煤层气概述-ppt课件.ppt

1、煤层气概述l煤层气煤层气又称煤层瓦斯，煤层甲烷，它是成煤过程中经过生物化学热解作用以吸附或游离状态赋存于煤层及固岩的自储式天然气体，属于非常规天然气，它是优质的化工和能源原料。 1ppt课件煤层气特征及用途l煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷),与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，热值是通用煤的2-5倍。1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。 2ppt课件煤层气特征及用途l煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这

2、是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。 3ppt课件煤层气特征及用途l煤层气或瓦斯的热值跟甲烷(CH4)含量有关，地面抽采的煤层气甲烷(CH4)含量一般大于96.5%，当甲烷含量97.8%时，在0, 101.325kPa下， l高热值：QH=38.9311MJ/Nm3(约9299 kcal/ Nm3)l低热值：QL=34.5964MJ/Nm3(约8263 kcal/ Nm3)4ppt课件煤层气特征及用途l井下抽采的煤层气（瓦斯）目前一般将甲烷(CH4)含量调整到40

3、.8%后利用，此时瓦斯的热值为：（在0, 101.325kPa下）l低热值：14.63MJ/m3(约3494 kcal/ Nm3)l高热值：16.24 MJ/m3(约3878 kcal/ Nm3)5ppt课件煤层气特征及用途l煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电燃料、汽车燃料和重要的化工原料，用途非常广泛。每标方煤层气大约相当于9.5度电、3 m水煤气、1L柴油、接近0.8kg液化石油气、1.1-1.3L汽油 l煤层气比空气轻，其密度是空气的0.55倍，稍有泄漏会向上扩散，只要保持室内空气流通，即可避免爆炸和火灾。而煤气、液化石油气密度是空气的1.52.0倍，泄漏后会向下沉积，所以危险性要比

4、煤层气要大的多 6ppt课件煤层气特征及用途l在国际能源局势趋紧的情况下，作为一种优质高效清洁能源，煤层气的大规模开发利用前景诱人。煤层气的开发利用还具有一举多得的功效：提高瓦斯事故防范水平，具有安全效应；有效减排温室气体，产生良好的环保效应；作为一种高效、洁净能源，产生巨大的经济效益。7ppt课件煤层气特征及用途l煤层气的用途l用于发电燃料、工业燃料和居民生活燃料；还可液化成汽车燃料，也可广泛用于生产合成氨、甲醛、甲醇、炭黑等方面，成为一种热值高的洁净能源和重要原料，开发利用的市场前景十分广阔。8ppt课件煤层气储量l煤层气是煤层本身自生自储式的非常规天然气，世界上有74个国家蕴藏着煤层气资

5、源，全球埋深浅于2000米的煤层气资源约为240万亿立方米，是常规天然气探明储量的两倍多，中国煤层气资源量达36.8万亿立方米，居世界第三位。l目前，中国煤层气可采资源量约10万亿立方米，累计探明煤层气地质储量1023亿立方米，可采储量约470亿立方米。 9ppt课件煤层气储量l据煤层气资源评价，我国埋深2000m以浅煤层气地质资源量约36万亿立方米，主要分布在华北和西北地区。其中，华北地区、西北地区、南方地区和东北地区赋存的煤层气地质资源量分别占全国煤层气地质资源总量的56.3%、28.1%、14.3%、1.3%。 l1000m以浅、10001500m和15002000m的煤层气地质资源量，

6、分别占全国煤层气资源地质总量的38.8%、28.8%和32.4%。 10ppt课件煤层气储量l全国大于5000亿立方米的含煤层气盆地(群)共有14个，其中含气量在500010000亿立方米之间的有川南黔北、豫西、川渝、三塘湖、徐淮等盆地，含气量大于10000亿立方米的有鄂尔多斯盆地东缘、沁水盆地、准噶尔盆地、滇东黔西盆地群、二连盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、天山盆地群、海拉尔盆地。11ppt课件煤层气储量l我国煤层气可采资源总量约10万亿立方米，其中大于1000亿立方米的盆地(群)有15个：二连、鄂尔多斯盆地东缘、滇东黔西、沁水、准噶尔、塔里木、天山、海拉尔、吐哈、川南黔北、四川、三塘湖、豫西、

