煤层气对外合作外方作业者在国家工商行政管理总局登记注册 煤层气对外合作总体开发方案由国家发改委批准实施
【煤层气知识一百问】25.煤层渗透率如何测试?
煤层气吸附在煤层里,开采煤层气,测量储层的渗透率非常重要,目前储层渗透率的测试基本有两种方法,一种是实验室测量法,一种是试井直接测量法。
经过改进后测量油气储层渗透率的渗透率仪现在都能够测量绝对渗透率和相对渗透率。但测量时不能用甲烷,而必须用氮气或阂气,因为甲烷易被煤层吸附,而且吸附后煤层容易膨胀,影响渗透率的准确测试。相对渗透率的测试有两种方法,一种是非稳态法,该方法首先用盐水将煤芯饱和,而后注入气体排出盐水,记录随时间排出的水、气及压力等数据,然后计算出气水相对渗透率。另一种是稳态法,该方法是将水气同时匀速地注入到煤芯里,记录出随时间水气排出的情况,然后计算出相对渗透率,这种方法特别对低渗透煤层有效。 试井渗透率的测试是直接在现场试井时测得,对煤层而言,多采用段塞法和注水压降法。目前评价煤层气储层渗透率的好坏主要是试井测量法,因为试井渗透率最能反映储层最原始状态下的渗透率,而实验室所得的数据往往误差较大。
【煤层气知识一百问】26.煤层气储集层分哪五级?
通过煤层气以往开采的经验,煤层气储集层的好坏按照渗透率可划分为五级,这个五级和常规的油气藏是不一致的,煤层气的较低。具体如下: 一级:K》10X10-3um2 渗透性极好的储集层
二级:10X10-3um2 》K 》5X10-3um2 渗透性好的储集层
三级:5X10-3um2 》 K 》1X10-3um2 渗透性中等的储集层 四级:1X10-3um2 》 K >0.1X10-3um2 渗透性差的储集层 五级:K《 0.1X10-3um2 非渗透储集层。
一,二,三级可勘探开发性较强,可作为目的层,四,五级经过强化措施后也可做目的层,但也可能不是目的层,不具备开发价值。当然,这还要结合其他要素综合分析。一般来说五级以下基本不予考虑。
【煤层气知识一百问】27.煤层气实验室应有哪些仪器?
煤层气实验室在国内比较权威和完善的有:中石油勘探开发研究院廊坊分院、中国矿业大学等,现在正在筹备的国家煤层气工程研究中心实验室将成为国内最大煤层气实验室中心。煤层气实验室和常规实验室有一定区别,有其自身的特殊性。一般应有如下实验室和仪器: 一. 比较特殊的实验室
1.煤层气含气量分析实验室。
(1).一套CTDCA-1000现场解析仪【进口设备美国terratek公司】; (2)5-8套FY-I型现场含气量测定仪; (3)3-5套FY-IV型煤层残余气量测定仪。 (4)解析罐200个左右。 2.工业分析实验室。
(1)DC-100型全自动工业分析仪3-5台。 (2)5-10套GW-300B恒温干燥箱。 3.煤岩吸附等温线测定实验
2-3套美国terratek公司的IS-300型测定仪。 4.煤层气成藏模拟实验室
煤层气成藏模拟通过模拟不同物性组合、不同介质不同充注压力、不同运移方式煤层气成藏过程,获取不同条件下的物理和化学参数再确定边界条件;随后阐明煤层气扩散机理建立评价标准最终建立具体成藏模式。
使用的设备:全自动密度仪MDMDY-300 一台。
二. 比较平常的实验室(设备比较大众化,其它油田、大学基本有的仪器)
1.显示光度计1-3台。 型号UMPS50 能快速煤岩镜质体反射率和煤岩组份等数据,是评价煤岩热演化程度和生烴能力的关键设备。 2.气相色谱仪。 8-10台设备。可以是HP3700,HP5880,HP58890Ⅱ和HP5890A四种型号。他们能快速大量分析煤层气气样,准确鉴定煤层气气组成分,为确定煤层气含气质量提供科学数据。
3.扫描电镜ESBM。3-6台 它可以对煤岩割离,裂隙以及割裂隙中填充矿物进行研究,定性煤岩样品的渗透性。可以研究含气含水煤岩的气水分布,附存状态;研究在温压变化体系下煤岩样品动态变化规律。
4.煤层气同位素分析仪。 有两种型号的同位素质谱仪分别是DELTA-S和 EA1108 (德国)它们能进行碳,氢,硫的同位素分析。 5.激光粒度分析仪2-3台。 6.堆密度分析仪2-3台。 7.压汞仪 1-2台。
【煤层气知识一百问】28.什么是煤层压裂裂缝监测技术?
