现代地质学导论05.ppt

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1、现代地质学导论,韦重韬 教授 博士生导师 中国矿业大学资源学院,提纲,现代地质学导论 能源地质科学进展,二十一世纪能源展望 煤地质学发展与现状 中国煤层气资源及其勘探开发前景,能源地质科学进展,感谢秦勇教授提供多媒体资料！,中国煤层气资源及其勘探开发前景,煤层气勘探开发历史与现状 中国煤层气资源分布规律 煤层气勘探面临科学技术问题 中国勘探走向与前瞻性探索,我国21世纪面临的双重压力 优质能源严重短缺 生态环境急剧恶化 煤层气 储集于煤层中的天然气 资源量巨大且优质高效的洁净替代能源 勘探开发煤层气资源的“一举三得”之利 有利于改善我国能源结构 可有效缓解大气温室效应 从根本上防治煤矿瓦斯灾害

2、,煤层气勘探与开发利用意义,将煤层气作为天然气资源进行商业性开采，是世界油气工业史上的一个重要里程碑。 我国处于大规模商业化生产启动关键转折期。 20余年来，深化了对煤层气地质条件认识，勘探开发试验取得历史性突破，仍然面临着一系列问题需要思考。,如何将煤层气资源大国转型为生产强国,一 煤层气勘探开发历史与现状,1 美国煤层气产业发展史,Stage 1：资源与条件调查及勘探开发试验(1980) 两大盆地煤层气资源调查 第一口井(CAHN No.1井,1977)工业性气流 首批两个煤层气田投入开发 实施国家煤层甲烷计划 三个基本认识,全国平均煤层气可采率为15,Stage 2：成藏条件探索与产业化

3、启动(1981-1988) 1981年，形成煤层气商业性生产规模 1988年，年产突破10亿m3大关，圣胡安超过黑勇士 启动全面的煤层气成藏条件探索 控制产能六大地质因素 “排水降压解吸扩散渗流”过程认识上突破,Stage 3：研究深化拓展, 产业高速发展(1989) 成功地扩展开发试验盆地，进入高速增长期 北美洛基山造山带煤层气高产走廊 理论体系(双孔隙/中煤级优势/低渗极限/高煤级煤缺陷) 生物型或次生煤层气成藏，粉河盆地商业性开发,337亿,增势减缓,产量再次大幅度增长的基础： 2004年新增煤层气井5357口 2005年将新增4799口 11124口已取得施工许可,2004年底3300

4、余口（1735口已投入生产） 2004.12-2005.6，1600口井开钻，另1262口取得许可,2 加拿大煤层气勘探与开发,NEB(2003)预测: 2005，31亿m3 2012，207亿m3 2024，310亿m3,3 澳大利亚煤层气勘探与开发,产量：2004年12.85亿m3，78自昆士兰，该州31需求 2004年，进尺184000m，新增煤层气井277口 约80勘探开发集中在鲍温二叠纪盆地 趋势：低煤级侏罗纪盆地，第三纪褐煤盆地,4 中国煤层气商业化生产阶段已经到来,加拿大：历时23年(78-01)走完第一阶段，但仅3年跨越了第二阶段，目前步入第三阶段。 中国：第一阶段耗费22年(

5、81-02)，目前步入第二发展阶段(美国80年代初水平)。 全国煤层气资源及分布得出基本认识，成藏条件与机制探索在新层次展开，标志中国地质研究已从资源与基本条件调查阶段转入成藏作用探索阶段。 煤层气开发试验取得新突破，商业化生产已开始，标志着中国煤层气产业已从开发试验阶段转入商业化生产启动阶段。,“六五”期间： 全国瓦斯地质编图，首次获得全国资源量31.92万亿m3。 国家煤成气科技攻关, 全国资源量17.93万亿m3。,“七五”期间： 国家科技攻关，全国31-35万亿m3。 全国开发前景和富集条件初研。 开滦地面开发先期试验(86-87)。 联合国环保署资助，10口参数井(89-90)。,“

