我国与美国煤层气勘探开发条件对比

如题所述

(一)中美煤层气地质条件对比

我国煤层气资源丰富,但是具有与美国不同的成煤和煤化作用地质条件,地壳运动具有多期叠加性,构造活动具有复杂多样性,因而我国煤层气成藏机理和气藏富集规律均与美国不同,煤层气勘探开发表现出诸多特殊性。

1.构造背景不同

美国位于北美地台之上,北美地台是以加拿大和格陵兰地盾为中心,以同心圆的方式向外发展起来的一个巨型地台。在地台内部,以地台为基底的含煤盆地构造较稳定,聚煤作用发育,煤炭资源赋存条件简单、储量丰富。我国位于复合大陆之上,地台较小,其周边的过渡带窄,构造活动频繁强烈。在我国总体十分复杂的构造背景中,相对稳定的地台区含煤盆地占有十分重要地位,形成了华北地台中西部及华南扬子地台中西部古生代煤层气聚气区。

2.煤级

我国中煤级煤炭资源约占全国煤炭资源的30%,而高煤级和低煤级煤炭资源占70%,而美国的煤层气产量主要来自于中煤级的煤层中。美国传统观念认为在无烟煤中难以获得工业性气流,主要是因为深层变质作用形成的无烟煤各种孔隙遭受强烈压实,割理很不发育,致使煤储层的渗透性很差。但在我国山西沁水盆地南部高变质无烟煤中施工的煤层气开发试验井网中,单井最高产量达16000m3/d,在正常排采情况下,日产气量可稳定在2000~3000m3/d,产气量是相当可观的。这预示高变质煤层中的煤层气资源仍具有良好的开发前景。

我国低阶煤(褐煤和长焰煤)主要分布在西北及东北含气盆地群,虽然煤层含气量普遍较低,但煤层厚度大且分布面积广泛,地质构造简单,煤储层渗透性能好,是我国煤层气资源的一个重要领域。近年在美国粉河等盆地的煤层气开发实践证明,在亚烟煤(相当于我国煤级划分中的褐煤)中,即使实测煤层气含量低,但煤层渗透率高,厚度大,仍能实现商业性煤层气开发,这为我国在低阶煤中开发煤层气提供了借鉴。

3.低渗

我国煤层普遍存在低渗(<1mD)、低储层压力(压力系数<0.8)和低含气饱和度(<70%)的“三低”不利条件,但煤层埋深、含气量、煤层厚度大都比较理想。我国的煤层渗透率大多不超过10mD,一般在1mD左右。但也有储层条件相对有利的区域,如沁水和鄂尔多斯盆地某些煤层的地质条件与美国的圣胡安、黑勇士等盆地相当。虽然美国圣胡安、黑勇士盆地部分煤层渗透率在10mD左右,甚至高达50mD,但也仅在局部地区出现,大多数的煤层渗透率还是普遍较低,主要通过压裂等措施改善煤层的导流能力。

4.后期构造破坏

我国成煤后期构造破坏较为严重,造成部分地区构造煤发育,使储层改造措施无法实现。一些含煤和含气条件较好的地区,有时具有较强的储层非均质性,煤层气可采条件相对较差,一定程度制约了煤层气井的产能开发,但通过实施低渗透性构造煤储层改造和煤层气井压裂等措施也可以实现对此类煤层气资源的有效开发。我国已经取得了部分区块煤层气勘探开发试验的成功,还需要进一步实践和完善成熟的和系统配套的适用于我国煤层气地质条件的勘探开发工艺技术。

美国与中国都是资源大国,有相同之处,更有不同之处,应当借鉴,但绝不可照搬。

(二)中美煤层气勘探开发状况对比

美国是世界上开采煤层气最早和最成功的国家,起步于20世纪70年代,大规模发展始于80年代。由于美国政府1980年出台了税收补贴优惠政策,煤层气产量从1980年的不足1×108m3,迅速上升到1991年的100×108m3,之后产量逐年上升,到2004年达到500×108m3,占气体能源(天然气)总量的8%~10%,成为常规天然气的重要替代能源。主要的原因包括:一是能源需求、环保要求和经济效益是促使美国致力于煤层气开发的动力源泉;二是重视煤层气地质研究和资源评价,发展煤层气勘探开发技术;三是制订优于常规天然气的经济扶持政策,以增强煤层气产业的市场竞争能力;四是健全的法律保障煤层气产业的发展;五是具有完善的天然气管网等基础设施。

与美国相比,我国煤层气勘探起步晚,发展缓慢,但随着国家对煤层气的重视,以及技术水平的不断提高,目前已经进入了起步阶段,原因主要有:一是我国具有雄厚的煤层气资源基础,通过综合评价优选出沁水、鄂尔多斯东缘及南缘、宁武、安阳—鹤壁、松藻等有利区带,具有资源丰度高、资源量大、储层物性好、开发条件便利等特点,是近期和中长期进行煤层气规模开发的有利区;二是从20世纪80年代中期,我国陆续开展煤层气地面勘探工作以来,煤层气勘探开发理论、方法和技术取得明显进步,初步形成适合我国煤层气地质特点的勘探开发理论、方法和技术;三是我国煤层气勘探开发已初见成效,获得了1023.08×108m3的煤层气探明地质储量,煤矿区瓦斯抽放已形成一定规模;四是出台部分煤层气勘探开发优惠政策;五是天然气管网等基础设施正在不断构建;六是能源需求、环保要求和煤矿安全形势同样是促使我国致力于煤层气开发的动力源泉。因此,我国基本具备了美国20世纪80年代中后期煤层气的勘探开发条件。

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