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煤层气开发与开采§1 绪论

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非常规油气 页岩气 页岩油 煤层气 致密砂岩 致密气 致密油 可燃冰
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气开 开采气开 开采《《煤层 气开 发与 开采煤层 气开 发与 开采 》》课程编码 :: 0102012298::课程学时:课程学时:32 32课程学分 2::课程性质:大四本科选修课适用专业 石油工程::主讲:张遂安 教授 教授《《煤层气开发与开采 煤层气开发与开采》 》第一章绪绪 论论绪绪 论论张遂安 教授 教授§§ 程的目的、任务与意义一、课程目的与任务课程目的与任务本 课 程 是 为 油气主干专业大四本科学生开设的一门拓展性选修课程。课程的主要任务是通过各种教学环节,使学生掌握煤层气的储层条件 、 开发理论和工艺技术 , 使使学生掌握煤层气的储层条件 、 开发理论和工艺技术 , 使学生的知识面由常规油气田开发进一步拓展到非常规天然气开发,为今后从事煤层气勘探、开发、生产、科研奠定良好的基础。§§ 程的目的、任务与意义二、课程基本要求二、课程基本要求1、 熟练掌握 煤层气的钻井、压裂、洞穴完井、排采等关键技术;2、 正确理解 有关煤层气的基本概念、赋存状态、储层特征和产出机 理 ;储层特征和产出机 ;3、 初步了解 煤层气井的测井、试井技术。§§ 程的目的、任务与意义三、课程内容、教学方法及学时分配z 绪论( 2 学时)z 煤层气储层特征( 4 学时)z 煤层气 多分支水平井钻井技术与工程设计 ( 2 学时 )( )z 煤层气钻井工程管理与质量控制( 2 学时)z 煤层气井测井、试井及分析测试( 2 学时)z 煤层气井增产技术 ( 压裂 洞穴完井等 )( 4 学时 )( 、 )z 煤层气井排采理论与工艺( 2 学时)z 煤层气数值模拟技术( 2 学时)煤层气总体开发方案 ( 编制 ( 2 学时 )z ( ) ( )► 设计课( 2 学时)► 煤层气等温吸附实验(实验观摩课, 2 学时)► 煤层压裂裂缝扩展机理物模实验(实验观摩课, 2 学时)► 考试( 2 学时)§§ 程的目的、任务与意义教材及主要参考书码 123456[1] . . A to 1992.§§ 程的目的、任务与意义教材及主要参考书教材及主要参考书[1] . . A to ]1992.[2] . 2003. [3] . . . A o 1996.[4] 孙茂远 , 黄盛初等 . 煤层气开发利用手册 . 煤炭工业出版社,1998年年 。§§ 层气的基本概念与基本特征煤层气煤层气是赋存于煤层及其围岩中的与煤炭共伴生的非常规天然气资源 其主要气体组分为甲烷 ( 是,4, 是地史时期煤中有机质的热演化生烃产物。不同学者从不同角度给予不同的命名 最常见的有,煤层气、煤层甲烷等,英文名称有 般缩写为 层气业内绝大多数学者采用 “ 煤层气( 煤层气( ” 。§§ 层气的基本概念与基本特征煤层气与天然气、煤成气、煤矿瓦斯关系示意图§§ 层气的基本概念与基本特征煤层气与常规天然气的关系与差异由于煤层气的独特的赋存状态(以吸附态为主)、非常规储层 ( 典型的自生自储 多重孔渗的有机储层 )( 、 )和特有的产出机理(排水 —降压 —解吸-采气),因此煤层气 被称之为 非常规天然气 (。