煤层气资源勘探技术规定.docx

1、煤层气资源勘探技术规定煤层气资源勘探技术规定（试行）前 言 煤层气是指赋存在煤层中的自生自储式非常规天然气，通常称煤层甲烷。 煤层气勘探开发对开发新能源、环境保护和煤矿安全生产具有十分重要的意义。 在我国，煤层气勘探开发尚处于总体起步阶段，煤层气勘探技术也处于探索阶段。在当前情况下，制定一个煤层气资源方面的勘探技术规定是十分必要的。 本煤层气资源勘探技术规定（试行）由中国煤田地质总局负责制定。在制定本规定时，参照了煤炭、石油、天然气等方面的有关规范、规程和规定。本煤层气资源勘探技术规定（试行）起草人：郭海林、林大扬、顾谦隆、曹立刚、王万贵、石连臣、赵晓华、胡礼斌。本煤层气资源勘探技术规定（试行

2、）由中国煤田地质总局负责解释。 1. 煤层气资源勘探技术规定（试行）的内容和适用范围 1.1 煤层气资源勘探技术规定（试行）的内容 本规定规定了煤层气资源勘探的性质、任务、阶段划分、工作程度要求、勘探工程使用和煤层气资源量计算方法等方面的原则。 1.2 煤层气资源勘探技术规定（试行）的适用范围 本规定适用于基于煤田地质勘探基础上的煤层气资源勘探各阶段设计编制、勘探施工、地质研究、地质报告编制和地质报告审查。也适用于煤层气资源勘探合同的商谈。 2.煤层气资源勘探的基本原则 2.1 煤层气资源勘探是煤层气地面开发利用的前期基础工作。其主要任务是为煤层气产业的远景发展规划、煤层气资源的开发利用提供地

3、质依据，并为煤层气资源勘探、开发、利用和科学研究积累资料。 2.2 煤层气资源勘探工作应从勘探区的实际情况和煤层气资源开发的实际需要出发，以合理的投入和较短的工期，取得最佳地质成果，提交合格的煤层气勘探报告为目标。一切勘探技术手段、施工工艺和施工方法都必须为开发煤层气的目的服务，注重煤层气勘探的技术经济效益。 2.3 煤层气资源勘探是一项复杂的工程， 必须以先进的地质理论为指导，尽可能采用国内外先进的技术和装备，研究解决煤层气勘探中对新技术、新工艺和新设备的要求。 2.4 煤层气资源勘探应遵循“统一规划、综合勘探、 综合评价、合理开发”的原则进行。现阶段的煤炭资源勘探工作应同时进行必要的煤层气

4、资源勘探工作，煤层气资源勘探应在煤炭资源勘探的基础上进行，充分利用煤炭资源勘探的成果。 3. 煤层气资源勘探阶段划分及工作程度要求 3.1 勘探阶段划分 3.1.1 根据我国煤炭资源勘探程度和煤层气资源特征， 将煤层气资源勘探划分为煤层气地质调查、煤层气预探和煤层气井网勘探三个阶段。 3.1.2 煤层气资源勘探一般应按这三个阶段循序进行， 各阶段提交相应的煤层气资源勘探报告并计算相应的煤层气资源量。在工作范围没有较大变化的情况下，勘探程序可以适当简化或合并。 3.1.3 煤层气勘探工程应尽量统一布置、分阶段实施， 以提高煤层气勘探的地质效果和经济效益。 3.2 煤层气地质调查 3.2.1 煤层

5、气地质调查的任务 煤层气地质调查是煤层气勘探的基础工作。煤层气地质调查是以矿区或煤田为基本单元。其主要任务是根据现有煤田地质勘探成果和有关经济技术要求，选择具有勘探前景的煤层气资源勘探靶区，为煤层气预探提供地质依据。 3.2.2 工作程度 a.了解矿区内煤层气成分、含气量、分布规律和影响因素。 b.了解靶区内煤层气储层特征和影响因素；了解煤层顶底板主要特征。 c.圈定靶区范围，合理划分靶区内的二级单元一区段。将靶区内构造、煤层、煤层气含量、煤储层参数等特征相似的连续地段划分为一个区段。 d.计算靶区内煤层气远景资源量和预测资源量。 3.2.3 靶区一般应同时具备以下条件： a.煤层总厚m以上，

