我国煤矿区煤层气地面开发现状及技术研究进展

回顾了我国煤炭企业组织实施和合作开展的煤矿区煤层气勘探开发进程。经过三十多年攻坚克难、不懈努力,我国煤矿区煤层气地面开发技术研究、工程试验和产业发展均取得了可喜的成绩,不仅在山西晋城矿区首次取得国内外无烟煤的煤层气开发成功,实现了煤层气规模化商业化生产,而且在安徽淮北矿区取得了碎软低渗煤层顶板水平井开发煤层气技术的重大突破,实现了碎软低渗煤层的煤层气水平井单井的高产稳产;煤矿区采动区煤层气井开发在安徽淮北、淮南,山西晋城等矿区实现了规模化工程应用。同时,梳理总结了依托“十一五”—“十三五”国家科技重大专项项目,在煤矿区煤层气地面开发理论及技术研究方面取得的主要成果及其应用效果,包括:煤层气井密闭取心技术与设备、碎软低渗煤层地面煤层气垂直井强化增产技术、碎软低渗煤层顶板和煤层水平井分段压裂开发技术、多煤层分层控压合层排采技术、低煤阶低气含量煤层地面煤层气开发技术、煤层气井极小半径多孔旋转射流侧钻水平井技术,以及煤矿采动区煤层气产量预测技术等。在此基础上,根据全国煤矿区煤炭开采发展趋势和需求,提出今后煤矿区煤层气研究应重点关注3个方向:穿浅部采空区/采动区的深部煤层气与煤炭资源协调开发、低...     

煤矿区煤层气抽采项目经济评价方法及其应用

针对目前煤层气抽采项目经济评价不具有系统性和完整性,在实际评价中难以推广的问题,在充分调研和分析我国现阶段典型煤层气抽采项目特点的基础上,建立了适合煤矿区煤层气抽采项目的经济评价模型和方法;提出了评价项目财务可行性指标体系;开发了与模型方法相对应的评价软件。使用该模型和软件对实际案例进行了经济评价,初步验证了该方法的正确性与高效性。     

基于煤层气与煤炭协调开采的地面煤层气布井理论探讨

煤矿区煤层气地面开发具有资源、安全、环保等综合效益。研究了煤层气开发与煤炭开采相互影响的控制机制,分析了主要影响因素,包括：煤层气套管、水泥环对采煤机械的损害,金属套管碰撞产生的火花,压裂石英砂对煤质的影响,压裂对煤层顶板和底板的破坏,以及煤炭回采对井筒的破坏。基于煤与煤层气协调开采的目标,结合煤炭开采\     

乌山区煤层气资源及开发评价

将乌山区煤层气田的形成条件、埋藏深度、构造、岩浆活动、围岩封闭条件、煤质、煤阶等与美国黑勇士盆地煤层气田主要特征对比,用类比法对乌山区煤层气做出资源评价。     

四川煤层气开发模式研究

为了解决四川煤层气单井产量差异大、产能规模小、探明储量极低等问题与挑战,以古叙矿区为例运用“一票否决+多层次模糊评价+多层空间叠加”等方法来应对煤层气开发选区等主要问题,综合分析了钻完井各种井型的条件与经济效益情况,提出“丛式井组为主体成井方式、地面煤层气开发模式、煤炭与煤层气有机协调的井上下联合抽采开发模式及关闭矿井煤层气抽采模式”分别适用于筠连和芙蓉矿区、古叙矿区及零星矿井;坚持传统“清水+砂”方式储层改造继续扩大运用,开展新型压裂液的研究是解决南方高煤阶构造复杂区煤层气开发的基本策略。     

煤层气开发井网优化设计——以新集矿区为例

以新集矿区为例,系统地研究了煤层气开发井网设计的具体内容及工作程序。根据对新集矿区煤储层地质条件分析,确定了煤层气开发的目标煤层以及布井间距设计原则;通过煤储层数值模拟的产能预测,确定了煤层气开发的井网布置样式;在产能预测的基础上,结合经济分析,优化了煤层气开发的布井间距,进而提出了新集矿区首期煤层气开发布井方案,并进行了产能预测。指出新集矿区煤层气开发应采用地面垂直井、采动区煤层气开发以及井下瓦斯抽放等多种开发方式综合并举的形式。     

