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孟尚志:煤层气勘探开发的现状和趋势

2013-11-20 14:38:35 中国能源网

中联煤层气公司开发生产部高级工程师孟尚志作题为“煤层气勘探开发的现状和趋势”的演讲。

一、我国煤层气勘探开发现状

全国有41个盆地,114个含气区带,2000米以下煤层气面积非常的可观。中国煤层气分为6大期,地质结构复杂,成煤环境复杂,储层非均质性强。

经过多年的煤层气勘探开发,我们总结出了煤层气勘探的几大理论,一个是动中找静,静中找动的理论。(向斜盆地翘起找气理论,热事件高编制带,低应力区,有效规避构造煤理论。)我们将沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘作为勘探开发重点的选区战略。高煤阶煤层气在我国煤层气勘探开发中已经取得了突破。中阶煤仅在鄂尔多斯东缘取得了突破。鄂尔多斯东边已经具备了商业开发的储量基础。

我国煤层气资源中低阶煤资源量也是最大的,总共是14.7万亿立方,占全国煤层气资源总量的40%,主要分布在西北和东北。目前我国在低阶煤勘探方面没有什么突破,山西保德地区取得了比较好的效果,其他地方效果不是很好。2012年底,累计探明储量5430亿立方,探明技术可采储量2730亿立方。煤层气产量增长非常快,2005年的时候,总产量是0.3亿方,2012年是25.6亿方,增长还是非常快的。煤矿瓦斯产量到2012年年底已经超过100亿方,产量还是比较大的。

“十二五”期间,各个煤层气企业对煤层气做的规划还是比较大的。2011年的时候,国内总的产量只有10个亿方,现在到了2015年各个公司总的规划产量是110亿方。产量非常的可观,也非常的宏伟,但是离“十二五”规划目标还是有差距的。十二五规划110亿方,看来我们自己做的规划都已经很难完成国家的要求了。美国煤层气发展非常的成熟,对国内趋势可以做预测。

到目前为止产量还不是非常高,但是我们规划目标非常大。目前我们国内天然气需求量非常大,每年都有很大的缺口,通过我们不断的努力,我们的产量可以弥补这个缺口,我们也做了预测。从2010年到2020年的预测,煤层气的产量基本上能弥补天然气缺口的25%-30%。

二、勘探开发的技术现状

通过这么多年的煤层气勘探开发,我们形成了几大技术。一个是适合沁水盆地南部勘探开发技术,(清水,空气欠平衡钻井技术,多分支水平井钻井和完井技术,低密度固井,活性水加砂压裂技术,稳控精细排采技术。)

我们总结出了沁水盆地南部高阶煤煤层气生产规律。中联公司通过示范区的建设,取得了非常大的突破。通过示范工程的一期建设,40口井,单井成本是300万,我们投入产出达到了3倍的产出,我们单井是2900方,产量非常高,单井产出率达到60%以上。原来我们设计的总产出率只有55%,现在我们采出了60%。我们预测这个地区的回报率可以达到100%,高阶煤煤层气需要进一步的总结。这预示着高阶煤煤层气开发前景非常好。我们总结出了沁水盆地的生产规律。我们许多井经过长时间的排查得到了规律。我们进行井间干扰产量迅速的提高。我们要从资源量,产出程度进行评价。我们总结出适合我国煤层气特点的排采技术体系,总共三大体系,双控制逐级,五险三压,稳控精细的技术。

我们形成了煤层气低压技术工艺技术体系,原来借鉴石油方面的技术。通过煤层气多年的研究,利用石油的技术成本比较高,不适合煤层气的发展,我们研究了多点接入,柔星技术和主动增压技术。U型水平井分裂压裂技术也取得了成功。我们煤层气借鉴了这个技术,我们实验了这个技术,效果非常好。

双台阶水平井技术解决薄层多层煤层气开采难题初见成效。传统的水平井,占的工程投资非常大,尤其是山西都是大山大沟,找到两个距离,面积,方位合适的地点是非常难的。我们通过这个技术在一个井厂实现两口井的连接,这样的话投资降低一半,我们的成本降低了40%,资源利用率也大大提高了。

二氧化碳置换甲烷的技术主要由中联公司主导,一直处在世界前沿。这几年总共研究了8个项目,主要是和国外合作,加拿大,英国,荷兰,澳大利亚这几个国家,通过其他国家的资助支持,我们在现场用二氧化碳,去年在水平井做二氧化碳,提高产出率。这项技术投入以后产量大大提高。我们预计产量会提高2-3倍,效果是非常好的,将来也是我们的发展趋势。不光是水平井用二氧化碳,可以缓解大气的污染。现在我们还继续跟国际国家进行合作,进一步研究。我们研究了相关的材料,(工作液体系,)试验并应用了新材料,新工艺,促进了煤层气顺利高效的勘探开发。我们在现场进行试验应用,取得了非常好的效果。

三、我国煤层气未来勘探开发的发展趋势

现在煤层气的发展,原来主要集中在800米以浅,现在逐渐到1000米以深进行勘探,煤层气加深,勘探的难度也不断的增加。含煤气里面有砂岩气,页岩气,我们通过将三气综合利用,共用一口井,大大减少成本,提高资源的利用率和产出率。

页岩气在这三种沉积里面各占了三分之一,这也说明我们开发煤层气过程当中,页岩气是有相当大的挑战的。我们也对比过,中联公司在清水盆地搞煤层气的勘探过程中,我们也进行了页岩气的研究。我们对美国的盆地进行对比,通过对比,对深度,厚度,有机碳含量各方面进行了对比。我们在开发页岩气的过程当中,我们发现非常好的砂岩气,我们试验了几口井,最高的一口井达到14万方。海陆交互相的沉积环境形成砂泥岩互层夹层的特点。

下一个目标,我们对煤层气,页岩气,砂岩气进行三气共采。我们采用的技术是直井合压分排,或者用水平井的方法。实际上美国和澳大利亚都有成功的先例。在美国做过调研,在1000-2000米之间有三层煤,每个煤层间距是100米,几十米到上百米的砂岩,煤层共用,20口井,单日产量达到几万方,最高的达20万方。我们前期试验了一部分,也取得了突破,后期几种气共采,应该也会有比较好的效果。

采煤采气一体化开发技术,我们通过瓦斯治理的形式进行煤层气的开采。现在煤矿开采过程当中,从地下治理瓦斯难度比较大,我们现在跟煤矿企业合作,我们在地面,煤矿开采区进行断井,从地面治理瓦斯。我们和煤矿企业进行合作取得了很好的效果。

低阶煤已经取得了非常大的突破,美国煤层气的产量主要是低阶煤,中国的低阶煤还没有什么突破。但是我们国家的煤层气资源比较大,低阶煤的研究也是我们发展的趋势。




责任编辑: 中国能源网

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