6、八五”期间： 国家科技攻关，柳林、大城排采试验的突破。 铁法、沈北、阜新等数口气井。 重点区条件、潜力与储模、选区、储层工程等丰富的研究成果。,“九五”期间： 新一轮全国资源评价，14.34万亿m3。 全国控气因素与规律系统研究。 全国选区研究。 六大勘探技术。 单井试验突破。 首批储量1023亿m3 低渗煤层气井。,地质研究： 论文总量明显减少。 储层物性成为主题。 成藏效应等深层次机理受到关注。,勘探实践： 少量的新区拓展。 大量老区复查与再评价。 进一步缩小勘探靶区。,排采试验： 多数地区未取得理想的生产试验效果。 开发基础与技术研究得到了较大发展。,开发基础与技术,地质与勘探,论文总数

7、,成藏条件与机制探索全面展开： 国家自然科学基金重点项目 国家重大基础研究计划（973） 成因、储层物性与吸附性、成藏作用与机理、探测理论与方法、开采基础与技术等取得全面进展。,勘开试验新突破，商业性能力初步形成： 晋城、阜新开始商业性供气。 开发试验不断新突破：大宁吉县、宁武高产气井，韩城、潘庄自喷井，美国奥瑞安公司大宁我国第一口水平羽状煤层气开发试验井(稳定日产2万m3)。,大宁吉县17口井： 吉试1井组正在抽排 最高日产气2847m3,中联公司韩城WL-004井压裂后自喷景像 2005.06.24,美国奥瑞安能源公司DNP-02井 中国第一口多分支煤层气水平开发井 超浅层地区欠压储层,蓝

8、焰公司、中联公司2005年在潘庄气田分别形成了151口井和53口井的规模性生产格局,蓝焰公司： 钻进151口 完井130口 排采88口 出气50口 平均单井日产气2000m3 自然放喷单井20000 m3以上,中国煤层气规模性商业化生产时代已经到来！,阜新刘家,二 中国煤层气资源分布,五大聚气区 29个聚气带 115个目标区,1 资源量区划分布,省区资源总量前十名：山西，贵州，陕西，甘肃，河南，河北，安徽，四川，云南，黑龙江。 大于1000亿m3：山西，河南，贵州，陕西，安徽，河北，辽宁，云南，新疆，宁夏，江西。,华北：66.63，14带，万亿以上沁水、鄂盆东、鄂盆西。 华南：28.79，10

9、带，万亿以上滇东黔西，川南黔北。,2、区带资源量级别分布,1，预测储量25%；2，预测储量10%25%；3，预测储量10%,1，预测储量25%；2，预测储量10%25%；3，预测储量10%,1，预测储量25%；2，预测储量10%25%；3，预测储量10%,3、目标区资源量深度分布,小于1500 m占总资源量比例：1，85%；2，60%85%；3，60%,小于1500 m占总资源量比例：1，85%；2，60%85%；3，60%,4、目标区资源量规模分布,1，1000亿m3；2，200亿1000亿m3；3，200亿m3,1，1000亿m3；2，200亿1000亿m3；3，200亿m3,三 煤层气勘

10、探面临科学技术问题,我们在未来几年中能否再次取得与加拿大相似的商业化生产进展？为了保持并增强目前的势头，我们还面临着哪些关键性难题或重大挑战？ 中国煤层气产业化时代的到来，为何比美国相同阶段延长了13年？如果是技术原因，应该吸取哪些经验教训？如果是地质条件原因，特殊性表现在哪些方面，目前是否充分认识其对开采所造成的困难？ 在近期和中期，勘探应从哪些方面促进产业发展？如何面对勘探实践提出的难题或挑战？我们的煤层气勘探今后将往什么方向发展？。,1 煤层气资源估算尚存重大基础问题未能解 决，可靠程度尚待进一步提高,美国地质调查所Johnson等(1998)：虽然洛基山地区煤层气勘探已有20余年，但在

