煤層氣勘探開發(fā)技術ppt課件

1、區(qū)域勘探階段地質任務區(qū)域勘探階段地質任務(1) (1) 初步查明構造類型、構造要素、構造發(fā)育史，主要的二級構造單元，上、下初步查明構造類型、構造要素、構造發(fā)育史，主要的二級構造單元，上、下構造層之間的關系，及主要斷裂分布情況。構造層之間的關系，及主要斷裂分布情況。(2) (2) 初步查明區(qū)域水文地質情況。初步查明區(qū)域水文地質情況。(3) (3) 初步查明煤層厚度、深度、取芯資料，煤層的物理、化學性質，煤巖、煤質初步查明煤層厚度、深度、取芯資料，煤層的物理、化學性質，煤巖、煤質特征。特征。(4) (4) 初步查明煤儲層物性、壓力、地應力、地溫等，研究其變化規(guī)律。初步查明煤儲層物性、壓力、地應力、

2、地溫等，研究其變化規(guī)律。(5) (5) 初步查明煤層頂?shù)装鍘r性和含水性、孔隙度、滲透率特征及其力學性質。初步查明煤層頂?shù)装鍘r性和含水性、孔隙度、滲透率特征及其力學性質。(6) (6) 初步查明煤層含氣性、含氣飽和度、等溫吸附特征、氣體分布特征和封蓋條初步查明煤層含氣性、含氣飽和度、等溫吸附特征、氣體分布特征和封蓋條件。件。(7) (7) 初步預測采收率初步預測采收率基本勘探程序1預探階段地質任務預探階段地質任務(1) (1) 基本掌握煤儲層增產措施、工藝和參數(shù)。基本掌握煤儲層增產措施、工藝和參數(shù)。(2) (2) 基本掌握各主要目的層的產氣量、產水量及其隨時間變化規(guī)律?；菊莆崭髦饕康膶拥漠a氣

3、量、產水量及其隨時間變化規(guī)律。(3) (3) 基本掌握煤層氣井排采工作制度?；菊莆彰簩託饩挪晒ぷ髦贫取?4) (4) 基本掌握氣體、地層水的物理化學性質，組成成分及其變化情況?；菊莆諝怏w、地層水的物理化學性質，組成成分及其變化情況。(5) (5) 基本掌握地層溫度、壓力及各產氣層段的壓力系統(tǒng)變化情況?；菊莆盏貙訙囟取毫案鳟a氣層段的壓力系統(tǒng)變化情況。(6) (6) 預測產能。預測產能?；究碧匠绦?評價勘探階段的地質任務評價勘探階段的地質任務(1) (1) 確定合理的井網密度、井網形態(tài)。確定合理的井網密度、井網形態(tài)。(2) (2) 詳細查明井底壓力、溫度分布、井間壓力傳遞情況、壓力波

4、及范圍。詳細查明井底壓力、溫度分布、井間壓力傳遞情況、壓力波及范圍。(3) (3) 詳細查明中心井與邊緣井的氣產量、水產量及變化情況。詳細查明中心井與邊緣井的氣產量、水產量及變化情況。(4) (4) 系統(tǒng)采集井組（或水平井）動態(tài)生產數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采集井組（或水平井）動態(tài)生產數(shù)據(jù)。(5) (5) 掌握煤儲層的產能、氣體可采性、服務年限及采收率等。掌握煤儲層的產能、氣體可采性、服務年限及采收率等。基本勘探程序3 勘查技術勘查技術 1 1、根據(jù)勘查區(qū)的地質條件，有選擇地開展非地震物探、化探或地震勘查工作，對井、根據(jù)勘查區(qū)的地質條件，有選擇地開展非地震物探、化探或地震勘查工作，對井位進行優(yōu)選。位進行優(yōu)選。

5、 2 2、根據(jù)勘查區(qū)及其周圍的已有資料，編制勘查部署方案，并再次優(yōu)選參數(shù)井（資料、根據(jù)勘查區(qū)及其周圍的已有資料，編制勘查部署方案，并再次優(yōu)選參數(shù)井（資料井）井位。井）井位。 3 3、鉆井地質設計、工程施工設計和取心設計。、鉆井地質設計、工程施工設計和取心設計。 4 4、鉆井：、鉆井： 獲取地層層序、深度、厚度數(shù)據(jù)；獲取煤層層數(shù)、深度、厚度數(shù)據(jù)；煤獲取地層層序、深度、厚度數(shù)據(jù)；獲取煤層層數(shù)、深度、厚度數(shù)據(jù)；煤層及其頂、底板巖性和物性。有夾矸煤層厚度的確定方法參照層及其頂、底板巖性和物性。有夾矸煤層厚度的確定方法參照DZ/T 0215DZ/T 021520022002。 基本勘探程序4 勘查技術勘

