煤层气勘探方法(2勘探)方案.ppt
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1、煤层气勘探方法与技术煤层气勘探方法与技术吴吴 建建 光光中联煤层气有限责任公司中联煤层气有限责任公司20082008年年1111月月 CHINA CBM中中联联大大 纲纲n1 前言前言n2煤层气勘探开发原则与阶段划分煤层气勘探开发原则与阶段划分n3 煤层气主要储层参数测试煤层气主要储层参数测试 n4 煤层气钻井技术煤层气钻井技术n5 煤层气物探技术煤层气物探技术 n6 煤层气固井技术煤层气固井技术n7 煤层气完井与增产技术煤层气完井与增产技术n8 煤层气排采技术煤层气排采技术n9 煤层气田集输工程煤层气田集输工程 CHINA CBM中中联联 2 煤层气勘探开发原则与阶段划分煤层气勘探开发原则与
2、阶段划分煤层气与常规天然气的不同点煤层气与常规天然气的不同点不同点不同点常规天然气常规天然气煤层气煤层气生源条件生源条件低等生物(但煤成气与煤层气同源)低等生物(但煤成气与煤层气同源)高等植物高等植物储集条件储集条件储集形式储集形式运移后成藏的圈闭气运移后成藏的圈闭气自生自储的吸附气自生自储的吸附气储层储层岩性岩性砂岩、灰岩砂岩、灰岩煤层煤层渗透性渗透性渗透性高渗透性高渗透性低渗透性低孔隙结构孔隙结构孔隙或溶洞孔隙或溶洞-单孔隙单孔隙基质微孔隙和裂隙基质微孔隙和裂隙-双孔隙双孔隙比表面积比表面积1.51.510104 4m m2 2/m/m3 37-307-3010107 7 m m2 2/m
3、/m3 3储层压力储层压力高压高压低压低压勘探方式勘探方式找构造,找圈闭,试气找构造,找圈闭,试气有煤田勘探基础,需要长时间排采试验有煤田勘探基础,需要长时间排采试验开采方式开采方式开发方式开发方式整体或分区整体或分区滚动勘探开发滚动勘探开发产出方式产出方式自喷,可以关井自喷,可以关井排水降压采气,连续开采,不能关井排水降压采气,连续开采,不能关井井距井距大,避免井间干扰大,避免井间干扰小,需要井间干扰小,需要井间干扰开采深度开采深度深度较大,或只要承压深浅不限深度较大,或只要承压深浅不限较浅,一般较浅,一般300-1000m300-1000m单井产量单井产量高高低低增产改造增产改造一般不需增
4、产改造一般不需增产改造垂直井必须改造垂直井必须改造气井服务年限气井服务年限7-87-8年年2020年年井口压力井口压力高高低低集输处理集输处理气水分离与水处理气水分离与水处理不用不用专门装置专门装置首站加压首站加压不用不用建加压站建加压站 CHINA CBM中中联联煤层气勘探开发的目的、任务?煤层气勘探开发的目的、任务?CHINA CBM中中联联1、查明煤层气资源量、查明煤层气资源量/储量;储量;2、为煤层气田开发提供依据;、为煤层气田开发提供依据;3、为煤层气矿权转让、证卷交易等商业性活、为煤层气矿权转让、证卷交易等商业性活动提供依据。动提供依据。2.1 2.1 煤层气勘探开发的目的、任务煤
5、层气勘探开发的目的、任务 CHINA CBM中中联联1、充分反映煤层气的特殊地质规律;、充分反映煤层气的特殊地质规律;2、有利于中国煤层气产业的成长和发展;、有利于中国煤层气产业的成长和发展;3、科学性、实用性和可操作性。、科学性、实用性和可操作性。2.2 2.2 煤层气勘探开发原则煤层气勘探开发原则 CHINA CBM中中联联煤储层的特点决定了煤层气的勘探开发难于划分明煤储层的特点决定了煤层气的勘探开发难于划分明显的阶段,最适合进行滚动勘探开发。显的阶段,最适合进行滚动勘探开发。根据近年来煤层气勘探开发经验,划分为三个阶段:根据近年来煤层气勘探开发经验,划分为三个阶段:煤层气资源评价与选区煤