§§ 层气的基本概念与基本特征煤层气与常规天然气的关系与差异组分 (体积含量) (体积含量) 常规天然气 煤层气甲烷 ( ( %)) ( %)) 由于煤层气产出时必丙烷 ( ( %)) 异丁烷 ( ( %)) 正丁烷 (( %)) 0 021 0 073 0出时必须穿越水柱才能到达(( )) . ~ ( %)) 正戊烷 ( ( %)) 能到达井口,因此煤层气中二氧化碳 ( ( %)) %)) %)) 层气中监测不到 层气的基本概念与基本特征煤层气与煤矿瓦斯的关系与差异在煤炭工业界通常将涌入煤矿巷道内的煤层气称之为煤矿瓦斯( 其气体组分除煤层气组分外,还有煤矿巷道内气体的成分,如氮气( 二氧化碳( 空气组分以及一氧化碳( 二氧化硫( 采矿活动所产生的气体组分。在煤层气概 念 引 进 初期念 引 进 ,, 有 些 学 者为 便 于业 外人 士了 解煤层气有 些 学 便 ,, 通常在煤层气一词后加注“ “俗称煤矿瓦斯 俗称煤矿瓦斯” ”。 。近年来 国内外有些学者为区分两者之间的概念差异 将通过煤矿井下抽放,, ,,(( 、 、采动区 采动区( ( 抽放或废弃矿井 抽放或废弃矿井( ( 抽排等方式获得的煤层气称为 缩写为 。。)) (( )) 。。§§ 层气的基本概念与基本特征煤层气的成因① 原生生物气 原生生物气 ② ② 热成因气 热成因气 ③ ③ 次生生物气。 次生生物气。煤层气生成过程示意图§§ 层气的基本概念与基本特征煤层气的成因煤的热模拟生烃实验成果图§§ 层气开发战略意义与产业地位海湾战争油气短缺给中国带来的挑战( 关系国家安全 ))中国台湾伊拉克战争§§ 层气开发战略意义与产业地位“提高自主创新能力,把发展能源、水资源放在优先位置 下决心解决制约经济社会发展,的重大瓶颈问题! ”胡锦涛在全国科技大会上的讲话 (2006年1月9日)§§ 层气开发战略意义与产业地位20032003年年6 6月月2525日日2003年8月24日温家宝总理亲自主持中国油气资源战略研讨会。立足国内 、 发挥国内油气资源的基础性保障作用是油、气资源可持续发展必须遵循的第一原则(2004年)。§§ 层气开发战略意义与产业地位油气短缺给中国带来的挑战( 制约经济发展 ))石油天然气… …§§ 层气开发战略意义与产业地位国外找油买油国内勘探开发多找油气(多多益善 )(保障供给)保证油气供给实现持续发展提高油气效率发展替代能源少用油气(全民动员)(加大投入)石油安全战略§§ 层气开发战略意义与产业地位 层气开发战略意义与产业地位改善煤矿1950~ 1990年间 全国煤矿发生煤与瓦斯突出事故 15 000安全~ , ,余次,占世界同期瓦斯事故的40%;其中 死亡百人以上 的 14起 ,死亡 2326人 。80年代 90年代 全国煤矿发生死亡 10人以上的瓦斯爆炸保障可持续发展- ,事故273起,死亡5461人,经济损失数百亿元。历年来因瓦斯死亡的人数约占煤炭行业工伤事故 死亡 人数减排温室的 30~40%, 占 重大 事故的 70~80%。气体推动经济发展§§ 层气开发战略意义与产业地位改善煤矿安全• 缓解优质能源供需矛盾 ( 新的优质能源 )保障可持续发展( )• 改善能源结构的需要减排温室• 国民经济新的增长点气体推动经济发展§§ 层气开发战略意义与产业地位改善煤矿安全• 甲烷 是 “ 温室气体 ” 其温室效应是4倍中国因采煤每年向大气排放的甲烷约 200亿 ,保障可持续发展亿 ,居世界第一。• 《 联合国气候变化框架公约 》减排温室《 》• 《京都议定书》气体推动经济发展§§ 层气开发战略意义与产业地位改善煤矿安全保障可持续发展减排温室• 开发优质能源,创造巨大的经济效益气体 • 改善煤矿安全条件,有效地提高煤炭生产效率• 带动相关产业和当地经济发展推动经济发展现在有煤炭城、石油城,将来会出现一批煤层气城§§ 层气产业发展历程形成的社会背景一、美国煤层气产业的形成与发展早在 20世纪 70年代,美国的一些煤矿业主为了减少煤矿瓦斯灾害,试图利用石油天然气开采技术进行瓦斯抽放 , 通过 一 段时间的试验获得成功 。