煤层气勘探开发技术.pptx

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1、区域勘探阶段地质任务区域勘探阶段地质任务(1)(1)初步查明构造类型、构造要素、构造发育史，主要的二级构初步查明构造类型、构造要素、构造发育史，主要的二级构造单元，上、下构造层之间的关系，及主要断裂分布情况。造单元，上、下构造层之间的关系，及主要断裂分布情况。(2)(2)初步查明区域水文地质情况。初步查明区域水文地质情况。(3)(3)初步查明煤层厚度、深度、取芯资料，煤层的物理、化学性初步查明煤层厚度、深度、取芯资料，煤层的物理、化学性质，煤岩、煤质特征。质，煤岩、煤质特征。(4)(4)初步查明煤储层物性、压力、地应力、地温等，研究其变化初步查明煤储层物性、压力、地应力、地温等，研究其变化规律

2、。规律。(5)(5)初步查明煤层顶底板岩性和含水性、孔隙度、渗透率特征及初步查明煤层顶底板岩性和含水性、孔隙度、渗透率特征及其力学性质。其力学性质。(6)(6)初步查明煤层含气性、含气饱和度、等温吸附特征、气体分初步查明煤层含气性、含气饱和度、等温吸附特征、气体分布特征和封盖条件。布特征和封盖条件。(7)(7)初步预测采收率初步预测采收率基本勘探程序预探阶段地质任务预探阶段地质任务(1)(1)基本掌握煤储层增产措施、工艺和参数。基本掌握煤储层增产措施、工艺和参数。(2)(2)基本掌握各主要目的层的产气量、产水量及基本掌握各主要目的层的产气量、产水量及其随时间变化规律。其随时间变化规律。(3)(

3、3)基本掌握煤层气井排采工作制度。基本掌握煤层气井排采工作制度。(4)(4)基本掌握气体、地层水的物理化学性质，组基本掌握气体、地层水的物理化学性质，组成成分及其变化情况。成成分及其变化情况。(5)(5)基本掌握地层温度、压力及各产气层段的压基本掌握地层温度、压力及各产气层段的压力系统变化情况。力系统变化情况。(6)(6)预测产能。预测产能。基本勘探程序评价勘探阶段的地质任务评价勘探阶段的地质任务(1)(1)确定合理的井网密度、井网形态。确定合理的井网密度、井网形态。(2)(2)详细查明井底压力、温度分布、井间压力传详细查明井底压力、温度分布、井间压力传递情况、压力波及范围。递情况、压力波及范

4、围。(3)(3)详细查明中心井与边缘井的气产量、水产量详细查明中心井与边缘井的气产量、水产量及变化情况。及变化情况。(4)(4)系统采集井组（或水平井）动态生产数据。系统采集井组（或水平井）动态生产数据。(5)(5)掌握煤储层的产能、气体可采性、服务年限掌握煤储层的产能、气体可采性、服务年限及采收率等。及采收率等。基本勘探程序 勘查技术勘查技术 1 1、根据勘查区的地质条件，有选择地开展非地震物、根据勘查区的地质条件，有选择地开展非地震物探、化探或地震勘查工作，对井位进行优选。探、化探或地震勘查工作，对井位进行优选。2 2、根据勘查区及其周围的已有资料，编制勘查部署、根据勘查区及其周围的已有资

5、料，编制勘查部署方案，并再次优选参数井（资料井）井位。方案，并再次优选参数井（资料井）井位。3 3、钻井地质设计、工程施工设计和取心设计。、钻井地质设计、工程施工设计和取心设计。4 4、钻井：、钻井：获取地层层序、深度、厚度数据；获取获取地层层序、深度、厚度数据；获取煤层层数、深度、厚度数据；煤层及其顶、底板岩性煤层层数、深度、厚度数据；煤层及其顶、底板岩性和物性。有夹矸煤层厚度的确定方法参照和物性。有夹矸煤层厚度的确定方法参照DZ/T DZ/T 0215021520022002。基本勘探程序 勘查技术勘查技术5 5、录井：按照设计要求，进行地质录井、气测录井等录井、录井：按照设计要求，进行地