6、单层厚度m以上。煤层渗透度高的地区，煤层厚度可以适当放宽要求。 b.煤层气含量总体在8m3/t以上。 c.煤层气透气性好，渗透率多数不低于0.1md；煤层割理、 裂隙发育；煤层原生结构保存完好。 d.煤层埋深一般浅于1000m。 e.煤层气资源总量在25亿m3以上。 f.地面施工条件便利。煤层气开发经济地理条件好。 3.2.4 工程布置 a.煤层气地质调查阶段主要对以往地质成果进行搜集整理、分析研究，开展地表地质工作、矿井调查和采样测试工作。 b.煤田地质勘探程度低的地区可开展必要的地震勘探工作。 c.煤层气地质调查阶段一般可不施工专门钻探工程，但靶区内煤层气储层参数资料缺乏时，则应施工少量参

7、数井。 3.3 煤层气预探 3.3.1 煤层气预探的任务 煤层气预探以靶区为基本单元。主要任务是获取煤层气有关参数，进行煤层气增产措施、排水采气试验，初步评价靶区煤层气开发利用的可能性，为煤层气地面井网勘探提供地质依据，并为煤层气的地面勘探开发提供规划依据。 3.3.2 工作程度 a.查明影响煤层气开发井网布置的断层及区段边界条件。 b.基本查明煤层的物理、化学性质及工艺性能。 c.初步查明各煤层的煤层气成分、含气量及分布规律。 d.初步查明煤层渗透率、储层压力、破裂压力、闭合压力、重张压力、地应力、地应力梯度、地温等，研究其变化规律。 e.基本查明煤层顶底板岩性、孔、渗特征及力学性质，研究其

8、对煤层气赋存、运移的影响。 f.初步查明煤层吸附解吸特征，初步确定煤层气临界解吸压力。 g.研究影响煤层气赋存和开采的地质因素。 h.初步确定合理的储层改造方法、工艺的参数，评价储层改造的有效性。 i.初步确定合理的排采制度。获取排水量、产气量、压力随时间变化的数据，研究三者间的相互关系。初步评价单井最佳日产量。 j.计算靶区内煤层气资源量，其中控制资源量占50以上。 3.3.3 工程布置 a.预探阶段布置参数井、试验井。 b.根据靶区内区段的划分，每个主要区段均应布置口参数井、试验井；当区段面积较大时，每10km2参数井、 试验井一般不少于口。 c.试验井的井位应位于能形成井网的结点位置上。

9、 d.在主要区段内按煤田地质勘探精查阶段地震勘探程度要求进行地震勘探工作。 3.4 煤层气井网勘探 3.4.1 煤层气井网勘探的任务 煤层气井网勘探是在煤层气预探阶段单井取得工业气流的基础上,进行的小规模井网勘探。基本工作单元为进行了煤层气资源预探的区段。主要任务是获取煤层气井网产能、煤层增产措施、排采制度数据，为全区进行商业性开发提供地质依据。 3.4.2 工作程度 a.查明煤层含气性，基本查明煤储层参数。 b.初步确定煤层气开发的井网布置方式。 c.初步确定煤层气的储层改造方法、工艺和参数；初步确定煤层气排采工作制度。 d.评价井网煤层气的产能、可采性及服务年限； e.计算靶区内煤层气资源

10、量，其中探明资源量占50以上。 3.4.3 工程布置 a.井网勘探阶段在主要不同地区段内均应布置小型试验井井网。 b.试验井井网和形状视实际情况而定，一般有菱形网、矩形网等。 井距应根据储层参数和储层改造有效性确定， 一般为200 400m。 c.试验井应布置少量的观测井和干扰井，以验证井网布置的合理性。 d.先期开发区段按采区地震勘探程度要求进行地震勘探工作。 4. 煤层气资源勘探工程 4.1 地质工作 4.1.1 地质填图 a.根据具体情况，开展地质填图或地质图修测。煤层气地质调查阶段地形地质图比例尺一般为1:25000或1:50000；煤层气预探阶段地形地质图比例尺一般为1:10000或