11、钻井之前煤层气井生产特征仍然难以预测。 显然，在已步入煤层气商业化生产阶段今天，我们的勘探仍面临着一系列发展中的困难。发现问题，研究对策，进而解决问题，才是针对我国地质条件促进产业进一步发展的可行途径。,中国煤层气原地资源量历次评价结果(埋深2000m),全国平均煤层气可采率为26,三个基本认识： 基本上没有偏离杨力生教授“六五”预测结果(31.92万亿m3)的范畴，技术可采资源量不会超过14.34万亿m3。 评价对象、评价标准和资源分类方案没有统一，且几乎都没有包括褐煤盆地、深部和海域。 美国全国平均煤层气可采率15，而我们最新估算的全国平均可采率达到26？,两个根本目的： 有多少地质资源量

12、/储量和可采资源量？ 资源量或储量的地质分布规律如何？,三个重要基础： 准确理解煤层气在煤中赋存的状态 建立科学的含气量测试方法 准确估算枯竭压力下的残气率,第一 煤层气在煤中赋存形式是否仅局限于我们目前所认识的相态？,超量煤层气来自哪里？ 探采比：寺河井田1.6-2.2，潘三矿1.9。 矿井瓦斯突出量：突出煤体中煤层气资源量的几倍到上百倍；日本夕张新煤矿1981年10月16日突出煤量4000吨，突出瓦斯60万m3，平均吨煤150 m3/t。,潘三井田,煤大分子结构为何会随甲烷吸附/解吸过程发生变化？,煤中甲烷存在三种赋存态：游离，吸附，固溶态。 可能导致目前煤层气资源评价的不准确性：固溶态甲

13、烷以晶体形式存在于煤基质中，采用一般方法几乎不可能探测。 大胆设想：煤中相当一部分甲烷的赋存形式，是否可能类似于天然气水合物中的甲烷？,美国宾州大学Radovic等(1997)：CO2和CH4在室温下活化扩散作用的存在，使得目前对煤层含气量的测定成果不可能可靠或可信。,第二 传统吸附模型能否真实反映地层条件下煤层气的赋存状态？,活性炭对甲烷的超临界高压吸附,近年取得进展，形成生长点，但仍存某些基本问题。例：基本规律及控制因素？是否只受物理吸附力控制？地化和物化机理？采用现代化学和热力学理论与方法阐释？ 科学问题：煤吸附/结构耦合关系，动力学模型及机理。 作用和意义：为有利区带优选和发展煤层气开

14、采技术提供直接的科学依据。,荷兰，宾夕法尼亚系，焦煤，40,2 煤层气成藏地质条件与规律预测需要深化 中间尺度，拓展两极尺度,20余年来在成藏条件和作用方面取得诸多进展 为满足勘探的需要，还需要思考三个问题：,拓展大尺度空间煤层气成藏作用的研究，从“域”上把握煤层气成藏规律，为国家层面上勘探开发宏观部署和决策提供依据。,深化中尺度空间成藏作用的研究，从“盆”上把握煤层气有利区带展布规律和预测方法，为勘探部门确定目标区提供依据。,细化小尺度空间煤层气成藏作用研究，从“藏”上把握煤层气富集高渗特征，为开发部门布置钻孔甚至井网提供地质支持。,第一 拓展大尺度空间煤层气成藏作用研究，从“域”上把握成藏

15、规律，为国家层面上煤层气勘探开发的宏观部署和决策提供地质依据。,含煤盆地：K前陆盆地和E1-E2内陆盆地群。 90年代初，根据圣胡安、拉顿、皮森斯等少数盆地开采实践预测“走廊”煤层气开发巨大潜力。 多数盆地煤层气商业性生产规模是在90年代中后期才开始形成。,北美洛基山高产走廊预测 促进美加CBM工业高速发展,中亚巨型气聚集域提出为西北侏罗系煤成烃勘探做出巨大贡献,依据：煤成气生成理论，前苏联中亚地区发现一批煤成气田，气聚集域含气性统一性原则。 戴金星院士等（85-95）：新疆数个侏罗纪盆地煤成气远景可观，发现煤成气的可能性很大。 超前研究和科学预测，为西北勘探提供新领域、新目标、新层系，促使我

