煤层气勘探开发流程与技术-1课件

煤层气勘探开发程序与相关技术煤层气勘探开发程序与相关技术1目录第一部分：煤层气基本勘探程序

一：区域勘探阶段地质任务二：预探阶段地质任务三：评价勘探阶段的地质任务四：勘查技术第二部分：煤层气勘探、开发与集输技术

一：地质评价与储量评估技术二：化验分析技术三：地震勘探技术四：测井技术五：钻完井技术六：试井技术七：增产改造技术八：排采技术九：集输与利用技术目录第一部分：煤层气基本勘探程序2一：区域勘探阶段地质任务(1)初步查明构造类型、构造要素、构造发育史，主要的二级构造单元，上、下构造层之间的关系，及主要断裂分布情况。(2)初步查明区域水文地质情况。(3)初步查明煤层厚度、深度、取芯资料，煤层的物理、化学性质，煤岩、煤质特征。(4)初步查明煤储层物性、压力、地应力、地温等，研究其变化规律。(5)初步查明煤层顶底板岩性和含水性、孔隙度、渗透率特征及其力学性质。(6)初步查明煤层含气性、含气饱和度、等温吸附特征、气体分布特征和封盖条件。(7)初步预测采收率第一部分：基本勘探程序一：区域勘探阶段地质任务第一部分：基本勘探程序3(1)基本掌握煤储层增产措施、工艺和参数。(2)基本掌握各主要目的层的产气量、产水量及其随时间变化规律。(3)基本掌握煤层气井排采工作制度。(4)基本掌握气体、地层水的物理化学性质，组成成分及其变化情况。(5)基本掌握地层温度、压力及各产气层段的压力系统变化情况。(6)预测产能。

二：预探阶段地质任务

(1)基本掌握煤储层增产措施、工艺和参数。

二：预探阶段地4(1)确定合理的井网密度、井网形态。(2)详细查明井底压力、温度分布、井间压力传递情况、压力波及范围。(3)详细查明中心井与边缘井的气产量、水产量及变化情况。(4)系统采集井组（或水平井）动态生产数据。(5)掌握煤储层的产能、气体可采性、服务年限及采收率等。三：评价勘探阶段的地质任务(1)确定合理的井网密度、井网形态。三：评价勘探阶段的地质51、根据勘查区的地质条件，有选择地开展非地震物探、化探或地震勘查工作，对井位进行优选。2、根据勘查区及其周围的已有资料，编制勘查部署方案，并再次优选参数井（资料井）井位。3、钻井地质设计、工程施工设计和取心设计。4、钻井：获取地层层序、深度、厚度数据；获取煤层层数、深度、厚度数据；煤层及其顶、底板岩性和物性。四：勘查技术1、根据勘查区的地质条件，有选择地开展非地震物探、化探或地震65、录井：按照设计要求，进行地质录井、气测录井等录井工作，取全、取准反应地下情况的各项资料，判断井下含气情况。6、取心：按设计技术要求选用绳索式半合管取心工具快速取心和密封。7、测井：应用行业中较先进的数字测井技术，获取地层、煤层深度、厚度和其它电性参数；检查固井质量。测井项目一般包括双侧向、微球聚焦、自然电位、自然伽玛、双井径、补偿密度、补偿中子、补偿声波、声波时差、声波密度、井斜、井温、磁定位等。8、试井：应进行注入/压降法试井，获取煤层渗透率、储层压力等储层参数。5、录井：按照设计要求，进行地质录井、气测录井等录井工作，取79、煤的工业分析；煤层含气量测定；煤的等温吸附试验；气体组分分析。10、根据煤层深度、煤层厚度、含气性和储层物性等地质参数优选煤层气预探井，采用相应的技术，进行煤层气井排采试验。11、根据煤层气井连续试采情况，确定下一步生产试验井的部署、钻探和连续试采工作。12、按照规范要求，对达到储量计算条件的勘查目标区，计算地质储量和相应的可采储量。13、通过煤储层数值模拟，进行井网优化、产能预测、采收率预测；进行煤层气开发规模和潜力量化评价。9、煤的工业分析；煤层含气量测定；煤的等温吸附试验；气体组分8第二部分：煤层气勘探、开发与集输技术勘探开发与集输技术1地质评价与储量评估技术3地震勘探技术6试井技术2化验分析技术4测井技术5钻完井技术8排采技术7增产改造技术9集输与利用技术第二部分：煤层气勘探、开发与集输技术勘探开发与集输技术1地91、地质评价及储量评估技术

