煤層氣開(kāi)發(fā)利用手冊(cè)學(xué)習(xí)(word版-wenkub
2022-11-17 11:56:55 本頁(yè)面
【正文】 而導(dǎo)致煤層氣井的鉆井、完井、氣井動(dòng)態(tài)等一系列的特殊性。按照相關(guān)規(guī)劃， 2020 年全國(guó)煤層氣產(chǎn)量目標(biāo)更為龐大，將達(dá)到 500億立方米， 開(kāi)發(fā)利用的 市場(chǎng)前景十分廣闊。煤層氣的開(kāi)發(fā)利用還具有一舉多得的功效：提高瓦斯事故防范水平，具有安全效應(yīng)；有效減排溫室氣體，產(chǎn)生良好的環(huán)保效應(yīng)；作為一種高效、潔凈能源，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 2020～ 2020年，全國(guó)共鉆井約 1700 口，占?xì)v年累計(jì)鉆井總數(shù)的 85%。 2020 年，全國(guó)瓦斯抽采 億立方米，利用 億立方米。目前，中國(guó)煤層氣可采資源量約 10 萬(wàn)億立方米，累計(jì)探明煤層氣 地質(zhì)儲(chǔ)量 1023 億立方米，可采儲(chǔ)量約 470億立方米。 我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 全球埋深淺于 2020 米的煤層氣資源約為 240 萬(wàn)億立方米，是常規(guī)天然氣 探明儲(chǔ)量的兩倍多，世界主要產(chǎn)煤國(guó)都十分重視開(kāi)發(fā)煤層氣。專(zhuān)家預(yù)測(cè)， 2020年我國(guó)燃?xì)馊笨趯⑦_(dá) 300 億立方米； 2020 年將達(dá)到 1000 億立方米。而煤層對(duì)壓力十分敏感，伴隨地應(yīng)力的增大，煤層的滲透性明顯降低，這一點(diǎn)對(duì)煤層氣氣井的產(chǎn)量具有重要影響 表 14 中國(guó)煤層氣資源量按埋藏深度統(tǒng)計(jì)表 埋藏深度 資源量（ 1012m3） 百分比（ %） 備注 1000m 以淺 11． 08 34 南方大部分為 1500以淺 1000～ 2020m 66 合計(jì) 100 二． 煤層氣開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀及前景 國(guó)外煤層氣開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀 煤層氣作為氣體能源家族三大成員之一，與天然氣、 天然氣水合物 的勘探開(kāi)發(fā)一樣，日益受到世界各國(guó)的重視。） 百分比（ %） 石炭二疊紀(jì)（ CP） 144, 晚二疊世（ P2） 25, 晚三疊世（ T3） 早中 侏羅世（ J12） 151, 晚侏羅 早白堊（ J3K1） 4, 第三紀(jì)（ R） 合計(jì) 326， 80037 3） 煤層氣儲(chǔ)層類(lèi)型 煤層既是生氣巖，又是儲(chǔ)氣巖，因此煤層氣屬于典型的自身自?xún)?chǔ)式的非常規(guī)氣藏。） 吐 — 哈盆地（ 46472 108m179。） 四川盆地（ 1452 108m179。） 晉中南含煤區(qū)（ 48373 108m179。中國(guó)煤層氣資源量比較大，分布相對(duì)集中的有 13 個(gè)含煤盆地（地區(qū)）。其分布的基本特征是即廣泛又集中。煤炭資源總量（包括探明儲(chǔ)量和遠(yuǎn)景資源量） 5 1012t左右，居世界前列。 我國(guó)的煤種齊全，從褐煤，煙煤到無(wú)煙煤都有廣泛分布。他們主要分布在不同的含煤盆地、不同的成煤時(shí)代、不同的儲(chǔ)層類(lèi)別之中，其埋藏深度、勘探程度等相差也很大。 三江 — 穆棱河盆地（ 4011 108m179。） 萍樂(lè)坳陷（ 435 108m179。） 川南 — 黔北含煤區(qū)（ 11211 108m179。） 伊利盆地（ 9249 108m179。 煤層具有雙重空隙結(jié)構(gòu)，他的儲(chǔ)氣機(jī)及氣體在煤儲(chǔ)層中的運(yùn)移方式均明顯區(qū)別于常規(guī)天然氣儲(chǔ)層。全球埋深淺于 2020 米的煤層氣資源約為 240 萬(wàn)億立方米。在 中國(guó) 目前的一次性 能源消費(fèi) 結(jié)構(gòu)中，煤炭約占 %，石油占 %，天然氣僅占 2%，遠(yuǎn)低于 23%的世界平均水平。