煤层气勘探方法.ppt

1、煤层气勘探方法与技术煤层气勘探方法与技术吴吴 建建 光光中联煤层气有限责任公司中联煤层气有限责任公司2008 2008 年年 4 4月月大大大大 纲纲纲纲n1.前言前言n2煤层气勘探开发原则与阶段划分煤层气勘探开发原则与阶段划分n3 煤层气主要储层参数测试煤层气主要储层参数测试 n4 煤层气钻井技术煤层气钻井技术n5 煤层气物探技术煤层气物探技术 n6 煤层气固井技术煤层气固井技术n7 煤层气完井与增产技术煤层气完井与增产技术n8 煤层气排采技术煤层气排采技术n9 煤层气田集输工程煤层气田集输工程1.1.前言前言n我国煤层气地面开发开始于我国煤层气地面开发开始于19891989年；年；n“八五

2、八五”期间，主要以引进消化美国的技术为特点；期间，主要以引进消化美国的技术为特点；n“九九五五期期间间”，国国务务院院批批准准成成立立“中中联联煤煤层层气气有有限限责责任任公公司司”，煤煤层层气气对对外外合合作作实实行行专专营营。我我国国煤煤层层气气勘勘探探成绩显著；成绩显著；n“十五十五”期间，初露煤层气产业化曙光；期间，初露煤层气产业化曙光；n“十十一一五五”国国家家更更加加重重视视煤煤层层气气资资源源勘勘探探开开发发，出出台台了了一系列优惠政策和措施，必将促进煤层气产业化进程。一系列优惠政策和措施，必将促进煤层气产业化进程。主要勘探地区遍布全国：主要勘探地区遍布全国：鹤岗、鸡西、依兰、铁

3、法、沈鹤岗、鸡西、依兰、铁法、沈北、阜新、珲春、寿阳、和顺、北、阜新、珲春、寿阳、和顺、潞安、晋城、霍东、霍西、宁潞安、晋城、霍东、霍西、宁武、乡宁、大宁武、乡宁、大宁吉县、石楼、吉县、石楼、三交、临兴、保德三交、临兴、保德-神府神府-准格准格尔、韩城、黄陵、吐哈、准南、尔、韩城、黄陵、吐哈、准南、淮北、丰城、盘江、恩洪、老淮北、丰城、盘江、恩洪、老厂等地区。厂等地区。1212个生产试验项目：个生产试验项目：潘河、端氏、潘庄、韩城、枣潘河、端氏、潘庄、韩城、枣园、樊庄、阜新、淮南、园、樊庄、阜新、淮南、临兴、碛口、柳林、午城。煤层气勘探登记煤层气勘探登记区块区块:6464个个;总面积总面积81

4、810.3km81810.3km2 2。分布在分布在1212个省个省/区区五项目进入煤层气开发试验；五项目进入煤层气开发试验；产能达到近产能达到近101010108 8m m3 3（20072007年）年）沁南樊庄沁南樊庄沁南潘庄沁南潘庄沁南潘河沁南潘河示范项目示范项目沁南枣园沁南枣园阜阜 新新煤层气是一种洁净能源煤层气是一种洁净能源煤层气可以改善煤矿安全生产煤层气可以改善煤矿安全生产煤层气可以有效减排温室气体煤层气可以有效减排温室气体煤层气将拉动相关产业的发展煤层气将拉动相关产业的发展 1.11.1煤层气勘探开发的重大意义煤层气勘探开发的重大意义1.2 1.2 世界各国煤层气资源量世界各国煤

5、层气资源量全世界煤层气总资源量约全世界煤层气总资源量约 91-260 91-260万亿立方米。万亿立方米。中国位居前三位。中国位居前三位。17-1136-7636.8111-198-14332单位：万亿立方米单位：万亿立方米 1.3 1.3 我国煤层气资源分布特点v地理位置上既广泛又集中地理位置上既广泛又集中 n 沁沁水水盆盆地地和和鄂鄂尔尔多多斯斯盆盆地地是是煤煤层层气气资资源源量量最最大大的的两两大大盆盆地地，超超过过1010万万亿亿立立方方米米，为为规规模模开开发发提提供供了了资资源源条件。条件。v埋深适于开发的资源比例大埋深适于开发的资源比例大 埋深埋深15001500米以浅煤层气资源