11、1:25000；煤层气井网勘探阶段地形地质图比例尺一般为1:5000或1:10000。 在开展地质填图或地质图修测时，应特别注意对裂隙的描述、测定和研究。 b.在开展地质填图或地质图修测时，要搜集利用地应力测量成果，或开展适当的地应力测量工作。 c.在开展地质填图或地质图修测时，配合开展遥感地质解译工作。 4.1.2 矿井调查 矿井调查的主要内容有煤层调查、构造调查、顶底板调查、地下水调查、瓦斯调查等。 a.煤层调查：包括煤层发育、煤岩煤质、结构构造、煤层割理裂隙和构造煤调查，并根据需要采取各种煤样。 b.构造调查：主要进行断层性质、产状要素、导水性等的调查，进行地应力资料搜集或测定，研究地应

12、力分布和变化规律。 c.顶底板调查：主要调查煤层顶底板岩性特征、裂隙发育情况、岩石强度，并进行采样测试。 d.地下水调查：包括煤岩层含水性、水质，构造裂隙的导水性及与煤层的水力联系等方面的调查。 e.瓦斯调查：主要包括矿井瓦斯涌出量、瓦斯富集规律、煤与瓦斯突出及突出条件、井下瓦斯抽放等方面的调查。 4.1.3 煤层气井地质编录 a.煤层气井地质编录要求按地质编录有关规定和中华人民共和国地质矿产部DZ/T 0002.1-0002.2-91 含煤岩系钻孔岩芯描述标准沉积构造部分、DZ/T0002.3-95含煤岩系钻孔岩芯描述标准岩性岩类部分、DZ/T 0002.4-97 含煤岩系钻孔岩芯描述标准煤

13、岩煤相部分执行。 b.在煤层气井地质编录时，对煤层顶底板、涌漏水层段、火成岩与围岩接触带、煤岩组分、煤层与岩石裂隙割理等应进行详细描述和统计。 4.2 地震工程 4.2.1 地震勘探任务 地震勘探工作的主要任务是查明影响煤层气区段划分的地质因素，为煤层气勘探、开发井网布置提供依据，具体任务为： a.查明影响区段划分和区段内的各种断裂构造及岩浆岩的特征。 b.查明煤层的构造形态和煤层赋存深度，研究厚度变化规律。 c.开展岩性地震勘探，研究对气、水运移、封闭有影响的岩层分布规律。 4.2.2 工作要求 地震勘探按煤炭和煤层气地震勘探规范执行。 4.2.3 地震工作结束后应提交专业报告。 4.3 钻

14、探工程 4.3.1 煤层气井的分类 煤层气勘探井分为参数井、试验井、观测井、干扰井四类。 a.参数井。通过钻探、取芯、测试、测井、试井等手段获取岩、煤层地质数据，获取具有产气能力煤层的含气量、储层参数和围岩参数等。 b.试验井和观测井。试验井可在参数井的基础上扩径完成。通过对煤层改造和排采试验，获取排采数据，对单井产能进行动态评价，对储层参数、增产措施、排采制度进行验证、试验。试验井可配有一定数量的观测井，以了解储层压力在不同方向上随时间的变化规律，同时对不同方向的井距提出建议。 c.干扰井。在小井网排采时，对井间干扰条件下井群生产能力进行评价，为煤层气商业性开发的工程布置、增产措施、排采制度

15、提供依据。干扰井可以是参数井、试验井等，也可专门施工干扰井。 4.3.2 完井方式 煤层气井完井方式可分为裸眼完井、套管完井、裸眼套管完井。一般采用套管完井。 4.3.3 井身结构 a.参数井一般为裸眼完井，井身结构 与普通探煤孔基本相同。井深一般要求达到最下一个目的层底板以下米。井径应满足岩、煤芯采样和试井的要求。 b.试验井一般为套管完井，井身结构如表4-3： 表43套管类型最小钻头直径套管直径套管下入深度表层套管311.0mm 244.5mm风化含水带以下10m生产套管200.0mm 139.7mm目的层以下5060m 4.3.4 钻井的技术要求 a.钻井液：采用裸眼试井的煤层段，一般使

