中国煤层甲烷资源勘探开发前景初探

目前，煤层甲烷资源已成为天然气勘探开发领域的热点之一。对中国煤层甲烷资源的分布与储层特征进行了总结，阐述了中国煤层甲烷资源的勘探开发系“高投入、高难度、高科技”项目，要创新突破，需集中一定的资金，优秀人才，高新设备进行集中勘探与开发。     

铁法煤田大兴井田煤层甲烷含量地质因素分析

通过对铁法煤田大兴井田煤厚、煤质、水文地质条件、埋藏深度、煤层围岩物性特征等因素对煤层甲烷含量的影响分析,阐述该区煤层甲烷赋存规律,同时评价了该区煤层气勘探开发的必要性和可能性。     

煤层甲烷碳同位素与含气性关系

煤层气甲烷碳同位素值是反映煤层气成因及赋存条件的有效参数。通过对沁水盆地沁南东区块煤层甲烷碳同位素和煤储层含气性测试资料分析,剖析了3号煤层甲烷碳同位素分布特征,建立了煤层甲烷碳同位素与镜质组反射率、煤层埋藏深度和煤储层含气性之间的相关关系和模型,揭示了煤层甲烷碳同位素分布的控制机理。研究结果表明:本区3号煤层自然解吸气甲烷碳同位素为-28.89‰~-53.27‰,平均-36.48‰。与全国其他地区同等演化程度的煤层气相比总体偏重,表现出煤层具有较好的保存条件;3号煤层甲烷碳同位素与镜质组反射率和煤层埋藏深度之间呈对数函数关系,且随着镜质组反射率和煤层埋藏深度增加而变重,与全国煤层甲烷碳同位素统计规律一致,主要受控于煤层气形成的热动力学机制之下的同位素分异效应和煤层气解吸—扩散—运移过程中甲烷碳同位素的分馏效应;煤层甲烷碳同位素与煤储层含气性之间存在相关性,且随着煤层气含量、煤储层压力和含气饱和度增加,3号煤层甲烷碳同位素也相应变重,且呈对数函数关系,反映控制煤储层含气性的因素与控制煤层甲烷碳同位素的因素存在一致性。     

江西省煤层气储层特征及资源预测

随着采煤面积的扩大和深度的增加，矿井瓦斯灾害愈来愈严重，为了煤矿的安全生产，同时也为了对煤层甲烷资源进行评价与勘探开发，不少教学、科研、生产单位就煤层瓦斯问题开展了大量的研究工作特别是进入九十年代。在全面整理已有煤层甲烷资料的基础上，本文总结了江西省煤层甲烷的储层特征，计算和预测了煤层甲烷的资源量，提出了近期可供工作的选区。     

利用采动区井抽排煤层甲烷

介绍了利用采动井开发煤层甲烷的机理，技术工艺，效果以及美国利用该技术开发煤层甲烷的概况和我国试验工作的进展，提出该技术是生产矿区开发煤层甲烷和解决瓦斯排放的具有生命力的方式。     

二氧化碳驱替煤层甲烷过程竞争吸附的耦合数值模拟

研究二氧化碳驱替煤层甲烷的竞争吸附特性，对注二氧化碳提高煤层气采收率具有重要意义。基于达西渗流、菲克扩散和扩展朗格缪尔方程，建立了甲烷与二氧化碳在煤层中运移与置换解吸的耦合数学模型，数值模拟了不同二氧化碳注气压力以及注抽钻孔布置对提高煤层气采收率的影响。研究结果表明：在二氧化碳驱替甲烷的过程中，注气钻孔附近的煤层中会出现“甲烷富集区”,且随着注气时间的增加，“甲烷富集区”逐渐向排气钻孔移动，最终煤层中甲烷浓度分布趋于稳定，煤层中平均甲烷浓度约为原始甲烷浓度的56.5%;排气钻孔甲烷流量先衰减然后快速增大到峰值，再缓慢减小趋于一个稳定值；注抽钻孔间距对排气钻孔处甲烷浓度稳定后的流量没有影响，但对甲烷的流量峰值以及峰值出现的时间有显著影响。     

聚德井田煤层瓦斯赋存规律研究

 本文根据聚德井田地质构造特征，运用瓦斯垂直分带理论，结合煤层瓦斯含量及气体组分的测定结果，得出聚德井田范围内4号、5号煤层处于瓦斯风化带，8号煤层部分处于甲烷带；并对处于甲烷带内的8号、9号煤层瓦斯含量与埋深关系进行了回归分析，得到了聚德井田8号、9号煤层瓦斯含量分布规律。     