6、质录井、气测录井等录井工作。工作。6 6、取心：、取心：按设计技术要求选用绳索式半合管取心工具快按设计技术要求选用绳索式半合管取心工具快速取心和密封。煤层取心率要求见速取心和密封。煤层取心率要求见DZ/T 0216DZ/T 021620022002。7 7、测井：、测井：应用行业中较先进的数字测井技术，获取地层、应用行业中较先进的数字测井技术，获取地层、煤层深度、厚度和其它电性参数；检查固井质量。测井煤层深度、厚度和其它电性参数；检查固井质量。测井项目一般包括双侧向、微球聚焦、自然电位、自然伽玛、项目一般包括双侧向、微球聚焦、自然电位、自然伽玛、双井径、补偿密度、补偿中子、补偿声波、声波时差、

7、双井径、补偿密度、补偿中子、补偿声波、声波时差、声波密度、井斜、井温、磁定位等。声波密度、井斜、井温、磁定位等。8 8、试井、试井 ：应进行注入：应进行注入/压降法试井，获取煤层渗透率、压降法试井，获取煤层渗透率、储层压力等储层参数。储层压力等储层参数。基本勘探程序勘查技术勘查技术9 9、煤的工业分析方法见、煤的工业分析方法见GB 212GB 2129191；煤层含气量测定方法；煤层含气量测定方法见见GB/T 19559GB/T 1955920042004；煤的等温吸附试验方法见；煤的等温吸附试验方法见GB/T GB/T 195601956020042004；气体组分分析方法见；气体组分分析方

8、法见GB/T 13610GB/T 136109292。1010、根据煤层深度、煤层厚度、含气性和储层物性等地质参、根据煤层深度、煤层厚度、含气性和储层物性等地质参数优选煤层气预探井，采用相应的技术，进行煤层气井数优选煤层气预探井，采用相应的技术，进行煤层气井排采试验。排采试验。1111、根据煤层气井连续试采情况，确定下一步生产试验井的、根据煤层气井连续试采情况，确定下一步生产试验井的部署、钻探和连续试采工作。部署、钻探和连续试采工作。1212、按照规范要求，对达到储量计算条件的勘查目标区，计、按照规范要求，对达到储量计算条件的勘查目标区，计算地质储量和相应的可采储量。算地质储量和相应的可采储量

9、。1313、通过煤储层数值模拟，进行井网优化、产能预测、采收、通过煤储层数值模拟，进行井网优化、产能预测、采收率预测；进行煤层气开发规模和潜力量化评价。率预测；进行煤层气开发规模和潜力量化评价。基本勘探程序内容提纲内容提纲一一 勘探开发煤层气的意义勘探开发煤层气的意义二二 勘探开发现状勘探开发现状三三 煤层气基本特点煤层气基本特点四四 基本勘探程序基本勘探程序五五 勘探、开发与集输技术勘探、开发与集输技术煤层气勘探、开发与集输技术勘探开发与勘探开发与集输技术集输技术1 1 地质评价与储量评估技术地质评价与储量评估技术3 3 地震勘探技术地震勘探技术6 6 试井技术试井技术2 2 化验分析技术化

10、验分析技术4 4 测井技术测井技术5 5 钻完井技术钻完井技术8 8 排采技术排采技术7 7 增产改造技术增产改造技术9 9 集输与利用技术集输与利用技术1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术 构造地质研究构造地质研究 沉积相研究沉积相研究 水文地质研究水文地质研究 煤岩煤质特征煤岩煤质特征 煤储层物性研究煤储层物性研究 评价选区技术评价选区技术 高渗富集区预测高渗富集区预测 储量计算技术储量计算技术 开发地质研究开发地质研究 开发技术方案开发技术方案综合地质评价研究是煤层气勘探开发工作地基础综合地质评价研究是煤层气勘探开发

11、工作地基础煤层气选区评价指标分级参数煤层气选区评价指标分级参数煤层气勘探、开发与集输技术1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术掌握煤岩掌握煤岩描述要求描述要求煤层气勘探、开发与集输技术1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术掌握一些煤岩学掌握一些煤岩学方面的知识方面的知识煤层气勘探、开发与集输技术1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术有必要了解一些煤层气数值模拟方面的基础知识有必要了解一些煤层气数值模拟方面的基础知识煤层气勘探、开发与集输技术煤层气资源煤层气资源/储量分