16、用清水作钻井液。 b.孔斜：井深在500米以内时，最大孔斜不大于； 井深大于500米时，最大孔斜不大于2。 c.参数井采取率：煤系地层应全部取芯。煤芯长度采取率不低于90，重量采取率不低于75。煤芯直径不小于55mm。岩芯采取率不低于80。 d.参数井煤芯提取时间：井深在千米以内采取煤层气样时，煤芯提起至井口的时间一般不超过20分钟。 e.按煤田地质勘探钻孔简易水文地质观测规程要求做好简易水文观测工作，对涌漏水层段要及时封堵。 其它钻井技术要求参照煤田钻探规程执行。 4.3.5 钻井结束后提交钻井总结。 4.4 气测井4.4.1 在钻井施工过程中均要进行气测井。 其主要内容包括：连续监视并记录

17、钻井液中全烃基值，发现全烃异常时对全烃气体组分进行分析，并记录其深度和层位。 4.4.2 气测井主要技术要求 a.煤系地层全层监测，连续记录钻时曲线。非异常井段，一般每10m做一次组分热导分析； 异常井段（指高于基值五倍或含量大于50），分析间隔不大于2m，并应在最高点做含量分析。 b.含煤段，按异常井段间隔要求进行分析。 c.在进行迟到时间的测定和计算时，一般每百米测定一次。对异常段要加密测点，并及时调整深度。 其它执行气测井技术规范。 4.4.3 气测井应提交原始记录图、迟到时间、气测井完井图、异常井段统计表及气测井报告 4.5 测 井 4.5.1 煤层气测井的主要任务 煤层气测井的主要任

18、务是解释煤层的深度、厚度和结构，划分岩性剖面，解释气层和水层及其有关参数提供碳、灰、水和砂、泥、水含量以及岩石力学性质和裂隙发育等方面的数据，提供含气量和渗透率等参数的定性评价成果，测定井径、井斜和井温，检查固井质量。 4.5.2 煤层气测井工作分为阶段测井、 终孔测井和专项工程测井。 a.阶段测井：钻探揭露的煤储层，应及时进行分段常规测井，以确定煤层深度、厚度、结构和井径等，为试井和采样等项工作提供依据。 b.终孔测井：终孔后进行的全孔测井。 c.专项工程测井：为完成某专项工程要求而进行的专门测井工作，主要包括井身结构、地温、套管质量、固井质量、水文等专门测井。 4.5.3 煤层气测井方法（

19、参数） 根据地质任务和地球物理条件，参照表4-5 选择经济合理的煤层气测井方法。 表4.5测井类型测井方法（参数）阶段测井定性参数：视电阻率、自然伽玛、密度、 自然电位（或声速）；定厚方法（参数）：电阻率派生方法、密度、自然伽玛 其它：井斜、井径、简易井温。终孔测井必测方法：阶段测井参数、双测向、微电极；选择方法：中子中子、声速、超声成相专项测井声幅、近似稳态测温、水文测井 4.5.4 主要技术要求 煤层气测井一般技术要求可参照煤田地球物理测井规范执行。 a.煤层气测井应使用数字测井仪。 b.井径测量应取得双方位资料，不宜使用单臂推靠装置测量。 c.终孔井斜测量宜使用连续测斜仪。 d.所有储层

20、参数的分析和解释，应符合该区特点。 4.5.5 全部测井完成后提交测井专业技术报告。 4.6 采样及测试 表4-6样品种类采 样 数 量分析测试项目煤芯煤样每口参数井均应采样，采样数量参照煤炭资源勘探煤样采取规程执行。其它类型井根据需要适当采取，镜质组反射率，坚固性系数。其余参照煤炭资源地质勘探规范执行。煤岩样同煤芯煤样镜质组，丝质组，稳定组，无机组分。工业分析。煤 层气 样所有类型井均应采取。薄煤层2个样，中厚煤层每米1个样，厚煤层每2米1个样。煤层气组成成分、含量。工业分析。等温吸附 样参数井主要目的层可根据不同煤岩类型采23个样。样品应由同一煤层气样中选取。其它类型井根据需要适当采取。测

21、定吸附常数。工业分析。孔 结构 样孔结构样可在煤芯煤样中选取。一个靶区内不同煤类、煤岩组分、灰分各采2-3个样。孔隙率，孔结构及比例，真密度，视密度，工业分析。岩石样主要在试验井中采取。采样对象主要为煤层顶底板。真密度，视密度，含水量，抗压强度，动静弹性模量，泊松比等。 4.6.1 煤层气井样品种类主要包括煤芯样、 煤岩样、煤层气样、等温吸附试验样、煤的孔结构样、岩样等。采样数量及测试内容见表4-6。 4.6.2 技术要求 a. 煤芯煤样和煤岩样：按中华人民共和国煤炭工业部制定的煤炭资源勘探煤样采取规程执行。 b. 煤层气样：按MT/T77-94 煤层气测定方法（解吸法）执行。 c.等温吸附试