注气置换煤层甲烷技术机理的研究现状

为了深入研究注气置换煤层甲烷技术的机理,在对国内外注气置换煤层甲烷技术机理研究的基础上,得出了注气置换煤层甲烷技术的作用机理主要有5个方面,即注入气体置换作用机理、降低甲烷分压的作用机理、筛滤吸附置换作用机理、提高煤层甲烷扩散-渗流速度作用机理和压裂增透作用机理,并分析了在注气置换煤层甲烷技术机理研究方面存在的问题,探讨了该技术的研究方向。     

美国瓦斯研究总结——第七章 小直径垂直钻孔抽放甲烷

<正> 前言使用小直径钻孔可以开发煤层瓦斯资源,或排放煤层甲烷以改善井下生产的安全条件。采用这项技术,把小直径垂直钻孔打入煤层,当钻孔内积水排除后,甲烷从煤层流出。由于煤层的透气性比较低,     

黔西比德－三塘盆地煤层群发育特征及其控气特殊性

黔西比德－三塘盆地煤层群发育,具有特殊的控气特征。基于17个钻孔和4个探槽的煤层数据及11个勘查区600多个煤芯解吸资料,以0.3m作为单一煤层厚度的统计下限,采用煤层层数、煤层间距、煤层总厚度来表征煤层群的特征,探讨了各参数之间的相关关系,及煤层层数等值线、煤层间距等值线与煤层甲烷含量等值线之间的空间叠置特征。结果显示：煤层层数越多,煤层间距就越小,煤层厚度就越大,它们之间具有很好的乘幂关系。同时,发现煤层层数等值线、煤层间距等值线与煤层甲烷含量等值线分布在空间上高度吻合;在煤层甲烷富集区,甲烷浓度高的区域煤层层数最多,煤层间距最小。由此进一步说明,在煤层群发育区,煤层间距小、砂泥比低、整体煤岩封闭性好导致的煤层之间“叠加”封闭,是煤层气保存的有利条件。     

煤层气井水力压裂液氮伴注与CO2驱替技术研究

在我国煤层气的开发中普遍面临煤层具有的低压、低渗、低饱和度等自然属性问题,针对此问题,提出利用液态气体伴注辅助水力压裂改造煤层技术。文章阐述了液氮伴注技术提高煤层临界解吸压力机理和CO2驱替煤层甲烷机理,结合芦岭煤矿地面煤层气工业试验,进行了液氮伴注辅助水利压裂、液态CO2驱替煤层甲烷试验以及效果分析。结果表明:注入液氮后氮气分子会挤占煤层甲烷分子的空间,为甲烷气体提供外部能量,同时能够降低煤层甲烷分子分压,提高其临界解吸压力,促使煤层更快的解吸出甲烷气体,提高产气量,试验2号井,达到产气峰值3145.2m^3/d仅用190d,稳产期平均产气量为1400m^3/d;CO2具有的强吸附性能够与吸附态煤层甲烷发生置换作用,促使煤层甲烷更快的由吸附态变为游离态,实现煤层甲烷大量解吸的效果,同时CO2在等压条件下还能够降低游离甲烷分压,进一步提高产气量,试验3号井,实际/理论临界解吸压力比值为3.29,达到产气峰值3351.9m^3/d仅用了124d,稳产期平均产气量为800m^3/d。对比可知:液氮伴注技术优势明显,且在后续煤矿工作面回采过程中无新的CO2突出风险。     

顶板岩性对下伏煤层甲烷含量的影响

煤层顶板岩性特征是影响煤层甲烷含量产生局部变化因素之一.通过分析整理潘一井田13-1煤层钻孔剖面和矿井生产资料,研究了该煤层顶板特征和类型;计算了砂岩的厚度在煤层之上20 m范围内所占比例,讨论了各类型顶板对其下伏煤层甲烷含量影响.结果表明:13-1煤层顶板砂岩成岩胶结程度好,不利于其下伏煤层甲烷散失;不宜将煤层之上一定范围内砂岩所占比例作为评估顶板对甲烷含量影响的指标;13-1煤层顶板裂隙发育程度对其下伏煤层甲烷含量会产生影响.     