构造地质研究沉积相研究水文地质研究煤岩煤质特征煤储层物性研究评价选区技术高渗富集区预测储量计算技术开发地质研究开发技术方案综合地质评价研究是煤层气勘探开发工作地基础煤层气选区评价指标分级参数煤层气勘探、开发与集输技术1、地质评价及储量评估技术构造地质研究综合地质评价研究是煤101、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术1、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术111、地质评价及储量评估技术掌握煤岩描述要求煤层气勘探、开发与集输技术1、地质评价及储量评估技术掌握煤岩描述要求煤层气勘探、开发与121、地质评价及储量评估技术掌握一些煤岩学方面的知识煤层气勘探、开发与集输技术1、地质评价及储量评估技术掌握一些煤岩学方面的知识煤层气勘探131、地质评价及储量评估技术有必要了解一些煤层气数值模拟方面的基础知识煤层气勘探、开发与集输技术1、地质评价及储量评估技术有必要了解一些煤层气数值模拟方面的14煤层气资源/储量分类与分级体系1、地质评价及储量评估技术《煤层气资源/储量规范》煤层气勘探、开发与集输技术煤层气资源/储量分类与分级体系1、地质评价及储量评估技术《煤15分类依据经济效益█经济的▆次经济的▄内蕴经济的煤层气资源/储量分类与分级分级依据地质认识程度

▄

预测的

▆

控制的

█

探明的1、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术分类煤层气资源/储量分类与分级分级1、地质评价及储量16煤层气资源量——是指根据一定的地质和工程依据估算的赋存于煤层中，当前可开采或未来可能开采的，具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气数量。煤层气地质储量——是指在原始状态下，赋存于已发现的具有明确计算边界的煤层气藏中的煤层气总量。1、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气资源量——是指根据一定的地质和工程依据估算的赋存于煤层17理论上，煤层气由吸附气、游离气和溶解气三部分组成。由于甲烷水溶解度很低，溶解气量占总气量份额很小。忽略不计。煤层割理发育的过饱和煤层，储量计算应同时考虑吸附气和游离气。反之，仅考虑吸附气。我国多数煤层为低渗、低饱和，目前仅计算吸附气储量。

煤层气储集特征吸附气游离气水溶气吸附状态为主1、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术理论上，煤层气由吸附气、游离气和溶解气三部分组成。由于甲烷水181、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术1、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术19体积法地质储量采用体积法计算；可采储量采用综合确定的采收率计算。体积法地质储量计算公式：

Gi=A×h×D×C

Gi---煤层气地质储量，m3

A---含气面积，m2

h---煤层厚度，mD---煤体容重，t/m3C---煤层含气量，m3/t

可采储量计算公式：

Gr=Gi×RfGr---煤层气可采储量，m3

Rf---采收率，%1、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术体积法1、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术20数值模拟法煤层气模拟软件：Comet-II、COALGAS、ECLIPSE、CMG等。技术步骤：模型建立；敏感性分析；历史拟合；累积产气量预测曲线。对储层参数和生产数据进行拟合匹配，获得气井预测产量。求取采收率，计算可采储量。采收率计算公式XXX井产量预测曲线1、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术数值模拟法采收率计算公式XXX井产量预测曲线1、地质评价及储21式中：Bw—地层水体积；

