中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)與利用

前言

　　《中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)與利用》一書(shū)，是在全國(guó)油氣資源戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查與評(píng)價(jià)項(xiàng)目“中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)利用前景研究”成果的基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成的，全書(shū)共分七章。第一章，國(guó)內(nèi)外煤層氣勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)展及啟示，在詳細(xì)敘述國(guó)內(nèi)外煤層氣勘探開(kāi)發(fā)情況的基礎(chǔ)上，對(duì)國(guó)內(nèi)外煤層氣地質(zhì)條件進(jìn)行了對(duì)比，并總結(jié)提出了我國(guó)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)上存在的問(wèn)題；第二章，中國(guó)主要含煤盆地煤層含氣特征，除系統(tǒng)論述煤層含氣特征外，全面分析了我國(guó)煤層氣資源潛力及其分布特征；第三章，中國(guó)煤層氣地質(zhì)選區(qū)與目標(biāo)評(píng)價(jià)，主要論述了煤層氣成藏特征及高產(chǎn)富集基本條件、煤層氣目標(biāo)區(qū)評(píng)價(jià)體系及方法和我國(guó)煤層氣地質(zhì)選區(qū)；第四章，中國(guó)重點(diǎn)含煤盆地及礦區(qū)煤層氣有利目標(biāo)評(píng)價(jià)，分別對(duì)我國(guó)14個(gè)重點(diǎn)含煤盆地煤層氣成藏基本地質(zhì)條件進(jìn)行了分析，并進(jìn)行了有利勘探目標(biāo)區(qū)優(yōu)選；第五章，沁水煤層氣田開(kāi)發(fā)試驗(yàn)，總結(jié)了氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)方案和工程技術(shù)，對(duì)氣田開(kāi)發(fā)效益和前景進(jìn)行了分析；第六章，煤層氣開(kāi)發(fā)工藝技術(shù)研究，分別對(duì)煤礦井下瓦斯抽采技術(shù)和煤層氣地面開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行了全面系統(tǒng)總結(jié)；第七章，中國(guó)煤層氣利用潛力和綜合利用市場(chǎng)前景分析，分中部、西部、東部、南部四大區(qū)進(jìn)行了詳盡論述，并于最后提出了加速我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議?！　　吨袊?guó)煤層氣開(kāi)發(fā)與利用》一書(shū)，為“中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)利用前景研究”項(xiàng)目參加單位和人員集體勞動(dòng)的成果。全書(shū)由李五忠、趙慶波、吳國(guó)干、張大偉、喬德武等主編。參加者有姜文利、李安啟、王一兵、孫斌、田文廣、鮑清英、張繼東、李貴中、王憲花、王勃、高穎、趙玉紅、陳剛、孫欽平、陳振宏、楊焦生、陳艷鵬、張義、鄧澤、楊泳、劉萍等。　　本書(shū)是在國(guó)土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心的指導(dǎo)下完成的，全國(guó)油氣戰(zhàn)略選區(qū)項(xiàng)目專(zhuān)家組任紀(jì)舜院士、李思田教授、張抗教授等專(zhuān)家多次對(duì)項(xiàng)目成果進(jìn)行悉心指導(dǎo)；中國(guó)石油天然氣股份有限公司勘探與生產(chǎn)分公司對(duì)戰(zhàn)略選區(qū)項(xiàng)目極為重視，戰(zhàn)略選區(qū)項(xiàng)目專(zhuān)家咨詢(xún)組高瑞祺教授、查全衡教授、趙化昆教授、宋建國(guó)教授、劉雯林教授、顧家裕教授等多次聽(tīng)取項(xiàng)目匯報(bào)，并給予具體指導(dǎo)；在成書(shū)過(guò)程中得到了戚厚發(fā)教授的指導(dǎo)和幫助；中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（徐州）、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）、中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司、煤炭科學(xué)研究總院西安分院等單位協(xié)作完成的重點(diǎn)目標(biāo)和煤礦區(qū)煤層氣評(píng)價(jià)等工作，為本書(shū)提供了大量寶貴的資料。在此，謹(jǐn)對(duì)上述單位和個(gè)人表示衷心的感謝。

