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煤层气开发利用现状与发展方向(朱志敏,沈冰,蒋刚,《矿产综合利用》2006.6)


第 6期 2006年 12月

矿产综合利用
M u ltipu rpose U tilization of M in eral R esources

No 6 . Dec 2006 .

煤层气开发利用现状与发展方向
朱志敏 , 沈冰 , 蒋刚
2 中铁十三局第四工程公司, 黑龙江 .<

br />1 1 2

( 1 中国地质科学院矿产综合利用研究所, 四川 .

成都

610041 ;

哈尔滨

150008)

摘要: 为了进一步开发利用煤层气资源, 分析了国内外煤层气开发利用历史与 现状。与美国 相比, 中国煤层气 开发利用比较落后, 中国煤层气基础工作应当首先进行 煤层气 地质特 征研究, 进而 找到适 合中国煤 层气地 质条件 的开发利用方法。 关键词: 煤层气; 能源; 勘探; 开发利 用 中图分类号: P 618. 11 文献标识码: A 文章编号: 1000-6532( 2006) 06 -0040-04

煤层气又称煤层甲烷 ( coa lb ed m ethane), 是与
[ 7]严建华, 冯乃谦, 瞿凡, 等. 载银天 然沸石 抗菌 耐久性 的 研究 [ J] . 硅酸盐通报, 2002( 3): 7~ 10. [ 8]侯文生, 魏丽乔, 戴晋明, 等. 载银 沸石抗 菌剂 在塑料 中 的分散性研 究 [ J]. 电 子 显微 学 报, 2003, 22 ( 6) : 598 ~ 598 . [ 9]李殿超, 蒋引珊, 姚爱华, 张 洪飞. 载银沸 石的 抗菌性 能 及热稳定性研究 [ J]. 非金属矿, 2003 26( 3) : 8~ 9. , [ 10]刘晓洪, 夏军, 金晓红 . 海 泡石载 银抗菌 剂的 制备研 究 [ J]. 武汉科 技学院学报, 2003, 16( 4): 63~ 66. [ 11]王长平, 李计元, 刘秀莲. 载 A g 海泡石抗菌粉体的研制 [ J]. 天津城 市建设学报, 2001, 7( 4): 237~ 239. [ 12]李玉平, 卢军, 郑廷秀 . 海 泡石在 杀虫建 筑涂 料研制 中 的应用 [ J]. 非金属矿, 2004, 27( 1): 22~ 24. [ 13]贺卫卫, 李玉平, 卢军, 等. 以海泡石为释缓载体的 杀虫 涂料 [ J]. 中 国涂料, 2004( 5) : 20~ 24.

煤伴生、 共生的天然气资源, 是一种潜在的储量巨大
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P resent Situation of Research and D evelopm ent T rends in the N onm etallicM inerals A g -Carrying AntibacterialM ateria ls
L I NG K ai , TANG L -yong , WANG Da ei A i -w
1, 2 3 1

( 1 Cen tra l South Un iv ersity, Changsha H unan, China; . , 2 Shaoguan Co lle ge Shaoguan, Guangdong Ch in a . , , ; 3 Jiangsu University Zhenjiang, Jiangsu Ch in a) . , , Abstract T he present situatio n of research on natural nonm eta llic m in erals Ag carry in g antib acterial m aterials w as : br ie fly in troduced in th is paper The ant ib acteria l ability of several Ag-carry ing nonm etallic m in erals, such as zeo . lite sepiolite and paligo rsk ite w as rev ie ed Their applicatio n and deve lo p ent trends w ere a lso d iscussed , w . m . K ey w ord s Nonm etallic m in era ls Ag-carrying Ant ib acteria l m aterials : ; ;
收稿日期: 2005 -07-27 作者简介: 朱志敏 ( 1978- ), 男, 硕士, 主要从事天然气地质学研究。

第 6期

朱志敏等: 煤层气开发利用现状与发展方向
[ 1]

# 41#

的洁净能源

。煤层气开发利用具 有重要的战略

层的物理性质、 煤层厚度、 埋深、 地温梯度、 地应力、 顶底板 岩层 特征、 沉积 环境 及构 造条 件等
[ 6]

意义, 它将改善我国的能源结构, 促进我国以煤为主 的能源体系逐步向对环境无害的可持续发展的模式 转变, 形成洁净能源新产业。同时, 煤层气的地面开 发预抽了赋存在煤层中的瓦斯, 可有效降低或杜绝 煤矿生产过程中的瓦斯灾害, 改善煤矿安全生产条 件, 减少煤层气排放所导致的温室效应, 保护全球大 气环境。另外, 煤层气可作为煤炭的接续能源, 为资 源枯竭型城市的经济转型提供能源保证
[ 2]