Cw—地层水压缩率，Mpa-1；

Cf—煤层基质体积压缩率，Mpa-1；

CΦ—孔隙体积压缩率，Mpa-1；

CvL—兰氏体积常数，m3/m3；

P—地层压力，Mpa；

Pi—原始地层压力，Mpa；

PL—兰氏压力，Mpa；

Psc—标准压力，Mpa；

Sw—平均水饱和度，%；

Swi—初始水饱和度，%；

T—储层温度，K；

Tsc—标准温度，K；

Vb2—次生孔隙体积，m3；

We—侵水体积，m3；

WP—产出水体积，m3；

z—气体因子，无量纲；

zSC—标准因子，无量纲；

z*—非常规气藏气体因子，无量纲；

Φ—孔隙度，%；

Φi—初始孔隙度，%；

m—P/Z*的斜率，m3/Mpa；

C3—换算系数。物质平衡法1、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术物质平衡法1、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技22物质平衡法计算示例150psi(相当于废弃压力1MPa)煤层气勘探、开发与集输技术物质平衡法计算示例150psi(相当于废弃压力1MPa)煤层23产量递减法1、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技术产量递减法1、地质评价及储量评估技术煤层气勘探、开发与集输技241、地质评价及储量评估技术形成包括报告、附图、附表的储量报告煤层气勘探、开发与集输技术1、地质评价及储量评估技术形成包括报告、附图、附表的储量报告25煤层取芯

(1)绳索式半合管取芯工具。

(2)煤芯直径＞60mm。

(3)取芯钻具组合：Φ215mm取芯钻头+Φ178mm取芯工具+Φ177.8mm钻铤(内径≥95mm)+Φ127mm钻杆(内径≥95mm)+133.3mm方钻杆。

(4)解吸罐：0.2Mpa，12小时。不漏气。

(5)每罐装样不少于800g。

(6)割芯到提升到井口时间：

H≤500m，提芯时间＜10分钟；

500m-1000m，提芯时间＜20分钟；＞1000m，提芯时间＜30分钟。

(7)到达地面，10分钟内装入解吸罐密封。

2、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层取芯(1)绳索式半合管取芯工具。2、煤层气测试分析技26煤层气成藏模拟装置煤层气高温高压吸附测试装置煤层气实验技术需要测定煤层含气性、评价储层物性、模拟气藏形成、破坏和再造的整个过程，研究煤层气在热演化过程中吸附能力的变化规律，开采过程中煤层物性的变化规律，水动力对煤层气藏的控制作用主要实验技术：含气量测试技术等温吸附测试技术煤储层物性分析技术煤层压裂伤害测试技术2、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气成藏模拟装置煤层气高温高压吸附测试装置煤层气实验技术需27煤储层参数测定方法2、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术煤储层参数测定方法2、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集28高压等温吸附/解吸仪流程图

高压煤芯流动测定装置流程图

煤层气流动、吸附实验室设备2、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术高压等温吸附/解吸仪流程图高压煤芯流动测定装置流程图煤层29解吸渗流实验六通阀六通阀压力表压力表气瓶压力泵三轴渗透仪流量计孔隙压入口不同温度、围压下渗流实验，总结温度和围压变化对煤层气渗流规律的影响，建立统一的煤层气渗流方程。

2、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术解吸渗流实验六通阀六通阀压力表压力表气瓶压力泵三轴渗透仪流量30储集能力测定采用兰格缪尔等温吸附定律测定：