裂缝监测工艺技术
煤层压裂裂缝方位和几何尺寸,是指导制定压裂方案的重要依据,是评价压裂效果的重要手段,对优化井网布置具有重要意义。选用大地电位法(微地震法)测试和井温测试,可测试出压裂裂缝形态、高度、方位和延伸长度,测试成功率100%,结果准确可靠。微地震法测试对压裂施工进行同步裂缝监测,要求测试井周围必须有三口监测井,大地电位法测试要求在压裂液中加入2%~5%KCL,使压裂液与围岩的电阻率差异在30~80倍之间,并须测出压前及压后大地电位差。井温测试须测出压裂前后井温曲线,要求在测压前井温基线时,井筒内液体静止48h以上,压后井温曲线应在压后2~6h内测完。
另外,根据压裂施工数据和压降数据,也可计算并推断出动态裂缝几何尺寸、支撑裂缝几何尺寸和压裂液效率。要求测压降时间为泵注时间的2.5倍以上
【煤层气知识一百问】29.如何控制瓦斯爆炸事故的发生?
控制瓦斯爆炸事故的技术措施
瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有:优化通风网络及通风系统,防治瓦斯积聚,进行瓦斯抽放,加强瓦斯浓度和火源监测,防止点火源的出现等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内,从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。2.1瓦斯爆炸事故的预防措施 2. 1 .1煤矿瓦斯抽放技术
1)我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%。瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施,同时也是开发利用瓦斯能源、保护大气环境的重要手段。如皖北煤电集团公司祁东煤矿利用抽放瓦斯进行发电取得了可观的经济效益和社会效
益。
2)为提高瓦斯抽放率,目前主要需解决长钻孔定向钻进技术,包括测斜、纠偏技术;提高单一低透气性煤层的抽放率;研制钻进能力更强的钻机具;完善和提高扩孔技术、排渣技术、造穴技术和封孔技术;开发新的瓦斯抽放技术及设备。
3)瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等;抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具,如MK型长钻孔钻机和ZSM顺层强力钻机等。此外已研制出多种抽放泵及配套的监控系统和仪表等,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全环境得到进一步 改善。
4)利用多分支羽状适用技术,解决低渗煤层瓦斯治理问题,以提高抽采率。 5)煤矿瓦斯治理也应该与煤层气产业化紧密结合起来。 2.1.2矿井瓦斯浓度及火源监测技术
矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要,当发现瓦斯异常或有火源产生,立即采取措施可防止爆炸事故的发生。我国目前开发了KJ90. KJ92.KJ94. KJ95. KJ73. KJ66等型号的矿井安全监控系统,以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。已有多个矿井安装了矿井安全综合监控系统,并具有如下功能:①矿井环境和工况参数实时监控;②主要通风机在线监测;③巷道火灾实时监测;④矿井瓦斯抽放实时监测;⑤中击地压实时监测;⑥煤与瓦斯突出实时监测;⑦煤层自然发火实时监测;⑧瓦斯爆炸或燃烧实时监测;⑨矿井电网监测等多种功能。监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平,防止了许多事故的发生。
2.1.3井下火源防治
对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有一些相应的防治措施,除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现,如放炮时检测瓦斯浓度,采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火的管理,严格动火制度,消除引爆瓦斯的火源。 2.1.4优化通风网络及通风系统
合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施,为此,瓦斯防治工程与采掘工程,必须同时设计,超前施工,同时投入使用。 2. 2隔爆措施
矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。 1)被动式隔爆棚。隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便,因而得到了广泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚,具有适应性强,可大力推广。
【煤层气知识一百问】30.我国领导人对煤层气有何指示?