內(nèi)容概要

本書(shū)在詳細(xì)敘述國(guó)內(nèi)外煤層氣勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)展的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)論述了我國(guó)煤層含氣特征，全面分析了我國(guó)煤層氣的資源潛力、分布特征、地質(zhì)選區(qū)與目標(biāo)評(píng)價(jià)，并對(duì)沁水煤層氣田的開(kāi)發(fā)試驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，指出了適合我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)的工藝技術(shù)。      本書(shū)可供從事煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的技術(shù)人員使用，也可供從事煤層氣項(xiàng)目管理者參考。

書(shū)籍目錄

第一章 國(guó)內(nèi)外煤層氣勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)展及啟示　第一節(jié) 國(guó)外煤層氣勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)展及啟示　第二節(jié) 國(guó)內(nèi)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)展　第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外煤層氣地質(zhì)條件的對(duì)比　第四節(jié) 中國(guó)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)存在的主要問(wèn)題第二章 中國(guó)主要含煤盆地煤層氣含氣特征　第一節(jié) 中國(guó)煤層的含氣性特點(diǎn)　第二節(jié) 煤層含氣性宏觀(guān)分布規(guī)律　第三節(jié) 中國(guó)煤層氣資源分布第三章 中國(guó)煤層氣地質(zhì)選區(qū)與目標(biāo)評(píng)價(jià)　第一節(jié) 煤層氣成藏特征及高產(chǎn)富集基本條件　第二節(jié) 煤層氣選區(qū)和目標(biāo)評(píng)價(jià)原則與程序　第三節(jié) 煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)的重要參數(shù)分類(lèi)　第四節(jié) 中國(guó)煤層氣目標(biāo)區(qū)評(píng)價(jià)體系及方法第四章 中國(guó)重點(diǎn)含煤盆地及礦區(qū)煤層氣有利目標(biāo)評(píng)價(jià)　第一節(jié) 沁水盆地南部晉城地區(qū)煤層氣目標(biāo)評(píng)價(jià)　第二節(jié) 鄂爾多斯盆地東南緣吉縣一韓城地區(qū)煤層氣目標(biāo)評(píng)價(jià)　第三節(jié) 鄂爾多斯盆地東北部神木地區(qū)煤層氣目標(biāo)評(píng)價(jià)　第四節(jié) 鄂爾多斯盆地西部橫山堡地區(qū)煤層氣目標(biāo)評(píng)價(jià)　第五節(jié) 寧武盆地煤層氣目標(biāo)評(píng)價(jià)　第六節(jié) 六盤(pán)水地區(qū)煤層氣目標(biāo)評(píng)價(jià)　第七節(jié) 其他地區(qū)煤層氣目標(biāo)評(píng)價(jià)　第八節(jié) 中國(guó)重點(diǎn)煤礦區(qū)煤層氣目標(biāo)評(píng)價(jià)第五章 沁水煤層氣田開(kāi)發(fā)試驗(yàn)　第一節(jié) 沁水煤層氣田概況　第二節(jié) 沁水煤層氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)方案　第三節(jié) 沁水煤層氣田開(kāi)發(fā)鉆井方案　第四節(jié) 沁水煤層氣田采氣工程方案　第五節(jié) 沁水煤層氣田開(kāi)發(fā)地面方案第六章 煤層氣開(kāi)發(fā)工藝技術(shù)研究　第一節(jié) 煤礦井下煤層氣（瓦斯）抽采技術(shù)　第二節(jié) 煤礦區(qū)煤層氣綜合性開(kāi)發(fā)模式　第三節(jié) 煤層氣地面開(kāi)發(fā)技術(shù)第七章 中國(guó)煤層氣利用潛力和綜合利用市場(chǎng)前景分析　第一節(jié) 煤層氣的主要用途　第二節(jié) 中國(guó)煤礦井下抽采瓦斯利用技術(shù)及利用潛力分析　第三節(jié) 中國(guó)各地區(qū)煤層氣利用潛力分析　第四節(jié) 