。其

中, 煤层厚度、 煤阶、 气含量、 渗透性、 埋深和构造条 件是选择煤层气开发有利区块时必须优先考虑的因 素。 美国煤层气勘探开发代表了世界煤层气工业的 发展状况, 近年来, 澳大利亚的煤层气勘探也十分活 跃, 主要集中在东部的几个二叠纪 - 三叠纪含煤盆 地, 包括悉 尼 ( Sydney ) 、 尼达 ( Gunnedah) 、 恩 冈 博 ( Bow en)等盆地, 其中博恩盆地的一些井经过测试 已经转化为生产 井。 2000 年到 2001 年度, 仅博恩 盆地用于煤层气勘探的费用就达 4440万美元, 占该 盆地全部 1. 2 亿美元勘探费的 37 。昆士兰天然 % 气公司已经在靠近 Ch ianch ill的 A rgy le- 1井成功进 3 行煤层气生产, 日产量超过 28230m 。目前, 煤层气 的勘探开发已经成为昆士兰石油和天然气工业的基 本部分。但直到目前为止, 澳大利亚的煤层气产量 还是以矿井煤层气抽放为主。生产的煤层气主要供 给建在井口的煤层气发电站。澳大利亚煤层气勘探 开发进展较快, 主要原因有三: 一是澳大利亚煤炭及 煤层气资源丰富; 二是几个主要含煤盆地离东海岸 人口密集区比较近, 具有潜在的煤层气销售市场; 三 是在勘探过程中借鉴了美国的成功经验, 并与本国 的客观地质情况相结合。 除了美国和澳大利亚, 世界上 30多个国家和地 区也开始进行煤层气的勘探和开发, 但是仅有少量 的国家能进行成功的煤层气规模开发, 主要原因有 三: 一是煤层气作为一种非常规天然气, 其前期工作 往往需要很大的资金投入, 如果没有税收政策上的 优惠, 很难吸引资金; 二是除美国外, 各国不能彻底 解决各自的具体技术问题; 三是煤层气本身的特殊 性, 从地质评价到工业开采一般需要相当长的时间。



1 世界煤层气开发利用历史与现状
1920年和 1931 年, 美 国在 粉 河盆 地 ( Pow der R iv er Basin )中部的怀俄德克煤层和阿巴拉契亚北 部比格郎气田的匹兹堡煤层先后打出 3口煤层气自 流井。 20世纪 50年代以来, 菲利浦石油公司参与 圣胡安盆地 ( San Juan Basin)的煤层气开发, 在水果 地组煤层打出一大批气井, 其中大多数井均获成功。 在此期间采用常规油气理论做指导进行钻井。进入 70年代, 在全球能源危机的影响下, 美国能源部做 出了开展包括煤层气在内的非常规天然气回收研究 的决定。从 1978年开始对全美 16个含煤盆地进行 了长达 8年的煤层气研究。对煤层气的储集和运移 机理、 生产方式和开采工艺有了进一步的认识, 先后 对 14个盆地做出了资源量计算。 20纪世 80年代初, 美国对煤层气的开发利用 取得重大 突破, 他们 在圣胡 安盆 地和 黑勇土 盆地 ( B lack W arrio r B asin ) 取得了商业性开发的成功
[ 3]



1986年以后, 在取得东部浅层含煤盆地煤层气开发 经验的基础上, 同时对西部深层含煤盆地展开了研 究, 并取得了明显的开发效果
3 [ 4]


3

从 1983年到 1995年的 12年间, 美国煤层气年 产量从 1. 7亿 m 猛增到 250亿 m , 基本形成产业 规模。 2003 年, 美 国煤 层气 年产 量已超 过 450 亿 m , 2004年产量达到 500亿 m , 煤层气占气体能源 ( 天然气 )总量的 8 到 10 , 是我国同期天然气产 % % [ 5] 量的 1 4倍, 成为重要的能源 。 . 美国煤层气工业在近几年来取得长足进步的关 键是对煤盆地进行了系统全面的地质综合评价, 尤 其是在黑勇士盆地、 皮申斯盆地、 圣胡安盆地开展了 大规模的研究和开发试验, 根据他们的经验, 在选择 勘探、 开发煤层的有利区块进行地质综合评价时, 应 考虑下列一些地质因素, 即气含量、 渗透性、 煤阶、 煤
3 3