12、类与分级体系储量分类与分级体系1 1、地质评价及储、地质评价及储量评估技术量评估技术煤层气资源煤层气资源/储储量规范量规范DZ/T DZ/T 0216-20020216-2002煤层气勘探、开发与集输技术分分分分 类类类类依据经济效益依据经济效益依据经济效益依据经济效益 经济的经济的 次经济的次经济的 内蕴经济的内蕴经济的煤层气资源煤层气资源/储量分类与分级储量分类与分级分分分分 级级级级依据地质认识程度依据地质认识程度依据地质认识程度依据地质认识程度 预测的预测的 控制的控制的 探明的探明的1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气资源量煤层气资源

13、量是指根据一定的地质和工程依据估是指根据一定的地质和工程依据估算的赋存于煤层中，当前可开采或未来可能开采的，算的赋存于煤层中，当前可开采或未来可能开采的，具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气数量。具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气数量。煤层气地质储量煤层气地质储量是指在原始状态下，赋存于已发是指在原始状态下，赋存于已发现的具有明确计算边界的煤层气藏中的煤层气总量。现的具有明确计算边界的煤层气藏中的煤层气总量。1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术l理论上，煤层气由吸附气、游离理论上，煤层气由吸附气、游离气和溶解气三部分组成。由于甲气和溶解气三部分

14、组成。由于甲烷水溶解度很低，溶解气量占总烷水溶解度很低，溶解气量占总气量份额很小。忽略不计。气量份额很小。忽略不计。l煤层割理发育的过饱和煤层，储煤层割理发育的过饱和煤层，储量计算应同时考虑吸附气和游离量计算应同时考虑吸附气和游离气。反之，仅考虑吸附气。气。反之，仅考虑吸附气。l我国多数煤层为低渗、低饱和，我国多数煤层为低渗、低饱和，目前仅计算吸附气储量。目前仅计算吸附气储量。煤层气储集特征煤层气储集特征吸附气吸附气 游离气游离气水溶气水溶气 吸附状态为主吸附状态为主1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评

15、估技术煤层气勘探、开发与集输技术l体积法体积法l地质储量采用体积法计算；可采储量采用综合确定的采收率计算。地质储量采用体积法计算；可采储量采用综合确定的采收率计算。l体积法地质储量计算公式：体积法地质储量计算公式：l G Gi i=A h D C=A h D Cl G Gi i-煤层气地质储量，煤层气地质储量，m m3 3 l A-A-含气面积，含气面积，m m2 2l h-h-煤层厚度，煤层厚度，m ml D-D-煤体容重，煤体容重，t/mt/m3 3l C-C-煤层含气量，煤层含气量，m m3 3/t/tl 可采储量计算公式：可采储量计算公式：l G Gr r=G=Gi i R Rf fl

16、 G Gr r -煤层气可采储量，煤层气可采储量，m m3 3 l R Rf f-采收率，采收率，%1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术l数值模拟法数值模拟法l煤层气模拟软件：煤层气模拟软件：Comet-IIComet-II、COALGASCOALGAS、ECLIPSEECLIPSE、CMGCMG等。等。l技技术术步步骤骤：模模型型建建立立；敏敏感感性性分分析析；历历史史拟拟合合；累累积积产产气气量量预测曲线。预测曲线。l对储层参数和生产数据进行拟合匹配，获得气井预测产量。对储层参数和生产数据进行拟合匹配，获得气井预测产量。l求取采收率，计算可采储量

17、。求取采收率，计算可采储量。采收率计算公式采收率计算公式XXXXXX井产量预测曲线井产量预测曲线1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术式中：式中：B Bw w地层水体积；地层水体积；C Cw w地层水压缩率，地层水压缩率，MpaMpa-1-1；C Cf f煤层基质体积压缩率，煤层基质体积压缩率，MpaMpa-1-1；C C孔隙体积压缩率，孔隙体积压缩率，MpaMpa-1-1；C CvLvL兰氏体积常数，兰氏体积常数，m m3 3/m/m3 3；P P地层压力，地层压力，MpaMpa；P Pi i原始地层压力，原始地层压力，MpaMpa；P PL L兰氏