6、层气资源评价与选区 煤层气勘查煤层气勘查区域勘探、预探、详探区域勘探、预探、详探 煤层气开发煤层气开发2.3 煤层气勘探开发的阶段划分煤层气勘探开发的阶段划分 CHINA CBM中中联联2.3.1 阶段划分阶段划分2.3 煤层气勘探开发的阶段划分煤层气勘探开发的阶段划分 CHINA CBM中中联联1 1、煤层气区域勘探阶段、煤层气区域勘探阶段煤层气区域勘探阶段是指从优选出的勘查目标区准备钻煤层煤层气区域勘探阶段是指从优选出的勘查目标区准备钻煤层 气参数井开始,到获取煤层气储层参数的全过程。气参数井开始,到获取煤层气储层参数的全过程。2 2、煤层气预探阶段煤层气预探阶段煤层气预探阶段是指从煤层气
7、区域勘探获得煤层气储层参数煤层气预探阶段是指从煤层气区域勘探获得煤层气储层参数开始,进一步优选煤层气参数井,进行压裂、单井排水采气试开始,进一步优选煤层气参数井,进行压裂、单井排水采气试验等工作,直到获得单井煤层气工业气流的全过程。验等工作,直到获得单井煤层气工业气流的全过程。3 3、煤层气详探阶段、煤层气详探阶段煤层气详探阶段是指从煤层气预探阶段获得单井煤层气工业煤层气详探阶段是指从煤层气预探阶段获得单井煤层气工业气流开始,进行井组生产试验,获得井组气产量、水产量、气气流开始,进行井组生产试验,获得井组气产量、水产量、气井压力等可靠生产数据,全部或大部探明勘探目标区的全过程。井压力等可靠生产
8、数据,全部或大部探明勘探目标区的全过程。2.3.2 煤层气勘查煤层气勘查各阶段的划分及其定义各阶段的划分及其定义2.3.3 煤层气勘查方法及步骤煤层气勘查方法及步骤煤层气田勘查要遵循:区域勘探煤层气田勘查要遵循:区域勘探预查预查详查三个阶段详查三个阶段阶段阶段作业任务作业任务目目 的的1 1参数井评价参数井评价确定目标区资源和潜力确定目标区资源和潜力确定钻井确定储层参数确定钻井确定储层参数2 2单井排采试验单井排采试验确定煤层气井生产潜力确定煤层气井生产潜力3 3井组排采试验井组排采试验确定煤层气目标区确定煤层气目标区勘查阶段的作业任务和目的勘查阶段的作业任务和目的2.3 煤层气勘探开发的阶段
9、划分煤层气勘探开发的阶段划分 CHINA CBM中中联联1 根据已有资料,优选参数井井位;根据已有资料,优选参数井井位;2 物、化探普查工作,编制勘查部署方案;物、化探普查工作,编制勘查部署方案;3 钻井、地质设计、工程施工设计和煤层取芯设计;钻井、地质设计、工程施工设计和煤层取芯设计;4 钻井:钻井:获取地层及煤层层序、深度、厚度数据;进行地质录井和气测录获取地层及煤层层序、深度、厚度数据;进行地质录井和气测录井;煤层及其顶、底板取芯;井;煤层及其顶、底板取芯;5 取芯:取芯:按设计技术要求选用绳索式半合管取芯工具,煤层取芯率要求见按设计技术要求选用绳索式半合管取芯工具,煤层取芯率要求见DZ
10、/T 02162002;6 测井:测井:获取地层和煤层的深度及厚度参数;检查固井质量;获取地层和煤层的深度及厚度参数;检查固井质量;7 试井试井:应进行注入:应进行注入/压降法试井;压降法试井;8 煤的化验分析方法见煤的化验分析方法见GB 21291;煤层含气量测定方法见;煤层含气量测定方法见GB/T 195592004;煤的等温吸附试验方法见;煤的等温吸附试验方法见GB/T 195602004;9 根据地质参数优选煤层气井,进行压裂和单井排采;根据地质参数优选煤层气井,进行压裂和单井排采;10 根据煤层气井连续试采情况,确定下一步试验井组的部署;根据煤层气井连续试采情况,确定下一步试验井组的