16、国侏罗系煤成气（烃）勘探进入高潮。,中国有无煤层气聚集域或“高产”走廊？,或停留于形态学或几何学层面上的分析对比 或局限于不结合具体区域地质背景条件的理论探讨,目前相对成功的勘探开发试验多集中在山西地块及其周边地区，它们是否受控于相似的地质背景或条件，是否存在统一的动力学机理？ 我国有无类似于洛基山造山带高产走廊或常规气中亚聚集域的“煤层气聚集域”，具有哪些地质表征，受控于什么样的成藏动力学条件和过程？ 认识这些规律对国家煤层气工业发展的宏观部署和决策具有哪些意义？,但是，前期关于区域控气规律和机制的研究很少上升到区域地质动力学的层次上来认识问题，也缺乏从系统论（如含气性统一性）的高度去总结规

17、律：,第二 深化中尺度空间煤层气成藏作用的研究，从“盆”上把握煤层气有利区带展布规律和实质，为勘探部门确定目标区提供地质依据。,例如：沁水盆地煤层气勘探经历,开发方面：中国第一个小井网产出气流，零的突破 高煤级煤区打出高产气井，突破国外传统认识 潘庄小井网8年排采试验,证明了其商业价值 大量新技术新工艺试验，关键实践基础。 勘探方面：发展和改进国外成熟技术 探测/评价/选区/钻井/完井/试井/排采 整套相对成熟的技术方法 可贵探索，积累了丰富经验。 理论方面：倍受关注、颇具中国特色大型煤层气盆地 大量的论认识和规律发现 中国煤层气地质勘探开发理论体系成长摇篮。,两个盆地这一过程历经10余年，取

18、得的经验是极其宝贵的，在中国煤层气产业发展史上值得浓墨重书：,非技术层面因素，如政府管理机制和体制、“眼见为实”的传统思维观念、产业部门与研究机构的有机结合等,认识在客观上存在由浅入深的过程,科学思维具有一定局限性,没有充分认识到从“盆”上把握煤层气有利区带展布规律的作用和重要性，导致“盲人摸象”，使我们的煤层气勘探开发试验绕了许多不必要的弯路，收获了许多深刻的教训。,然而，我们毕竟为今天令人振奋的局面等待了10年，原因何在？,第三 细化小尺度空间煤层气成藏作用的研究，从“藏”上把握煤层气富集高渗特征，为开发部门布置钻孔甚至井网提供地质支持。,盆内大部分地区在现有技术水平下难以开采。 换言之，

19、气“藏”往往只分布在盆内局限部位。 准确探测或预测藏位置及藏内高渗条件，成为控制煤层气开采成败的关键因素。,美国黑勇士盆地Deerlick Creek煤层气田,富气中心：串珠状组合成两个NNE向富气条带，与次级向斜一致，潘庄、大二、樊庄位于东部富气带。 与此对应，两条次级背斜带内煤层含气量相对较低。,采用煤岩学统计分析方法预测裂隙孔隙率和渗透性 基于应力渗透率关系建立煤储层渗透率预测模型 利用遥感和构造曲率分析方法预测渗透率 基于对地球物理探测响应建立煤质、煤层结构、储层物性、含气性等的统计模型 结合野外地质观察、声发射测试、遥感地质信息等间接技术建立煤层高渗区综合预测模型,这些技术的发展，无

20、疑为精确评价煤层气田富集高渗条件提供了快速经济的预测或探测方法,上述工作是取得实测数据后规律分析，我们希望的是在未动工程或少动工程的前提下能够预测：,3 煤层气地质选区成功率有待提高，有效理 论和方法尚待发展完善,商业性生产：晋城，阜新 仍在钻井或排采试验：大宁吉县，韩城，宁武，铁法，恩洪等 暂停或放弃：36个地区 地质选区成功率：16.67,施工地区数 煤层气井数,不恰当地借用了矿井瓦斯地质的经验，选择矿井瓦斯涌出量高的矿区进行勘探：,单因素及其叠加 地质描述，或综合表格,风险概率和 系统论 一票否决 递阶优选,基于成藏 动力学的 选区方法,认识深化过程： 单因素机械叠加多因素分级综合评价