7、宁武等。二连盆地煤层气可采资源量最多，约2万亿立方米；鄂尔多斯盆地东缘、沁水盆地的可采资源量在1万亿立方米以上，准噶尔盆地可采资源量约为8000亿立方米。 12ppt课件煤层气储量l全国95%的煤层气资源分布在晋陕内蒙古、新疆、冀豫皖和云贵川渝等四个含气区，其中晋陕内蒙古含气区煤层气资源量最大，为17.25万亿立方米，占全国煤层气总资源量的50%左右。l位于鄂尔多斯盆地的陕西省境内韩城区块位于鄂尔多斯盆地的陕西省境内韩城区块可开发的煤层气约可开发的煤层气约10亿立方米，目前韩城亿立方米，目前韩城区块的煤层气正处于大力开发，远期潜力区块的煤层气正处于大力开发，远期潜力较大，近期以满足气田周边市场

8、为主。较大，近期以满足气田周边市场为主。 13ppt课件煤层气的开采方式l美国、英国、德国、俄罗斯等国煤层气的开发利用起步较早，主要采用煤炭开采前抽放和采空区封闭抽放方式抽放煤层气，产业发展较为成熟。80年代初美国开始试验应用常规油气井（即地面钻井）开采煤层气并获得突破性进展，标志着世界煤层气开发进入一个新阶段。 14ppt课件煤层气的开采方式l 煤层气的开采方式：l一是地面钻井开采；l二是井下煤层气抽采。l地面钻井开采的煤层气和抽放瓦斯都是可以利用的，通过地面开采和抽放后可以大大减少风排瓦斯的数量，降低了煤矿对通风的要求，改善了矿工的安全生产条件。 15ppt课件煤层气的开采方式l1.煤层气

9、井排采的特殊性l煤层气的产出具有解吸、扩散和渗流三种形式，经历了单相水流、不饱和两相流和两相流三个阶段。合理的排采强度时实现此三个阶段的平稳过渡的关键，是确保煤层气井稳产、高产的前提。如果排采强度过大，则会引起速敏和应力敏感，使得储层严重伤害，造成低产；如果排采强度过低，将造成开发成本增加。这就急需一种能够自动控制排采强度的设备，可控制液面（井底压力）匀速下降。16ppt课件煤层气的开采方式l2.由于地形条件的限制和环保部门日益严格的要求，丛式井越来越受到人们的关注。但是，由于煤层气井浅、井身曲率小，常用的有杆泵难以实现长时间排采，修井频繁抽油杆，有关磨损严重杆、杆、管更换频繁。水平分支井不得

10、不施工一口生产井以满足排采需求。迫切需要一种智能的无杆泵以满足这些井的排采需求。17ppt课件煤层气的开采方式l3.即是现有的垂直井，也存在井斜严重、全角变化率大的情况，也需要无杆泵排采。l综合上述原因，利用目前常规的抽油机设备越来越受到限制，有时考虑到一次性投资少，勉强使用，会加大维修成本。螺杆泵有一定的长处，比抽油机贵很多，也存在加大维修成本的问题。每年作业2-4次，作业费用10万左右，不断更换磨损的油管和抽油杆，一年维护正常生产费用应是10-20万元。一是造成排采经济效益低，二是在排采过程频繁的停抽、修井，最易造成储层伤害。 18ppt课件煤层气的开采方式煤层气井智能排采设备煤层气井智能

