煤層氣開發(fā)鉆井工藝及設(shè)備選擇方案講解說課講解

1、煤層氣開發(fā)鉆井工藝及設(shè)備選擇方案APE OGGO李向前2010-12煤層氣簡介煤層氣（Coal Bed Methane/CBM。煤層氣俗稱 “瓦斯”其主要成分 是甲烷，它是 在煤的生成和煤的變質(zhì)過程中伴生的氣體。在成煤的過程中生成的瓦斯是古代植物在堆積成煤的初期，纖維素和有機質(zhì)經(jīng)厭 氧菌的作用分解而成。甲烷通常是由水 壓支撐在煤層氣中。煤層氣的 主要組成部分（95%是天然氣。因此，煤層氣具有熱值 /每立方米與天然氣幾乎一樣，可與天然氣混合運輸。煤層氣就像天然氣，相對便宜，是清潔燃料CBM是21世紀(jì)重點發(fā)展的替代能源CBM開發(fā)技術(shù)基本成熟，在中國潛力巨大。煤層氣儲量中國煤層氣產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)概覽：36.

2、8萬億立方米 可開采資源總量占世界總量的12%41.5萬平方公里煤層氣產(chǎn)區(qū)面積2010年地面產(chǎn)量為15億立方米;2015年地面產(chǎn)量為110億立方米;2020年達 240億立方米。中國9大煤層氣富集盆地：沁水盆地,鄂爾多斯盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、滇東黔西、二連、吐哈、塔里木、天 山和海拉爾等含氣盆地（群、121個含氣區(qū)帶中國煤層氣資源豐富，發(fā)展前景廣闊，資源分布集中，適于開發(fā)資源比例大，煤層氣產(chǎn)業(yè)剛剛起步，煤層氣市場逐步步入商業(yè)化階段，煤層氣資源量與常規(guī) 天然氣相當(dāng), 有效勘探開發(fā)可以對常規(guī)天然氣形成重要補充。目前能夠商業(yè)化的煤層氣主要目標(biāo)市場為山西沁水、韓城、河南、湖北、湖南 等中部地區(qū)儲存特點：低

3、滲透，低壓力，開發(fā)難度較大。煤層氣開發(fā)與常規(guī)天然氣開發(fā)技術(shù)不同煤層氣開發(fā)流程-地面開發(fā)第一步:勘查規(guī)劃（國家投資帶動外資第二步:招商引資（區(qū)塊開米權(quán) 沖石油，中聯(lián)，煤業(yè)集團第二步:鉆井、固井、壓 裂、排采（承包商承包：煤田地質(zhì)勘探隊；鉆井工程公司等等第四步:運輸（井口壓縮機，管道輸送第五步:應(yīng)用（煤層氣發(fā)電，加氣站，工廠，民用煤層氣鉆井工藝簡介“井下抽采”與地面鉆采”是煤層氣開采的兩種方式。地面鉆采”煤層氣機理：地面鉆采煤層氣就是利用垂直井或定向井技術(shù)來開采原始儲層中的煤層氣資源。當(dāng)儲層壓力降低到臨界解吸壓力以下時，甲烷氣體從煤基質(zhì)微孔隙內(nèi)表面解吸出來；由于瓦斯?jié)舛炔町惗l(fā)生擴散到煤的裂隙系統(tǒng)

4、，最后 以達西流形式流到井筒。解吸是煤 層氣進行地面鉆采的前提，降壓是解吸的前提。 所以必須鉆井后安裝磕頭機”排水降壓，使煤層氣析出。煤層氣鉆井-設(shè)備方案鉆機全液壓多工藝車載鉆機：RD20,T130XD2000米水井回轉(zhuǎn)鉆機（不太適合石油鉆機（不太適合最適合市場需要的鉆機是全液壓多工藝車載鉆機，可進行泥漿牙輪空氣牙輪空氣潛孔錘泡沫潛孔錘煤層氣鉆井-設(shè)備方案壓縮空氣要求壓力 24bar-150bar排氣量 35-100m3min根據(jù)鉆井的孔徑，深度選擇氣壓和氣量一般煤層氣鉆井孔徑：一開311mm , 50-80米；二開 215.9mm , 80-300-500米;三開 152.4mm , 300

5、/500米 -700-1000 米完井空壓機型號：XRVS1300;XRVS1350;XRXS1275;XRYS1260 增壓機型號:B7-41/1000;B15-62/2175煤層氣鉆井-空壓機選擇分析利用最小動能法計算：煤層氣鉆井-空壓機選擇分析實際工況，有效氣舉排渣所需的空氣量受到很多因素影響，非常復(fù)雜,很難通過公 式表達，只能假設(shè)一些條件而估算出大概的空氣量影響因素包括：氣體和固體混合物的不同密度固體顆粒的大小和形狀；不同井段的溫度；鉆桿和井壁的粗糙度；大氣壓或空氣的重度；濕度或涌水大小等。上表計算忽略的很多影響因素，而給出的最低有效氣舉排渣速度也僅供參考，換算出的15.25m/s的最

