第一节 煤储层评价在煤层(瓦斯)气开发中的重要性
始于20世纪80年代的中国煤层气勘探,经历了20多年的不断探索,21世纪初进入煤层气产业初始发展阶段,目前已进入快速发展阶段。按照国家能源局2011年颁布的煤层气产业“十二五”规划,到2015年末中国地面煤层气的产量将达到160×108 m3,矿井煤层瓦斯抽放量将达到140×108 m3。依据最新的煤层气开发利用战略研究成果,预期在2020年左右中国的煤层气总产量将达到年产500×108 m3的水平,其中地面煤层气产量将达到年产300×108 m3,矿井煤层瓦斯抽放量将达到200×108 m3。之后,中国的煤层气产业将进入稳定的缓慢增长阶段。
中国煤层气资源丰富,富含煤层气的沉积盆地众多,低、中、高煤阶均蕴藏有丰富的煤层气资源。依据目前煤层气产能建设重点煤区的开发趋势看,近期是以高煤阶煤层气为主。
煤层气产出的基本原理是通过排水而采气,整个煤层气所有工程技术均围绕实现“排水采气”这个目标服务。大量的煤层气开发工程实践证明,研究煤储层中的裂缝通道对于提高煤层气产能具有重要意义。
就煤层气产出通道而言,我国煤层气主要富集区块的煤储层特征是:低煤阶煤储层的孔隙异常发育,煤储层内部的通道一般比较畅通,反映出煤储层的渗透率比较高,煤层气开发区块内渗透性的变化比较小;随着煤阶增高,煤储层的孔隙度呈降低—再升高趋势,非均质性增加,裂缝性特征显现,特别是高煤阶无烟煤的裂缝性特征更加突出和典型。
中国现有的煤层气产能主要集中在沁水盆地南部无烟煤区,现有的煤层气开发井已经超过6 800口,而且在今后一段时期内,煤层气产能建设的重点仍然集中在山西沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘高煤阶区块,预计到2015年煤层气开发井将超过15 000口。
然而,由于尚未确立得到普遍认可有效的裂缝性高煤阶储层的研究方法与评价技术体系,给沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘高煤阶区块煤层气开发及产能建设带来了一定的困扰,甚至是潜在的风险。其主要体现在以下两方面:
(1)由于对高煤阶煤储层裂缝系统研究的重要性认识不足,仍然依赖现有非常有限而不完整的煤层气勘探成果来部署煤层气的开发方案。
(2)缺乏对煤层气产出主要通道的地质规律的深入认识,更谈不上建立企业技术规范来满足大规模开发不同类型煤层气藏的急需。
煤层气开发必须对煤层气藏有比较深入的认识,换句话说,必须对煤储层以及内部的流体特征有比较深入的认识,包括含气性、渗透性、工程属性特点、类似煤区的开发经验与教训等。以往的开发经验已证明对煤储层含气性及其变化的认识在开发实践中比较容易掌握;但是对于认识煤储层非均质性导致的渗透性以及工程属性特点变化的特征却很难,需要多方面的知识及资料积累,研究的时间也比较长。
高煤阶煤储层属于典型的裂缝型储层,与碳酸盐岩不同的是,其内部特征非常复杂,但具有区块范围能辩识的特点。晋城煤区的煤层气开发实践证实,煤储层的裂缝系统、渗透性以及工程属性特征具有能够准确认识和把握的特点。遗憾的是这一关键新技术的广泛应用尚未引起主要决策层的高度重视,还尚未构成部署煤层气开发方案的必备研究内容。
作者在沁水盆地煤层气开发多年研究实践的基础上,对裂缝性高煤阶煤储层的研究方法及评价技术体系进行了初步总结,并将在更大的范围推广,以促进煤层气产业的健康快速发展。
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