层）的相关关系计算储量。计算时要绘制出已开发区关于生产特性和储量相关关系的典型曲线，求得计算区可类比的储量参数再配合其它方法进行储量计算。类比法可用于预测地质储量的计算。七：钻完井过程对煤层的潜在伤害及降低措施（1）煤强度的影响由于煤杨氏模量小，泊松比高，天然割理及节理发育，使煤的抗拉、抗压强度比较低。（2）正压差伤害在正压差作用下，钻井液中的胶体颗粒和其它细微颗粒被吸附在煤层气的孔隙喉道上，钻井液滤液的侵入又可能发生各种敏感性反应。（3）固相伤害钻井液中所含固相颗粒分为粗粒（大于2000μm）、中粗粒（250-2000μm）、细粒（44-250μm）、微粒（2-44μm）和胶体颗粒（小于2μm）。钻井液中不同粒径的固体颗粒，特别是其中的微粒和胶体颗粒会沿着煤层的割理和孔隙进入煤层，对煤层气的运移通道产生填充和堵塞。（4）强亲水伤害煤层气储层的低孔隙度、低渗透率、强亲水性、大比表面积，造成了高束缚水饱和度。在储层原始状态下，原始含水饱和度一般低于束缚水饱和度。当使用水基钻井液将煤储层打开时，很强的毛细管作用力使地层强烈吸水，而正压差作用下的渗流则加剧了水侵深度，直到储层吸水达到束缚水饱和度为止。水量增加形成的水膜将使煤层产生“水锁”，造成永久性伤害。(2)措施1.若条件允许，应尽可能使用空气、雾化空气或泡沫进行钻进；2.若要用钻井液控制地层压力，最好使用产出的地层水或是加有少量膨润土（提高粘度）的清水；3.若采用泥浆钻进，应使用低PH值（5.5-7.5)的非活性泥浆，要求低密度、低粘度、低失水量和低固相含量的钻井液较为适宜，并且要减少化学物质的加入4.平衡钻进；5.对已伤害的储层实施酸化处理八：常用煤层气地质录井方法及定义钻时录井系统地记录钻时并收集与其有关的各项数据、资料的全部工作过程。岩心录井取煤层气井岩心进行录井岩屑录井获取有代表性的岩屑进行录井钻井液录井钻井液录井--泥浆录井根据泥浆性能的变化及槽面显示，推断井下是否钻遇油、气、水层及特殊岩性的录井方法。气测录井--直接测定钻井液中可燃气体含量的一种录井方法其它录井九：煤层气井固井的目的及固井过程固井目的1：封隔易塌、易漏等复杂地层，保证钻井顺利进行2：封隔气水层，建立气流出通道，防止产层间互窜:3：进行增产措施:4：安装井口过程：下套管——注水泥——候凝——检测评价下完套管之后，把水泥浆泵入套管内，再用钻井液把水泥浆顶替到管外环形空间设计位置的作业称之为注水泥。侯凝：注入井内的水泥浆要凝固并达到一定强度后才能进行后续的钻井施工或是其它施工，因此，注水泥施工结束后，要等待水泥浆在井内凝固，该过程称为候凝；测井进行固井质量检测和评价十：叙述煤层气有利区块的阶梯优选方法步骤《第四章》45页开始由于目标区勘探研究的程度不同，目标区优选排序应该是多层次的。即根据不同勘探程度，采用能够获得的因素分层次来进行。研究程度高的目标区，可采用更多的因素。因此，优选排序工作应是递进的，即随着优选排序层次的上升，排序结果越来越接近实际情况。排序原则：先易后难、先富后贫、先大后小方法一：根据中国煤层气勘探选区评价标准表优选方法二：“一剔除三筛选排序法”。第一步关键参数一票否决利用“一票否决制”剔除不可能进行煤层气勘探的区域第二步面积—资源丰度筛选主要考虑目标区规模和资源量大小对目标区进行筛选，进一步从煤层气资源的角度对目标区进行定量排序。