6、为主，占米以浅煤层气资源为主，占 60%60%，有利于煤，有利于煤层气的勘探和开发。层气的勘探和开发。1.3 1.3 我国煤层气资源分布特点1.41.4全国已获煤层气探明储量全国已获煤层气探明储量全国已获煤层气探明储量全国已获煤层气探明储量开开发方式方式单位位探明面探明面积（km2）探明探明储量量(亿m3)可采可采储量量(亿m3)采收率采收率（%）地面开地面开发中中联公司公司205.90452.96240.9353.2中国石油中国石油182.22352.26176.1350.0合合 计388.12805.22417.06井下抽放井下抽放铁法煤法煤业集集团135.4977.30阳泉煤阳泉煤业集集

7、团94.04191.3475.0639.2合合 计229.55268.6475.06总 计617.671073.86492.12大大大大 纲纲纲纲n1.前言前言n2煤层气勘探开发原则与阶段划分煤层气勘探开发原则与阶段划分n3 煤层气主要储层参数测试煤层气主要储层参数测试 n4 煤层气钻井技术煤层气钻井技术n5 煤层气物探技术煤层气物探技术 n6 煤层气固井技术煤层气固井技术n7 煤层气完井与增产技术煤层气完井与增产技术n8 煤层气排采技术煤层气排采技术n9 煤层气田集输工程煤层气田集输工程2煤层气勘探开发原则与阶段划分煤层气勘探开发原则与阶段划分煤煤层气与常气与常规天然气的不同点天然气的不同点

8、不同点不同点常常规天然气天然气煤煤层气气生源条件生源条件低等生物（但煤成气与煤低等生物（但煤成气与煤层气同源）气同源）高等植物高等植物储集条件集条件储集形式集形式运移后成藏的圈运移后成藏的圈闭气气自生自自生自储的吸附气的吸附气储层岩性岩性砂岩、灰岩砂岩、灰岩煤煤层渗透性渗透性渗透性高渗透性高渗透性低渗透性低孔隙孔隙结构构孔隙或溶洞孔隙或溶洞-单孔隙孔隙基基质微孔隙和裂隙微孔隙和裂隙-双孔隙双孔隙比表面比表面积1.51.510104 4m m2 2/m/m3 37-307-3010107 7 m m2 2/m/m3 3储层压力力高高压低低压勘探方式勘探方式找构造，找圈找构造，找圈闭，试气气有煤田

9、勘探基有煤田勘探基础，需要，需要长时间排采排采试验开采方式开采方式开开发方式方式整体或分区整体或分区滚动勘探开勘探开发产出方式出方式自自喷，可以关井，可以关井排水降排水降压采气，采气，连续开采，不能关井开采，不能关井井距井距大，避免井大，避免井间干干扰小，需要井小，需要井间干干扰开采深度开采深度深度深度较大，或只要承大，或只要承压深浅不限深浅不限较浅，一般浅，一般300-1000m300-1000m单井井产量量高高低低增增产改造改造一般不需增一般不需增产改造改造垂直井必垂直井必须改造改造气井服气井服务年限年限7-87-8年年2020年年井口井口压力力高高低低集集输处理理气水分离与水气水分离与水

10、处理理不用不用专门装置装置首站加首站加压不用不用建加建加压站站1、充分反映煤层气的特殊地质规律；、充分反映煤层气的特殊地质规律；2、有利于中国煤层气产业的成长和发展；、有利于中国煤层气产业的成长和发展；3、科学性、实用性和可操作性。、科学性、实用性和可操作性。2.1 2.1 煤层气勘探开发原则煤层气勘探开发原则煤储层的特点决定了煤层气在勘探期难于划分明煤储层的特点决定了煤层气在勘探期难于划分明显的阶段，最适合进行滚动勘探开发。显的阶段，最适合进行滚动勘探开发。根据近年来煤层气勘探经验，划分为三个阶段：根据近年来煤层气勘探经验，划分为三个阶段：1战略选区战略选区2区域勘探区域勘探3区块开发区块开

11、发2.2 煤层气勘探开发的阶段划分与地质评价煤层气勘探开发的阶段划分与地质评价1战略选区战略选区在大的煤田区域内，确定煤层气勘探靶区。在大的煤田区域内，确定煤层气勘探靶区。2区域勘探区域勘探1）煤层气工程实施获得含煤性、含气性及相关的储层参数；）煤层气工程实施获得含煤性、含气性及相关的储层参数；2）通过单井压裂、排采试验初步了解了产能；）通过单井压裂、排采试验初步了解了产能；3）通过实施小型先导性试验，获取井网优化参数、产能及可采性）通过实施小型先导性试验，获取井网优化参数、产能及可采性;4）获取勘探区块煤层气探明储量。）获取勘探区块煤层气探明储量。3区块开发区块开发开发是指在勘探区域内，获得