☞, 段时间的试验获得成功 。随着国民经济的迅速发展,社会对优质能源的需求迅猛增长。因此寻找和开发新的油气替代资源迫在眉睫 尤其是 20世纪 70年代的石油危机☞美国煤层气开发之所以取得如此辉煌的成就 除具有良好的煤层气资源条, ,促进了新能源的发展。煤层气则是最理想、最现实的化石能接替资源。,件外,在很大程度上得益于开发初期政府给予的财政支持和政策激励,特别是《原油意外获利法》中的第 29条税收补贴政策( 9 使开发煤层气的收益超☞ ,过了天然气,极大地增强了煤层气工业的竞争能力,激励了油公司积极投资于煤层气开发。§§ 层气产业发展历程形成的技术背景一、美国煤层气产业的形成与发展洞穴完井技术的应用和煤层压裂技术的突破 , 加速了美国,☞☞ ,,煤层气产业的形成与发展。☞☞24 50 34 4 √√√√ 50 34 §§ 层气产业发展历程二、世界各国煤层气产业发展概况§§ 层气产业发展历程煤矿 斯井 抽采 年代起步 今二、中国煤层气资源开发历程与现状中国的煤层气(瓦斯)开发可追溯到20世纪50年代的煤矿井下瓦(( 1) 瓦 斯井 下 抽采 () 瓦 下 ( 50 至 今 )至 今 )斯抽放。1952年,在辽宁的抚顺矿务局龙凤煤矿进行了井下瓦斯抽放试验并获得成功。通过五十年的发展,我国煤矿井下瓦斯抽放,已由最初为保障煤矿安全生产抽放发展到安全采技术也由早期的只能对高透气性煤层进行本煤层抽放 而逐渐发展到对低透,气性煤层进行邻近层卸压抽放。目前年抽采量超过 1 亿立方米的矿区有阳泉 淮南 水城 盘 、 、 、 盘江、松藻、晋城、抚顺。§§ 层气产业发展历程二、中国煤层气资源开发历程与现状世纪 年代末 原煤炭 业部煤炭科学研究院抚顺煤研所曾在(( 2)煤矿瓦斯的地面抽采尝试( 70年代末~ 80年代初)20 70 , 工 业部煤炭科学研究院抚顺煤研所曾在抚顺、阳泉、焦作、白沙、包头等高 瓦斯矿区以解决煤矿瓦斯突出为主要目的施工了 20余口地面瓦斯抽排试验井 这批地面瓦斯抽排钻孔。可谓是我国采用地面垂直井进行煤层 气开采的最先尝试。但由于当时井位选择和技术 、 设备等条件的限制 , 试验未达到预期的效果 。、 ,§§ 层气产业发展历程煤层气资源的认识与评价 年代二、中国煤层气资源开发历程与现状‹ 通过国家 “ 六五 ” 科技攻关项目 , 运用常规石油天然气(( 3) () ( 80 )),理论对全国“煤成气”资源进行了预测,包括煤层气‹ 通过国家 “ 七五 ” 科技攻关项目 , 首次从资源的角度对,全国煤层气资源进行了评价‹ 通过煤炭部瓦斯地质编图 , 对全国瓦斯资源进行了预测,§§ 层气产业发展历程(( 4) 煤层气资源勘探与地面开发试验 () ( 90年代 ))二、中国煤层气资源开发历程与现状进入20世纪90年代,随着美国地面开发煤层气的成功技术的传入,我国的煤层气 ( 瓦斯 ) 地面开发逐步进入了产业化勘探 开发的轨道 国内外有(( ) () ( ))( ) 、 。关单位先后在山西沁水盆地(包括南部潘庄、樊庄、柿庄等地区和北部的寿阳地区)、河东煤田(大宁林、石楼、三交、临兴等地区);安徽淮南煤田和安徽淮北煤田和铁法;辽宁阜新煤田、铁法煤田、抚顺煤田、沈北煤田、红阳煤田;河北开滦煤田、大城地区、峰峰煤田;陕西韩城地区;河南安阳煤田 焦作煤田 平顶山煤田 荥阳煤田 ; 江西丰城地区 ; 以及新、 、 、 ; ;疆吐哈盆地等开展了煤层气勘探和开发试验工作。