黔西地区煤层气地质特征分析

黔西地区煤层气主要以吸附状态赋存于煤层中,黔西地区煤层气的化学组分主要包括甲烷、硫化氢以及微量的稀有气体,煤层气组分受埋深影响总体上甲烷浓度偏低,氮气浓度偏高。下部煤层高含气量分布范围略大于上部煤层,在煤层层位上平均含气量随煤层层位降低而呈波动式变化。     

二氧化碳驱替煤层甲烷的试验研究

煤层甲烷的持续抽采会导致煤层甲烷压力的下降。向煤层中注入二氧化碳,可以提高煤层孔隙压力,驱替煤层甲烷。为研究二氧化碳驱替煤层甲烷的可行性,在实验室进行了二氧化碳驱替煤层甲烷的研究。通过研究发现,驱替排采的甲烷产出率明显优于自然排采。因此,可以采用二氧化碳驱替煤层甲烷的方法提高甲烷抽采率。驱替排采对完整煤样和破碎煤样甲烷产出效率的影响不同,破碎煤样的驱替速度较快,而完整煤样的驱替效率较高。因此,在利用二氧化碳驱替不同煤体的甲烷时,要选择合理的驱替方案。     

地面煤层气开发对寺河矿西井区域瓦斯变化影响分析

为了对晋城矿区寺河矿西井区地面煤层气井抽采效果做出评估,拟采用对比方法进行评估,基于地质特征、煤层气开发情况,采用施工抽采效果测试井,获取煤层甲烷含量、渗透率等参数,并与原始甲烷含量、渗透率值做对比。结果显示,寺河西井区地面煤层气井抽采5 a,3~#煤层瓦斯含量由平均23.7 m~3/t降至12.27 m~3/t,含气量降低幅度达47%,年平均甲烷含量降低1.5~2 m~3/t;当前煤层渗透率与原始渗透率相比,增大了30倍,降低了吨煤甲烷含量,提高了煤层渗透率。     

利用厌氧型微生物降解煤矿瓦斯现状研究

针对透气性低、难以抽采且有突出危险的煤层,利用保护层开采、高压水力化措施、预裂爆破等卸压增透技术手段不能有效降低其瓦斯压力和瓦斯含量的情况,引入了厌氧型甲烷氧化菌(AMOB)降解煤体内高压、无氧或稀氧赋存环境瓦斯的技术。总结概括了国内外厌氧型甲烷氧化菌的研究现状,包括厌氧型甲烷氧化菌的发现历程、生态分布分类、厌氧氧化机理及其降解煤层瓦斯的可行性;分析了研究中存在的问题及厌氧型甲烷氧化菌治理煤层瓦斯的难点,以期为微生物治理煤层瓦斯提供参考。     

韩城矿区煤层气赋存规律及选区评价

本文通过对韩城矿区煤层气赋存的基础地质、生储条件、富集规律、控制因素和构造控气规律等研究，认为本区煤层气生储条件良好，甲烷含量较高，赋存和富集规律性较强，渗透性良好，因此是煤层气资源的有利勘控开发区。研究中还首次根据煤层厚度，煤层埋深，煤体结构和构造条件等指标，把区内各煤层甲烷的勘探开发类型划分为三类，制定了确定类型的六条原则，选定了本区煤层气勘探开发的6个目标区以及开发远景区。     

开采煤层瓦斯排放参数的确定方法

<正>在煤层里的瓦斯动力过程可以用巷道及抽放瓦斯钻孔的甲烷涌出强度进行定量评定。涌出强度实质上又涉及到煤层的天然性质、回采工作面附近煤岩体内矿山压力的重新分布及采煤工作面的生产能力。决定煤层预抽瓦斯钻孔的瓦斯涌出强度的基本因素则是煤层自然甲烷含量和煤层的瓦斯给出量、布孔方式、孔距及持续抽放时间等。     

唐山矿西南区9煤层瓦斯地质控因研究

为了查明9煤层瓦斯涌出量偏高异常原因,对9煤层瓦斯涌出量预测并进行综合危险区划。结果表明,9煤层孔隙度、最大甲烷吸附量明显高于其他煤层,储层特征形成了瓦斯异常的基础;在研究区西部、中部及东部瓦斯涌出量随深度均呈增大趋势,9煤层瓦斯重点防治区域主要分布于研究区中部及两侧深部。     

沁水盆地南部水动力强度判断方法研究与应用

煤层水动力条件对煤层气开发和煤矿开采均具有重要意义。为更加准确的预测煤层水动力条件,文章基于沁水盆地南部煤层气井水文地质资料,研究了煤层原始水头高度、煤层水类型、矿化度及煤层甲烷碳同位素等参数与煤层水动力条件的关系,结果表明利用煤层原始水头高度可以划分煤层水动力分区,并且划分结果与煤层含气量具有良好的匹配关系。