[技术体系8/91][科普]煤层气基础知识22问
此前历次【技术体系】91篇，点击本文最下边的连接，直接跳转：
目录：
1.什么是煤层气？
2.煤层气是如何生成的？
3.煤炭的成分是什么？
4.煤层气与常规天然气有什么不同？
5.煤层气的组分有哪些？
6.煤层气地质储量如何计算?
7.世界各国煤层气地质储量如何？
8.开发煤层气有什么现实意义？
9.煤层气在煤层中是如何储存的？
10.煤层气抽排设备如何选型？
11.我国煤层气藏的特点是什么？
12.决定煤层气开采模式有哪些因素？
13.煤层气认识上的十大误区是什么？
14.煤层渗透率如何测试？
15.煤层气储集层分哪五级？
16.什么是煤层压裂裂缝监测技术？
17.煤层气专业术语有哪些？
18.影响煤层气排采时间有哪些因素？
19.煤层气固井的特点和难点？
20.煤层气试井的概念、原理及特点？
21.煤层气钻井安全规程是什么？
22.中国煤层气目标区域有哪些？
1.什么是煤层气？
煤层气俗称“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2-5倍，主要成分为甲烷。1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，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。煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。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%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效：提高瓦斯事故防范水平，具有安全效应；有效减排温室气体，产生良好的环保效应；作为一种高效、洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。
煤层气或瓦斯的热值跟甲烷(CH4)含量有关，地面抽采的煤层气甲烷(CH4)含量一般大于96.5%，当甲烷含量97.8%时，在0℃, 101.325kPa下，
高热值：QH=38.9311MJ/Nm3(约9299kcal/ Nm3)
低热值：QL=34.5964MJ/Nm3(约8263kcal/ Nm3)
井下抽采的煤层气（瓦斯）目前一般将甲烷(CH4)含量调整到40.8%后利用，此时瓦斯的热值为：（在0℃, 101.325kPa下）
低热值：14.63MJ/m3(约3494 kcal/Nm3)
高热值：16.24 MJ/m3(约3878 kcal/Nm3)
煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电燃料、汽车燃料和重要的化工原料，用途非常广泛。每标方煤层气大约相当于9.5度电、3 m水煤气、1L柴油、接近0.8kg液化石油气、1.1-1.3L汽油，另外,煤层气燃烧后几乎没有污染物，因此它是相当便宜的清洁型能源。
煤层气比空气轻，其密度是空气的0.55倍，稍有泄漏会向上扩散，只要保持室内空气流通，即可避免爆炸和火灾。而煤气、液化石油气密度是空气的1.5—2.0倍，泄漏后会向下沉积，所以危险性要比煤层气要大的多。
煤层气爆炸范围为5—15%，水煤气爆炸范围6.2—74.4%，因此，煤层气相对于水煤气不易爆炸，煤层气不含CO，在使用过程中不会象水煤气那样发生中毒现象。
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。地面钻井开采方式，国外已经使用，我国有些煤层透气性较差，地面开采有一定困难，但若积极开发每年至少可采出50亿立方米；由于过去除了供暖外没有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯绝大部分仍然排入大气，花去了费用，浪费了资源，污染了环境。
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。
2.煤层气是如何生成的？
植物体埋藏后，经过微生物的生物化学作用转化为泥炭(泥炭化作用阶段)，泥炭又经历以物理化学作用为主的地质作用，向褐煤、烟煤和无烟煤转化(煤化作用阶段)。在煤化作用过程中，成煤物质发生了复杂的物理化学变化，挥发份含量和含水量减少，发热量和固定碳的含量增加，同时也生成了以甲烷为主的气体。煤体由褐煤转化为烟煤的过程，每吨煤伴随有280～350m3(甚至更多)的甲烷及100～150m3的二氧化碳析出。泥炭在煤化作用过程中，通过两个过程，即生物成因过程和热成因过程而生成气体。生成的气体分别称为生物成因气和热成因气。
3.煤炭的成分是什么？