经过十余年的煤层气勘探和开发试验,我国的煤层气地面开发已取得了重大突破。§§ 层气产业发展历程二、中国煤层气资源开发历程与现状30余个勘探地区遍布全国 :太原:鹤岗、鸡西、依兰、铁法、沈北、阜新、珲春、寿阳、和顺 潞安 晋城 霍东煤层气勘探登记、 、 、 、霍西、宁武、乡宁、大宁 楼、三交、临兴、保德 神府 准格尔 韩城 黄区块64个。 - - 、 、 黄陵、吐哈、准南、淮北、丰城、盘江、恩洪、老厂。分布在12个省/区§§ 层气产业发展历程(( 5) 煤层气地面开发的商 业 化历程与现状 ( 新世纪 )) 业 ( )二、中国煤层气资源开发历程与现状煤层气地面开发取得商业突破化历程与现状辽宁阜新辽宁阜新刘家山西晋城地区§§ 层气产业发展历程(( 5) 煤层气地面开发的商业化历程与现状 ( 新世纪 )) ( )二、中国煤层气资源开发历程与现状• 晋城煤业集团中联煤层气有限责任公司 (C C )(( ) ( )) ( )• U 中国石油 (煤层层气气• 中国石化 (气开开发发• 河南煤层气开发公司• 阜新宏地勘煤层气开发公司发发企企业业概概• 外资公司:雪佛龙 (格瑞克 (、远东能源 (、 亚美大陆 (、 格莱斯通 (、 中美能源概概况况、 、 、(、富地、亚加 (等§§ 层气产业发展历程(( 6) 采煤采气 一 体化理念的形成与发展 ( 新世纪 )) 一 ( )二、中国煤层气资源开发历程与现状(( ) 体化理念的形成与发展 ( )) ( )《煤矿瓦斯治理与利用总体方案》¾ 统一 概念 ——煤层气(煤矿瓦斯)(国家发展改革委 2005年年 6月月 22日发布 发改能源 发改能源 [2005]1137))大宁煤矿大宁煤矿¾ 明确 提出了 ““采煤采气一体化 采煤采气一体化” ”概念 概念¾ 将煤矿瓦斯抽放 改为 煤矿瓦斯抽采大宁煤矿大宁煤矿§§ 层气产业发展历程鄂 尔 多 斯东 缘鄂 尔 多 缘 沁 水 盆地沁 水尔斯东煤层气基地水水煤层气基地§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势早在 1733年年, ,英国一家煤矿首次进行了 英国一家煤矿首次进行了 煤矿瓦斯抽放 和管道输送的尝试 1844年又有另 个发生过瓦斯爆炸事故的矿井将采空区的瓦。。 一 个发生过瓦斯爆炸事故的矿井将采空区的瓦一斯抽放至地面斯抽放至地面。 。十九世纪后期 十九世纪后期, ,英国的威尔士开始进行从煤层中抽排 英国的威尔士开始进行从煤层中抽排瓦斯的试验 英国生产矿井中 45%的甲烷通过管道抽排到地面进行利。。用用。 。二十世纪四十年代 二十世纪四十年代, ,德国的一座煤矿首次大规模利用瓦斯 德国的一座煤矿首次大规模利用瓦斯。 。我国的煤矿井下瓦斯抽放始于 50年代 。。 1952年煤炭部率先在辽宁。。的抚顺矿务局龙凤煤矿进行了井下瓦斯抽放试验并获得成功的抚顺矿务局龙凤煤矿进行了井下瓦斯抽放试验并获得成功。 。通过五 通过五十年的发展十年的发展, ,我国煤矿井下瓦斯抽放 我国煤矿井下瓦斯抽放, ,由最初为保障煤矿安全生产的 由最初为保障煤矿安全生产的““ 抽放 ” 发展到 发展到 “ “ 抽放 ”, ,之后又进一步发展成 之后又进一步发展成“ “ 抽放 环保 ””的商业理念 的商业理念。 。§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势二十世纪九十年代,随着美国煤 层气地面开发技术的传入,我国 煤层气地面勘探和开发 工作逐步出现热潮,先后在众多地区进行不同目的的煤层气地面开发试验。煤层气勘探开发领域开始倡导所谓的“ 资源 —— 安全 —— 环境 ”的商业理念。