排序时考虑的因素包括评价区面积、资源丰度、含气量、含气饱和度、煤阶、储层临界解吸压力。第三步渗透率筛选在该层次中采用渗透率作为关键因素，其它因素包括：煤级、孔隙、割理、裂隙发育程度、临界解吸压力等第四步产能筛选利用试气产量作为主要参数，考虑的其它因素包括：资源丰度、含气量、含气饱和度、煤级、渗透率、临界解吸压力等。第五步经济评价优选对开发项目进行经济评价，主要考虑下游市场环境、投资规模、回收期、收益率方法三：评分法根据单层煤厚、含气量、煤层埋深、煤层渗透率和煤层压力等五项参数按下表赋分。方法四：关键要素递阶优选法通过地质风险分析，筛选出对不同层次评价单元煤层气前景具有关键性控制作用的风险要素，进而按聚气带→目标区→靶区的递阶层次进行选区评价和优选方法五：多层次模糊综合评价方法十一：例举5种以上煤层气测井方法及原理《第六章》30页开始电法测井：以测定岩、煤层的电学性质为基础的测井方法。放射性测井：以岩石和煤层的核物理性质差异为基础的测井方法。声波测井（AC）利用声波在不同介质中传播时，速度、幅度及频率的变化等声学特性也不相同，来研究钻井的地质剖面，判断固井质量的一种测井方法。井温测井：又称热测井，利用岩石具有不同热导率来划分岩层。根据热源不同可以分为天然热场法和人工热场法两类，包括研究地温梯度、钻孔内温度变化规律研究地质构造、岩层性质，寻找有益矿产（天然气、地热等）及检查钻孔技术状况。井径测井：测量钻孔直径的测井方法。井径测井仪是用来测量钻孔直径的。在未下套管的井中可以测量井径不规则程度，提供下套管固井施工所需要的水泥用量参数；还可根据钻孔的不规则形态，分析判断地下岩层裂缝的发育程度和裂缝的方向。在套管受损坏的井中，可以测量套管损坏的位置和变形情况。十二：试井在煤层气研究中的作用《第七章》23页开始煤层气试井在煤层气勘探及产能预测方面，具有非常重要的作用。通过试井，可以获得如下信息1）煤岩裂缝的有效渗透率测试煤层渗透率的方法有很多，但目前试井方法是唯一有效的。针对一般岩层，通过钻井取芯在室内测试，可以测得渗透率。对于煤层，原则上也可以室内测试，但由于煤芯易碎，取芯过程中几乎无法保持原始状态的裂缝，进而影响测试值的准确性测井方法要依赖于取芯法作出的图版，由于取芯的可靠性受到限制，也会影响该方法的测试结果。而试井求得的渗透率值，代表了在动态条件下流体通过区域的综合值，基本能够反映流体在开采过程中的渗透性变化。2）平均储层压力储层压力是煤层气开采过程中的关键参数，压力的原始状态，标志着煤层气的原始吸附条件。压力的不断变化，预示着吸附条件的改变，进而对煤层含气性变化产生影响。而试井是得到煤储层压力的唯一有效方法。3）煤层的伤害和改善煤层在钻井完井过程中，会受到某种程度的伤害，进而影响煤层气的产出。试井资料获得的表皮因子S，可以定量评价地层被伤害的程度。若通过储层强化措施，还可以通过S值的降低评价改造效果4）评价压裂效果煤层气井的压裂作业会在井底形成大的裂缝，通过添加支撑剂。可以支撑压开的裂缝，形成有效的流动通道。通过试井，可以测出支撑缝的长度和缝内的导流能力，从而对压裂效果进行评价。5）判断煤层的连通性，求得连通参数受地质条件的影响。煤岩层内在各个方向的发育并非均质的，包括煤层气的流通通道—裂缝。通过干扰试井。不仅可以评价储层的连通性，