18、压力，兰氏压力，MpaMpa；P Pscsc标准压力，标准压力，MpaMpa；S Sw w平均水饱和度，平均水饱和度，%；S Swiwi初始水饱和度，初始水饱和度，%；T T储层温度，储层温度，K K；T Tscsc标准温度，标准温度，K K；V Vb2b2次生孔隙体积，次生孔隙体积，m m3 3；W We e侵水体积，侵水体积，m m3 3；W WP P产出水体积，产出水体积，m m3 3；z z气体因子，无量纲；气体因子，无量纲；z zSCSC标准因子，无量纲；标准因子，无量纲；z z*非常规气藏气体因子，无非常规气藏气体因子，无量纲；量纲；孔隙度，孔隙度，%；i i初始孔隙度，初始孔隙度

19、，%；m mP/ZP/Z*的斜率，的斜率，m m3 3/Mpa/Mpa；C C3 3换算系数。换算系数。物质平衡法物质平衡法1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术物质平衡法计算示例150psi(相当于废弃压力1MPa)煤层气勘探、开发与集输技术产量递减法1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术1 1、地质评价及储量评估技术、地质评价及储量评估技术l形成包括报告、附形成包括报告、附图、附表的储量报图、附表的储量报告告煤层气勘探、开发与集输技术2 2、煤层气测试分析技术、煤层气测试分析技术煤层取芯煤层取芯(1)(1)

20、绳索式半合管取芯工具。绳索式半合管取芯工具。(2)(2)煤芯直径煤芯直径60mm60mm。(3)(3)取芯钻具组合：取芯钻具组合：215mm215mm取芯钻头取芯钻头 +178mm 178mm取芯工具取芯工具+177.8mm+177.8mm钻钻 铤铤(内径内径95mm)+127mm95mm)+127mm钻杆钻杆(内内 径径95mm)+133.3mm95mm)+133.3mm方钻杆。方钻杆。(4)(4)解吸罐：解吸罐：0.2Mpa 0.2Mpa，1212小时。不漏气。小时。不漏气。(5)(5)每罐装样不少于每罐装样不少于800g 800g。(6)(6)割芯到提升到井口时间：割芯到提升到井口时间：

21、H500mH500m，提芯时间，提芯时间1010分钟；分钟；500m-1000m500m-1000m，提芯时间，提芯时间2020分钟；分钟；1000m1000m，提芯时间，提芯时间3030分钟。分钟。(7)(7)到达地面，到达地面，1010分钟内装入解吸罐密封。分钟内装入解吸罐密封。2 2、煤层气测试分析技术、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气成藏模拟装置煤层气成藏模拟装置煤层气高温高压吸附测试装置煤层气高温高压吸附测试装置煤层气实验技术需要测定煤层含气性、评价储层物性、模拟气藏形成、破坏和再造的整个过程，研究煤层气在热演化过程中吸附能力的变化规律，开采过程中煤层物性的变化规律

22、，水动力对煤层气藏的控制作用 主要实验技术：含气量测试技术等温吸附测试技术煤储层物性分析技术煤层压裂伤害测试技术2 2、煤层气测试分析技术、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术煤煤储储层层参参数数测测定定方方法法2 2、煤层气测试分析技术、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术高压等温吸附高压等温吸附/解吸仪流程图解吸仪流程图 高压煤芯流动测定装置流程图高压煤芯流动测定装置流程图 煤层气流动、吸附实验室设备煤层气流动、吸附实验室设备2 2、煤层气测试分析技术、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术解吸渗流实验解吸渗流实验六 通阀六通阀压力表压力表气瓶压力泵三轴渗透仪流量计孔

23、 隙 压入口不同温度、围压下渗流实验，总结温度和围压变化对煤层气渗不同温度、围压下渗流实验，总结温度和围压变化对煤层气渗流规律的影响，建立统一的煤层气渗流方程。流规律的影响，建立统一的煤层气渗流方程。2 2、煤层气测试分析技术、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术l储集能力测定储集能力测定l采用兰格缪尔等温吸附定律测定：采用兰格缪尔等温吸附定律测定：l V=VV=VL L/P/PL L+P+P V-V-吸吸附附量量；P-P-压压力力；V VL L-兰兰氏氏体体积积；P PL L-兰兰氏氏压压力。力。l含气量测定含气量测定l采采用用间间接接法法，通通过过等等温温吸吸附附实实验验获获取。取