6、查技術5 5、錄井：按照設計要求，進行地質錄井、氣測錄井等錄井工作。、錄井：按照設計要求，進行地質錄井、氣測錄井等錄井工作。6 6、取心：、取心： 按設計技術要求選用繩索式半合管取心工具快速取心和密封。煤層取心率按設計技術要求選用繩索式半合管取心工具快速取心和密封。煤層取心率要求見要求見DZ/T 0216DZ/T 021620022002。7 7、測井：、測井： 應用行業(yè)中較先進的數(shù)字測井技術，獲取地層、煤層深度、厚度和其它電應用行業(yè)中較先進的數(shù)字測井技術，獲取地層、煤層深度、厚度和其它電性參數(shù)；檢查固井質量。測井項目一般包括雙側向、微球聚焦、自然電位、自性參數(shù)；檢查固井質量。測井項目一般包括

7、雙側向、微球聚焦、自然電位、自然伽瑪、雙井徑、補償密度、補償中子、補償聲波、聲波時差、聲波密度、井然伽瑪、雙井徑、補償密度、補償中子、補償聲波、聲波時差、聲波密度、井斜、井溫、磁定位等。斜、井溫、磁定位等。8 8、試井、試井 ：應進行注入：應進行注入/ /壓降法試井，獲取煤層滲透率、壓降法試井，獲取煤層滲透率、儲層壓力等儲層參數(shù)。儲層壓力等儲層參數(shù)?；究碧匠绦?勘查技術勘查技術9 9、煤的工業(yè)分析方法見、煤的工業(yè)分析方法見GB 212GB 2129191；煤層含氣量測定方法見；煤層含氣量測定方法見GB/T 19559GB/T 1955920042004；煤；煤的等溫吸附試驗方法見的等溫吸附試

8、驗方法見GB/T 19560GB/T 1956020042004；氣體組分分析方法見；氣體組分分析方法見GB/T 13610GB/T 136109292。 1010、根據(jù)煤層深度、煤層厚度、含氣性和儲層物性等地質參數(shù)優(yōu)選煤層氣預探井，采、根據(jù)煤層深度、煤層厚度、含氣性和儲層物性等地質參數(shù)優(yōu)選煤層氣預探井，采用相應的技術，進行煤層氣井排采試驗。用相應的技術，進行煤層氣井排采試驗。1111、根據(jù)煤層氣井連續(xù)試采情況，確定下一步生產試驗井的部署、鉆探和連續(xù)試采工、根據(jù)煤層氣井連續(xù)試采情況，確定下一步生產試驗井的部署、鉆探和連續(xù)試采工作。作。1212、按照規(guī)范要求，對達到儲量計算條件的勘查目標區(qū)，計算

9、地質儲量和相應的可采、按照規(guī)范要求，對達到儲量計算條件的勘查目標區(qū)，計算地質儲量和相應的可采儲量。儲量。1313、通過煤儲層數(shù)值模擬，進行井網優(yōu)化、產能預測、采收率預測；進行煤層氣開發(fā)、通過煤儲層數(shù)值模擬，進行井網優(yōu)化、產能預測、采收率預測；進行煤層氣開發(fā)規(guī)模和潛力量化評價。規(guī)模和潛力量化評價?；究碧匠绦?內容提綱內容提綱一一 勘探開發(fā)煤層氣的意義勘探開發(fā)煤層氣的意義二二 勘探開發(fā)現(xiàn)狀勘探開發(fā)現(xiàn)狀三三 煤層氣基本特點煤層氣基本特點四四 基本勘探程序基本勘探程序五五 勘探、開發(fā)與集輸技術勘探、開發(fā)與集輸技術7煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術勘探開發(fā)與集輸勘探開發(fā)與集輸技術技術1 1 地質評價與儲量評

10、估技術地質評價與儲量評估技術3 3 地震勘探技術地震勘探技術6 6 試井技術試井技術2 2 化驗分析技術化驗分析技術4 4 測井技術測井技術5 5 鉆完井技術鉆完井技術8 8 排采技術排采技術7 7 增產改造技術增產改造技術9 9 集輸與利用技術集輸與利用技術81 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術91 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術 構造地質研究構造地質研究 沉積相研究沉積相研究 水文地質研究水文地質研究 煤巖煤質特征煤巖煤質特征 煤儲層物性研究煤儲層物性研究 評價選區(qū)技術評價選區(qū)技術 高滲富集區(qū)預測高滲富集區(qū)預測 儲量計算技術儲量計算技術 開發(fā)地質研究開

