中联煤层气有限责任公司研究院副院长张守仁:深层煤层气勘探开发进展
发表时间 :2024-07-03 来源:中国矿业网
2023年,全国煤层气产量已经达到了117亿立方米,同比增长超过20%;我国新增煤层气探明储量超300亿立方米,其中深层煤层气新增探明储量近2500亿方,占比78%。“十四五”以来,我国新增煤层气大部分都是深层煤层气的贡献,煤层气产量也由此进入了新的快速增长阶段。
图为中联煤层气有限责任公司研究院副院长张守仁发言
总体上来看,我国深层煤层气的勘探开发现状是多点开花,重点是在鄂尔多斯盆地,深层煤层气前景最好,新疆地区也具有非常大的潜力。此外,在大牛地、三角、石楼也开展了不同程度的勘探试验,同时在四川盆地、松辽盆地也在积极开展风险探井评价。
从深层煤层气开发技术体系来说,目前在三个方面取得了新认识,一是地质-工程甜点评价体系,二是深层煤层气大规模极限压裂工艺技术,三是深化深层煤层气气水产出规律,初步形成了排采工艺技术。
在地质-工程甜点评价方面,深层煤层气的构造稳定性与含气饱和度决定煤层气储层能量,这个认识实际上是促进了在哪儿做、怎么做的重要基础。在压裂工艺技术方面,实际上就是形成压裂工艺体系:“密切割+大排量+组合支撑剂+前置酸+变粘滑溜水”极限体积压裂技术。在排采工艺技术方面,针对高饱和的煤层气井,目前除了控制流压、排水,然后就是通过油嘴来控制套压,进一步促进下压范围的扩展。另外,针对埋深大、以及同时产气产水量大、气锁现象严重:优化形成”延长中心管防气、半圆插接式防脱抽油杆“防偏磨、防气锁、防腐蚀工艺技术。
我国煤层气资源比较丰富,“十三五”全国油气资源评价是埋深1500-2000米煤层气资源量合计8.8万亿立方米。中石油勘查院近几年预测,1500米以深的大概是57万亿,这些埋深资源主要集中在我国的中部和西部,而且深层煤层气在中部地区占比更大,鄂尔多斯盆地大概占到52%左右,新疆地区可能占到23%。
从目前来看,鄂尔多斯盆地应该是我国深层煤层气开发的一个主战场,甚至未来10年到20年。一是具备大规模开发的资源基础,1500米以深资源两约20万亿方。二是可采性高,含气饱和度高,见气时间快,单井产量高,直井可达3万方/天。三是工程配套成熟:成熟气田分布广泛,老井场、老井眼、地面管线和集气站等已有工程,可助力深层煤层气快速建产上产,极大降低开发成本、提升经济效益。
预计2035年我国深层煤层气产量可达400亿方,占天然气总产量12%,成为我国天然气上产增速最快新领域。
但是,我国在煤层气勘查开发的技术进步以及产业机制协同仍需进一步优化,以便有效保障产业健康快速发展。主要由两大卡脖子技术难题:一是增产改造关键技术,围绕“压裂裂缝在哪儿”核心问题,重点聚焦煤储层及其顶底板岩石物理非均质性表征、基于煤储层非均质性的压裂工艺技术研发,地质工程一体化联合攻关厘定压裂裂缝起裂/扩展机理,指导增产改造技术攻关。
二是排采工艺技术及设备,相较于“排水降压诱导解吸”,“压力扰动诱导解吸”更适应于现有煤层气产出规律描述;下一步应聚焦明确煤层气微观产出机理、构建真实反映煤层气气藏的数值模型,在此基础上优化排采制度及工艺,保障排采过程中持续压力扰动、诱导打破储层压力平衡状态由井筒近端向远端扩散,扩展泄压范围。
此外,还需要管理及产业政策的优化提升。目前煤层气产业制度建设还需优化,卡脖子技术需要政府、国家从引导层面激励各行各业,包括企业、研究院所投入更大的精力,来突破这种机理的认识和技术的成熟度。
图为中联煤层气有限责任公司研究院副院长张守仁发言
从深层煤层气开发技术体系来说,目前在三个方面取得了新认识,一是地质-工程甜点评价体系,二是深层煤层气大规模极限压裂工艺技术,三是深化深层煤层气气水产出规律,初步形成了排采工艺技术。
在地质-工程甜点评价方面,深层煤层气的构造稳定性与含气饱和度决定煤层气储层能量,这个认识实际上是促进了在哪儿做、怎么做的重要基础。在压裂工艺技术方面,实际上就是形成压裂工艺体系:“密切割+大排量+组合支撑剂+前置酸+变粘滑溜水”极限体积压裂技术。在排采工艺技术方面,针对高饱和的煤层气井,目前除了控制流压、排水,然后就是通过油嘴来控制套压,进一步促进下压范围的扩展。另外,针对埋深大、以及同时产气产水量大、气锁现象严重:优化形成”延长中心管防气、半圆插接式防脱抽油杆“防偏磨、防气锁、防腐蚀工艺技术。
我国煤层气资源比较丰富,“十三五”全国油气资源评价是埋深1500-2000米煤层气资源量合计8.8万亿立方米。中石油勘查院近几年预测,1500米以深的大概是57万亿,这些埋深资源主要集中在我国的中部和西部,而且深层煤层气在中部地区占比更大,鄂尔多斯盆地大概占到52%左右,新疆地区可能占到23%。
从目前来看,鄂尔多斯盆地应该是我国深层煤层气开发的一个主战场,甚至未来10年到20年。一是具备大规模开发的资源基础,1500米以深资源两约20万亿方。二是可采性高,含气饱和度高,见气时间快,单井产量高,直井可达3万方/天。三是工程配套成熟:成熟气田分布广泛,老井场、老井眼、地面管线和集气站等已有工程,可助力深层煤层气快速建产上产,极大降低开发成本、提升经济效益。
预计2035年我国深层煤层气产量可达400亿方,占天然气总产量12%,成为我国天然气上产增速最快新领域。
但是,我国在煤层气勘查开发的技术进步以及产业机制协同仍需进一步优化,以便有效保障产业健康快速发展。主要由两大卡脖子技术难题:一是增产改造关键技术,围绕“压裂裂缝在哪儿”核心问题,重点聚焦煤储层及其顶底板岩石物理非均质性表征、基于煤储层非均质性的压裂工艺技术研发,地质工程一体化联合攻关厘定压裂裂缝起裂/扩展机理,指导增产改造技术攻关。
二是排采工艺技术及设备,相较于“排水降压诱导解吸”,“压力扰动诱导解吸”更适应于现有煤层气产出规律描述;下一步应聚焦明确煤层气微观产出机理、构建真实反映煤层气气藏的数值模型,在此基础上优化排采制度及工艺,保障排采过程中持续压力扰动、诱导打破储层压力平衡状态由井筒近端向远端扩散,扩展泄压范围。
此外,还需要管理及产业政策的优化提升。目前煤层气产业制度建设还需优化,卡脖子技术需要政府、国家从引导层面激励各行各业,包括企业、研究院所投入更大的精力,来突破这种机理的认识和技术的成熟度。