从上个世纪九十年代,国家领导人就高瞻远瞩,预见性地提出煤层气要作为新兴的能源产业来发展,并做了一系列的指示,制定了相关的扶持政策。前任国家领导人江泽民为煤层气产业题词:“依靠科技进步,发展煤层气产业,造福人民。”前国务院总理李鹏也有题词:“突破煤层气,开发新能源”。现任领导人温家宝总理对煤层气的开发更是非常关心,明确指出:“开发和利用煤层气既可治理瓦斯,又可利用能源,一举两得,应该加大科研、勘探、开发的力度。请发改委研究、制定规划和措施\
【煤层气知识一百问】31.煤层气专业术语有哪些?
与煤层气勘探开发相关的名词术语解释60条(一)
2007年,河北煤田地质勘查院合作,搞了一个《煤层气资源勘查技术规定(试行)》。为了方便工作,院方要求对其中涉及到的一些术语做个解释,特别是所涉及到的工程方面(如试井、压裂、排采)。因此,特收集整理了与煤层气勘探开发相关的名词术语60条,并尽可能给出准确解释。因为对于某些名词术语,各种文献或专著中的解释不仅相同,有些是笔者的意见,仅供参考。
1、煤层气:是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。 2、天然气:地下采出的可燃气体统称为天然气。
3、煤成气:由煤层所生成的天然气,统称为煤成气。
4、临界解吸压力:对于未饱和煤层气藏,只有压力下降到含气量落在吸附等温线上,气体才开始解吸,该压力称为临界解吸压力。
5、含气饱和度:是指在一定条件(储层压力、温度和煤质等)下,实际含气量与相应条件下的理论吸附量的比值。
6、含水饱和度:是指储层内水的含量(用体积表示)与储层孔隙体积之比。 7、原始含气饱和度:在原始地层状态下的含气饱和度。
8、孔隙度:岩石孔隙大小通常以孔隙度来表征。所为孔隙度,是介质中孔隙的体积与介质总体积的比值。
9、有效孔隙度:有效孔隙度是指连通孔隙所占的体积与总体积的比值。
10、孔隙结构:煤是一种固态胶质体,是双孔隙介质,含有基质孔隙和割理孔隙。
11、煤层渗透率:煤层的渗透性是指在一定压差下,允许流体通过其连通孔隙的性质,也就是说,渗透性是指岩石传导流体的能力,煤层渗透率是反映煤层渗透性大小的物理量。常用单位:毫达西,md,1md=0.987×10-3μm2。
12、绝对渗透率:指单相流体充满整个孔隙、流体不与煤发生任何物理反应时,所测出的渗透率称为绝对渗透率。 13、有效渗透率:当储层中有多相流体共存时,煤对其中每相流体的渗透率称为有效渗透率。 14、相对渗透率:当储层中有多相流体共存时,每一相流体的有效渗透率与其绝对渗透率的比值。
15、渗透率各向异性:由于裂缝系统的几何形态,使得面割理和端割理渗透率存在差异,面割理方向渗透率最大,这种现象称为渗透率各向异性。
16、地应力:作用在岩体上的各种相互平衡的外力使岩体内部产生附加内力,它的效应就是引起岩体形变。这种附加内力的分布密度就是地应力。
17、原始地应力:是指煤层没有受到人为扰动,处于原始状态的应力。
18、孔隙压力:地层内流体所承受的压力称为地层压力,有时又称为孔隙压力。
19、破裂压力:在开始注入压裂液使井壁发生开裂的瞬时压力称为初始破裂压力,即破裂压力。
20、延伸压力:维持裂缝继续扩展的压力。
21、闭合压力:裂缝刚刚能够张开或恰好没有闭合的压力。
22、有效地应力:有效地应力是指煤层压裂最小的有效闭合应力,为煤层破裂压力与其抗张强度之差。
24、资料井(参数井):主要通过探井取准煤心,以便做含气量等参数测试、试气,并采用单相注入法求取煤层渗透率。