11、發(fā)地質研究 開發(fā)技術方案開發(fā)技術方案綜合地質評價研究是煤層氣勘探開發(fā)工作地基礎綜合地質評價研究是煤層氣勘探開發(fā)工作地基礎煤層氣選區(qū)評價指標分級參數(shù)煤層氣選區(qū)評價指標分級參數(shù)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術101 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術111 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術掌握煤巖描述要求掌握煤巖描述要求煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術121 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術掌握一些煤巖學方面的知識掌握一些煤巖學方面的知識煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術131 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術有必要了解一

12、些煤層氣數(shù)值模擬方面的基礎知識有必要了解一些煤層氣數(shù)值模擬方面的基礎知識煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術14煤層氣資源煤層氣資源/ /儲量分類與分級體系儲量分類與分級體系1 1、地質評價及儲量評估、地質評價及儲量評估技術技術煤層氣資源煤層氣資源/ /儲量規(guī)范儲量規(guī)范DZ/T 0216-2002DZ/T 0216-2002煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術15經濟的經濟的次經濟的次經濟的內蘊經濟的內蘊經濟的煤層氣資源煤層氣資源/ /儲量分類與分級儲量分類與分級預測的預測的控制的控制的探明的探明的1 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術16煤層氣資源量煤層氣資源量是指根據(jù)

13、一定的地質和工程依據(jù)估算的賦存于煤層中，當前可是指根據(jù)一定的地質和工程依據(jù)估算的賦存于煤層中，當前可開采或未來可能開采的，具有現(xiàn)實經濟意義和潛在經濟意義的煤層氣數(shù)量。開采或未來可能開采的，具有現(xiàn)實經濟意義和潛在經濟意義的煤層氣數(shù)量。煤層氣地質儲量煤層氣地質儲量是指在原始狀態(tài)下，賦存于已發(fā)現(xiàn)的具有明確計算邊界的煤是指在原始狀態(tài)下，賦存于已發(fā)現(xiàn)的具有明確計算邊界的煤層氣藏中的煤層氣總量。層氣藏中的煤層氣總量。1 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術17l理論上，煤層氣由吸附氣、游離氣和溶解氣三理論上，煤層氣由吸附氣、游離氣和溶解氣三部分組成。由于甲烷水溶解度

14、很低，溶解氣量部分組成。由于甲烷水溶解度很低，溶解氣量占總氣量份額很小。忽略不計。占總氣量份額很小。忽略不計。l煤層割理發(fā)育的過飽和煤層，儲量計算應同時煤層割理發(fā)育的過飽和煤層，儲量計算應同時考慮吸附氣和游離氣。反之，僅考慮吸附氣。考慮吸附氣和游離氣。反之，僅考慮吸附氣。l我國多數(shù)煤層為低滲、低飽和，目前僅計算吸我國多數(shù)煤層為低滲、低飽和，目前僅計算吸附氣儲量。附氣儲量。 煤層氣儲集特征煤層氣儲集特征吸附吸附氣氣 游離游離氣氣水溶水溶氣氣 吸附狀態(tài)為主吸附狀態(tài)為主1 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術181 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評

15、估技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術19l體積法體積法l地質儲量采用體積法計算；可采儲量采用綜合確定的采收率計算。地質儲量采用體積法計算；可采儲量采用綜合確定的采收率計算。l體積法地質儲量計算公式：體積法地質儲量計算公式：l G Gi i=A=A h h D D C Cl G Gi i-煤層氣地質儲量，煤層氣地質儲量，m m3 3 l A- A- 含氣面積，含氣面積，m m2 2l h- h- 煤層厚度，煤層厚度，m ml D- D- 煤體容重，煤體容重，t/mt/m3 3l C- C- 煤層含氣量，煤層含氣量，m m3 3/t/tl 可采儲量計算公式：可采儲量計算公式：l G Gr r=G=Gi

16、 i R Rf fl G Gr r - - 煤層氣可采儲量，煤層氣可采儲量，m m3 3 l R Rf f - - 采收率，采收率，% %1 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術20l數(shù)值模擬法數(shù)值模擬法l煤層氣模擬軟件：煤層氣模擬軟件：Comet-IIComet-II、COALGASCOALGAS、ECLIPSEECLIPSE、CMGCMG等。等。l技術步驟：技術步驟： 模型建立；敏感性分析；歷史擬合；累積產氣量預測曲線。模型建立；敏感性分析；歷史擬合；累積產氣量預測曲線。l對儲層參數(shù)和生產數(shù)據(jù)進行擬合匹配，獲得氣井預測產量。對儲層參數(shù)和生產數(shù)據(jù)進行擬