构成煤炭有机质的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等，此外，还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素。碳、氢、氧是煤炭有机质的主体，占95％以上；煤化程度越深，碳的含量越高，氢和氧的含量越低。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素，氧是助燃元素。煤炭燃烧时，氮不产生热量，在高温下转变成氮氧化合物和氨，以游离状态析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最为重要。煤碳燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫（SO2），随烟气排放，污染大气，危害动、植物生长及人类健康，腐蚀金属设备；当含硫多的煤用于冶金炼焦时，还影响焦炭和钢铁的质量。所以，“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一。煤中的有机质在一定温度和条件下，受热分解后产生的可燃性气体，被称为“挥发分”，它是由各种碳氢化合物、氢气、一氧化碳等化合物组成的混合气体。挥发分也是主要的煤质指标，在确定煤炭的加工利用途径和工艺条件时，挥发分有重要的参考作用。煤化程度低的煤，挥发分较多。如果燃烧条件不适当，挥发分高的煤燃烧时易产生未燃尽的碳粒，俗称“黑烟”；并产生更多的一氧化碳、多环芳烃类、醛类等污染物，热效率降低。因此，要根据煤的挥发分选择适当的燃烧条件和设备。煤中的无机物质含量很少，主要有水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值。矿物质是煤炭的主要杂质，如硫化物、硫酸盐、碳酸盐等，其中大部分属于有害成分。 “水分”对煤炭的加工利用有很大影响。水分在燃烧时变成蒸汽要吸热，因而降低了煤的发热量。煤炭中的水分可分为外在水分和内在水分，一般以内在水分作为评定煤质的指标。煤化程度越低，煤的内部表面积越大,水分含量越高。 “灰分”是煤碳完全燃烧后剩下的固体残渣，是重要的煤质指标。灰分主要来自煤炭中不可燃烧的矿物质。矿物质燃烧灰化时要吸收热量，大量排渣要带走热量，因而灰分越高，煤炭燃烧的热效率越低；灰分越多，煤炭燃烧产生的灰渣越多，排放的飞灰也越多。一般，优质煤和洗精煤的灰分含量相对较低
4.煤层气与常规天然气有什么不同？
煤层气产业是近二十多年来在世界上崛起的新兴产业。煤层气是一种以吸附状态为主、生成并储存于煤层及其围岩中的甲烷气体，发热量大于8100大卡/m3，与常规天然气相比主要异同如下：
1、相同点 ① 气体成分大体相同： 煤层气主要由95%以上的甲烷组成，另外5%的气体一般是CO2或氮气，；而天然气成分也主要是甲烷，其余的成分变化较大。 ②用途相同： 两种气体均是优质能源和化工原料，可以混输混用。
2、不同点
① 煤层气基本不含碳二以上的重烃，产出时不含无机杂质，天然气一般含有含碳二以上的重烃，产出时含无机杂质；② 在地下存在方式不同，煤层气主要是以大分子团的吸附状态存在于煤层中，而天然气主要是以游离气体状态存在于砂岩或灰岩中；③ 生产方式、产量曲线不同。煤层气是通过排水降低地层压力，使煤层气在煤层中解吸-扩散-流动采出地面，而天然气主要是靠自身的正压产出；煤层气初期产量低，但生产周期长，可达20-30年，天然气初期产量高，生产周期一般在8年左右； ④煤层气又称煤矿井斯，是煤矿生产安全的主要威胁，同时煤层气的资源量又直接与采煤相关，采煤之前如不先采气，随着采煤过程煤层气就排放到大气中，据有关统计，我国每年随煤炭开采而减少资源量190亿m3以上，而天然气资源量受其他采矿活动影响较小，可以有计划地控制。表格归纳如下：
各项 常规气藏 煤层气储层
1、埋深 有深有浅，一般大于1500米 一般小于1500米
2、资源量计算 不可靠 较可靠
3、勘探开发开发模式 滚动勘探开发或先勘探后开发 滚动勘探开发
4、储气方式 圈闭，游离气 吸附于煤系地层中（大部分）
5、气成分 烃类气体，主要是C 1 — C 4 95%以上是甲烷
6、储层孔隙结构 多为单孔隙结构 双孔隙结构，微孔和裂隙发育
7、渗透性 渗透率较高，对应力不敏感 渗透率较低，对应力敏感
8、开采范围 在圈闭范围内 大面积连片开采
9、井距 大，可采用单井，一般用少量生产井开采 小，必须采用井网，井的数量较多
10、储层压力 超压或常压 欠压或常压
11、产出机理 气体在自然压力下向井筒渗流，井口压力大 需要排水降压，气体在压力下降后解吸，在微孔中扩散后流到井筒
12、初期单井产量 高 低
13、增产措施 一般不需要 一定需要
14、钻井及生产工艺 较简单 较复杂，需要人工提升排水采气。
5.煤层气的组分有哪些？
煤层气成分(coalbed gascomponent)
煤层气的成分各个区块是不一样的，主要是与各个区块煤层气生成的地质条件以及构造运动有关,也即与煤岩成分、煤级和气体运移有关。但总的来说主要是甲烷（占93-97%)、二氧化碳和氮。从煤层气里还可能检测到微量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、氢、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢以及氦、氖、氩、氪、氙等成分。在接近地表的煤层内,原生的天然气向上运移,离开煤层,地面空气和地表的生物化学和化学反应所产生的气体向下渗透,进入煤层,从而浅部煤层气成分形成垂向分带现象。一般自上而下可分为四个带：二氧化碳氮带,氮一甲烷带,甲烷带。采煤界将前三个带统称为“瓦斯风化带”。在甘肃省窑街矿区和吉林省营城矿区发现个别地段煤层气的主要成分是二氧化碳,属由外部运移进入煤层的气体。
6.煤层气地质储量如何计算?