21、地质表象罗列控气动力学条件分析,问题出在哪里？如果排除非选区技术层面上的原因，则选区理论和方法是否具有针对性和有效性？,基于成藏动力学分析的定量地质选区结果（沁水盆地）,4 提高地球物理探测精度，发展快速有效经 济的煤层气勘查关键技术,煤层气勘探与开发对地球物理探测的要求,有利区带优选 1)有利于成藏的盆地 2)盆内有利于成藏的构造部位 3)盆内有利于富集的水文地质条件,煤层气藏探测 1)气藏范围 2)内幕构造 3)内幕沉积结构 4)气藏各向异性 5)煤储层特性及其各项异性,煤储层探测 1)几何特征 2)煤层结构 3)煤质 4)煤层含气性 5)裂隙与渗透性 6)各向异性,在矿井煤与瓦斯突出预测

22、中应用,地面物探技术： 构造复杂程度的三维地震解析 突出异常应力带地震最小走时层析成像反演 地面钻孔物探技术： 地质雷达（煤岩界面和剪切破碎带） 构造煤分层的测井曲线判识 矿井物探技术： 红外辐射预测瓦斯突出（瓦斯解吸热效应） 电磁辐射预测瓦斯突出（煤体变形破坏过程） 声发射预测瓦斯突出（煤体变形阶段） 根据地电场变化规律预测瓦斯突出（瓦斯参数） 用脉冲超声波探测瓦斯突出煤体（突出煤体） 无线电波透视探测瓦斯突出煤体 矿井（坑道）地质雷达 槽波地震法（煤层破坏带和非连续构造） 利用微震技术预测矿井动力现象,遥感与地面地球物理技术,遥感技术：,在煤层气勘探与评价中的应用,鄂尔多斯盆地东南部（余华

23、琪等，2001） 大宁吉县地区,宜川黄龙地区 TM7 TM4 TM1波段组合图像,鄂尔多斯盆地东南地区裂缝系统,近南北向裂缝系统为主 其次为北西向裂缝系统 30多个环形构造,鄂尔多斯盆地东南地区裂缝统计等密度图,鄂尔多斯盆地东南地区煤层气高渗区预测图,黄龙河津以北高渗带,宜川以南中高渗带,吉县蒲县中高渗带,吉县以北大宁中高渗带,宜川一带中低渗带,乡宁以南中高渗带,三维地震（构造与岩性解释）技术：,构造和岩性信息微细变化在反射振幅上变化规律（多种地震属性对比、显示、解释手段）（彭苏萍等，2003）,利用三维可视化技术解释煤层气藏中断层和陷落柱,首张煤层气藏裂隙发育分布图（反演速度倾角分析）,精确

24、反演出煤储层厚度及其分布图，精度达95%以上,精确反演出煤储层顶板泥岩厚度及其分布,煤层反演伽玛剖面（Crossline200),反演出国内外首张煤储层宏观（岩性）结构剖面,首次精确反演出煤储层顶底板岩性地震剖面,煤层孔隙度： 地震反射瞬时频率 波阻抗,煤层含气量： 地震速度，地震频率,张延庆等，2002,煤层裂隙： 横波分裂（快,慢）,柳楣等，2002,地球物理测井技术,基本测井方法,辅助测井方法,煤储层测井评价技术（王敦则等，2003）,测井(视电阻率,人工伽马)与矿井煤层剖面观测对比 概率统计模型：K10（0.95-4.1）,煤层气地球物理综合评价技术,高声波时差、低密度、高中子、高电阻