11、部署;11 按照规范要求,计算地质储量和相应的可采储量;按照规范要求,计算地质储量和相应的可采储量;12 煤储层数值模拟,进行煤层气开发规模和潜力量化评价。煤储层数值模拟,进行煤层气开发规模和潜力量化评价。2.3.3 煤层气勘查方法及步骤煤层气勘查方法及步骤 CHINA CBM中中联联2.3 煤层气勘探开发的阶段划分煤层气勘探开发的阶段划分2.3.4 煤层气地质评价理论与技术煤层气地质评价理论与技术 1、资源评价与选区阶段的地质评价、资源评价与选区阶段的地质评价调查地下煤层气资源赋存条件、赋存数量,优选评价研究潜在调查地下煤层气资源赋存条件、赋存数量,优选评价研究潜在 的勘查区,部署参数井位的
12、勘查区,部署参数井位选区、布井选区、布井 CHINA CBM中中联联1 查明勘查目标区的构造类型、构造要素、发育史及分布情况;评价勘查查明勘查目标区的构造类型、构造要素、发育史及分布情况;评价勘查工作区的构造复杂程度。工作区的构造复杂程度。2 查明勘查目标区可采煤层层位、层数、厚度和分布范围,评价煤层的稳查明勘查目标区可采煤层层位、层数、厚度和分布范围,评价煤层的稳定程度和连续性。定程度和连续性。3 查明勘查目标区煤层的含气性及其分布规律;确定煤层气风化带的分布查明勘查目标区煤层的含气性及其分布规律;确定煤层气风化带的分布深度及范围。深度及范围。4 查明勘查目标区各主煤层的储层特征(如:孔隙度
13、、渗透率、储层压力、查明勘查目标区各主煤层的储层特征(如:孔隙度、渗透率、储层压力、地应力、储层温度等),等温吸附特征,及其影响因素。地应力、储层温度等),等温吸附特征,及其影响因素。5 查明勘查目标区煤岩、煤质特征。煤芯宏观特征。煤层顶底板岩性、孔查明勘查目标区煤岩、煤质特征。煤芯宏观特征。煤层顶底板岩性、孔隙度、渗透率、力学性质。隙度、渗透率、力学性质。6 查明煤层水、煤层气的性质、组成成分及其分布情况。查明煤层水、煤层气的性质、组成成分及其分布情况。7 进行井组和进行井组和/或单井排采试验,确定煤层气井的产能情况,煤层气开发的或单井排采试验,确定煤层气井的产能情况,煤层气开发的可行性。可
14、行性。8 计算煤层气储量(见计算煤层气储量(见DZ/T 02162002)。)。9 运用煤储层数值模拟技术,进行井组优化、产能预测、采收率预测;对运用煤储层数值模拟技术,进行井组优化、产能预测、采收率预测;对煤层气开发规模和潜力进行量化评价。煤层气开发规模和潜力进行量化评价。2、勘查阶段的地质评价、勘查阶段的地质评价2.3.4 煤层气地质评价理论与技术煤层气地质评价理论与技术 CHINA CBM中中联联3、开发阶段的地质评价、开发阶段的地质评价勘查阶段的成果进行分析研究,同时运用储层模拟技术进行井网优勘查阶段的成果进行分析研究,同时运用储层模拟技术进行井网优化,对钻井、完井、增产方式、排采技术
15、及地面建设方案等选择;化,对钻井、完井、增产方式、排采技术及地面建设方案等选择;对煤层气田的开发进行经济、技术可行性分析;对煤层气田的开发进行经济、技术可行性分析;编制煤层气田开发编制煤层气田开发方案。方案。2.3.4 煤层气地质评价理论与技术煤层气地质评价理论与技术 CHINA CBM中中联联通过连续排采作业,建立气水产量与压力和时间的对应关系;通过连续排采作业,建立气水产量与压力和时间的对应关系;形成井间干扰,建立产能曲线,了解储层裂隙发育情况和渗形成井间干扰,建立产能曲线,了解储层裂隙发育情况和渗透率的各向异性;透率的各向异性;运用储层模拟技术进行井网优化和钻井、完井及增产方式选运用储层