煤层气地质储量是指 ,在原始状态下赋存于已发现的具有明确计算边界的煤层气藏中的煤层气总量。煤层气独特的地质特征决定了其储量计算方法有别于常规天然气。对煤层气储量的各种计算方法有:类比法、体积法、数值模拟法、产量递减法等。影响煤层气储量计算精度的关键参数是含气面积、煤层厚度和含气量 ,尤其是探明含气面积的圈定过程中尚有很多不确定因素需要深入研究。其中体积法是煤层气地质储量计算的基本方法，适用于各个级别的煤层气地质储量的计算，其精度取决于对气藏地质条件和储层的认识，也取决于储量计算参数的精度。
体积法地质储量的计算公式为：
G=0.01AhPC 其中:G-煤层气地质储量 x亿立方米
h-煤层有效厚度 米
p-煤的空气干燥基质量密度 吨/立方米
C-煤的空气干燥基含气量 立方米/吨
7.世界各国煤层气地质储量如何？
世界上目前已有74个国家发现蕴藏有煤炭资源，同是也具有相当丰富的煤层气资源。据估计，世界上目前已落实的煤层气总资源量约为91-260万亿方（2005）。世界各主要煤炭大国煤层气资源大概如下（2005）：
俄罗斯： 煤炭资源量：6.5万亿吨 煤层气资源量：17-113万亿方
加拿大： 煤炭资源量：7.0万亿吨 煤层气资源量：5.6-76亿方
中国： 煤炭资源量：5.6万亿吨 煤层气资源量：31.46万亿方
美国： 煤炭资源量：6.5万亿吨 煤层气资源量：21.19万亿方
澳大利亚：煤炭资源量：1.7万亿吨 煤层气资源量：8.4-14万亿方
据2006年国家新一轮油气资源评价，中国埋深浅于2000m的煤层气地址资源量达36.81万亿吨，东部聚煤区煤层气资源量高达11.32万亿方，占全国总资源量的30.6%，其中沁水盆地和鄂尔多斯盆地分别为6.25万亿方和2万亿立方。煤层气主要富集于华北、西北两大聚集区，其资源量占全国总量的70%以上，与常规天然气资源总量相近，是一种重要的接替能源。
8.开发煤层气有什么现实意义？
开发煤层气有如下意义：
首先，变害为宝，保障煤矿的安全生产，体改煤炭生产的经济效益。我国频频发生瓦斯爆炸，既造成严重的人员伤亡、财产损失，又造成大量的能源浪费。我国国有重点煤矿中高瓦斯矿井占47%，新中国成立以来已发生瓦斯事故1500余起。所以从这一点说，开采煤层气是煤矿开采的首要安全保障，，要想开发煤矿，必须先开发煤层气，将瓦斯浓度降低到一定的安全范围内才允许开发煤矿。
第二，开发煤层气，有利于改善能源结构，促进国民经济的发展。我国的能源结构与世界发达国家相比极为不合理，煤炭占得比例大，石油仅为世界平均水平的三分之一，天然气为十分之一。我国能源紧缺，不能满足高速发展的国民经济，只有大力发展煤层气新型清洁能源，才能弥补我国能源的缺失。
第三，减少大气污染，保护人类的生存环境。甲烷的温室效应大约是二氧化碳的20倍以上，据粗略估计，我国每年向大气排放的煤层气甲烷约为60亿立方，占世界的三分之一，既浪费了能源，又对环境造成了极大的破坏。这也是国际社会对我国提出的基本要求，在发展的同时，也要保护好我们的环境。
第四，我国煤层气资源丰富，分布广。据统计，2000m以浅范围内我国煤层气资源量为35万亿立方米，有很大的开采利用前景。
第五，国内外煤层气开采技术的不断发展和完善，为现阶段煤层气的开发提供了有力的技术保障。
9.煤层气在煤层中是如何储存的？
煤层气以三种状态赋存于煤层中，即：游离状态、溶解状态和吸附状态。
游离状态的煤层气以自由气体状态储积在煤的割理和其他裂缝空隙中，在压力的作用下自由运动。这种气体很少，占煤层气的10-20%。溶解在煤层水中的气体称为溶解气，数量更少，在5%以内。大量的煤层气是以吸附状态吸附在煤的内表面上，这种吸附是物理吸附。煤的微孔隙表面积相当大，煤的内表面积每克可高达100-2400平方米，况且，煤层气在煤的微孔隙壁上的吸附以多层吸附为主。正因如此，煤层气的开采与普通天然气的开采不一样，必须通过排水作用降低储层压力而实现。
10.煤层气抽排设备如何选型？
煤层气开采井一般都要实施人工排采,降低储层压力。最常见的人工抽排方式包括电潜泵、螺杆泵、抽油机（有杆泵）等抽排设备。选择抽排设备、方法和标准与常规气井相似，主要受预期产水量控制。从排水能力来看，电潜泵最为理想，在理想情况下日排水量超过1000bbl,其缺点是：正常工作时需要保持稳定的电流；由于煤屑等颗粒的破坏，电潜泵很容易被损坏，而煤屑等颗粒在生产初期非常常见。螺杆泵在许多煤层气项目中受到偏爱，因为：一方面其排水能力强，日排水为100-1000bbl,另一方面，由于能有效处理煤屑，螺杆泵几乎不需要维修。相比上述两种泵，抽油机的排液效果要差一些，为低-中等排水，且排水量为5-500bbl，但也不需要维修。
总之，不管用什么排采系统，关键是尽可能减少停工时间同时尽可能快地将煤层中的液体排出。
体积 1立方米（m3）=1000升（liter）=35.315立方英尺（ft3）=6.29桶（bbl）1立方英尺（ft3）=0.0283立方米
11.我国煤层气藏的特点是什么？
由于我国煤层的特点，在开采煤层气时，存在单井产量低、经济效益差的普遍情况。可以把我国煤层气藏的特点概括为以下几个主要方面：
(1) 我国煤层气藏普遍存在低压(压力系数小于0.8)、低饱和度(小于70%)、低渗透的特征。渗透率比美国煤层的渗透率低2～3个数量级。
(2) 非均质性强。我国大部分中阶煤层气藏均具有非均质性，使得井筒影响范围特别小，从而使井网整体降压的作用难以发挥。
(3) 高煤阶气。据估计，我国的高煤阶煤层气资源占总资源的27.16%以上。在理论上，这些煤层不具有产气的能力，但实际上在沁水盆地的无烟煤中取得了单井和小型开发试验区的产气突破，已证明高煤阶也是一个重要的煤层气开发目标。但是，高煤阶气具有低渗和难脱附的特点，限制了目前常规开采技术的应用。
