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1、煤层气发展探索-2019,献给为中国煤层气行业发展而积极进取的人！-阿山,前言,本文从国际上煤层气的开采方法和产量说起，再对中国煤层气的发展及开采过程做一描述，对遇到的问题做一提醒，希望能对行业发展提供一点启示。愿大家携手进步，共同见证中国煤层气的发展。,国外煤层气开发启示-美国,20世纪70年代末80年代初，美国煤层气地面开采试验成功，并快速进入规模发展阶段。2005年年产量为4.9x1010m3，到2011年，美国的黑勇士、圣胡安、粉河、拉顿、阿科马和切诺基及尤因塔等10个地区均已进行煤层气商业化开发，其总产量达到了4.99x1010m3以上。气井发展情况：1990年美国煤层气井有2892
2、口，1995年达7256口，2000年达13986口，2006年达30000口。煤层气产量高因分析：1、圣胡安盆地，煤层厚、煤层储压高、煤质渗透性好，主要采用裸眼洞穴法完井；2、黑勇士盆地、拉顿盆地，煤层储压低（常压）、煤质低渗透，采用套管完井加压裂工艺技术；3、粉河盆地，煤层厚、高渗透，采用钻井-洗井技术，取得很好效果；4、山地地形区或采煤区，主要采用羽状水平井。总结：针对不同的地质结构和煤质特点，要采用不同的开发技术才能达到预想的效果。核心要点是：开采中要保护好储气层少受伤害。,本页参考资料来源于网页煤层气工业的发展历程,加澳煤层气开发,加拿大煤层气产能主要集中在阿尔伯塔省，少量位于不列颠
3、哥伦比亚省和新斯科舍省，2005年产量为0.45x1010m3，到2011年其产量达到1.3x1010m3以上。加拿大以多分支水平井、连续油管压裂为主。澳大利亚煤层气主要集中在昆士兰地区、博文盆地、苏拉特盆地等，到2005年产量为0.18x1010m3，2011年其产量达到0.63x1010m3以上。澳大利亚以定向井为主，采用清水压裂、氮气压裂及交联凝胶压裂液压裂，采用射孔完井（含预射孔套管完井）、洞穴完井及裸眼完井。澳大利亚研究得出：煤层渗透率与构造有紧密联系。正断层，单斜构造等区域，煤层渗透率可达550毫达西，而逆断层和褶皱区域通常渗透率不到1毫达西。有的煤层面隔理发育，而端隔理不发育，渗
4、透率具有严重的各向异性此数据及研究说明：煤层气的开发和产能是循序渐进的，而不能有“打一口井就发家”以及“一夜就能暴富”的想法。其与地层压力、煤层埋深、煤层渗透率、煤层应力、裂缝梯度、压裂的裂缝走向以及煤层隔理（有的叫割理）分布及隔理连通程度有较大的关系,本页参考资料部分来源于网页：澳大利亚煤层气开发历史-蔺学军,中国地面煤层气商业开发政策及进程,20世纪90年代，中国煤层气地面开采获得实验性成功，后得到联合国开发计划署的资助和与美国公司的合作开发。1996年，国家经贸委修订资源综合利用目录，把煤层气开发及发电列入其中。2003年，国家973计划设立了“中国煤层气成藏机制与经济开采基础研究”，并
5、将成果应用于勘探开发中。2006年10月，国务院办公厅发布关于加快煤层气抽采的若干意见及财政部、海关总署、国家税务总局发布关于煤层气勘探开发项目进口物资免征进口税收的规定2007年4月，财政部发布关于煤层气（瓦斯）开发利用补贴的实施意见；2007年10月，商务部、发改委、国土资源部联合发出关于进一步扩大煤层气开采对外合作有关事项的通知；2007年11月，财政部、国家税务总局发布关于加快煤层气抽采有关税收政策问题的通知 从2006年起，中国煤层气进入商业开发模式。,中国新井开发步骤,地质勘探，绘制煤层地质结构图；根据图纸、地况、保护区要求、井间距及当地工农关系确定井场位置；根据设计井场位置，用机
6、械设备平整场地；钻井队进驻，开始钻探；钻探完成后交给生产部门；生产部门接收后更换井口；井口装好后，对于直井先要进行压裂后再下泵完井；对于水平井，可直接进行下泵完井；安装井场流程；启泵排水降压，待解析后将产出气体导入采气管道送入气站或阀组。,煤层气井排采步骤,新井每天以20kpa50kpa的速度进行排水来降低流压，进而来降低井内水位。（早期为排水阶段）当水位稳定在15米时，再以适当的泵速来进行排水，以满足井况和气量的双赢。放气时要根据调度指令，缓慢平稳的逐步开启阀门，阀门的开度要和流量计读数相适应。（中期为稳定生产阶段，产气为主，）随着时间的推移，或强制抽采的进行，水量也会逐步减少或干涸，产出的