16、模拟技术进行井网优化和钻井、完井及增产方式选择;择;开发经济、技术可行性分析。开发经济、技术可行性分析。综上所述,煤层气地质评价理论与技术发展,完善了煤层气综上所述,煤层气地质评价理论与技术发展,完善了煤层气富集形式和产出机理,建立了野外测试和室内分析方法和技术富集形式和产出机理,建立了野外测试和室内分析方法和技术体系,建立煤层气战略选区体系,建立煤层气战略选区区域勘探区域勘探重点开发的勘探重点开发的勘探模式。模式。2.4 煤层气储量评价煤层气储量评价 根据现行根据现行煤层气资源煤层气资源/储量规范储量规范(DZ/T02162002)要求:要求:n1、从地质、经济、技术和资源等方面,对煤层气储
17、量可靠、从地质、经济、技术和资源等方面,对煤层气储量可靠性和开发可行性作出评价;性和开发可行性作出评价;n2、对储量规模、资源丰度、埋藏深度、储层物性等作出评、对储量规模、资源丰度、埋藏深度、储层物性等作出评价分类。价分类。CHINA CBM中中联联2.4 煤层气储量评价煤层气储量评价 CHINA CBM中中联联累计累计产量产量已开发已开发待开发待开发 剩余经济剩余经济可采储量可采储量经济可采储量经济可采储量 原始可采储量原始可采储量 地质储量地质储量资源量资源量煤层气总资源量煤层气总资源量煤层气资源:煤层气资源:是指以地下煤层为储集层且具是指以地下煤层为储集层且具有经济意义的煤层气富集体。其
18、数量表述分有经济意义的煤层气富集体。其数量表述分为为资源量资源量和和储量储量。2.4 煤层气储量评价煤层气储量评价 CHINA CBM中中联联煤层气资源量煤层气资源量 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。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。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。中的煤层气总量。煤层气地质储量煤层气地质储量2.4 煤层气储
19、量评价煤层气储量评价 CHINA CBM中中联联煤层气地质储量煤层气地质储量原始可采储量原始可采储量(简称(简称可采储量可采储量):是地质储量的可采部分。是指在现行的经济条件和政府法):是地质储量的可采部分。是指在现行的经济条件和政府法规允许的条件下,采用现有的技术,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏规允许的条件下,采用现有的技术,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可最终采出的煤层气数量。中可最终采出的煤层气数量。经济可采储量经济可采储量:原始可采储量中经济的部分。是指在现行的经济条件和政府法规:原始可采储量中经济的部分。是指在现行的经济条件和政府法规允许的条件允许的条件下,采用
20、现有的技术,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可以采出,下,采用现有的技术,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可以采出,并经过经济评价认为开采和销售活动具有经济效益的那部分煤层气储量。经济可采并经过经济评价认为开采和销售活动具有经济效益的那部分煤层气储量。经济可采储量是累计产量和剩余经济可采储量之和。储量是累计产量和剩余经济可采储量之和。剩余经济可采储量剩余经济可采储量:是指在现行的经济条件和政府法规:是指在现行的经济条件和政府法规允许的条件允许的条件下,采用现有的技术,从下,采用现有的技术,从指定的时间算起,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可以采出,并经指定的时间算