24、。l渗透率测定渗透率测定l一一般般采采用用试试井井结结果果。有有钻钻杆杆测测试试法法、段段塞塞测测试试法法、注注入入/压压降降测测试试法法、水水箱测试法、多井干扰测试法。箱测试法、多井干扰测试法。2 2、煤层气测试分析技术、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术等温度吸附曲线等温度吸附曲线2 2、煤层气测试分析技术、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术3 3、煤层气地震勘探技术、煤层气地震勘探技术3 3、煤层气地震勘探技术、煤层气地震勘探技术地震勘探是利用地壳中岩（矿）地震勘探是利用地壳中岩（矿）石波阻抗等物理性质的差异来研石波阻抗等物理性质的差异来研究地质构造或者探测地下矿产的

25、究地质构造或者探测地下矿产的一门学科。一门学科。地震勘探主要利用人工激发震地震勘探主要利用人工激发震源在地面激发地震波，入射到地源在地面激发地震波，入射到地层波阻抗界面反射回到地表，并层波阻抗界面反射回到地表，并被地表地震检波器和地震仪器接被地表地震检波器和地震仪器接收记录。收记录。主要依据煤层低密度、低速度，主要依据煤层低密度、低速度，沉积相对稳定，与围岩之间存在沉积相对稳定，与围岩之间存在着较大的波阻抗差异，因而能形着较大的波阻抗差异，因而能形成能量强、连续性好、信噪比高成能量强、连续性好、信噪比高的反射波。的反射波。地震勘探的基本原理煤层气勘探、开发与集输技术地震勘探的实施过程u野外数据

26、采集：野外数据采集：布置地震测线和野外仪器，激发地震波，获得布置地震测线和野外仪器，激发地震波，获得野外地震数据的磁带和野外地震监测记录野外地震数据的磁带和野外地震监测记录u地震资料处理：地震资料处理：利用计算机和专用软件数据处理程序对野外采利用计算机和专用软件数据处理程序对野外采集的数据进行资料处理，获得用于地质解释的地震时间剖面集的数据进行资料处理，获得用于地质解释的地震时间剖面u地震资料解释：地震资料解释：运用地震波传播的理论和煤田地质学的原理，运用地震波传播的理论和煤田地质学的原理，综合地质、钻探和其他资料，对地震时间剖面进行研究分析，综合地质、钻探和其他资料，对地震时间剖面进行研究分

27、析，对各反射层相当的地层做出正确的判断，对目的层地质构造进对各反射层相当的地层做出正确的判断，对目的层地质构造进行解释，绘制各种地震解释图件行解释，绘制各种地震解释图件3 3、煤层气地震勘探技术、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术n识别煤层，并查明主要目的煤层的几何形态、识别煤层，并查明主要目的煤层的几何形态、平面展布范围以及与煤层相关的构造发育情况平面展布范围以及与煤层相关的构造发育情况n查明煤层中裂缝或者割理发育情况查明煤层中裂缝或者割理发育情况n查明煤层中流体（水、气）的特征及其富集规查明煤层中流体（水、气）的特征及其富集规律律煤层气地震勘探的任务煤层气地震勘探的任务3 3、煤

28、层气地震勘探技术、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术3 3、煤层气地震勘探技术、煤层气地震勘探技术地震地震解释解释技术技术煤层气勘探、开发与集输技术 煤层电性曲线表现为三高二低的特点：高补偿中子、较高的声波时差、高电阻率、低密度值、低于砂岩，高于灰岩、白云岩等的自然伽马值由于声波时差和密度值由于声波时差和密度值与围岩的差异，具有一与围岩的差异，具有一定厚度的煤层都能与围定厚度的煤层都能与围岩产生一定的波阻抗差，岩产生一定的波阻抗差，从而在剖面上形成强的从而在剖面上形成强的反射同相轴反射同相轴层位标定层位标定3 3、煤层气地震勘探技术、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术层位标定层位标定3 3、煤层气地震勘探技术、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术人机联作交互解释人机联作交互解释褶曲解释、断层解释褶曲解释、断层解释特殊构造如陷落柱、冲刷特殊构造如陷落柱、冲刷带等带等3 3、煤层气地震勘探技术、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术相干技术相干技术3 3、煤层气地震勘探技术、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术