12、煤层气探明储量，按照设计的开发方开发是指在勘探区域内，获得煤层气探明储量，按照设计的开发方案部署了一定井距的开发井网后进行的煤层气资源的正式开采活动。案部署了一定井距的开发井网后进行的煤层气资源的正式开采活动。2.2 煤层气勘探开发的阶段划分与地质评价煤层气勘探开发的阶段划分与地质评价4 勘探方法勘探方法在煤层气田勘探开发周期中，要遵循的是选区在煤层气田勘探开发周期中，要遵循的是选区勘探勘探开发试验三个阶段。开发试验三个阶段。阶段段作作业任任务目的目的1 1生生产潜力潜力评价价A A地地质评价价B B参数井参数井评价价确定目确定目标区区资源和潜力源和潜力确定确定储层参数和参数和评估井的估井的产

13、能能2 2先先导性性试验确定煤确定煤层气生气生产潜力和开潜力和开发战略略3 3开开发试验优化化设计方案、提高方案、提高项目目经济效益效益各阶段的作业任务和目的各阶段的作业任务和目的2.2 煤层气勘探开发的阶段划分与地质评价煤层气勘探开发的阶段划分与地质评价2.2 煤层气勘探开发的阶段划分与地质评价煤层气勘探开发的阶段划分与地质评价5 煤层气地质评价理论与技术煤层气地质评价理论与技术 1）战略选区阶段的区域地质评价）战略选区阶段的区域地质评价确定潜在的勘探区；确定潜在的勘探区；2）勘探阶段的地质评价）勘探阶段的地质评价部署专门的煤层气实物工作量，获得更为可靠的储层参数。进一部署专门的煤层气实物工

14、作量，获得更为可靠的储层参数。进一步认识勘探区煤层气开发潜力，优选开发区块进行小型先导性试验；步认识勘探区煤层气开发潜力，优选开发区块进行小型先导性试验；建立气水产量与压力和时间的对应关系，建立产能曲线，了解储层裂建立气水产量与压力和时间的对应关系，建立产能曲线，了解储层裂隙发育情况和渗透率的各向异性；隙发育情况和渗透率的各向异性；3）开发阶段的地质评价）开发阶段的地质评价运用储层模拟技术进行井网优化和钻井、完井及增产方式选择；运用储层模拟技术进行井网优化和钻井、完井及增产方式选择；开发经济、技术可行性分析。开发经济、技术可行性分析。大大大大 纲纲纲纲n1.前言前言n2煤层气勘探开发原则与阶段

15、划分煤层气勘探开发原则与阶段划分n3 煤层气主要储层参数测试煤层气主要储层参数测试 n4 煤层气钻井技术煤层气钻井技术n5 煤层气物探技术煤层气物探技术 n6 煤层气固井技术煤层气固井技术n7 煤层气完井与增产技术煤层气完井与增产技术n8 煤层气排采技术煤层气排采技术n9 煤层气田集输工程煤层气田集输工程3.1煤层气主要储层参数测定方法煤层气主要储层参数测定方法特性特性测定方法定方法备注注储集能力集能力实验室等温吸附曲室等温吸附曲线测定定吸附体吸附体积煤芯解吸煤芯解吸试验气成份气成份煤芯解吸煤芯解吸试验或生或生产井采井采样测定定储层几何形几何形态测井、井、录井及煤芯数据井及煤芯数据或地或地质分

16、析分析扩散率散率煤芯解吸煤芯解吸试验1煤岩基质特性测定煤岩基质特性测定特性特性测定方法定方法备注注储层压力力试井、静井、静压测量量储层绝对渗透率渗透率试井井储层相相对渗透率渗透率数数值模模拟、实验室煤芯室煤芯测定定有效厚度有效厚度录井、井、测井井孔隙率孔隙率数数值模模拟、实验室煤芯室煤芯测定定孔隙体孔隙体积压缩系数系数实验室煤芯室煤芯测定定流体性流体性质成分与流体性成分与流体性质测定定或生或生产井采井采样测定定抽排体抽排体积几何形几何形态地地质研究、数研究、数值模模拟、产量量历史史拟合合2天然裂隙系统特性测定天然裂隙系统特性测定 3.1煤层气主要储层参数测定方法煤层气主要储层参数测定方法3.2煤层气主要储层参数的测定煤层气主要储层参数的测定1储集能力测定储集能力测定采用兰格繆尔等温吸附线测定，其方程式：采用兰格繆尔等温吸附线测定，其方程式：V=VLP/PL+PV吸附量；吸附量；P压力；压力；VL兰氏体积；兰氏体积；PL兰氏压力兰氏压力等温吸附线的应用以下四个方面等温吸附线的应用以下四个方面:1)评价煤层的最大吸附能力；评价煤层的最大吸附能力；2）预测生产过程中煤层气的临界解吸压力；）预