25、率和低自然伽马，确定56, 57, 59, 61, 63, 64, 66 层为煤层。 分析V w , V a , V c 和V g的计算结果，,煤层水分含量5%左右，灰分含量20%左右，固定碳和挥发分的累计含量6080%。 含气量：61 ,63 层的含气量相对高于其它层，在这部分井段有很好的气显示。,董红等，2001,利用测井方法直接计算煤层含气量及评价煤层的煤质仍是难点。 低压、低渗、裂缝型煤层气储层的识别与评价属于世界性难题,目前尚无有效技术。 煤层普遍具有的高吸附性特点，给煤层气测井技术提出了新的难点。 提高物探仪器精度，是煤层气物探迫切要求。 处理解释方法技术基础理论的研究较为薄弱,这

26、是煤层气测井技术发展的瓶颈。,存在问题和解决方案（王敦则等，2003，补充）,存在问题,现有地球物理探测仪（如SKC3700数控测井仪）精度，往往难以满足分辨煤储层某些参数微小变化的需要。（数据引自高绪晨，2001）,补偿密度测井仪准确度，相当于含气量25m3/t引起的密度增量。,补偿中子测井仪准确度，相当于含气量16m3/t引起的中子孔隙度增量。,解决方案,根据煤层气及煤储层特点，加强煤层气测井基础理论及物探评价方法研究 建立煤储层物探综合评价体系，实现评价定量化。 研制适用于煤层气测井的专用仪器，引进新的先进测井方法，如核磁共振测井等。 加强测井技术和井间物探技术综合利用，开展煤储层参数(

27、孔隙度和渗透率等)的三维层析成像研究。 基于煤储层测井信息非线性特征，探索新的测井处理解释方法。 加强煤储层物探信息处理解释与评价软件的研制开发，使所软件具有更好的实用性和精确性。,5 高煤级煤层气开采可持续发展趋势尚不明 确，开发地质研究需高度重视,煤层气井持续稳定高产，地质条件上取决于煤储层的各类特性，其中对渗透性变化尤为敏感。,松藻矿区龙潭组7煤层，贫煤，据孙培德等（2000）数据编绘,是否适合于高煤级煤储层？,这些均是针对我国煤层气勘探开发特点所提出的新问题，关系到我国首批大规模商业性开发煤层气田的可持续发展。,高煤级煤储层渗透率随排采哪些表现特征？,实质或控制机理如何？,对煤层气生产

28、会造成哪些影响？,然而，上述工作毫无例外地针对的是中煤级（低中变质烟煤）储层？,煤层渗透率在降压采气过程中变化受两方面效应控制。 两种效应相对大小(综合作用)，控制渗透率变化特征。,前人认识实质上是整个系列中的个例。煤弹性能受到煤级控制，渗透率变化在中、高煤化阶段截然不同。 高煤级煤储层渗透率在排采过程中始终处于衰减状态。 煤级越高，这种衰减趋势越为明显。,6、正视煤层气开采诱发的环境保护问题，否 则可能影响产业的持续发展,环境问题与煤层气勘探密切相关，如： 煤层气中杂质气体（H2S、CO2等）的富集与分布 煤层气开采活动与水文系统的相互作用 二氧化碳注入的固流耦合与稳定性 煤层气开采与采煤地

29、质条件关系 回注的采出水与地层之间的水岩作用 煤层气和废弃液中有毒有害物质的转化迁移,我国煤层气商业化生产已经启动，环保问题需要提上议事日程：,四、中国勘探走向与前瞻性探索,选择原则，如：工作基础，资源规模，管线附近 下一步的煤层气勘探方向可从三个方面考虑：,煤层气勘探区块和目标严重不足：,已有前期基础目标区的扩展和再评价,重视低煤级煤储层含气性特殊性以指导煤层气勘探,新领域及新目标区的前期探索,1 已有前期基础地区的扩展与再评价,我国约4/5地区的勘探开发活动未能持续下去 技术层面上，原因可能在于几个方面：,勘探开发试验的时间较早，经验不足，当时的认识不一定深刻全面，如安阳、鹤壁、红阳等；