12.决定煤层气开采模式有哪些因素？
煤层气开采是否具有商业价值，取决于产气率大小、是否具有竞争力的市场价格和规模性的产量。因此，无论采取井下抽采还是地面钻采工艺，都需要有一定的气含量做基础。井下抽采煤层气在开采煤层气过程中由于无采取任何增产措施，这样，它的开采对煤储层本身的渗透性、百米钻孔的资源量和煤储层的解吸能力密切相关；而地面钻采煤层气从目前的经济、技术的可行性考虑，构造煤、构造复杂、水动力活动强的地区不利于地面钻采的实施。综上考虑，决定实施井下抽采还是地面钻采的根本在于：资源量、煤储层的渗透性、煤体结构、水文地质条件和煤储层的解吸能力。
(1)资源量。一定的资源量是进行煤层气开采的基础。而一定的含气量、煤层厚度、资源丰度是一定资源量的保证。
(2)渗透性。煤储层的渗流能力是煤层中气体导流能力的反映，它关系到甲烷气体在煤中的赋存状态和开采抽放的难易程度。煤层气存在于煤的双孔隙系统中，煤的双孔隙系统为基质孔隙和裂缝孔隙。基质孔隙由孔隙大小来反映，是煤层气运移的通道；裂缝孔隙又称为割理，其不仅是储气空间，同时它又可使基质孔隙连通，增强储层的渗透性。煤层渗透率与煤的变质程度、煤岩组分和煤的灰分有密切关系。中等变质的肥煤和焦煤，其渗透率最高低变质的褐煤、长焰煤和气煤孔隙度大，渗透率次之；中、高变质的瘦煤至无烟煤渗透率最低。煤中惰质组含量越高、灰分越低，其渗透率越高。
(3)解吸能力。解吸能力的大小将直接影响煤层气的开采难易程度及采收率。饱和度越大，煤层气的运移潜势就越大，煤层气的排采潜势就越高。根据实验研究表明，煤层气的吸附一解吸过程可近似看成可逆过程，因此，吸附时间越长，对煤层气的解吸越不利。煤层气是靠降压解吸的，临/储压力比越高，越不利于煤层气的解吸。
(4)煤体结构。煤的坚固性系数和煤的破坏类型是煤体结构的综合反映。
(5)地质条件。水动力活动频繁的地区，利于煤层气的运移和扩散，不利于煤层气的保存，也不利于煤层气的排水降压；构造复杂区域，将不利于煤层气进行地面钻采。
13.煤层气认识上的十大误区是什么？
NO.1 盲目乐观，认为煤层气开发非常容易，只要打井就能出气
盲目乐观，认为煤层气开发非常容易，只要打井就能出气，然后就可以赚钱。其实不是这样。目前全国探明储量只占资源量的千分之三，处于非常低的水平，因为我国煤层特殊的“三低”(低压、低饱和、低渗透)地质条件，需要适合中国特点的技术攻关，国家还因此成立了研究中心。目前我国只是沁水南部地区具备开发的条件，还有许多地区需要大量勘探工作，盲目投资只会造成浪费。
NO.2 盲目悲观，认为技术难
盲目悲观，认为技术难，地面上难以抽采，井下抽采不好利用，难以形成产业化。根据我们几年来的实践，常规抽采的技术问题已经解决，在我国已探明的储量区产业化是有可能实现的。
NO.3 煤层气只作为煤矿安全治理的手段
煤层气只作为煤矿安全治理的手段，而不是一个独立的矿种。在我国几千年采煤史中，煤层气一直被视为有害气体，其实这种与煤共生的气体，和天然气的发热量相当，甚至更洁净，应作为宝贵资源。目前煤层气的资源量超过了陆上天然气，应统一开发。
NO.4 煤层气开发是亏损的
认为煤层气开发是亏损的，只应由煤矿企业利用安全技术资金来干。煤炭企业治理瓦斯只是从安全角度出发，不考虑经济效益，单井产量低，大约是专业煤层气开发企业产量的一半。
NO.5 煤层气应以瓦斯治理为主
煤层气应以瓦斯治理为主，不应作为资源开发。煤层气公司是盈利的，而煤矿企业治理不以盈利为目的。既然是资源开发，煤层气开发应该有利可图，才能进一步促进煤层气产业的形成和发展，就应该以盈利为目的，利益引导。
NO.6 煤层气开发应该以煤矿企业为主体
煤层气开发应该以煤矿企业为主体。按照国家计划，2010年煤层气产量达到100亿立方米，2020年达到500亿立方米，上下游至少需要投入一万亿元。如此大的投入，需要社会各方合作共同投入，相互协调共图发展大计，否则难以成事。
NO.7 存在两种偏颇观点
存在两种偏颇观点。一种观点认为煤层气开发风险大，只要引入外资从事风险勘探即可；另一种观点是认为煤层气属于重要资源，有利可图，我们自己开发，不应让外国人来赚中国人的钱。上述两种观点都非常偏颇。煤层气开发巨大的资金和技术缺口，需要通过开放来引进国外的技术资金，带动国内产业提升。
NO.8 是煤层气和煤共生
是煤层气和煤共生，认为一切应以煤炭开采为中心。根据国家政策，应贯彻先抽后采，使采煤采气协调发展，而且这样更有利于安全，有利于增加能源供给。要转变重煤轻气的思想。
NO.9 认为对外合作影响煤炭企业开采煤层气
认为对外合作影响煤炭企业开采煤层气。事实上对外合作签署的作业区块只占全国煤层气总资源量的10%左右，而且不影响煤炭企业的自营勘探行为，更不影响煤炭生产。
NO.10 许多地方认为煤层气是地方资源
许多地方认为煤层气是地方资源，地方应优先，甚至提出政府限价。，有损国家的整体利益。
14.煤层渗透率如何测试？
煤层气吸附在煤层里，开采煤层气，测量储层的渗透率非常重要，目前储层渗透率的测试基本有两种方法，一种是实验室测量法，一种是试井直接测量法。
经过改进后测量油气储层渗透率的渗透率仪现在都能够测量绝对渗透率和相对渗透率。但测量时不能用甲烷，而必须用氮气或阂气，因为甲烷易被煤层吸附，而且吸附后煤层容易膨胀，影响渗透率的准确测试。相对渗透率的测试有两种方法，一种是非稳态法，该方法首先用盐水将煤芯饱和，而后注入气体排出盐水，记录随时间排出的水、气及压力等数据，然后计算出气水相对渗透率。另一种是稳态法，该方法是将水气同时匀速地注入到煤芯里，记录出随时间水气排出的情况，然后计算出相对渗透率，这种方法特别对低渗透煤层有效。