煤层气开发专家李彬刚

<正>李彬刚(1971.3—),男,汉族,陕西合阳人,工学学士,高级工程师,国家注册安全工程师。现任中煤科工集团西安研究院有限公司煤层气开发工程研究所专家,压裂排采技术部主任,曾以访问学者赴纽约大学学习。李彬刚长期从事煤层气储层参数测试和地面煤层气开发方面的研究、施工与技术咨询工作。具有组织、设计、实施大型煤层气开发和测试项目的能力,工程实践经验非常丰富。作为主要人员参与编写了国家标准《煤层气井注入压降试井方法》;作为技术负责人,主持或参与完成我     

贵州习水县仙源煤矿煤层气赋存与开发前景

根据仙源煤矿煤炭地质勘查、矿井地质及煤层气参数井资料,对仙源煤矿煤层气赋存特征进行分析,认为区内龙潭组4层目的煤层厚度较大,煤层间距较小,煤层埋藏深度适中,煤层含气量较高,煤层气富集和赋存条件较好。计算获得矿区煤层气推断资源量达27亿m3,煤层气资源潜力较大,具有较好的勘探开发前景。     

煤层气直井开发井网适应性优选

利用直井井网开发煤层气,优选合理的井网对于煤层气藏的高效开发关系重大,因此,有必要针对不同储层条件的煤层气藏研究优化井网类型。通过数值模拟方法,针对不同渗透率、不同各向异性的煤层气藏,进行了正方形、矩形和菱形3种不同井网的数值模拟,得出适合不同井网开发的储层渗透率和各向异性的范围。模拟研究表明:正方形井网不适合煤层气的开发;矩形井网适合于中渗、低渗至特低渗煤储层;菱形井网适合于中渗至高渗煤储层。     

开发煤层气的工程技术

邹家华副总理曾说过：“当今世界,环境和发展已成为国际社会关注的主题之一,可持续发展的新观念越来越深入人心”。在这种潮流影响下,煤层气作为洁净能源,理所当然地受到世界产煤国家的普遍重视。我国煤炭和煤层气资源丰富,煤炭产量连续１０年居世界第一。因此加强开...     

柳林地区煤层气开采动态及单井产量主控因素分析

柳林地区是我国煤层气勘探开发的热点地区之一,初步实现了煤层气商业化开发。根据柳林地区煤层气井生产数据,对气井产气动态进行了分析,按产量大小进行了气井统计,中产气井比例较高,为42.9%,高产气井占28.6%,低和极低产气井比例为28.5%。分析煤层气井排采曲线特征,总结归纳气井的产气模式有单峰式、高峰-稳定式和低峰-高峰-稳定式三类。从影响煤层气产能的构造、气含量、渗透率、煤层厚度、煤层埋深、水文地质条件等地质因素入手,分析了各地质因素对气井产能的影响,并建立各类因素与煤层气井产能的关系。研究认为：柳林地区煤层气井的高产条件并非受单一因素的控制,而是主要取决于多种有利地质主控因素的有机匹配、共同作用的结果。     

煤层气开发井网优化设计

煤层气田井网布置的好坏直接影响到煤层气开发的成败以及最终采收率的高低。通过数值模拟方法,给出了煤层气井网优化设计的原则以及井网优化设计考虑的因素,如井间干扰、各向异性、井距与排距之比、井网密度、井网方位等,并利用数值模拟软件对鄂尔多斯盆地某区块进行了开发井网的优化设计,为该区的煤层气开发方案设计提供了合理依据。     