随着山西沁水盆地晋城地区的煤 层气开发取得商业性突破和煤矿瓦斯灾害越来越严重,煤层气开发与煤炭开采的关系愈来愈被关注 国家发改委提出了 先采气 后采煤 采煤采气一体化 的。 、、 、、 的煤层气 开发的“ 安全 —— 资源 —— 环境 ”新理念。§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势引起 煤层气开发煤层气开发 理念变革理念变革 的社会的社会 背景背景 和重大和重大 事件事件国民经济可持续发展的需要国家能源安全石油随着我国国民经济的稳步发展,我国石油天然气需求量日益增长。尽管我国原油产量在不断 地 增长 , 但仍不能 跟上增长需求的增长,原油供需间的缺口不断加大,自 2003年以来,煤炭 、 电力 、 石油 、 天然气整、 、 、个能源供应紧缺。 煤层气则是最现实的油气接替资源 。§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势国家能源安全引起 煤层气开发煤层气开发 理念变革理念变革 的社会的社会 背景背景 和重大和重大 事件事件国民经济可持续发展的需要煤炭建国五十多年来,煤炭为我国经济建设提供了 三分之二以上的能源,有效地支撑了国民经济的持续快速发展。虽然石油、天然气和水电等能源的生产量和消费量在快速增长,但煤炭在中国能源中的主导地位没有发生根本性变化。然而,随着煤矿生产效率的提高和开采深度的增加,煤矿瓦斯灾害也越来越严重,严重制约着我国煤炭工业的发展 。2005年2月23日 国务院总理温家宝主持召开的国务院第81次常务会议,研究部署进 一 步加强煤矿安全生产工作 , 强调各级政府和煤炭企业要加强领导 , 落实责任 ,步加强煤矿安全生产工作 , , ,痛下决心,标本兼治,坚决防范煤矿重特大事故的发生。会议确定,采取7项措施大力开展瓦斯集中整治,切实防范重特大瓦斯事故发生。§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势引起 煤层气开发煤层气开发 理念 变革理念 变革 的社 会的社 会 背景背景 和 重 大和 重 大 事件事件煤层气开发煤层气开发 变革变革 会会 背景背景 重重 事件事件煤与煤层气矿权之争:煤炭矿权与煤层气矿权重叠严重,冲突时有发生。造成煤炭矿权和煤层气矿权重叠的 原因是多方面的 其中煤层气矿权,,授予不严和煤层气企业“ 跑马圈地 ”以及国有大型煤炭企业一直认定原国家计 委 和原煤炭部批准的委 矿区规划范围 属于自己所属矿权这一复杂的委委历史渊源是其主要原因。§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势引起 煤层气开发煤层气开发 理念 变革理念 变革 的社 会的社 会 背景背景 和 重 大和 重 大 事件事件煤层气开发煤层气开发 变革变革 会会 背景背景 重重 事件事件晋煤经验的推广:为推广晋煤集团的经验,为推广晋煤集团的经验,20062006年年6 6月月2121日国家发改委日国家发改委等八部委联合组织在晋城召开等八部委联合组织在晋城召开了全国煤矿瓦斯治理和利用现了全国煤矿瓦斯治理和利用现场会 该项成果引起了国家领场会 该项成果引起了国家领场会 。 该项成果引起了国家领场会 。 该项成果引起了国家领导人、国家有关部委、山西省导人、国家有关部委、山西省委省政府的高度重视,同时也委省政府的高度重视,同时也引起我国多数高瓦斯煤矿和煤引起我国多数高瓦斯煤矿和煤层气开发企业的广泛关注。层气开发企业的广泛关注。