试井渗透率的测试是直接在现场试井时测得，对煤层而言，多采用段塞法和注水压降法。目前评价煤层气储层渗透率的好坏主要是试井测量法，因为试井渗透率最能反映储层最原始状态下的渗透率，而实验室所得的数据往往误差较大。
15.煤层气储集层分哪五级？
通过煤层气以往开采的经验，煤层气储集层的好坏按照渗透率可划分为五级，这个五级和常规的油气藏是不一致的，煤层气的较低。具体如下：
一级：K>10X10-3um2 渗透性极好的储集层
二级：10X10-3um2 >K >5X10-3um2 渗透性好的储集层
三级：5X10-3um2> K>１X10-3um2 渗透性中等的储集层
四级：１X10-3um2 >Ｋ>0.1Ｘ１0-3um2 渗透性差的储集层
五级：Ｋ<0.1Ｘ１0-3um2 非渗透储集层。
一，二，三级可勘探开发性较强，可作为目的层，四，五级经过强化措施后也可做目的层，但也可能不是目的层，不具备开发价值。当然，这还要结合其他要素综合分析。一般来说五级以下基本不予考虑。
16.什么是煤层压裂裂缝监测技术？
裂缝监测工艺技术
煤层压裂裂缝方位和几何尺寸，是指导制定压裂方案的重要依据，是评价压裂效果的重要手段，对优化井网布置具有重要意义。选用大地电位法(微地震法)测试和井温测试，可测试出压裂裂缝形态、高度、方位和延伸长度，测试成功率100%，结果准确可靠。微地震法测试对压裂施工进行同步裂缝监测，要求测试井周围必须有三口监测井，大地电位法测试要求在压裂液中加入2%～5%KCL，使压裂液与围岩的电阻率差异在30～80倍之间，并须测出压前及压后大地电位差。井温测试须测出压裂前后井温曲线，要求在测压前井温基线时，井筒内液体静止48ｈ以上，压后井温曲线应在压后2～6h内测完。
另外，根据压裂施工数据和压降数据，也可计算并推断出动态裂缝几何尺寸、支撑裂缝几何尺寸和压裂液效率。要求测压降时间为泵注时间的2.5倍以上
17.煤层气专业术语有哪些？
与煤层气勘探开发相关的名词术语解释60条（一）
2007年，河北煤田地质勘查院合作，搞了一个《煤层气资源勘查技术规定（试行）》。为了方便工作，院方要求对其中涉及到的一些术语做个解释，特别是所涉及到的工程方面（如试井、压裂、排采）。因此，特收集整理了与煤层气勘探开发相关的名词术语60条，并尽可能给出准确解释。因为对于某些名词术语，各种文献或专著中的解释不仅相同，有些是笔者的意见，仅供参考。
1、煤层气：是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。
2、天然气：地下采出的可燃气体统称为天然气。
3、煤成气：由煤层所生成的天然气，统称为煤成气。
4、临界解吸压力：对于未饱和煤层气藏，只有压力下降到含气量落在吸附等温线上，气体才开始解吸，该压力称为临界解吸压力。
5、含气饱和度：是指在一定条件（储层压力、温度和煤质等）下，实际含气量与相应条件下的理论吸附量的比值。
6、含水饱和度：是指储层内水的含量（用体积表示）与储层孔隙体积之比。
7、原始含气饱和度：在原始地层状态下的含气饱和度。
8、孔隙度：岩石孔隙大小通常以孔隙度来表征。所为孔隙度，是介质中孔隙的体积与介质总体积的比值。
9、有效孔隙度：有效孔隙度是指连通孔隙所占的体积与总体积的比值。
10、孔隙结构：煤是一种固态胶质体，是双孔隙介质，含有基质孔隙和割理孔隙。
11、煤层渗透率：煤层的渗透性是指在一定压差下，允许流体通过其连通孔隙的性质，也就是说，渗透性是指岩石传导流体的能力，煤层渗透率是反映煤层渗透性大小的物理量。常用单位：毫达西，md，1md=0.987×10-3μm2。
12、绝对渗透率：指单相流体充满整个孔隙、流体不与煤发生任何物理反应时，所测出的渗透率称为绝对渗透率。
13、有效渗透率：当储层中有多相流体共存时，煤对其中每相流体的渗透率称为有效渗透率。
14、相对渗透率：当储层中有多相流体共存时，每一相流体的有效渗透率与其绝对渗透率的比值。
15、渗透率各向异性：由于裂缝系统的几何形态，使得面割理和端割理渗透率存在差异，面割理方向渗透率最大，这种现象称为渗透率各向异性。
16、地应力：作用在岩体上的各种相互平衡的外力使岩体内部产生附加内力，它的效应就是引起岩体形变。这种附加内力的分布密度就是地应力。
17、原始地应力：是指煤层没有受到人为扰动，处于原始状态的应力。
18、孔隙压力：地层内流体所承受的压力称为地层压力，有时又称为孔隙压力。
19、破裂压力：在开始注入压裂液使井壁发生开裂的瞬时压力称为初始破裂压力，即破裂压力。
20、延伸压力：维持裂缝继续扩展的压力。
21、闭合压力：裂缝刚刚能够张开或恰好没有闭合的压力。
22、有效地应力：有效地应力是指煤层压裂最小的有效闭合应力，为煤层破裂压力与其抗张强度之差。
24、资料井（参数井）：主要通过探井取准煤心，以便做含气量等参数测试、试气，并采用单相注入法求取煤层渗透率。
25、试验井：通过井组降压试采，评价其工业性开采价值。
26、生产井：开发过程中以采气为目的的井。
27、监测井（检测井）：用于生产过程中压力监测。
28、试井：试井是以渗流理论为基础，是煤层气生产潜能和经济可行性评价的重要途径。通过试井可获得以下资料：储层压力、渗透率、井筒污染、井筒储集以及压裂裂缝长度和导流能力等。