30、机构隶属关系改变或没有后续资金保障，勘探开发活动难以为继，如柳林、蒲县等； 经过一轮或几轮工作，证明目前的技术水平难以实现煤层气地面开采，如开滦、淮南、淮北、平顶山、荥巩、焦作、丰城、松藻、鹤岗等； 依据少量煤层气试井资料，认为潜力较差而暂时放弃，如峰峰、依兰、土哈等。,第一 加强成藏地质条件分析，注重沁水盆地煤层气开发潜力业已证实地区的外推拓展。,沁水盆地大型含气带 占全国煤层气资源总量22.88% 平均资源丰度1.46亿m3/km2 煤层气井2781口 两个商业性生产井网 安泽地区值得重视,煤层气保存条件较好，煤级和埋深适中，渗透性相对较好。,从基本地质条件来看：,主煤层埋深在地史中没有浅

31、过750m； 燕山中期虽可能发生盖层突破，但目前含气量在15-20m3/t； 储层压力正常或略微欠压状态。 根据应力渗透率数值模拟结果，主煤层渗透率在0.5md左右。 含气性相对较好，地层能量条件可能有利于煤层气的产出。,从数值模拟来看：,从成藏动力条件来看：,先从南缘布井然后往北推进,第二 注重分析前期勘探经验，重新认识具有构造煤发育背景地区的煤层气开发潜力。,构造煤发育背景下，存在煤层构造破坏适中而渗透率相对较高的地带：,新增产措施：电磁辐射，功率声波，钻孔微爆破预裂,存在采用某些接触或非接触式增产新方法的可能性：,高效经济开采： 针对构造煤碎软特性 加强对构造煤区域分布非均一性的预测 采

32、用某些新增产措施,可选地区： 淮南 黔西 荥巩东部 太行山东,2 重视低煤级煤储层含气性特殊性,低煤级煤盆地分布广泛： 含气量较低 单层厚度大 资源丰度高 渗透性相对较好 解吸扩散性能好,吐哈盆地：沙试2井 风化带：ca.500m 煤层埋深：689.83-782.67m 平均含气量：2.21m3/t（20个样品）,我国近年来某些低煤级盆地做过尝试，如吐哈、沈北、依兰等，得到初步认识。 少数参数井煤层含气量过低，勘探开发试验暂时放弃。,实际上，石油钻井中煤层的气测显示活跃，成分主为甲烷，暗示煤层气大量存在。,美国低煤级粉河盆地煤层气在上世纪90年代中期已得到成功开发,分析开采历史发现，生产后得到

33、含气量比勘探认识的高几倍。 高产能现象难以单独用煤吸附气含量解释，游离气可能由于取样不当丢失。 解吸中未能将所有气体测量出来是其一个重要原因。,如何客观认识低煤级煤层的含气性，是决定我国丰富的低煤级煤层气资源是否具有开发潜力的关键因素。,随煤层埋藏由浅入深，游离气在含气总量中比例显著增大，最高可达60%； 对于深部煤层，在气(水)饱和度相似条件下，游离气和水溶气的重要性增强，特别是游离气的意义增大； 深部煤储层游离气储集潜力大，可能构成了低煤级煤盆地煤层气储集的重要特殊性。,饱和度25,饱和度75,饱和度100,土哈、准噶尔盆地：,深部低煤级煤层中游离气比例较高，可能是造成实测含气量过低“假象

34、”的重要原因，有必要对该类煤层含气性特征重新认识和深入评价。 在低煤级盆地采用煤层气井保压取芯技术，以保证取样过程中游离气不会大量散失。 基于吸附/解吸原理含气量传统测试方法，可能不适合低煤级煤特点，有必要开发针对性测试新技术。 我国低煤级煤层气具有经济高效开采可能性，但似应更多地结合或吸收常规天然气开采的相关方法。 煤层中存在较大比例游离气，在布钻或井网时应更多地考虑常规天然气富集特点（如构造高点）。,鉴于上述分析，进一步得出如下认识：,3 新领域及新目标区的前期探索,陆上1500-2000m以下的盆地深部 广阔的近海海域,根据目前有限资料和认识推测，这两大类地区的煤层气资源相当丰富。 是我