22、验样：在煤层温度和带平衡水的条件下测定。 d.孔结构试验样：孔结构测定应采用压氮法。在可以制成规则样的条件下，采用不同围压下的有效孔隙度测试法，其围压应包括小于和大于本区储层可能达到的最低和最高围压。在不能制成规则样的条件下，可采用高压饱和法测定有效孔隙度。样品粒度不小于1-3mm,重量不少于100克。 4.7 试井 4.7.1 试井工作的任务 试井是在煤层气井中测定煤层气储层的渗透率、原始储层压力、表皮系数及储层破裂压力、闭合压力等储层参数，为煤层气井的改造等提供依据。 4.7.2 试井方法 煤层气井试井方法主要有注入压降法、钻杆测试法（DST）、 水箱法等。在煤储层压力较低、渗透率偏低的条

23、件下，一般采用注入压降法为宜。在储层压力高，渗透率亦高的条件下，可采用钻杆测试法。 4.7.3 注入压降法裸眼单层上封试井的坐封要求 a.煤层气试井一般采用注入压降法裸眼单层上封试井，当采用裸眼单层上封试井时，坐封位置为目的煤层的致密完整直接顶板。当煤层直接顶板为孔、裂隙发育的岩层、含水层时，应分段进行试井。试井顺序随钻探施工自上而下逐一完成。 b.试井前应对试井段重复井径测量，以选择合适的坐封位置。当不满足要求时，应井一步划眼或另行选择坐封器以达到坐封要求。用储层段实际井径参与计算，使测试成果真实反映渗透率和表皮系数。 c.坐封必须打压合格方可试井。 4.7.4 注入压降法压力计时间设置 a

24、.试井压力计时间设置时，时间设置留有余地，试验时间合理，历时曲线完整。 b.记录时间设置。在每次注水关井起始期应加密时间间隔。注水初期每秒钟记录一组数据，稳定注入阶段每10秒钟记录一组数据。关井初期小时内每10 秒钟记录一组数据， 关井压降后期每30秒钟记录一组数据。 c.应力测试时压力计时间设置应加密，其间隔一般不大于秒。 4.7.5 裸眼试井技术要求 a.正式进行注水压降测试前应进行小型微破裂试验，并用清水冲洗，替换试井段及注水管柱中的原有钻井液。 b.注入压降法试井时，应保持注入水量稳定。一般水量波动误差不大于平均流量的10， 稳定注入时段应大于总注入时间的2/3以上。即使发现所选择的注

25、入速度不合理，也应采用分阶段改变水量的方式，而不得使注水量忽高忽低或渐变的方式。 c.正式注入阶段的压力必须小于储层的重张开压力。 d.采用裸眼注入压降法试井时，注入总时间不得少于12小时。压降恢复时间一般不少于注入时间的2-3倍。 e.应力测试一般不少于三个循环。每个循环的注水时间根据井口压力确定，一般为2-5分钟； 关井压力恢复时间一般为注入时间的6-10倍，即不少于30分钟。 f.微破裂注水压降、正式注水压降和各项应力测试的注水压降阶段，对水量和井口压力应按下列时间序列进行记录：每分钟次，不少于10次；每2分钟1 次，不少于10次； 其余时间每分钟记录次。 g.测试过程中应密切注意井内注

26、水管外水位、井底压力和注入水量等各种变化，并随时记录。 4.7.6 采用套管固井、射井后注入压降法试井时， 进行小型微破裂试验，注入时间应延长至12-16小时。 4.7.7 测试成果应用多种方法解释，以互相校核。 4.7.8 试井成果 试井结束后，应于现场提出初步成果。15日内提交所有原始资料及正式试井报告。 4.8 固井 4.8.1 固井水泥一般采用空心微珠低密水泥或G级水泥加漂珠，水灰比1:0.4-0.5，比重1.35-1.45。计算和准备固井水泥用量时应留有余地。 4.8.2 下套管前和下套管时应准确丈量套管长度， 两次长度误差不超过0.5。进行套管质量及试压检查。 储层顶板应安有磁定位