29、固井：为了保护井壁套管，在下入井筒内的套管与井壁环形空间，以及不同套管之间泵注水泥浆以封固与隔绝之，这项工艺称为固井。
30、射孔：射孔是一项重要的完井工艺技术，它是根据井的试气、投产设计要求，用射孔器穿透目的层位的套管壁及水泥环，达到目的层内一定深度，构成目的层至套管内的连通孔道。它是人工造就使地层内流体流入井筒内的通道。
31、压裂：利用地面高压泵组，将流体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底蹩起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和岩石抗张强度时，便在井底附近地层产生裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝，使井达到增产目的。
32、排采：是指将煤层中的水和气采出地面的工艺方法。
33、测井：所谓测井指的是一种特殊的井下测量，这种测量以深度为函数，通过测量随深度变化的物理性质，可以推断出岩石的各种性质。地球物理测井在现场简称电测井，是把各种不同仪器下入钻探井中并通过电缆沿井身在地面仪器中来测量不同深度岩层的物理性质，从而了解地下地质情况的一套工艺方法。
34、岩屑录井：地下的岩石被钻头钻碎后，随钻井液被带到地面，这些岩石碎块就叫岩屑。如果是煤块，也叫煤屑。在钻井过程中地质人员按照一定的取样间距和迟到时间，连续收集与观察岩屑，并恢复地下地质剖面的过程，称为岩屑录井。
35、钻时录井:钻井速度的快慢通常用钻时表示，它取决于地下岩石的可钻性，又取决于钻井参数的组合、钻井液性能、钻头类型及其磨损情况等。因此，钻时的变化可以判断地下岩层的岩性变化和缝洞发育情况；帮助工程人员掌握钻头使用情况，提高钻速、降低成本。钻时录井不论对工程还是地质，都是重要的录井方法。
36、气测录井：气测实际上是地层物理参数随深度变化的关系图，反映地层烃类聚集和组成变化以及地层流体的性能。它通过连续测量钻井液中烃类气体含量变化，以直观、连续、快速、及时、灵敏的特点，成为钻井过程中判断煤层气的最佳方法。
37、钻井液录井：钻井液在钻遇气、水层和特殊岩性地层时，其性能将发生各种不同变化。所以根据钻井液性能的变化，推断井下是否气、水层和特殊岩性的方法，称为钻井液录井。
38、平衡钻井：在钻井过程中，钻井液的液柱压力等于地层压力的钻井方法，称为平衡钻井。
39、过平衡钻井：在钻井过程中，钻井液的液柱压力大于地层压力的钻井方法，称为过平衡钻井。
40、欠平衡钻井：在钻井过程中，钻井液的液柱压力小于于地层压力的钻井方法，称为欠平衡钻井。
41、完井：完井工程是衔接钻井和采气工程而又相对独立的工程。是指从钻开产层开始，到下套管注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液，直至投产的一项系统工程。完井有时也是指井眼钻完后，最后用于生产的井身结构，有时把射孔、压裂也归于完井。
42、裸眼完井：是指产气煤层裸露，不用套管和水泥环封闭。
43、先期裸眼完井：是指钻开煤层，再在煤层顶部下入套管并固井，产气煤层保持裸眼。
44、后期裸眼完井：是指钻到煤层顶板，下套管固井，再钻开生产层段的煤层，产气煤层保持裸眼。
45、套管完井：对产气层下入套管。
46、裸眼洞穴完井：人为在裸眼段煤层造一个大的洞穴，用以提高煤层气产量的完井方法。
47、反射率：反射率（Ro）是指投射在磨光面上光线的反射能力，即煤（镜质组）光片表面的反射光强度与入色光强度的百分比值。
48、地解比：地解比是利用吸附等温线实测含气量对应的临界解吸压力与原始地层压力的比值。
49、煤层孔隙半径：反映煤层孔隙大小的物理量，孔隙半径取决于煤层的显微组分结构和热演化程度等因素。
50、割理：按照英国采矿业习惯，将煤中的裂缝称为割理。煤的割理是在煤化过程中形成并受构造应力的改造和作用。
51、端割理：两条面割理之间发育有端割理。
52、面割理：煤中大致有两组互相垂直的割理系统，主要裂隙组称为面割理。
53、钻井液密度：钻井液的重量与同体积水的重量之比，称为钻井液密度。
54、粘度：粘度是钻井液流动内阻力的大小。
55、中压失水：也称API失水，即在686Pa、常温下测定的钻井液滤失量。
56、固相含量：固相含量一般指钻井液中不溶物的全部含量及可溶性盐类，常以重量或体积百分数表示。
57、比表面积：即在一定分辨能力下测得的表面积作为该固体表面积的近似值，这一面积称比表面积。通常比表面积用单位体积内的总面积或单位质量的总面积来表示。
58、吸附：气体赋存在物质上的过程称为吸附，相反过程称为解吸。
59、吸附等温线：在等温条件下，确定压力与气体吸附量关系的曲线称为吸附等温线。
60、兰格谬尔（Langmuir）模型：该模型是根据汽化和凝聚的动力条件平衡原理建立的，广泛用于煤和其它吸附剂对气体的吸附，是研究煤层等温吸附的主要模型。
此资料为坝上老人提供，再次表示感谢！
18.影响煤层气排采时间有哪些因素？
影响煤层气排采时间的因素有很多，主要有以下几个方面：
1.煤层的产水量：产水量越大，排采的时间越长。
2.地层压力。
3.煤层气临界解吸压力
4.煤层甲烷解吸时间。
5.排采设备的选型和排采能力。
有的时间几个月，长的需要一年或更长时间。
19.煤层气固井的特点和难点？
煤层气产量低，可供开采期的时间又比较长，加上独特的开发与开采方式，因此给固井设计与施工提出了更高的要求。固井质量要高，层间封隔要好，而且固井施工对煤层的伤害小。和一般油气井相比，煤层气井固井的特点及难点主要表现在以下几个方面：