17、合匹配，獲得氣井預測產量。l求取采收率，計算可采儲量。求取采收率，計算可采儲量。采收率計算公式采收率計算公式XXXXXX井產量預測曲線井產量預測曲線1 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術21式中：式中： B Bw w地層水體積；地層水體積； C Cw w地層水壓縮率，地層水壓縮率，MpaMpa-1-1； C Cf f煤層基質體積壓煤層基質體積壓縮率，縮率，MpaMpa-1-1； C C孔隙體積壓縮率，孔隙體積壓縮率，MpaMpa-1-1； C CvLvL蘭氏體積常數(shù)，蘭氏體積常數(shù)，m m3 3/m/m3 3； P P地層壓力，地層壓力，MpaMpa；

18、P Pi i原始地層壓力，原始地層壓力，MpaMpa； P PL L蘭氏壓力，蘭氏壓力，MpaMpa； P Pscsc標準壓力，標準壓力，MpaMpa； S Sw w平均水飽和度，平均水飽和度，% %； S Swiwi初始水飽和度，初始水飽和度，% %； T T儲層溫度，儲層溫度，K K； T Tscsc標準溫度，標準溫度，K K； V Vb2b2次生孔隙體積，次生孔隙體積，m m3 3； W We e侵水體積，侵水體積，m m3 3； W WP P產出水體積，產出水體積，m m3 3； z z氣體因子，無量氣體因子，無量綱；綱； z zSCSC標準因子，無量標準因子，無量綱；綱； z z*

19、*非常規(guī)氣藏氣體非常規(guī)氣藏氣體因子，無量綱；因子，無量綱； 孔隙度，孔隙度，% %； i i初始孔隙度，初始孔隙度，% %； m mP/ZP/Z* * 的斜率，的斜率，m m3 3/Mpa/Mpa； C C3 3換算系數(shù)。換算系數(shù)。物質平衡法物質平衡法1 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術22物質平衡法計算示例150psi(相當于廢棄壓力1MPa)煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術23產量遞減法1 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術241 1、地質評價及儲量評估技術、地質評價及儲量評估技術l形成包括報告、附圖、附表的形

20、成包括報告、附圖、附表的儲量報告儲量報告煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術252 2、煤層氣測試分析技術、煤層氣測試分析技術26煤層取芯煤層取芯 (1) (1) 繩索式半合管取芯工具。繩索式半合管取芯工具。 (2) (2) 煤芯直徑煤芯直徑60mm60mm。 (3) (3) 取芯鉆具組合：取芯鉆具組合：215mm215mm取芯鉆頭取芯鉆頭 + + 178mm 178mm取芯工具取芯工具+ 177.8mm+ 177.8mm鉆鉆 鋌鋌( (內徑內徑95mm)+127mm95mm)+127mm鉆桿鉆桿( (內內 徑徑95mm)+133.3mm95mm)+133.3mm方鉆桿。方鉆桿。 (4) (4) 解吸罐

21、：解吸罐：0.2Mpa 0.2Mpa ，1212小時。不漏氣。小時。不漏氣。 (5) (5) 每罐裝樣不少于每罐裝樣不少于800g 800g 。 (6) (6) 割芯到提升到井口時間：割芯到提升到井口時間： H500mH500m，提芯時間，提芯時間1010分鐘；分鐘； 500m-1000m500m-1000m，提芯時間，提芯時間2020分鐘；分鐘； 1000m1000m，提芯時間，提芯時間3030分鐘。分鐘。 (7) (7) 到達地面，到達地面，1010分鐘內裝入解吸罐密封。分鐘內裝入解吸罐密封。 2 2、煤層氣測試分析技術、煤層氣測試分析技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術27煤層氣成藏模擬裝置煤