27、环装置。井底段和储层段每20米安装扶正器一个，其余每50米一个。 4.8.3 水泥返高。表层套管固井水泥返高要求返到地表， 返出水泥须灌满井口套管周围预先挖好的直径和深度均为米的围坑中，以稳定地表套管。生产套管固井水泥返高一般应达到井口；如水泥返高达不到井口时，最上一个目的层以上封闭良好的水泥段不得少于250m。 4.8.4 固井水泥候凝时间不少于48小时。 4.8.5 固井质量检查 a.固井质量要进行声幅测井，声幅曲线以泥浆声幅100 为基础，幅值不大于10为优质，10-30为合格，大于30 为不合格。储层附近应为合格以上标准。 b.固井套管试压。表层套管应能承受6-8Mpa, 生产套管应能

28、承受150Mpa。30分钟压力下降小于0.5Mpa者为合格。 4.8.6 施工结束后十日内提交固井报告及现场原始资料。 4.9 射孔 4.9.1 射孔设计 a.射孔段的选择一般按煤层的厚度、结构、顶底板岩性、煤与顶底板裂隙等特征，可划分单煤层射孔及多煤层分单元射孔等。射孔顺序与压裂层段一致，自下而上逐一完成。 b.射孔的密度应根据煤层的厚度、位置、结构、压裂层段大小、压裂规模、破碎带、含水层等情况确定不同位置的射孔密度。煤层射孔一般每米弹数为20、16、12弹，相位为90度。 c.在压裂施工结束后，可对煤层顶底板及富含游离气体的高渗透岩段进行补射。 4.9.2 射孔技术要求按射孔技术规程执行。

29、 4.9.3 射孔完成后应于现场提出初步成果。 十日内提出射孔报告。 4.10 压裂 4.10.1 压裂段的选择原则 a. 根据煤层的结构、厚度、间距、节理裂隙发育程度及围岩情况等条件确定，压裂段一般分单层压裂和多层分单元组合压裂。 b.单层压裂时压裂段厚以10-30m为宜，最大不大于50m。 压裂顺序自下而上逐段完成。 c.多层分单元组合压裂时，封隔位置应位于煤层顶板处完整、致密的岩层。单元之间可采用打捞封隔器、可钻桥塞。 4.10.2 压裂方法 一般采用清水携砂压裂方法。压裂所用清水要严格进行化验分析，使之与煤层流体配伍性一致；可视具体情况加入一定比例的BCS851、D-50防彭剂、助排剂

30、。 4.10.3 压裂设计 a.确定压裂设计的主要依据：钻井基本数据、完井套管系列数据、煤层数据、射孔数据、试井数据、固井质量数据等。 b.压裂设计的主要内容：压裂规模、压裂输入参数、泵注程序、压裂用料、压裂设备和工具等。 c.压裂设计一般按动态缝长、支撑缝长、闭合缝长等计算注入排量、砂比、泵压。泵压一般为20-40Mpa，一般采用油套混压注入方式。 4.10.4 压裂技术要求 a.射孔后进行刮削和洗井。刮削至煤层底板以下10m， 刮削并彻底洗井后方可下入封隔器。 b.油管下入前应准确丈量其长度。采用油套混压时，油管底端距砂面不少于50米。 c.对井口及采油树用清水45Mpa试压。观察30分钟

31、， 压降小于0.5Mpa为合格。 d.压裂前应作小型微破裂试验，以获得实际的破裂压力、地层闭合压力。压力降落时间要在泵注时间的倍以上，并据此调整压裂设计。 e.施工中视具体情况可采用粉砂截堵，间断加砂的方法。 f.压裂施工结束后立即关井测压降，压力降落时间不少于泵注时间的倍。 g.在测试压裂前和压裂结束后分别进行裂缝方位测试，以了解压裂缝形态、长度及方位。 h.分别在停泵关井后、10小时测井温曲线，测量范围在煤层顶板以上50m至井底。 i.压裂后关井24小时 ，并用2mm 油嘴放喷， 当排液速度小于0.5m3/h时，油嘴依次改为3mm、5mm直至油管放喷，并记录放喷量，放喷期间采取水样化验，并观察煤层气排放情况。 j.停喷后探砂面，冲砂至井底。