25、试验井:通过井组降压试采,评价其工业性开采价值。 26、生产井:开发过程中以采气为目的的井。 27、监测井(检测井):用于生产过程中压力监测。
28、试井:试井是以渗流理论为基础,是煤层气生产潜能和经济可行性评价的重要途径。通过试井可获得以下资料:储层压力、渗透率、井筒污染、井筒储集以及压裂裂缝长度和导流能力等。
29、固井:为了保护井壁套管,在下入井筒内的套管与井壁环形空间,以及不同套管之间泵注水泥浆以封固与隔绝之,这项工艺称为固井。
30、射孔:射孔是一项重要的完井工艺技术,它是根据井的试气、投产设计要求,用射孔器穿透目的层位的套管壁及水泥环,达到目的层内一定深度,构成目的层至套管内的连通孔道。它是人工造就使地层内流体流入井筒内的通道。
31、压裂:利用地面高压泵组,将流体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中,在井底蹩起高压,当此压力大于井壁附近的地应力和岩石抗张强度时,便在井底附近地层产生裂缝;继续注入带有支撑剂的携砂液,裂缝向前延伸并填以支撑剂,关井后裂缝闭合在支撑剂上,从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝,使井达到增产目的。
32、排采:是指将煤层中的水和气采出地面的工艺方法。
33、测井:所谓测井指的是一种特殊的井下测量,这种测量以深度为函数,通过测量随深度变化的物理性质,可以推断出岩石的各种性质。地球物理测井在现场简称电测井,是把各种不同仪器下入钻探井中并通过电缆沿井身在地面仪器中来测量不同深度岩层的物理性质,从而了解地下地质情况的一套工艺方法。
34、岩屑录井:地下的岩石被钻头钻碎后,随钻井液被带到地面,这些岩石碎块就叫岩屑。如果是煤块,也叫煤屑。在钻井过程中地质人员按照一定的取样间距和迟到时间,连续收集与观察岩屑,并恢复地下地质剖面的过程,称为岩屑录井。
35、钻时录井:钻井速度的快慢通常用钻时表示,它取决于地下岩石的可钻性,又取决于钻井参数的组合、钻井液性能、钻头类型及其磨损情况等。因此,钻时的变化可以判断地下岩层的岩性变化和缝洞发育情况;帮助工程人员掌握钻头使用情况,提高钻速、降低成本。钻时录井不论对工程还是地质,都是重要的录井方法。
36、气测录井:气测实际上是地层物理参数随深度变化的关系图,反映地层烃类聚集和组成变化以及地层流体的性能。它通过连续测量钻井液中烃类气体含量变化,以直观、连续、快速、及时、灵敏的特点,成为钻井过程中判断煤层气的最佳方法。
37、钻井液录井:钻井液在钻遇气、水层和特殊岩性地层时,其性能将发生各种不同变化。所以根据钻井液性能的变化,推断井下是否气、水层和特殊岩性的方法,称为钻井液录井。 38、平衡钻井:在钻井过程中,钻井液的液柱压力等于地层压力的钻井方法,称为平衡钻井。 39、过平衡钻井:在钻井过程中,钻井液的液柱压力大于地层压力的钻井方法,称为过平衡钻井。
40、欠平衡钻井:在钻井过程中,钻井液的液柱压力小于于地层压力的钻井方法,称为欠平衡钻井。
41、完井:完井工程是衔接钻井和采气工程而又相对独立的工程。是指从钻开产层开始,到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液,直至投产的一项系统工程。完井有时也是指井眼钻完后,最后用于生产的井身结构,有时把射孔、压裂也归于完井。 42、裸眼完井:是指产气煤层裸露,不用套管和水泥环封闭。