V=VL/PL+PV-吸附量；P-压力；VL-兰氏体积；PL-兰氏压力。含气量测定采用间接法，通过等温吸附实验获取。渗透率测定一般采用试井结果。有钻杆测试法、段塞测试法、注入/压降测试法、水箱测试法、多井干扰测试法。2、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术储集能力测定2、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术31等温度吸附曲线2、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技术等温度吸附曲线2、煤层气测试分析技术煤层气勘探、开发与集输技323、煤层气地震勘探技术地震勘探是利用地壳中岩（矿）石波阻抗等物理性质的差异来研究地质构造或者探测地下矿产的一门学科。地震勘探主要利用人工激发震源在地面激发地震波，入射到地层波阻抗界面反射回到地表，并被地表地震检波器和地震仪器接收记录。主要依据煤层低密度、低速度，沉积相对稳定，与围岩之间存在着较大的波阻抗差异，因而能形成能量强、连续性好、信噪比高的反射波。地震勘探的基本原理煤层气勘探、开发与集输技术3、煤层气地震勘探技术地震勘探是利用地壳中岩（矿）石波阻抗等33地震勘探的实施过程野外数据采集：布置地震测线和野外仪器，激发地震波，获得野外地震数据的磁带和野外地震监测记录地震资料处理：利用计算机和专用软件数据处理程序对野外采集的数据进行资料处理，获得用于地质解释的地震时间剖面地震资料解释：运用地震波传播的理论和煤田地质学的原理，综合地质、钻探和其他资料，对地震时间剖面进行研究分析，对各反射层相当的地层做出正确的判断，对目的层地质构造进行解释，绘制各种地震解释图件3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术地震勘探的实施过程野外数据采集：布置地震测线和野外仪器，激发34识别煤层，并查明主要目的煤层的几何形态、平面展布范围以及与煤层相关的构造发育情况查明煤层中裂缝或者割理发育情况查明煤层中流体（水、气）的特征及其富集规律煤层气地震勘探的任务3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术识别煤层，并查明主要目的煤层的几何形态、平面展布范围以及与煤353、煤层气地震勘探技术地震解释技术煤层气勘探、开发与集输技术3、煤层气地震勘探技术地震解释技术煤层气勘探、开发与集输技术36

煤层电性曲线表现为三高二低的特点：高补偿中子、较高的声波时差、高电阻率、低密度值、低于砂岩，高于灰岩、白云岩等的自然伽马值由于声波时差和密度值与围岩的差异，具有一定厚度的煤层都能与围岩产生一定的波阻抗差，从而在剖面上形成强的反射同相轴层位标定3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层电性曲线表现为三高二低的特点：高补偿中子、较高的37层位标定3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术层位标定3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术38人机联作交互解释褶曲解释、断层解释特殊构造如陷落柱、冲刷带等3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术人机联作交互解释褶曲解释、断层解释3、煤层气地震勘探技术煤层39相干技术3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术相干技术3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术40裂缝检测利用转换波技术可以有效地检测煤层裂缝发育方向和裂缝密度3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术裂缝检测利用转换波技术可以有效地检测煤层裂缝发育方向和裂缝密41各向异性参数描述裂隙发育程度裂缝检测3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术各向异性参数描述裂隙发育程度裂缝检测3、煤层气地震勘探技术煤42分频技术3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术分频技术3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术43地震属性分析3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术地震属性分析3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术44AVO反演预测瓦斯含量AVO技术3、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术AVO反演预测瓦斯含量AVO技术3、煤层气地震勘探技术煤层气45提高信噪比振幅恢复提高分辨率地表一致性处理高精度速度分析偏移成像3、煤层气地震勘探技术地震处理技术地震采集技术煤层气勘探、开发与集输技术提高信噪比3、煤层气地震勘探技术地震处理技术地震采集技术煤层461）裸眼井标准测井（4）双侧向（DLL）、自然电位（SP）、自然伽马（GR）、双井径（CAL）

综合测井（9）

双测向（DLL）、微球形聚焦（MSFL）、自然伽马（GR）、自然电位（SP）、双井径（CAL1）（CAL2）、补偿密度（DEN）、补偿中子（CNL）、补偿声波（AC）、井温（TEMP）

2）套管井全井进行声幅、自然伽马、套管接箍测井、声波变密度测井煤层气测井技术

4、煤层气测井技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气测井技术4、煤层气测井技术煤层气勘探、开发与集输技术47采样间距及回放要求：煤系地层采样间隔一般不大于0.05m，非煤系地层采样间隔一般不大于0.10m；主要煤层及其上下各20m井段，回放1:50深度比例尺放大曲线，以精细研究煤层结构为适应地质研究或生产需要，可选测下列测井项目：地层倾角测井、阵列声波（或长源距声波）、核磁共振测井、微电阻率扫描、声波扫描成像、拟稳态井温测井等。煤层气测井技术要求4、煤层气测井技术煤层气勘探、开发与集输技术采样间距及回放要求：煤系地层采样间隔一般不大于0.05m，非48序号曲线名称图件深度比例最大测量速度m/h单位