7、煤层气也会不断的减少直至无气。（后期为产量下降阶段，自然抽采产气量可达15年以上，井口强制抽采，产气量将不足10年）,煤层气排采设备优化选择,单井产量自然排采和强制抽采比较图,结论：强制抽采会使单井产气量提前枯竭，短期有效，单井使用期不足10年；自然抽采，气量降势缓慢，采气期可达15年及以上。,集输管路,集输管路分为采气管道和集气管道；采气管道为井场到集气站（或集气阀组）的管道，其中管径（钢管）小于DN150的叫采气支线，管径（钢管）大于DN250的叫采气干线。来源于煤层气集输设计规范NBT10029-2016集气管道是以集气站（或阀组）为起点，终点为处理厂（或外输首站）的管道。其中集气站（或
8、阀组）到集气站干线（或集气站）的管道为集气支线；集气站到外输首站（或处理厂）的管道叫集气干线。来源于煤层气集输设计规范NBT10029-2016输气管道是集气站（或处理厂）直接输向用户的管道。来源于 NBT10029-2016煤层气计量采用3级计量：外输气的贸易交接计量为一级计量；集气线的分线生产计量及内部生产用气为二级计量；单井计量为三级计量。采气计量宜放置在井场，计量精度应满足三级计量要求，计量方式可采用连续计量（或轮换计量）。,煤层气计量分级图,说明：有些单位阀组外输管道不安装流量计，有的管道进入外输站场未安装单气站计量，这对气量的损失计算以及管道冷凝水的计量将是一个非准确数，难以成为科
9、学的决策依据。,计量仪器选用,销售计量按照国家规范GB/T21446-2008（标准孔板流量计测量天然气流量）及GB/T19205-2008（天然气标准参比条件）使用孔板流量计；孔板流量计的精度为0.5级（误差0.5%）及1级（误差1%）；其它的2级及3级计量应根据管道公称直径及量程比选用，最好选用同一厂家好、同一产品，同一精度的流量计，方便比较、更换和缩小测量误差；如果孔板流量计使用0.5级（或1级）精度，那么生产计量用的2级、3级流量计最好也0.5级（或1级）精度的计量仪表，同一计量精度等级仪表可减少计量误差。,集输管道的敷设与选用,集输管道的选用要根据设计使用寿命、管道输送气体压力、气量
10、以及气体的成份来选用，对于气体中含有硫化氢（或二氧化碳超标）的煤层气，管道的选用要选择抗硫材质；管道的敷设要符合曲率半径要求，否则难于通球清管；埋深要在冻土层以下，否则冬季将产生大量积水或冰堵；单井采气管道尽量选用PE管道，以减少管道金属内腐蚀和冷凝水的产生（PE管是热的不良导体，可避免因管壁温度的骤降使采气管道冷凝水的大量产生而影响输气效率）；,集输管道海拔高度走势图,集输管道积水压力变化图,清管后压力走势图,中国开发总结,中国煤层气的地面开采史，是一个中外合作的过程、外国技术引进过程、技术创新过程，试验探索过程、研究总结过程。中国地面煤层气开发经过10多年发展，其技术已经趋于成熟。其中中国
11、华北油田煤层气分公司、中联煤层气有限责任公司等国营企业（含和四院两校有联系的山西蓝颜煤层气公司），已经在开采中探索总结了规律，形成了自主知识产权，为后续的发展提供了强劲动力。国外独资开发企业（或合资），经过10多年的运营，其先进的煤层气开采技术（包含其核心技术）的也早在中国展示了，因为只有用先进的工艺和技术才能提高单井产能，才能使他们赚取更多利润，除非它们不想赚钱。当前，他们也无多少“高科技”了，有点“江郎才尽”了，哪种还把国外当救世主的人，多少是有点不现实了。,明天之路,没有关于未来的专家，只有过去的专家。煤层气的明天尚需大家继续努力进取。煤层气的发展还需不断的创新和创造，这还体现在实验上、
12、纠正上、总结上对新技术加强尝试，好的要加强推广。如我国自主研发的水力喷射径向水平井技术，可形成“一井多层、一层多眼、一眼多缝”的复杂缝网，对提高产能就起到很好的作用；因地制宜，根据不同的地质条件及煤层结构的气体开采进行总结，做好针对性、适应性、规范性开采。要改变“一人一令”的乱采局面。抓好煤层气企业内部的标准化建设，强调职业素质能力和考核，避免“洋派化”的假大空，降低运行成本。做好人员管理和领导正常流动（中国基层政权5年进行一次换届选举），避免领导长久不流动而形成“权力凌霸、技术凌霸、用人唯亲、排斥异己、买官卖官、利益输送、圈子文化”等现象，导致企业受损失，技术难于转化为生产力；避免脱离“集体决策”之路；避免出现有的技术人员“不要图、不看图、不用图”的蛮干现象。“科学技术”虽然重要，但科学技术如果没有转化为生产力，它也只是“纸上谈兵、墙上画、水中月”之象，是一种噱头，无任何意义。,