中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)利用前景中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)　第五節(jié) 加速中國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的政策建議參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第六章　煤層氣開(kāi)發(fā)工藝技術(shù)研究　　第三節(jié)　煤層氣地面開(kāi)發(fā)技術(shù)　　縱觀(guān)國(guó)內(nèi)外煤層氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展歷程，煤層氣開(kāi)發(fā)領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展，已從最初中煤階氣肥煤逐步擴(kuò)展到低煤階褐煤和高煤階貧煤、無(wú)煙煤；煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)也相應(yīng)不斷發(fā)展，初步形成了針對(duì)不同地質(zhì)條件下的多種煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)系列，主要包括：①中低煤階高滲區(qū)空氣鉆井裸眼／洞穴完井開(kāi)采煤層氣技術(shù)系列，對(duì)于此類(lèi)高滲煤層的煤層氣開(kāi)采，不需壓裂改造，可對(duì)煤層段裸眼下篩管完井或采用洞穴完井方式，采用空氣鉆井，既可提高鉆速，又可有效減小煤層污染；②中高煤階中滲區(qū)大井組直井壓裂開(kāi)采煤層氣技術(shù)系列，采用套管射孔加砂壓裂提高單井產(chǎn)量，其技術(shù)關(guān)鍵是鉆大井組壓裂，長(zhǎng)期、連續(xù)抽排，實(shí)現(xiàn)大面積降壓；③中高煤階多分支水平井開(kāi)采煤層氣技術(shù)系列，主要適用于機(jī)械強(qiáng)度高、井壁穩(wěn)定的中高煤階含煤區(qū)，通過(guò)鉆多分支井增加煤層裸露面積，溝通天然割理、裂隙，提高單井產(chǎn)量和采收率?！　∵@三種煤層氣開(kāi)采技術(shù)系列中主要包括以下具體技術(shù)?！　∫?、煤層氣空氣鉆井技術(shù)　　空氣鉆井的主要優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)欠平衡鉆井，煤層損害小、鉆速快、鉆井周期短，綜合鉆井成本低。但空氣鉆井也存在局限性，并不是任何地層都適用。由于空氣不能攜帶保持井眼穩(wěn)定的添加劑，所以不能直接用空氣鉆穿不穩(wěn)定地層。當(dāng)鉆遇含水層時(shí)，巖屑及更細(xì)的粉塵會(huì)變?yōu)槎稳Ｓ捎谝后w在環(huán)空中出現(xiàn)，會(huì)潤(rùn)濕水敏性頁(yè)巖，這會(huì)導(dǎo)致井塌而卡鉆。而且濕巖屑會(huì)粘附在一起在鉆桿外壁上形成泥餅環(huán)，不能被空氣從環(huán)空中帶上來(lái)，當(dāng)填充環(huán)空時(shí)，阻止了空氣流動(dòng)并產(chǎn)生卡鉆。而且隨著這些間歇的空氣大段塞沿著井眼向上運(yùn)移，它們會(huì)堵塞地面設(shè)備并且對(duì)井壁產(chǎn)生不穩(wěn)定性效應(yīng)。因此，空氣鉆井的關(guān)鍵在于保持井壁的穩(wěn)定性?！　。ㄒ唬┚诜€(wěn)定性要求　　在鉆井過(guò)程中，鉆井液密度控制在坍塌壓力與破裂壓力之間，才能保持井壁穩(wěn)定。如果空氣鉆井不能保證井壁穩(wěn)定性，可采用大功率增壓機(jī)對(duì)進(jìn)入井筒的空氣或泡沫加壓，保持環(huán)空氣柱對(duì)井壁的壓力，保持井壁的穩(wěn)定?！　。ǘ┛諝忏@井鉆頭優(yōu)選　　由于空氣鉆井時(shí)井內(nèi)無(wú)液體，鉆頭在井底工作時(shí)與地層摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱，如果熱量過(guò)高，就會(huì)導(dǎo)致牙輪鉆頭的軸承密封失效，對(duì)金剛石鉆頭則會(huì)燒壞牙齒。因此，在空氣鉆井過(guò)程中必須保證鉆頭在鉆進(jìn)時(shí)得到充分冷卻，才能正常鉆進(jìn)。在空氣鉆井過(guò)程中，鉆頭冷卻主要通過(guò)兩種途徑，一是高速氣體在流動(dòng)中進(jìn)行熱交換；二是壓縮氣體通過(guò)鉆頭噴嘴時(shí)產(chǎn)生“焦耳一湯姆遜”降溫效應(yīng)（即壓縮氣體在膨脹過(guò)程中會(huì)吸熱而產(chǎn)生降溫效應(yīng)）。鉆頭的冷卻與注氣排量成正比關(guān)系，高速流動(dòng)的氣體將摩擦熱及時(shí)帶走使鉆頭冷卻。

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