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贵州煤层气和页岩气勘探与开发齐头并进2019iyiou

来源: 作者: 2019-05-14 19:38:03

贵州煤层气和页岩气勘探与开发齐头并进

背景

为加快我省新兴能源、资源(煤层气、页岩气)勘探开发进程,为新能源产业的发展提供强大的技术支撑,5月5日至6日,省科技厅组织了省发改委、能源局、国土厅、煤监局、地矿局、煤田地质局、铜仁能源局、贵州盘江集团、贵州水矿集团、贵州乌江水电公司、西南能矿、铜仁中能天然气公司等30余人对我省煤层气、页岩气开展试验示范现场进行观摩考察。

煤层气、页岩气工程技术研究中心取得进展

贵州省页岩气地质资源量列全国第三位、煤层气地质资源量列全国第二的新兴能源优势,为加快贵州省煤层气、页岩气勘探开发进程和新兴能源产业的发展提供强大的技术支撑。

因此,尽快实现贵州省煤层气、页岩气规模化商业性开发的突破,将使得贵州省煤层气、页岩气资源优势转化为现实能源供给优势。

2012年4月,在省科技厅的布局下组建了以贵州盘江投资控股(集团)有限公司、贵州省煤田地质局现有工程技术力量为依托,联合中国矿业大学、中国地质大学、中国石油大学、贵州大学、中石油、中石化、中联煤层气公司等单位,引进国内外高水平人才科技资源,成立了 贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心 ,实施我省页岩气、煤层气的技术攻关与研究开发工作。

通过近两年来的工作,该工程中心已在六盘水市钟山区、盘县页岩气、煤层气勘探开发试验井,取得技术突破性进展与成果。

目前,该中心以勘探开发工程技术攻关、研发为主要内容的创新平台,集聚了一批高层次的研发人员和工程技术人员,有研发技术人员40余人和主要勘探开发工程技术、试验、测试技术装备,将在已取得技术突破的基础上,联合相关企业,加大研发力度;加速国际、国内煤层气、页岩气勘探开发技术落地贵州,立足贵州的地质实际和社会经济条件,凝练煤层气、页岩气勘探开发关键技术,开展组织重大专项与科技示范工程研究,并通过技术适应性改进和技术集成创新,终在贵州复杂地质环境下,形成自主知识产权的煤层气、页岩气勘探开发工程理论与技术体系,为加快我省煤层气、页岩气勘探开发进程和新兴能源产业的发展提供强有力的技术支撑。

现场调查

水页1井:页岩气初现芳踪

十多米高的火焰顺着管道喷涌出来,从远处看就好像山腰里弹出的火舌。

5月初,阴雨连绵的六盘水湿冷得让人直打哆嗦,但只要靠近 贵州省水页1井 的出气口附近,却感受到一阵阵燃烧后的热浪不断地撩过面庞,这是贵州首次采出页岩气的地方。

在六盘水市钟山区红桥新区实施的页岩气调查井一口,井深达2399米,开孔层位为下石炭统摆佐组,终孔层位为下石炭统延关组;在钻遇石炭系大塘组页岩层段时,见到了比较好的天然气显示,钻井泥浆气侵严重,储层压力系数高达1.42,在钻井过程中,页岩储层厚度达到700多米,发生多次井涌现象,气层显示活跃,目前未实施压裂技术改造的情况下可达20000立方米/日以上,具有良好的开发价值。

解读

贵州省页岩气资源的开发现状:贵州省发育多套含气页岩层系(目标层位为下寒武统牛蹄塘组、下志留统龙马溪组、上古生界泥盆系火烘组、石炭系大塘组、二叠系梁山组)和中生界(三叠系))等含气页岩层系,其厚度大、范围广,具有形成大规模页岩气资源的基本地质基础。

据2013年贵州省页岩气资源潜力评价结果表明,贵州省页岩气地质资源量13.48万亿立方米,居全国第四位,页岩气资源巨大。在邻区常规油气勘探中显示页岩气丰富以及页岩气勘探已获得工业气流突破。

尽管后期改造强度较大、保存条件相对较差,但页岩气的吸附、富集特征具有更强的抗破坏能力,页岩气的勘探前景较为乐观。

丛式GP-2井:新技术排采煤层气

在北纬约26度、东经约105度的大山深处,透过行驶中汽车的玻璃就能远远看到山脚下钻井用的铁塔。离塔越来越近,虽然山尖已被缭绕的云雾遮蔽,但却不影响GP-2井不停地摆动着它的 手臂 。

在盘江矿区松河井田内开展的瓦斯(煤层气)地面抽采工作,当前已施工的2口地面丛式井(GP-1井、GP-2井)正处于排采阶段,正在施工后续3口井(GP-3井、GP-4井、GP-5井),形成1个丛式井井。该井采用小层射孔、分段压裂、合层排采新的技术体系,用于开发贵州省松河矿区的煤层气资源,现已实施的示范井单井煤层气产量已达到3000立方米/日以上。

解读

贵州省煤层气资源开发现状:贵州省煤层气资源埋深在2000米以浅、含气量大于4m3/t可采煤层中的煤层气地质资源量3.15万亿立方米,平均可抽放率40.93%,其中1500米以浅资源量2.30万亿立方米。煤层气资源量位列全国各省区第二,占华南聚气区煤层气资源总量的76.34%。

煤层气资源主要分布在六盘水、织金、纳雍和黔北煤田的15个向斜构造单元中。

我省煤层气地质条件具有煤层层数多、总厚大但单层厚度小、煤层间距变化大、煤层不稳定等特点,很大程度上制约了国内主流煤层气开发技术的借鉴与移植可行性。煤储层具有的不同程度构造煤发育、欠压和超压与常压并存、试井渗透率极低等特点标识了贵州省低渗、多、薄煤层条件下储层物性劣势,现有煤层气开发技术难以在贵州省特定地质条件下形成规模化开发突破。此外,煤系地层构造复杂、富水性弱等特点也加剧了贵州省煤层气开发地质条件的极其特殊性。

贵州省煤层气地质条件与华北地区石炭-二叠系煤层相比更为复杂,国内其他区块的煤层气主流开发技术在贵州省应用难以匹配。

之前,在贵州实施的煤层气常规探井多以失败告终,煤层气勘探开发必然要求创新性地引入多元化研究思路与技术方法,依据贵州省煤层气特定成藏与地质条件,对开发技术进行技术创新,形成与本省低渗透率、薄至中厚煤层群条件下的开发地质因素相匹配的、本土化的煤层气开发新模式、新技术。

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,热值是通用煤的倍。煤层气热值与天然气相当,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。

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%。

煤层气的开采一般有两种方式:一是地面钻井开采;二是井下瓦斯抽放系统抽出。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。

我国煤层气资源丰富,居世界第三。每年在采煤的同时排放的煤层气在130亿立方米以上,合理抽放的量应可达到35亿立方米左右,除去现已利用部分,每年仍有30亿立方米左右的剩余量,加上地面钻井开采的煤层气50亿立方米,可利用的总量达80亿立方米,约折合标煤1000万吨。如用于发电,每年可发电近300亿千瓦时。

页岩气

页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的非常规天然气资源。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点,往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。

较常规天然气相比,页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点,大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。

但是,页岩气储集层渗透率低,开采难度较大。随着世界能源消费的不断攀升,包括页岩气在内的非常规能源越来越受到重视。美国和加拿大等国已实现页岩气商业性开发。

我国主要盆地和地区页岩气资源量约为15万亿-30万亿立方米,与美国28.3万亿立方米大致相当,经济价值巨大。

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