1 煤层埋藏浅，替浆量少，顶替效率低
煤层气井井深浅，固井时替浆量少（一般井泵替钻井液只有5～11m3），注水泥完毕即有一半体积以上的水泥浆进入环空。受设备及井下条件的限制，固井时根本达不到紊流顶替的排量。紊流顶替时环空返速高，摩阻大，在低压易漏的井中甚至会压漏地层，同时对水泥浆性能要求也比较高。
2 煤储层压力低，封固段长
由于煤层气独特的开采方式，因此一般要求全井封固，封固段长一般在300～1200m之间。由于封固段长，煤层孔隙压力梯度低，水泥浆密度比钻井液密度高得多（钻井液密度一般在1.03～1.08g/cm3之间）。固井过程中水泥浆密度高或施工不当，易形成高的过平衡压力，固井过程中很容易漏失。一方面水泥浆低返，影响封固质量；另一方面水泥浆渗入煤层，对煤层造成大面积的伤害。
3 水泥浆配方设计困难
煤层气井井深浅，井底温度低（如晋城地区煤层气井井底温度一般在25～45℃之间），上部井段温度更低，远远小于油气井的井底温度。低温下水泥浆特别是低密度水泥浆的水化速度缓慢，水泥石早期强度、后期强度低。为加快水泥的水化速度，提高早期强度，必须加入早强剂或促凝剂。但是一般的早强剂或促凝剂会破坏降失水剂的降失水效果，与降失水剂配伍的早强剂及促凝剂少。以前固井中这个问题都没有解决好，控制了水泥浆滤失量，水泥石的早期强度低，甚至长时间不凝固；加入早强剂，提高了早期强度，水泥浆的滤失量又得不到控制，二者很难同时兼顾。
4 煤层易受到伤害，保护煤层的难度大
煤储层渗透性低，属于低渗储层，任何环节的污染都会对煤层造成永久性伤害。钻开煤层后，甲烷气从煤的内表面解吸、扩散，通过裂缝流到井内。如果煤层的孔隙和裂缝一旦受到损害，其损害程度比常规油气层严重得多，不仅使气体的渗流通道受损，而且还会影响甲烷气的解吸过程。固井过程中如果环空的液柱压力高，水泥浆的失水量大，水泥浆性能差或施工不当，很容易对煤层造成伤害。
20.煤层气试井的概念、原理及特点？
所谓“试井”，顾名思义，就是对油气井或水井进行测试。试井是一种以渗流力学理论为基础，以各种测试仪表为手段，通过对油气井或水井生产动态的测试来研究油、气、水层和测试井的各种物理参数、生产能力以及油、气、水层之间的连通关系的方法［1］。
压力瞬变测试，或称不稳定试井，就是当储层中流体的流动处于平衡状态时，改变测试井的产量，并测量由此引起的井底压力随时间的变化。这种压力变化同测试过程中的产量有关，也同测试层和测试井的特性有关。因此运用试井资料，即测试过程中的井底压力和产量资料，结合其它资料，可以估算测试层和测试井的许多特性参数，包括完井效率、井底污染、增产措施的效果、地层参数、地层压力、边界情况、井间连通情况等。因此试井是油气田(包括煤层气田)勘探开发过程中认识储层特性并确定储层参数的不可缺少的重要手段。
显然，试井资料的测取和分析是试井工作的两个重要组成部分。前者即现场测试，为的是取得足够的可靠资料；后者即试井解释，要求通过分析所测资料，得到尽可能多的关于地层和测试井的可靠信息。
在原始储层条件下，测试工作最好在气井投产之前，煤储层处于100%水饱和状态。如果储层达到了两相流状态，则很难对试井数据进行解释。一般采用段塞试井或注入压降试井，因为这种试井是对单相流储层进行测试，可以确定水饱和煤层的渗透率。
注入压降试井是一种单井压力瞬变测试，它是以恒定排量将水注入井中一段时间后关井。注入和关井阶段都用井下压力计记录井底压力，这两个阶段的压力数据可独立用于分析求得渗透率。注入压降测试方法在煤层气勘探中应用相当广泛。
注入压降试井的主要优点是：
a. 流体的注入提高了地层压力，保证了在测试过程中为单相流；它适用于负压、正常压力和超压等各种情况的煤层气井；
b. 不需要井下机械泵送设备，简化了操作步骤，降低了成本；
c. 可以用标准试井分析方法来分析，结果比较可靠；
d. 探测半径较大；时间相对较短。
其缺点主要是对于低渗透率煤层很难进行，因为要保持非常低的注入排量。所以在采用注入压降方法时，必须预防以下两点：
第一，地层伤害。其原因之一，由于注入的流体可能与地层的化学环境不相容，发生反应；之二，有可能注入了会堵塞储层孔隙的微粒，因此把取自被测试层位的地层水回注到测试井中是最理想的，至少应当采用与地层和气藏流体相容的淡水。
第二，压开地层。如果注入过程中排量控制不好，使井底压力超过了测试层的破裂压力，就可能会压开地层，产生裂缝，这种裂缝的产生被认为是自然渗透率或井筒伤害的假象，使测试结果不可靠。因此在注入压降过程中一定要保证井底压力低于地层破裂压力。
由此可见，在对煤层气井进行试井之前，作好试井设计十分重要。
21.煤层气钻井安全规程是什么？
一、井场应平整、坚固，井架地基填方部分不得超过四分之一面积，填方部分应采取加固措施。
在山坡修筑井场时，坚硬、稳固地层，井场边坡坡度不得大于80度；松软地层，井场边坡坡度不得大于45度。必要时，砌筑护坡、防护墙。
二、井场内禁止烟火，需动用电焊、气焊（割）等明火时，必须制定安全技术措施。
在草原、苇塘、林区钻井时，井场周围应有防火隔离墙或隔离带，隔离带宽度应不小于20m。
井场的井架、油罐应安装防雷防静电接地装置，其接地电阻应不大于10Ω。
三、暴雨、洪水季节，在山沟、凹谷等低洼地带施工时，应加高地基，修筑防洪设施。
四、井场应配备足够数量的消防器材。消防器材应由专人挂牌管理，定期维护保养，不得挪作它用。消防器材摆放处，应保持通道畅通，取用方便，悬挂牢靠。