35、国煤层气资源的重要组成部分。 及早关注其资源状况及其开发潜力，或与常规油气共采的可行性。 对保障国家能源安全具有长远意义，也是近期煤层气资源调查和勘探研究的一个重要探索方向。,我国煤层气勘探还有两大领域基本上没有涉及：,第一 深部煤层气资源潜力如何？能否实现地面开采或与常规油气共采？,盆地中心煤层气矿床(basin-centered deposit)：覆盖了洛基山绝大多数盆地深部广大地区，所有岩性的地层都被气所饱和。 美国煤层气开采最大深度已达2561m，但在当前技术条件下，具有商业价值煤层气井深一般不超过1500。 我国目前煤层气资源评价的埋深下限为2000m，生产试验深度没有超过1200m

36、。,我国中新生代含油气盆地373余个，盆地面积占我国国土面积的74%左右，其中多数大中型盆地均为煤油气共生盆地。 我国15002000m之间煤层气资源量占2000m以浅全国煤层气总资源量的35.44（叶建平等，1999）。 我国油气盆地绝大部分地区煤层气埋深1500m。 各类参数按下限取值，煤的视密度统一取1.3。,盆地深部煤层气资源量巨大：,两个盆地深部煤层气资源量7.47万亿m3。 鄂尔多斯盆地深部具有极高的煤层气资源丰度。,有无可能解放深部丰富的煤层气资源？,常规油气开发是一种非常有效的地层降压方式，卸压面积广，降压漏斗半径大，涉及层位多，这种大规模的卸压作用有可能为盆地内共生煤层气的解

37、吸产出创造更为经济高效的地质条件。 深部存在较高的流体压力、较致密的盖层岩性、相对滞流封闭的水动力等条件。这些条件的有利配置，可能有利于深部煤层气的保存。 同时，较高的地层能势和受热温度为开采过程中煤层气的解吸运移提供了有利条件，实质上有利于深部煤层气资源的开采。 较高地层压力，深部煤层与围岩间岩石力学特性差异加大，从而为选择性地改善煤储层裂隙系统提供了更大的可能性，是今后重点研究方向之一。,深部某些利于煤层气与常规油气开采地质条件：,地质条件、资源、成藏条件、开采工艺与技术方法 开展前期研究，论证深部煤层气与常规油气共采的可行性。,第二 近海海域是否具有煤层气资源潜力？有无必要论证其与常规油

38、气海上共采可行性？,21世纪是海洋的世纪！ 煤层气情况目前一无所知：,煤层气基本地质条件如何？ 资源量有多大及分布具有哪些规律？ 煤储层及成藏条件有哪些不同于大陆特殊性？ 是否具有探讨煤层气与常规油气海上共采可行性的实践价值？,这些从基本地质条件到勘探开发的一系列问题，只能靠海洋石油勘探资料概略分析。,聚煤期较多，煤层层数较多，煤厚变化大，煤级变化较大。,11.52万亿m3,7.91万亿m3,估算：四大聚煤带煤层气远景资源量11.52万亿m3。 类比：陆地常规天然气资源量与陆地2000m以浅煤层气基本相当，近海四大盆地常规天然气7.91万亿m3。 结果：7-11万亿m3之间。,选择1-2个构造聚煤带(如渤海)。 核查解释海洋石油勘探资料。 充分提取煤层气地质有关信息，如含煤地层分布范围、煤层厚度与结构、煤级、含气量、地层压力、裂隙发育特征等。 从已有钻孔煤芯或煤屑中采集煤样进行吸附解吸实验。 相对科学地估算煤层气资源的数量与分布特征。 初步评价其与常规油气共采远景。,煤层气勘探是否应有所作为：,XX省煤层气资源潜力及其分布规律 XX省煤层气勘探开发前景分析 XX省煤层气地质条件与勘探对策 煤储层渗透性地质控制因素分析（以XXXX勘探区为例）,读书报告选题,