1双侧向1：2001200

.m2微球形聚焦1：200800

.m3声波时差1：2001200

s/m4声波变密度（或全波列）1：2001200

s5补偿密度1：200500g/cm36补偿中子1：200500PU7自然电位1：2002000MV8自然伽马1：200500API9双井径1：2002000Cm10声幅1：2001200MV11套管接箍1：2001500MV12井温1：2001000

C13井斜1：500（连斜）10001点/25m(点测)14地层倾角1：200700现场测井速度、深度比例尺、测量值单位表4、煤层气测井技术煤层气勘探、开发与集输技术序号曲线名称图件深度比例最大测量49煤层气测井现场提交的资料单条（或单个组合下井仪）井场监视测井曲线图一套（1：200），供检查质量用综合测井曲线现场合成图一张（1：200），供现场解释用记录全套测井曲线的磁性介质（软盘或光盘）现场综合报告井斜测量记录表4、煤层气测井技术煤层气勘探、开发与集输技术煤层气测井现场提交的资料单条（或单个组合下井仪）井场监视测井501、前言2、测井施工概况3、测井解释模型及处理参数的选择4、测井资料综合解释5、井身及固井质量评价6、结论与建议测井解释报告编制提纲4、煤层气地震勘探技术煤层气勘探、开发与集输技术1、前言测井解释报告编制提纲4、煤层气地震勘探技术煤层气勘探51常规直井钻井、套管射孔完井常规钻井、洞穴完井空气钻井、裸眼完井多分支水平井、羽状水平井、裸眼完井经历四个技术发展阶段：现在早期产量、经济效益大幅度产量、经济效益大幅度提高经历四个技术发展阶段：现在早期产量、经济效益大幅度产量、经济效益大幅度提高美国钻完井技术的发展趋势5、煤层气钻完井技术煤层气勘探、开发与集输技术常规直井钻井、套管射孔完井常规钻井、洞穴完井空气钻井、裸眼完52常规钻井技术技术成熟，对施工设备的要求较低；地质条件的适应性较强；钻井中，井壁稳定性较好，能完成较详实的录井工作；不足：钻速慢，对储层伤害较大，建井周期长。空气钻井技术设备自动化程度高，仪表准确，劳动强度低；钻井效率较高，建井周期短；采用空气泡沫做循环介质，实现欠平衡钻井，有效保护储层。不足若遇水层，会发生钻屑润湿、泥包，形成泥饼，导致卡钻。5、煤层气钻完井技术煤层气勘探、开发与集输技术常规钻井技术5、煤层气钻完井技术煤层气勘探、开发与集输技术53羽状水平井技术大大增加储层解吸范围，实现割理和裂隙有效连通。提高导流能力，使气、水快速产出。避免了固井、压裂等措施对储层的伤害。单井控制范围大，占地面积小，植被破坏小，减少了地面集输工程投资。适合地形复杂地区。不足：技术复杂，成本高；对煤层稳定性、结构、强度要求较高，适用范围较窄。水平井关键环节对施工区的地质认识程度。连通技术。井眼轨迹控制。井眼稳定性控制。5、煤层气钻完井技术煤层气勘探、开发与集输技术羽状水平井技术水平井关键环节5、煤层气钻完井技术煤层气勘探、545、煤层气钻完井技术煤层气勘探、开发与集输技术5、煤层气钻完井技术煤层气勘探、开发与集输技术5530m5、煤层气钻完井技术煤层气勘探、开发与集输技术30m5、煤层气钻完井技术煤层气勘探、开发与集输技术5620m煤Φ244.5mm表套Φ311.1mm钻头Φ139.7mmΦ215.9mm上返200m30m煤层气直井井身结构开钻程序钻头尺寸套管类型套管尺寸一开ф311.1表层套管ф