五、 井场有照明的地方设置风向标(风袋、风飘带、风旗或其他适用的装置)，风向标应挂在相关人员都能看到的地方，并在井场入口处、 上钻台处、井架梯子入口处、钻台上、坐岗房、高空作业处和绞车、柴油机、发电机等机械设备处以及油罐区、消防器材房、消防器材箱等处设置相应的警示标志。
六、 立、放井架及吊装作业应与架空线路保持安全距离，并采取措施防止损害架空线路。
七、井架应安设四根绷绳，绷绳的直径不小于19mm，中间不打结，不打扭，与地面夹角不超过45度，同时确保地锚牢固可靠。
八、钻机水龙头高压胶管，应设防缠绕装置和导向绳。
九、钻台地板铺设应平整、紧密、牢固；木地板厚度应大于40mm或使用防滑钢板；井架二层平台，应安装可靠防护栏杆，防护栏高度应大于1.2m，采用防滑钢板。
活动工作台应安装制动、防坠、防窜、行程限制、安全挂钩、手动定位器等安全装置。
十、 钻机大绳安全系数应大于7；吊卡处于井口时，绞车卷筒钢丝绳圈数不少于3圈；钢丝绳固定连接绳卡，应不少于3个。
十一、发电机应配备超载保护装置，电动机应配备短路、过载保护装置。
柴油机排气管应无破损、无积炭，其出口不得指向循环罐，不得指向油罐区。
十二、 井场电气设备应设保护接零或保护接地，保护接地电阻应小于4Ω。井架、计量油罐应安装防雷防静电接地装置，其接地电阻应不大于10Ω。
十三、井场电力线路应采用电缆，并架空架设，经过通道、设备处应增加防护套。井场电器安装技术要求参照SY/T 5957标准执行。
十四、安装、拆卸井架时，井架上下不得同时作业。施工现场应有可靠的通信联络，并保持24h畅通。
十五、有井喷危险时,井口应安装井控装置，井场所有电气设备应符合防爆要求。井控装置的管理、维修和定期现场检查工作应由专人负责，并规定其职责范围和管理制度。
防喷器、套管头、四通的配置安装、校正和固定参照SY/T 5964的规定。
十六、放喷管线的布局要考虑当地季节风向、居民区、道路、油罐区、电力线及各种设施等情况。
十七、 钻进施工应符合以下要求：
1、应符合现行标准关于常规钻进的安全技术要求；
2、一开、二开、过煤层等重要工序，应由钻井监理或甲方委托的施工监理单位进行全面的安全检查，经验收合格后方可作业；
3、钻井作业队伍应严格按规定程序和操作规程进行操作，执行钻井作业设计中有关防火防爆的安全技术要求；
4、钻进时应严格选择适当的钻井液；
5、钻进施工中若出现异常情况，及时采取相应安全措施。若发生重大事故时，应立即启动应急预案。
十八、 下套管作业应符合以下要求：
1、吊套管上钻台，使用适当的钢丝绳，不使用棕绳；
2、各岗位人员配合好，套管上扣时推荐使用套管动力钳，下放套管时密切观察指重表读数变化并按程序操作，发现异常及时处理；
3、当套管重量大于钻机或井架的提升能力时，应采取相应的减重措施。
十九、 固井作业应符合以下要求：
1、摆车时有专人指挥，下完套管后当套管内钻井液未灌满时先灌满套管，不得接水龙带开泵洗井；
2、开泵顶水泥浆时所有人员不得靠近井口、泵房、高压管汇和安全阀附近及放压管线。
22.中国煤层气目标区域有哪些？
在全国煤层气资源评价中,按照资源量的大小将聚气目标区分为三类。①大型聚气目标区:煤层气资源量大于1 000×108m3;②中型聚气目标区:煤层气资源量介于(200~1 000)×108m3之间;③小型聚气目标区:煤层气资源量小于200×108m3。
按照这个划分方案,全国115个聚气目标区中,有大型目标区28个,中型目标区28个,小型目标区59个。东北聚气区中,只有鸡西是大型聚气目标区。华北聚气区中的大型聚气目标区最多,达21个,按照资源量大小依次为:庆阳、阳泉—寿阳、霍东、和顺—左权、潞安、三交北、离柳—三交、吴堡、乡宁、大城、淮南、府谷、韩城、晋城、淮北、焦作、荥巩、安阳—鹤壁、(山西)西山、澄合、宁武。西北聚气区中只有乌鲁木齐(白杨河)为大型聚气目标区。华南聚气区中,大型聚气目标区有5个,按资源量大小依次为:六盘水、织纳、黔北、圭山、贵阳。
东北聚气区共有4个中型聚气目标区,它们是:鹤岗、集贤—绥滨、勃利和红阳。华北聚气区分布着13个中型聚气目标区,包括:开滦、峰峰、霍州、蒲白、铜川、韦州、偃龙、新安、登封、新密、禹县、平顶山、永夏。西北聚气区只有艾维尔沟一个中型聚气目标区。华南聚气区共有10个中型聚气目标区,它们是:丰城、中梁山、沥鼻峡、松藻、古叙、芙蓉、筠莲、镇雄、恩洪和兴义。
全国共有59个小型聚气目标区,其中东北聚气区6个,华北聚气区17个,西北聚气区8个,华南聚气区28个。
此前历次【技术体系】连接，点击直接跳转，分享吧：
[技术体系1/91]钻井设计基本原则
[技术体系2/91]钻井计算公式（精典）
[技术体系3/91]各种钻具组合设计方法（精典）
[技术体系4/91]工程监督专题：钻进、测井期间的监督工作
[技术体系5/91]工程监督专题：固井期间的监督工作
[技术体系6/91]工程监督专题：完井期间的监督工作
钻井工程（微信号：idrilling），诚请您收藏、分享、传播本公众号，我们一起认真做事！
（长按上图↑可自动识别二维码）
分享钻井工程从业者的生产和生活的点点滴滴，钻井从业人员的枕边工具书。
向本公众号回复：
100 钻井作业体系主菜单91
200 钻井英语19
300 钻井设备和试题9
400 钻井行业高校2
500 钻井技术论文集224
600 钻井工程视频教程33讲
700 钻井液视频教程30讲
800 现代钻井技术22课
900 石油地质基础10课