§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势引起 煤层气开发煤层气开发 理念 变革理念 变革 的社 会的社 会 背景背景 和 重 大和 重 大 事件事件煤层气开发煤层气开发 变革变革 会会 背景背景 重重 事件事件煤矿瓦斯防治部际协调领导小组 :为有效遏制煤矿重特大瓦斯事故,国务院第为有效遏制煤矿重特大瓦斯事故,国务院第81 81次次常务会议决定成立煤矿瓦斯防治部际协调领导小组 。。部级协调领导小组的主要任务是:以科学发展观为指针,认真贯彻落实国务院第以科学发展观为指针,认真贯彻落实国务院第81 81次常务会议精神,协调确定并组织实施煤矿瓦斯防治工作中资源、科技、装备、人才等方面的一系列重大举措 有效防范煤矿重特大瓦斯事故 积极推进国家, ,, ,能源安全和构建和谐社会目标的实现。(( 2005年 )年 )(( 年 )年 )§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势引起 煤层气开发煤层气开发 理念变革理念变革 的社会的社会 背景背景 和重大和重大 事件事件《煤矿瓦斯治理与利用总体方案》煤矿瓦斯防治部际协调领导小组 :¾ 统统 概念 煤层气 ( 煤矿瓦斯 )( )《》(国家发展改革委 2005年年 6月月 22日发布 发改能源 发改能源 [2005]1137))统 一统 一 —— ( )( )¾ 明确 提出了 ““采煤采气一体化 采煤采气一体化” ”概念 概念¾ 将煤矿瓦斯抽放 改为 煤矿瓦斯抽采§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势引起 煤层气开发煤层气开发 理念变革理念变革 的社会的社会 背景背景 和重大和重大 事件事件出台中国煤层气产业政策导则2006年6月15日国务院办公厅颁发了《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 []号 ) 就加快煤层气抽采和利用提出国办发 [2006] 47号 , 就加快煤层气抽采和利用提出 了十六条意见。§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势中国煤层气产业政策的 感悟① 国家高度 重 视煤层气的开发利用资源 —安全 —环境① 视煤层气的开发利用② 国家更加关注煤矿安全生产安全 —资源 —环境③ 国家已经充分意识到煤层气开发的难度和风险④ 国家有意逐步规范煤层气开发利用产业 主体 市场 监管④⑤ 国家希望国外大公司在中国煤层气开发事业中发挥、 、、 、重要作用§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势产业 结构 发展趋势:随着我国煤层气产业理念的变革和中国 煤层气产业面临的形势,中国煤层气产业结构将发生重大变化,甚至会 重新洗牌 ,主要表现如下:@ 未来会出现大批企业选择逐步走向 多方联合 方式,规避 政策、矿权 等 问题 带来 的风险等 带来@ 将会有更多的 大型煤炭企业 在加大煤矿井下抽采力度的同时,逐步加盟煤层气地面开发,以获得多重效益@ 以中国石油为代表的 大石油公司 将会加大煤层气勘探开发投资力度,期盼气价上涨带来的京剧效益@ 国外公司重新洗牌, 大石油公司 将逐步进入中国的煤层气市场@ 逐步会形成一批专业化技术服务公司和“作业公司”§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势—— 采煤采气一体化模式产业 结构 发展趋势:从产业层面,采煤采气一体化的内涵应体现以下几方面:从产业层面,采煤采气一体化的内涵应体现以下几方面:™ 统筹规划,煤、气共采™ 先采气,后采煤,协调发展™ 井下抽采与地面开发并举 分区实施, 。