22、層氣成藏模擬裝置煤層氣高溫高壓吸附測試裝煤層氣高溫高壓吸附測試裝置置煤層氣實驗技術需要測定煤層含氣性、評價儲層物性、模擬氣藏形成、破壞和再造的整個過程，研究煤層氣在熱演化過程中吸附能力的變化規(guī)律，開采過程中煤層物性的變化規(guī)律，水動力對煤層氣藏的控制作用 主要實驗技術：含氣量測試技術等溫吸附測試技術煤儲層物性分析技術煤層壓裂傷害測試技術2 2、煤層氣測試分析技術、煤層氣測試分析技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術28煤儲煤儲層參層參數(shù)測數(shù)測定方定方法法2 2、煤層氣測試分析技術、煤層氣測試分析技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術29;.高壓等溫吸附高壓等溫吸附/ /解吸儀流程圖解吸儀流程圖 高壓煤芯流動測定

23、裝置流程圖高壓煤芯流動測定裝置流程圖 煤層氣流動、吸附實驗室設備煤層氣流動、吸附實驗室設備2 2、煤層氣測試分析技術、煤層氣測試分析技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術30解吸滲流實驗解吸滲流實驗六通閥六通閥壓力表壓力表氣瓶壓力泵三軸滲透儀流量計孔隙壓入口不同溫度、圍壓下滲流實驗，總結溫度和圍壓變化對煤層氣滲流規(guī)律的影響，建立不同溫度、圍壓下滲流實驗，總結溫度和圍壓變化對煤層氣滲流規(guī)律的影響，建立統(tǒng)一的煤層氣滲流方程。統(tǒng)一的煤層氣滲流方程。 2 2、煤層氣測試分析技術、煤層氣測試分析技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術31l儲集能力測定儲集能力測定l采用蘭格繆爾等溫吸附定律測定：采用蘭格繆爾等溫吸附定律測

24、定： l V=VV=VL L/P/PL L+P V-+P V-吸附量；吸附量；P-P-壓力；壓力；V VL L- -蘭氏體積；蘭氏體積；P PL L- -蘭氏壓力。蘭氏壓力。l含氣量測定含氣量測定l采用間接法，通過等溫吸附實驗獲取。采用間接法，通過等溫吸附實驗獲取。l滲透率測定滲透率測定l一般采用試井結果。有鉆桿測試法、段塞測一般采用試井結果。有鉆桿測試法、段塞測試法、注入試法、注入/ /壓降測試法、水箱測試法、多壓降測試法、水箱測試法、多井干擾測試法。井干擾測試法。2 2、煤層氣測試分析技術、煤層氣測試分析技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術32等溫度吸附曲線等溫度吸附曲線2 2、煤層氣測試分析技

25、術、煤層氣測試分析技術煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術333 3、煤層氣地震勘探技術、煤層氣地震勘探技術343 3、煤層氣地震勘探技術、煤層氣地震勘探技術地震勘探是利用地殼中巖（礦）石波阻地震勘探是利用地殼中巖（礦）石波阻抗等物理性質的差異來研究地質構造或抗等物理性質的差異來研究地質構造或者探測地下礦產的一門學科。者探測地下礦產的一門學科。地震勘探主要利用人工激發(fā)震源在地面地震勘探主要利用人工激發(fā)震源在地面激發(fā)地震波，入射到地層波阻抗界面反激發(fā)地震波，入射到地層波阻抗界面反射回到地表，并被地表地震檢波器和地射回到地表，并被地表地震檢波器和地震儀器接收記錄。震儀器接收記錄。主要依據(jù)煤層低密度、低速度，

26、沉積相主要依據(jù)煤層低密度、低速度，沉積相對穩(wěn)定，與圍巖之間存在著較大的波阻對穩(wěn)定，與圍巖之間存在著較大的波阻抗差異，因而能形成能量強、連續(xù)性好、抗差異，因而能形成能量強、連續(xù)性好、信噪比高的反射波。信噪比高的反射波。地震勘探的基本原理煤層氣勘探、開發(fā)與集輸技術35地震勘探的實施過程u 野外數(shù)據(jù)采集：野外數(shù)據(jù)采集：布置地震測線和野外儀器，激發(fā)地震波，獲得野外地震數(shù)據(jù)的磁布置地震測線和野外儀器，激發(fā)地震波，獲得野外地震數(shù)據(jù)的磁帶和野外地震監(jiān)測記錄帶和野外地震監(jiān)測記錄u 地震資料處理：地震資料處理：利用計算機和專用軟件數(shù)據(jù)處理程序對野外采集的數(shù)據(jù)進行資料利用計算機和專用軟件數(shù)據(jù)處理程序對野外采集的數(shù)據(jù)進行資料處理，獲得用于地質解釋的地震時間剖面處理，獲得用于地質解釋的地震時間剖面u 地震資料解釋：地震資料解釋：運用地震波傳播的理論和煤田地質學的原理，綜合地質、鉆探和運用地震波傳