煤層氣開發(fā)利用手冊(cè)學(xué)習(xí)(word版-在線瀏覽
2025-01-09 11:56本頁面
【正文】 濟(jì)效益。 根據(jù)“十二五”煤層氣發(fā)展規(guī)劃， 2020 年我國新增探明煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量將達(dá)到 2020 億立方米， 2020 年將建成 45 億立方米的生產(chǎn)能力， 2020 年產(chǎn)量達(dá)到 45 億立方米，預(yù)計(jì)到 2020 年我國天然氣消費(fèi)將達(dá)到 2400 億立方米，缺口為 500 億至 600 億立方米， 2020年缺口將進(jìn)一步擴(kuò)大到 900億立方米。按照相關(guān)規(guī)劃， 2020 年全國煤層氣產(chǎn)量目標(biāo)更為龐大，將達(dá)到 500億立方米， 開發(fā)利用的 市場(chǎng)前景十分廣闊。所謂非常規(guī)天然氣，是指產(chǎn)自常規(guī)氣源（如氣藏氣、氣頂氣和石油中的溶解氣）之外的天然氣，包括水溶氣、煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣等。煤層的儲(chǔ)集性能及力學(xué)特征與常規(guī)儲(chǔ)層（如砂巖、碳酸鹽巖）有明顯的區(qū)別，從而導(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。 一． 煤層氣的生成 根據(jù)煤有機(jī)質(zhì)熱演化程度的不 同，煤的生成可劃分 為未成熟、成熟、過成熟階段，相應(yīng)各個(gè)階段生成的煤層氣分別為生物氣、熱解氣和裂解氣。是指在未成熟階段，即泥炭至褐煤階段（ R0≤ %），有機(jī)質(zhì)在厭氧細(xì)菌的生物化學(xué)作用下生成的氣態(tài)產(chǎn)物，其化學(xué)成分有 CO H2O和 CH4等。 裂解氣 在過成熟階段，即貧煤到無煙煤階段（ R0,max≥ %），殘余干酪根和液態(tài)烴以及部分重氣經(jīng)高溫裂 解作用形成的天然氣。 三 ． 煤中氣體的流動(dòng) 解吸 吸附時(shí)間：是指總的吸附氣量（包括殘留氣）的 %釋放出來所需要的實(shí)踐，一般用天或小時(shí)表示。 達(dá)西流 達(dá)西定律：即流體的流速 （ V）與壓力梯度成正比。 PL?? —— 流體的壓力梯度（ Pa／ m） 四 . 煤層氣藏的形成條件 煤層 中含氣量達(dá)到一定程度是就可稱為煤層氣藏。 煤層厚度 煤變質(zhì)程度 煤層埋藏深度 圍巖封閉性 地質(zhì)夠著條件 五．影響煤層氣生產(chǎn)能力的因素 影響煤層氣生產(chǎn)能力的因素是多方面的，歸納起來有滲透率、含氣量、煤階、沉積環(huán)境、煤層分布、構(gòu)造條件、水動(dòng)力學(xué)條件以及他們之間的相互聯(lián)系和作用。在一般情況下煤層的滲透率比圍巖大，并含水，他構(gòu)成流體（氣和水）運(yùn)移的通道。要降低儲(chǔ)層壓力以便達(dá)到較高的日產(chǎn)氣量，就必須排出大量的 水。 第三章 煤層氣參數(shù)測(cè)定 一． 煤等溫吸附常數(shù)的測(cè)定 吸附 當(dāng)氣體與固體接觸時(shí)，在氣、固面上，氣體分子受固體分子所吸引，一部分氣體分子在固體表面上發(fā)生濃集作用，這種現(xiàn)在稱為吸附作用。實(shí)際上往往不可能明確區(qū)分是吸附作用還是吸收作用，或二者兼而有之，因此只好將他們統(tǒng)稱為吸著作用。 能吸附別的物質(zhì)的固體稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。 達(dá)到吸附平衡時(shí)，吸附劑（如煤樣）所吸附 的氣體量隨氣體的溫度、壓力而變化，因此它是一種動(dòng)態(tài)平衡現(xiàn)象。/g） ； T—— 氣體溫度（ 。 二．煤層氣含量的測(cè)定 基本概念 煤層氣含量是指在標(biāo)準(zhǔn)溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓力條件下單位 重量煤中所含氣體的體積，單位是 cm179。它是計(jì)算煤層氣資源量，預(yù)測(cè)氣井產(chǎn)量的重要參數(shù)之一。 用解吸法測(cè)定煤的總吸附氣量，需要盡可能精確地確定煤樣中的3 部分氣體量。 