11、排采设备19ppt课件煤层气的开采方式l井下部分：传感器，变频潜液电机，电机保护器，高效液气分离器，多级离心泵，单流阀，泄液器，机组引线，电缆护罩，潜油电缆，稀释管柱。l地面部分：煤层气井专用井口，电缆接线盒，储水箱，智能控制室：A变频控制行动机构，B改善水质控制机构。20ppt课件 l2.特点l(1)潜液电泵机组，是整套安装在油管下部，电机做功直接在多级离心泵上，不需要经过杆的传递，效率高。l（2）电机上部安装了双串保护器，保证电机在井下的内外腔平衡和润滑及散热，有效得保证了电机的使用寿命。l（3）由于安装了高效分离器，即能保证液体包括4mm的颗粒进入吸入口，又能把液体中的40%的气体分离出

12、去，提高了多级离心泵的泵效。l（4）多级离心泵的叶导轮和泵轴采用高镍材质，耐磨性能好，使用周期长。21ppt课件l（5）根据不同的情况定期和不定期进行冲砂灰，稀释液体，延长检泵周期。l(6)排量调幅大，根据各井供液情况，可调整排量0.2方-200方。l（7）以排量大小调整频率，降低了输入电压、电流，节约电能15%-30。l（8）井下传感装置安装简单.精度高，可达到千分之五的精确度，给智能控制提供了可靠的数据。22ppt课件l3主要功能l（1）根据个井生产需要，智能控制井下液面，最大限度地控制液面下降速度以适应地层应力敏感性的特性，保持生产液面.稳产液面.高产液面。l（2）系统可保存三个月的井下

13、液面数据，通过计算机RS232接口采集查询。l（3）根据个井特性，智能控制排量。l（4）系统可保存20天的排量数据，可随时查询。23ppt课件l（5）根据个井出煤粉和砂的情况，定期和不定期进行不间断的稀释工作。l（6）液晶显示屏显示主页面：电压、电流、频率、井下液面、井下温度、井口温度、液体排量、总排液量、产气量、管线阀门开度、平衡阀门开度。l(7) 根据用户要求，配置无线数据远程传输及监控系统。l煤层气井智能排采设备是一种全自动的电潜泵排采系统，隶属无杆泵，可实现一年以上不检泵、不修井。是丛式井和井身质量差的垂直井排采的最佳设备。特别是针对水平分支井，采用该设备可直接利用目前的工程井进行排采

14、，无需施工生产井。24ppt课件煤层气的开采方式l井下煤层气抽采机理l所谓井下煤层气抽采就是借助煤炭开采工作面和巷道，通过煤矿井下抽采、采动区抽采、废弃矿井抽采等方法来开采煤层气资源。 l井下煤层气抽采机理是：当煤层采动以后，破坏了原岩石力学平衡，造成了煤层的卸压，由于瓦斯气体90%以上以物理吸附状态存在于煤层中，为了继续保持平衡，煤层中的瓦斯涌出，通过人工改造使其成为密闭系统，从而持续维持卸压区域这样，煤层瓦斯将源源不断被抽出。 25ppt课件煤层气的开采方式l使井下煤层气得以抽采的两个基本条件是：l在小范围内有足够的煤层气资源l使煤层瓦斯得以释放的煤层透气性大小。26ppt课件煤层气的开采

15、方式l1 实施方法的不同 井下煤层气抽采主要是通过钻孔方式钻进几百米到上千米，利用抽放泵对井下煤层气进行采收，资源量和透气性是其发生基础。地面钻采煤层气是通过排水降压使煤层气解吸并采出，其实施方式主要是打垂直井或定向井。并在井下煤储层下制造口袋，利用抽水泵抽取煤储层中的水使煤储层压力降低到临界解吸压力以下产出 27ppt课件煤层气的开采方式l地面钻井开采方式，国外已经使用，我国有些煤层透气性较差，地面开采有一定困难，但若积极开发每年至少可采出50亿立方米；由于过去除了供暖外没有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯绝大部分仍然排入大气，花去了费用，浪费了资源，污染了环境。 28ppt