6、小環(huán)空流速實際是效率較低的，大些的巖屑不能直接被 空氣循 環(huán)帶出，而是需要鉆頭重復(fù)破碎后才能被循環(huán)帶出，或巖屑與水結(jié)合形 成泥圈粘接在 潛孔錘與鉆桿的軸間部位，易造成卡鉆事故。建議氣舉排渣空氣 流速為1200- 2000m/s并根據(jù)情況適當(dāng)調(diào)整。煤層氣鉆井-設(shè)備方案配置與連接液壓鉆機RD20II 1臺移動空壓機XRXS1350 1臺移動增壓機B7-41/1000 1臺 鉆具:QL80 QL120煤層氣市場-十二五規(guī)劃”的商機2015年中國天然氣缺口達1600億立方米，非常規(guī)天然氣將加速發(fā) 展,彌補空 缺。2010年煤層氣地面產(chǎn)量約為15億立方米，鉆井合計5000多口，十二五”規(guī)劃 2015年地

7、面產(chǎn)量要達到110億立方米，折算需要鉆井約4-6萬口井。十二五”規(guī)劃為沁水盆地,鄂爾多斯盆東緣地為煤層氣商業(yè)開發(fā)示范區(qū)塊。煤層氣開發(fā)成本為1元/立方米，國家補貼0.2元/立方米，市場目前價 格3.64元 /立方米，具備商業(yè)價值優(yōu)勢。中國及世界能源公司合作已經(jīng)具備了開發(fā)中國煤層氣的基本技術(shù)和經(jīng)驗。國家政策逐漸傾斜，法規(guī)逐漸規(guī)范。能源巨頭已經(jīng)采取行動，中石油，中石化，中聯(lián)煤，晉煤集團已經(jīng)瓜 分了煤層氣區(qū) 塊開發(fā)權(quán)。煤層氣市場-格局中石油煤層氣有限責(zé)任公司總經(jīng)理接銘訓(xùn)在接受媒體采訪時表示 ，中石油未來 幾年內(nèi)將投資100億元以上，用于煤層氣產(chǎn)能的擴張,到2015年，中石油煤層氣銷量 有望占到全國市場

8、40%。日前晉煤集團獲得國土資源部授予的成莊和寺河 （東區(qū)區(qū)塊煤層氣 采礦許可證, 這在煤炭行業(yè)尚屬首例。晉煤目前每年抽采煤層氣12億立方米，從1993年至今已累計投入50多億元。2009年中石油撤資后，中聯(lián)煤層氣的實力更不如從前：開采區(qū)塊少了 一半,打井 數(shù)量更少，與中石油相比，無論是開發(fā)規(guī)模還是整體效益 上，都難以比肩，但是與外資 合作比較多。中石化占領(lǐng)了南方各省的煤層氣開發(fā)權(quán)，如云南,貴州，淮南,鄂爾多斯等。華東 分公司為中石化專業(yè)煤層氣開發(fā)公司。煤層氣鉆井承包商-已經(jīng)有意向采購設(shè)備晉煤集團藍焰煤層氣開發(fā)有限公司 2套在用,3套在執(zhí)行或計劃 格瑞克（鄭州煤 層氣技術(shù)有限公司25套正在計劃

9、河南豫中地質(zhì)勘察有限公司5套在用，根據(jù)市場增加計劃奧瑞安能源技術(shù)開發(fā) 有限公司6套在用，正在計劃直井設(shè)備 山西煤田地質(zhì)局各隊4套在用，正在計劃2套 山西潞安集團地質(zhì)公司已經(jīng)購買2套未到貨中石油華北油田煤層氣公司 正在考察車載鉆機貴州安順112地質(zhì)隊正在考察車載鉆機云南煤田地質(zhì)局及工程勘察公司 正在考察車載鉆機中煤集團中聯(lián)煤層氣，大地技術(shù) 有意向考察河北煤田地質(zhì)局 有意向考察寧夏煤田地質(zhì)局 有意向考察煤層氣鉆井設(shè)備提供商阿特拉斯.科普柯集團是全球唯一能夠提供從鉆機、空壓機、增壓機、潛孔錘、鉆頭的一攬子解決方案提供商。美國雪姆SCHRAMM是國內(nèi)車載鉆機用戶最多的專業(yè)鉆機生產(chǎn)商，在中國的 代理商是：北京金地雪姆技術(shù)有限公司，配套壽力和阿特拉斯.科普柯空壓機，爭取為 唯一戰(zhàn)略合作伙伴。石家莊煤礦機械有限公司鉆探裝備分公司獲得國家“863車載鉆機