2）實(shí)測(cè)解吸氣（ Measured gas） ,是指煤樣從裝入密封罐開始到煤樣所解吸出的氣量可以忽略不計(jì)為止，這段時(shí)間內(nèi)所釋放到密封罐內(nèi)的氣量（將其引出密封罐進(jìn)行計(jì)量） 3）殘留氣（ Residual gas），是指解吸試驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)后仍吸附在煤樣中的氣量。裂隙系統(tǒng)在一定的壓差下，有讓流體（水、氣、油）通過的性質(zhì)，稱為滲透率。原則上講，基質(zhì)也是有一定的滲透性的，但由于其孔隙平均直徑通常小于 20A? ， 滲透率可視為零。儲(chǔ)層開發(fā)前，一般處于平衡狀態(tài)，此時(shí)儲(chǔ)層中部流體所承受的壓力稱為原始儲(chǔ)層壓力。 煤層氣 儲(chǔ)層壓力 不僅對(duì)于煤層的含氣量、氣體賦存狀態(tài)有著重要影響，同時(shí)也是氣體和水從裂隙向井筒流動(dòng)的能量。 通常，一個(gè)煤層氣勘探開發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施，要經(jīng)過開發(fā)潛力的初步評(píng)價(jià)、小型試驗(yàn)性開發(fā)、項(xiàng)目可行性論證、大規(guī)模工業(yè)性開發(fā)等不同階段。 一． 勘探階段工作內(nèi)容 第一階段： 地區(qū)煤層氣 的生產(chǎn)潛力進(jìn)行評(píng)價(jià) 該階段的工作主要包括兩個(gè)步驟：地質(zhì)評(píng)價(jià)和 測(cè)試井施工。 確定有力的目標(biāo)區(qū)后，就可選擇適當(dāng)?shù)奈恢檬┕と舾煽诿簩託鉁y(cè)試井，以便進(jìn)一步確定目標(biāo)區(qū)的生產(chǎn)能力 。利用這些資料，可以估計(jì)目標(biāo)區(qū)氣井的生產(chǎn)能力，同時(shí)也可以對(duì)大規(guī)模開發(fā)時(shí)的完井設(shè)計(jì)和氣井間距進(jìn)行初步優(yōu)化評(píng)估。 二．區(qū)塊地質(zhì)分析 勘探區(qū)區(qū)域地質(zhì)分析的內(nèi)容包括：底層、構(gòu)造、火成巖、地質(zhì)發(fā)展史及水文地質(zhì)條件等。 構(gòu)造 構(gòu)造決定煤層滲透性高低及其不均勻性的主要因素。 地質(zhì)發(fā)展史 一個(gè)區(qū)域的地質(zhì)發(fā)展史從宏觀上控制了煤層氣的形成和資源的開發(fā)前景，沉積史決定了煤系，煤層和土覆蓋層 的形成，提供了煤層氣形成和保護(hù)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 評(píng)價(jià)水文地質(zhì)條件時(shí)主要考慮問題：目標(biāo)煤層上、下含水層的存在，與地表水或其他補(bǔ)給源聯(lián)通的斷層和裂隙，以及地下水的水質(zhì)（如總礦化度，氯 、鐵、鎂、 PH 值以及生產(chǎn)水銹 的趨勢(shì)等 .） 三．煤巖和煤質(zhì) 煤是有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)混合組成的復(fù)合體，根據(jù)三個(gè)基本特征對(duì)煤進(jìn)行分類。 煤質(zhì) 用煤的工業(yè)分析和元素分析進(jìn)行煤質(zhì)評(píng)價(jià) 煤的工業(yè)分析也叫做實(shí)用分析，包括測(cè)定煤的水分（ M），灰分（ A），揮發(fā)分（ V）以及計(jì)算得的固定炭（ CGD） 4 個(gè)項(xiàng)目 煤的元素分析是指煤中有機(jī)質(zhì)的元素分析，煤中有機(jī)質(zhì)主要有碳、氫、氧、氮和硫（有機(jī)質(zhì)）五種元素組成，其中又以碳、氫、氧三種元素為主體，總含量占有機(jī)質(zhì) 95%以上。 四．煤層氣資源量統(tǒng)計(jì) 煤層氣資源量是資源評(píng)價(jià)和勘探工作的最終成果，它是編制勘探規(guī)劃、開發(fā)方案，能源配置和投資決策的重要依據(jù)，不但工程技術(shù)人員關(guān)系這方面的工作和信息，而且工業(yè)界，經(jīng)濟(jì)界和管理部門也十分重視它。 煤層氣是一種非常規(guī)天然氣，因此煤層氣資源量的含義應(yīng)與天然氣的含義相一致，是指賦存于地下 煤層及其圍巖中的甲烷估算量。 遠(yuǎn)景資源量：根據(jù)地質(zhì)，地球物理，地球化學(xué)資料用統(tǒng)計(jì)或類似方面所估算的，尚未發(fā)現(xiàn)的煤層氣資源量。 儲(chǔ)量計(jì)算方法 1) 容積法 G=A D C
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