16、课件煤层气的开采方式l2 两种开采模式的相同点 不管井下煤层气抽采还是地面煤层气钻采，其投入资金量大、投资风险高、技术要求高、效益回报周期长，这是其共性。同时，不管是由于采煤引起煤储层的卸压还是地面钻探实施的排水降压，都是破坏了煤储层的力学平衡，为了建立新的平衡，从而使以物理吸附状态存在于煤储层的煤层气释放出来。29ppt课件煤层气开采模式影响因素l(1)资源量。一定的资源量是进行煤层气开采的基础。而一定的含气量、煤层厚度、资源丰度是一定资源量的保证。 l (2)渗透性。煤储层的渗流能力是煤层中气体导流能力的反映，它关系到甲烷气体在煤中的赋存状态和开采抽放的难易程度。 30ppt课件 煤层气存

17、在于煤的双孔隙系统中，煤的双孔隙系统为基质孔隙和裂缝孔隙。 基质孔隙由孔隙大小来反映，是煤层气运移的通道； 裂缝孔隙又称为割理，其不仅是储气空间，同时它又可使基质孔隙连通，增强储层的渗透性。 煤层渗透率与煤的变质程度、煤岩组分和煤的灰分有密切关系。 中等变质的肥煤和焦煤，其渗透率最高 低变质的褐煤、长焰煤和气煤孔隙度大，渗透率次之； 中、高变质的瘦煤至无烟煤渗透率最低。 煤中惰质组含量越高、灰分越低，其渗透率越高。31ppt课件煤层气开采模式影响因素l(3)解吸能力。解吸能力的大小将直接影响煤层气的开采难易程度及采收率。 l饱和度越大，煤层气的运移潜势就越大，煤层气的排采潜势就越高。根据实验研

18、究表明，煤层气的吸附一解吸过程可近似看成可逆过程，因此，吸附时间越长，对煤层气的解吸越不利。煤层气是靠降压解吸的，临/储压力比越高，越不利于煤层气的解吸。 32ppt课件煤层气开采模式影响因素l (4)煤体结构。煤的坚固性系数和煤的破坏类型是煤体结构的综合反映。 l (5)地质条件。水动力活动频繁的地区，利于煤层气的运移和扩散，不利于煤层气的保存，也不利于煤层气的排水降压；构造复杂区域，将不利于煤层气进行地面钻采。 33ppt课件国外煤层气利用简况国外煤层气利用简况l煤层气作为气体能源家族三大成员之一，与天然气、天然气水合物的勘探开发一样，日益受到世界各国的重视。全球埋深浅于2000米的煤层气

19、资源约为240万亿立方米。美国是目前世界上煤层气商业化开发最成功的国家，从1983年到1995年的12年间，煤层气年产量从1.7亿立方米猛增至250亿立方米，2005年煤层气产量达到500亿立方米。预计2020年至2030年前后，燃气在世界能源结构中的比重将赶上和超过煤炭和石油。 34ppt课件国外煤层气利用简况国外煤层气利用简况l美国是全球煤层气第一生产国，煤层气产量为 500 亿立方米左右，占全部天然气产量（包含煤层气）的8-10，而我国煤层气产量仅为美国的十分之一。 35ppt课件中国煤层气产业发展现状及前景中国煤层气产业发展现状及前景l中国地面煤层气开发从无到有，2005年实现了零的突

20、破。l2006年，中国将煤层气开发列入了“十一五”能源发展规划，并制定了具体的实施措施，煤层气产业化发展迎来了利好的发展契机。l2007年以来，政府又相继出台了打破专营权、税收优惠、财政补贴等多项扶持政策，鼓励煤层气的开发利用，我国煤层气产业发展迅速，产业化雏形渐显。 36ppt课件中国煤层气产业发展现状及前景中国煤层气产业发展现状及前景l 2007年，全国瓦斯抽采47.35亿立方米，利用14.46亿立方米。其中井下煤矿瓦斯抽采量44亿立方米，完成规划目标的127%。形成地面煤层气产能10亿立方米，是2006年的2倍。地面煤层气产量3.3亿立方米，比2006年增加1倍多。20052007年，全