§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势—— 采煤采气一体化模式产业 结构 发展趋势:统筹规划,煤、气共采为有效地开发和利用同源同体的煤炭资源和煤层气资源,必须坚持统筹规划 煤炭资源和煤层煤炭坚持统筹规划 , 煤炭资源和煤层气资源共采的原则。切实做到以煤炭开采为中心 , 建立采煤采气开采煤炭开采为中心 , 建立采煤采气一体化开发模式。§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势—— 采煤采气一体化模式产业 结构 发展趋势:井下抽采与地面开发并举,分区实施废弃矿煤层气地面开发井抽采煤矿井下抽采采水平井或直井地面预抽几年后煤矿采空区煤炭开采区煤矿规划区生产区§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势以中国石油为代表的 油公司模式产业 结构 发展趋势:以中石油为代表的国内 大石油公司 和和以以 石油公司管理优势技术优势资金优势§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势阜新模式: 签订煤矿瓦斯综合治理协议产业 结构 发展趋势:煤层煤层煤炭煤炭拥有资源优势层气合作层作炭企业炭面临瓦斯事故作开发作开发签署协议石石发发阜新模模石油企业石业拥有技术装备实力承担服务社会责任模式模式业业§§ 层气开发理念的变革与产业发展趋势产品分成模式: ““ 对外合作 ””产业 结构 发展趋势:合同期一般30年,包括勘探期、开发期、生产期合同者分成气( 49%)中方分成气 (51%)余额气25%~ 23%年度煤层气总产量勘探期外方承担所有风险费用( )中方固定留成气 (1方分成气( 51%)合同者开发投资及合同利息(49%)勘探费用合同者~商业性发现( )中方开发投资及合同利息(51%)中方固定留成气(51%)100%合同者 49%投资回收限额70%开发期(参股比例:中联公司0~51%、外方49~100%)中方 51%增值税和矿区使用费 5%~7% 51%勘探投资5%~7%合同者开发投资生产期(外方勘探费回收、按参股比例进行煤层气分成)勘探投资100% 合同者支付合同者开发投资49%中方开发投资49%§§ 层气开发技术发展趋势煤层气开发的根本 目的 无外乎有效地开发和利用煤层气 资源 、最大限度地改善煤矿 安全 生产条件(降低瓦斯)、更好地保护人类赖以生存的大气 环境 等几个方面。对投资者而言,投资的根本目的是获取利润。基于投资目的和开发技术条件 , 在煤层气资源开发过程中逐步发展成为两类截然不同的,,,开发方式:煤矿业主 : 从煤矿开采需要出发 , 对煤矿区煤层气进行采煤采气: ,: ,: ,一体化的开采模式石油公司:为获取商业利润,借鉴常规油气开采技术,对原始储层煤层气地面直井或水平井开发模式§§ 层气开发技术发展趋势煤矿区区煤煤区煤层区煤层煤层气地煤地(E)层气开发层发地面开地(A)(B)(C)发发发发(D)§§ 层气开发技术发展趋势据投资目的、煤层气开发条件、技术特点和产品质量,煤层气开发模式分三大类。§§ 层气开发技术发展趋势从产业层面看 煤层气产业包括上游 中游 下游三个领域煤层气产业的基本构架, 、 、 。, 、 、 。