21、起,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可以采出,并经过经济评价认为开采和销售活动具有经济效益的那部分煤层气数量。过经济评价认为开采和销售活动具有经济效益的那部分煤层气数量。2.4 煤层气储量评价煤层气储量评价 CHINA CBM中中联联规程规程将煤层将煤层气勘探开发划分气勘探开发划分为为煤层气勘探煤层气勘探和和煤层气开发煤层气开发两个两个阶段,其中煤层阶段,其中煤层气勘探阶段又分气勘探阶段又分为为选区选区与与勘探勘探。2.4 煤层气储量评价煤层气储量评价 CHINA CBM中中联联经济的经济的次经济的次经济的内蕴经济的内蕴经济的预测的预测的控制的控制的探明的探明的2.4 煤层气储量评价
22、煤层气储量评价 CHINA CBM中中联联分分 类类经济的经济的:在当时的市场经济条件下,生产和销售煤层气在技术上可行、经济:在当时的市场经济条件下,生产和销售煤层气在技术上可行、经济上合理、地质上可靠并且整个经营活动能够满足投资回报的要求。上合理、地质上可靠并且整个经营活动能够满足投资回报的要求。次经济的次经济的:在当时的市场经济条件下,生产和销售煤层气活动暂时没有经济:在当时的市场经济条件下,生产和销售煤层气活动暂时没有经济效益,是不经济的,但在经济环境改变或政府给予扶持政策的条件效益,是不经济的,但在经济环境改变或政府给予扶持政策的条件下下,可以转变为经济的。可以转变为经济的。内蕴经济的
23、内蕴经济的:在当时的市场经济条件下,由于不确定因素多,尚无法判断生:在当时的市场经济条件下,由于不确定因素多,尚无法判断生产和销售煤层气是经济的还是不经济的,也包括当前尚无法判定经产和销售煤层气是经济的还是不经济的,也包括当前尚无法判定经济属性的部分。济属性的部分。2.4 煤层气储量评价煤层气储量评价 CHINA CBM中中联联分分 级级预测的预测的:初步认识了煤层气资源的分布规律,获得了煤层气藏中典型构造环境下的储层参数。因:初步认识了煤层气资源的分布规律,获得了煤层气藏中典型构造环境下的储层参数。因没有进行排采试验,仅有一些含煤性没有进行排采试验,仅有一些含煤性含气性参数井工程,大部分储层
24、参数条件是推测得含气性参数井工程,大部分储层参数条件是推测得到的,煤层气资源的可靠程度很低,储量的可信系数为到的,煤层气资源的可靠程度很低,储量的可信系数为 0.10.10.20.2。控制的控制的:基本查明了煤层气藏的地质特征和储层及其含气性的展布规律,开采技术条件基本得到:基本查明了煤层气藏的地质特征和储层及其含气性的展布规律,开采技术条件基本得到了控制,并通过单井试验和储层数值模拟了解了典型地质背景下煤层气地面钻井的单井产了控制,并通过单井试验和储层数值模拟了解了典型地质背景下煤层气地面钻井的单井产能情况。但由于参数井和生产试验井数量有限,不足以完全了解整个气藏计算范围内的气能情况。但由于
25、参数井和生产试验井数量有限,不足以完全了解整个气藏计算范围内的气体赋存条件和产气潜能,因此煤层气资源可靠程度不高,储量的可信系数为体赋存条件和产气潜能,因此煤层气资源可靠程度不高,储量的可信系数为 0.50.5左右。左右。探明的探明的:查明了煤层气藏的地质特征、储层及其含气性的展布规律和开采技术条件(包括储层物:查明了煤层气藏的地质特征、储层及其含气性的展布规律和开采技术条件(包括储层物性、压力系统和气体流动能力等);通过实施小井网和性、压力系统和气体流动能力等);通过实施小井网和/或单井煤层气试验或开发井网证或单井煤层气试验或开发井网证实了勘探范围内的煤层气资源及可采性。煤层气资源的可靠程度
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