美國(guó)、英國(guó)、 德國(guó) 、俄羅斯等國(guó)煤層氣的開(kāi)發(fā)利用起步較早，主要采用煤炭開(kāi)采前抽放和采空區(qū)封閉抽放方式抽放煤層氣，產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟。全國(guó) 95%的煤層氣資源分布在晉陜 內(nèi)蒙古 、新疆、冀豫皖和云貴川渝等四個(gè)含氣區(qū)，其中晉陜內(nèi)蒙古含氣區(qū)煤層氣資源量最大，為 萬(wàn)億立方米，占全國(guó)煤層氣總資源量的 50%左右。其中井下 煤礦瓦斯抽采 量 44億立方米，完成規(guī)劃目標(biāo)的 127%。 截至 2020 年底，國(guó)內(nèi)探明煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量 1340 億立方 米，煤層氣年商業(yè)產(chǎn)量不足 4 億立方米。如果把煤層氣利用起來(lái)，用于發(fā)電燃料、工業(yè)燃料和居民生活燃料；還可液化成汽車(chē)燃料，也可廣泛用于生產(chǎn) 合成氨 、甲醛、 甲醇 、炭黑等方面，成為一種熱值高的潔凈能源和重要原料 。 第二章 煤層氣的基本特征 煤層氣（即煤層甲烷）是非常規(guī)天然氣的一種重要類(lèi)型。認(rèn)識(shí)并掌握這些差別和特殊性，對(duì)開(kāi)發(fā)利用煤層氣資源是十分重要的。 熱解氣 煤有機(jī)質(zhì)在成熟階段，即長(zhǎng)焰煤到瘦煤階段（ R0,max=～ %），經(jīng)熱催化講解而生成的氣態(tài)物質(zhì)。 擴(kuò)散流 氣體穿過(guò)煤基質(zhì)或微孔的擴(kuò)散流是由于體積擴(kuò)散（分子與分子之間的相互作用）、克努森（ Knudson）擴(kuò)散（分子與孔壁間的相互作用）和表面擴(kuò)散（吸附的類(lèi)液體狀甲烷薄膜膜沿微孔隙壁的轉(zhuǎn)移）共同作用的結(jié)果。煤層氣藏在煤熱儲(chǔ)化作用過(guò)程中形成的，而在后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中未被完全破壞，呈薄層狀展布，其形 成條件應(yīng)包括以下五個(gè)方面。滲透率過(guò)高，如同滲透率太低一樣，對(duì)煤層氣的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是有害無(wú)益的，因?yàn)檫@時(shí)水產(chǎn)量非常大 。 氣體也可進(jìn)入固體物質(zhì)內(nèi)部并達(dá)到飽和，這種現(xiàn)象叫吸收作用。 吸附平衡 在一個(gè)封閉的系統(tǒng)里，煤顆粒表面上同時(shí)進(jìn)行著吸附和解吸這樣兩種相反的過(guò)程，當(dāng)這兩種作用速度相等（即單位時(shí)間內(nèi)被表面吸留的分子數(shù)等于離開(kāi)表面的分子數(shù)）時(shí)，在顆粒表面上的分子數(shù)目維持某一個(gè)定量，這是就稱(chēng)為吸附平衡。 C） P—— 平衡時(shí)游離氣相的壓力（ MPa）。 解吸法的基本原理 解吸法是將采集的新鮮煤心樣品裝入密封的解吸罐中，直接測(cè)量從煤樣中解吸的氣體體積以及氣體解吸的速度。 三． 滲透率的測(cè)定 概念 煤層是一典型的雙孔隙介質(zhì)，它由基質(zhì)和裂隙（也稱(chēng)割理）系統(tǒng)組成。因此，煤層的滲透率取決于煤 計(jì)算方法 設(shè)有一截面積為 A，長(zhǎng)度為 L 的圓柱形待測(cè)巖心， 將 其夾緊于巖心支持器中，使粘度為 ? 的流體充滿(mǎn)并在壓力 P1下使流體通過(guò)巖心，通過(guò)巖心后的壓力 P2，通過(guò)的流量 A 分別于巖心截面積 A 和壓差P??P1P2 成正比，與流體粘度 ? 和巖心長(zhǎng)度 L 成反比，寫(xiě)成等式，即“達(dá)西方程”： 12()A P PQK L??? 四． 煤儲(chǔ)層壓力 原始儲(chǔ)層壓力是指在煤層中部壓力。 第四章 煤層氣勘探 由于煤層氣藏的特殊性和煤層氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)狀況的不確定性，因而為了合理、有效地開(kāi)發(fā)一個(gè)地區(qū)的煤層氣資源， 特別需要有正
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