下游上游民用燃气燃气锅炉中游工业燃用煤层气正在充气的 层气开发技术发展趋势开发技术 发展趋势: —— 煤层气井空气 /雾化钻井技术‹钻井效率高车载顶驱空气钻机:施工成本低‹煤层伤害小‹有利于防斜有利于防斜§§ 层气开发技术发展趋势开发技术 发展趋势: —— 煤层气井压裂技术发展趋势活性水压裂技术改进a. b. b. 胶液压裂技术(线性胶和冻胶)胶液压裂技术(线性胶和冻胶)c. c. 泡沫压裂技术(氮气和二氧化碳)泡沫压裂技术(氮气和二氧化碳)d 清洁压裂液技术配套研发. e. e. 连续油管压裂技术连续油管压裂技术研发§§ 层气开发技术发展趋势开发技术 发展趋势 氮气泡沫加砂压裂技术:: ——氮气泡沫加砂压裂技术的优点 ::z 加速排液。泡沫压裂井在排采1~2天即产气,压后返排快,产气速度快 氮泡 排始产 在::快 , 氮 气 泡 液完成后开 始产 气,并可以 在 井口点火;而通过对34口活性水压裂井统计显示,排采到产气时间在2~30天 平均在 12天左右天 , 。z 氮气泡沫压裂液粘度高,有较好的携砂能力,可以有效控制裂缝形态的发育 降低压裂液在多裂缝发育的煤层中的滤失量, 。z 氮气泡沫压裂施工中,用液量少,对煤层污染较小。§§ 层气开发技术发展趋势开发技术 发展趋势 多煤层连续油管压裂技术针对加拿大阿尔伯塔马蹄谷煤层埋藏浅、 煤层多而薄 、煤阶低、含气量低、煤层不产水 、 储层压力低等特点 , 采用常规压裂 (无支撑剂 ), 压裂液返排很少 , 几:: ——、 , , , 几乎没有气体产出。经研究,采用连续油管 大排量氮气压裂技术 (无支撑剂 ),收到很好的效果。马蹄谷组单井产量一般在 2260均 2830m3/d,一般在 2在 个月产量达到高峰阿尔伯塔加拿大平原地区煤层层序图§§ 层气开发技术发展趋势开发技术 发展趋势 :: —— 多分支水平井开发技术多分支水平井( 20世纪 90年代中后期在常规水平井和分支井的基础上发展起来的新技术。美国的 0口羽状水平井,取得了成效。6个个 4 3/4“分支,分支, 6"主水平主水平抽排直井羽状水平井9 5/8"表表 套套×× 50套××150曲率单分支井长单分支井长 500m 井长井长 800埋深600管下套管下至煤层顶至煤层顶××°煤 层埋深600m××200 2管下至套管下至造斜造斜 0点点3#煤层,平均厚度 5.5 m§§ 层气开发技术发展趋势开发技术 发展趋势 :: —— 多分支水平井开发技术多分支水平井的 增产机理a. 增大解吸波及面积b. 沟通更多割理和裂隙降低区域内流体的流动阻力c. §§ 层气开发技术发展趋势开发技术 发展趋势 :: —— 注注 注注ue h dC 层气煤层气开发理念 开发理念角角度度与 与理 理念 念您相信煤层气开发是如此容易吗??§§ 层气煤层气开发理念 开发理念角角 度度 与与 理理 念念角角 度度 与与 理理 念念经济技术资源地质学家§§ 层气煤层气开发理念 开发理念角角 度度 与与 理理 念念角角 度度 与与 理理 念念经济资源技术技术工程人员§§ 层气煤层气开发理念 开发理念角角 度度 与与 理理 念念角角 度度 与与 理理 念念技术资源经济老板 层气煤层气开发的基本 开发的基本程序 程序无论是自营项目还是对外合作项目,所有煤层气开发项目基本上都需要四个基本程序(1) 评价选区:(2) 风险勘探 (3) 开发准备(4) 滚动开发§§ 层气煤层气开发的基本 开发的基本程序 程序评价选区 —— 目的( 1) 通过对可进行煤层气资源评价选区的区域范围内的( )煤层气赋存条件
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本文标题:煤层气开发与开采§1 绪论
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