考虑压裂裂缝的煤层气藏井网井距确定方法

煤层气藏具有低渗透率特点, 这使得其在直井排采前须对产层进行压裂改造,而压裂裂缝参数对井距的确定影响很大,因此研究裂缝长度、导流能力与井距的关系具有实际意义。通过对比不同裂缝穿透比和导流能力下的煤层气产量与采出程度,探讨裂缝参数对煤层气产出的影响规律;并以煤层气开采15a采出程度达到50%时的井距作为评价指标,研究压裂效果与井距的关系。研究结果表明,裂缝越长,导流能力越大,井距就越大-尤其在渗透率较小时,裂缝参数对井距的影响更明显。因此,在确定煤层气藏井距时,由于人工裂缝影响,裂缝方向的井距可适当放大。以我国韩城矿区煤层气区块储层参数为例,在给定优化指标下,宜选择矩形井网(350m×300m),或菱形井网(对角线长度为700m×400m)。     

煤层气田老井网立体开发方式探讨

为提高煤层气开发区块储量动用程度,当单井产量进入递减期后,需进行开发方案调整,通过调层或补层等措施实现增产稳产。在时间上,认为投产时应优先开发主力煤层,待进入递减期后,对次主力煤层进行补层合采;在空间上,结合开发动态,利用层次分析法,确定影响产量的主控指标及其权重,再对不同煤层求取各指标差值,归一化处理后精细确定井区的主力煤层分布特征;通过对地质储量与采出气量进行网格化处理,求取剩余储量分布特征,最终通过主力煤层分布与对应的剩余储量分布的叠加,确定最佳的开发顺序;并针对不同的开发顺序优化压裂和排采工艺。提出的煤层气老井网内立体开发方式,在樊庄区块郑村井区已取得好的应用效果,提高了煤层气采收率,实现了区块长期稳产,对多煤层发育的区块,该技术具有推广借鉴意义。移动阅读     

煤层气试井分析软件开发和设计

为适应煤层气测试技术发展,针对煤层气试井分析的需求,开发设计了开放式煤层气试井分析软件。提出了软件开发设计的思路、技术要求及结构框架。实现了试井设计、数据预处理、试井分析及自动生成报告一体化的目的。      

煤层气井监控系统建设方案及其应用

在煤层气开发信息化建设的基础上,对煤层气井监控系统建设方案进行了全面总结。本方案结合韩城地区煤层气开发,研究形成了一套煤层气排采制度;提出了直井、水平井定量化排采与自动调控的主要技术参数和相关工艺流程。另外,在充分调研分析现有相关技术的基础上,研发出煤层气排采生产自动控制技术,包括远程排采信息采集技术、信息传输与通信技术、定量化分析方法、自动调控技术、配套软件和调控规范等。应用结果表明,煤层气井监控系统建设方案可满足国内煤层气井排采的需求。     

多分支水平井在煤层气开发中的应用机理分析

应用多分支水平井开发煤层气资源,受到煤层地质条件和分支井眼几何形态等主控因素的制约,只有将二者有机结合并进行井身结构优化,才能发挥多分支水平井的效率。多分支水平井增产机理在于能够有效沟通煤层割理和裂缝系统,增加各分支井眼的波及面积和泄气面积,降低裂隙内气液两相流的流动阻力,加速流体的排出,提高单井产量和采出程度。通过对沁水煤层气田的数值模拟与经济评价可知,用多分支水平井开发煤层气具有明显的经济效益优势。     

水平井开采煤层气藏生产动态计算新数学模型

基于朗格缪尔模型、菲克第二扩散定律和达西定律,综合考虑重力和气体压缩效应的影响,推导出描述煤层气和水渗流规律的基本偏微分方程组(并给出定解条件),且利用有限差分法对该数学模型进行了数值求解。计算结果表明,该模型能够有效模拟煤层气水平井的生产动态。通过对比是否考虑非稳态扩散和气体压缩效应时不同裂隙渗透率下的产气动态可知,忽略非稳态扩散和压缩效应,将人为缩短达到气体峰值产量的时间,增大产气峰值;将降低气体膨胀能,低估气井后期产能。煤岩裂隙渗透率越高,气井产能受渗透率回归效应影响越大,峰值产量的持续时间越短且产量下降速度快。因此在煤层气藏开采过程中,应根据气井的产气动态调整井底流压,建立合理的储层压力系统,以降低渗透率回归效应带来的不利影响。