21、国共钻井约1700口，占历年累计钻井总数的85%。 37ppt课件中国煤层气产业发展现状及前景中国煤层气产业发展现状及前景l截至2007年底，国内探明煤层气地质储量1340亿立方米，煤层气年商业产量不足4亿立方米。l2007年3.2亿立方米，2008年突破5亿立方米。截至2008年底，共钻探各类煤层气井约3400口，形成地面煤层气产能约20亿立方米。2008年中国煤矿瓦斯抽采量达到55亿立方米，淮南、阳泉、水城、松藻、宁煤等10个重点煤矿企业瓦斯抽采量均超过1亿立方米。38ppt课件中国煤层气产业发展现状及前景中国煤层气产业发展现状及前景l随着国际金融危机的蔓延，中国宏观经济增速趋缓。在新一轮

22、大规模投资推动下，新能源产业借势崛起，中国煤层气产业迎来发展机遇。2009年国内19个产煤省市累计煤矿瓦斯抽采64.5亿立方米，利用19.3亿立方米，超额完成了全年煤矿瓦斯抽采利用目标。全年地面煤层气产量10.1亿立方米，利用量5.8亿立方米，同比增长102%和57%。 39ppt课件中国煤层气产业发展现状及前景中国煤层气产业发展现状及前景l09 年中石油计划投入 30 亿元开发煤层气，中联煤层气则已经投入了 20 亿元，而在之前的 12 年里中联煤层气仅投入了不足 3 亿元。 l我国已经圈出了15个抽采利用煤层气的矿区、5条煤层气长输管道路线，在财税政策上国家也将给予煤层气生产企业更多扶持。

23、 40ppt课件中国煤层气产业发展现状及前景中国煤层气产业发展现状及前景l根据煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十一五”规划，到2010年，新增煤层气探明地质储量3000亿立方米；煤层气、煤矿瓦斯抽采量100亿立方米；建设煤层气输气管道10条，设计总输气能力65亿立方米；重点建设沁水盆地、鄂尔多斯盆地东源两大煤层气产区。41ppt课件中国煤层气产业发展现状及前景中国煤层气产业发展现状及前景l政府采取相关激励扶持政策，强力推进煤层气抽采利用，2010年我国煤层气民用用户可达200万户以上，煤层气发电装机容量150万千瓦以上。到2015年，国内将建成36个煤层气抽采利用亿方级矿区，充分利用煤层气资源，有

24、效保护大气环境。 42ppt课件中国煤层气产业发展现状及前景中国煤层气产业发展现状及前景l专家预测，2010年我国燃气缺口将达300亿立方米；2020年将达到1000亿立方米。在中国目前的一次性能源消费结构中，煤炭约占74.6%，石油占17.6%，天然气仅占2%，远低于23%的世界平均水平。随着终端能源需求逐步向优质高效洁净能源转化，天然气的需求迅速增长。开发利用煤层气可将燃气在能源消费构成中的比重在2010年提高到10%。 43ppt课件中国煤层气产业发展现状及前景中国煤层气产业发展现状及前景l2011年、年、2020的煤层气利用量要达到的煤层气利用量要达到80亿立方米和亿立方米和240亿立方米。亿立方米。 l确定两个新建的煤层气产业化基地确定两个新建的煤层气产业化基地山山西沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地西沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地 。l圈出了15个抽采利用煤层气的矿区、5条煤层气长输管道路线，在财税政策上国家也将给予煤层气生产企业更多扶持。 44ppt课件中石油目前开发现状中石油目前开发现状 l2008年11月，中国石油与“联姻”多年的中煤正式分手；同时注册资本10亿元的中石油煤层气有限责任公司(中油煤层气)宣告成立。 l2009年公司用于煤层气开发的投资达到30亿元，开发主要集中在山西晋城的沁水盆地、陕西省韩城市、山西林峰地区和山西黄河边三角地区等四个重点地区。 45ppt课件