2 中国煤层气开发利用历史与现状
我国煤层气勘探开发起步较晚, 从 1950年开始 直到 1970年, 主要是单纯的为减少煤矿瓦斯灾害而 进行的煤矿井下瓦斯抽放。 1980年, 我国的瓦斯抽 放量已达到 2 934亿 m , 其中 1000万 m 以上的矿 . 井就有 5个。 20世纪 70年代末到 90年代初, 仍以煤矿安全 为主要目的进行瓦斯抽放, 部分矿井同时进行煤层 气开采试验。 1985年国家经委修订 5资源综合利用
3 3

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矿产综合利用

2006年

目录 6, 把瓦斯列入废弃能源。 1992年, 煤炭部门与 联合国开发计划署 ( UNDP ) 签订协议, 投资 1000万 美元进行试验, 该项目包 括松藻矿务局、 开滦矿务 局、 铁法矿务局和煤炭科学研究总院西安分院的 4 个子项目, 主要目的是为我国发展煤层气工业引进 技术和设备。这一阶 段主要借用美 国的技术和经 验, 但对于地质条件复杂的中国含煤区不太适用, 因 此未获得突破性进展。但是通过试验, 对我国煤层 气勘探开发取得了一定的认识, 为后来的煤层气勘 探开发奠定了基础。 从上世纪 90年代初开始到目前为止, 从优质能 源的利用出发, 开展了煤层气的勘探试验, 取得了实 质性的突破与进展。我国石油、 煤炭、 地矿系统和部 分地方政府积极参与这项工作, 许多国外公司也积 极投资在中国进行煤层气勘探试验。 1990 年以来, 全国已有 30多个含煤盆地进行煤层气勘探钻井, 取 得了一批储层测试参数和生产参数, 在一些地区甚 至获得工业气流。 1996年国家经委修订 5资源综合 利用目录 6, 把 煤层气开发和煤层气发电列入该目 录。为了加快我国煤层气开发, 国务院于 1996年初 批准成立了中联煤层气有限责任 公司。 / 九五 0和 / 十五 0国家科技攻关都设立了煤层气研究和试验 项目, 同期国家计委设立了 / 中国煤层气资源评价 0 国家一类地勘项目。为了推进煤层 气的产业化进 程, 2002年国家 973 计划设立了 / 中国煤层气成藏 机制及经济开采基础 研究 0项 目, 从基础及应用基 础理论的层面对制约我国煤层气发展的关键科学问 题进行系统研究, 并将其成果应用于煤层气的勘探 开发中。到目前为止, 我国施工煤层气井 270余口, 共有 31个区块进行过不同程度的试验, 主要集中在 华北、 东北和华南聚气区, 建成煤层气井组 12个; 探 明煤层气地质储量 10 23 @ 10 m , 中联煤层气公司 . 和煤科总院西安分院新一轮全国煤层气资源预测显 示, 我国煤层气总资源量为 31 46 @ 10 m .
12 3[ 7] 12 3

地工业、 商业用户和居民作燃料, 并建设一座 12万 k 的煤层气发电厂。 W

3 存在的问题和发展方向
通过近年来的研究和开发试验, 我国的煤层气 成藏和产出机理研究有了较大的进展, 但并没有形 成理论突破。除了前期研究 低水平重复的 原因以 外, 更为重要的在于中国具有与北美大陆完全不同 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, 使中国煤储层表现 出自身固有的特殊储集性能, 美国的煤层气基础理 论对我国的煤层气勘探开发不能起到正确的全面指 [ 9~ 11 ] 导作用。研究 表明, 中国的煤储层大多表现为 以下特点: ( 1)低压、 低渗、 低饱和现象突出, 有些地区表 现为特低压、 特低渗和特低饱和。这些特征使得中 国的煤层气藏在使用当前的理论技术开发时表现了 相当程度的先天不足。 ( 2)成煤后期构造破坏严重, 造成部分地区构 造煤发育, 构造煤的发育使得储层改造这一影响煤 层气井产能的激励过程无法实现。 ( 3)大部分中阶煤储层具有强烈的不 均一性, 严重限制了煤层气井的产能开发, 同时为规模开发 煤层气藏带来了很大的困难。 ( 4)高阶煤和低阶煤煤层气在资源总量中占总 资源量的 2 / 3以上, 按照现有的理论, 这些煤储层不 具备产气优势。但是在一些区域高阶煤和低阶煤中 获得了高产气流, 说明高阶煤和低阶煤并非全都是 煤层气开发的死区。 所以, 中国煤层气基础工作应当首先进行煤层 气地质特征研究
[ 12, 13]

, 在煤层气成因、 储层特性、 成

藏及区域展布规律、 控气地质因素等方面有所突破, 建立有中国特色的煤层气地质理论, 指导我国煤层 气资源的开发利用。 致谢: 感谢汪镜亮研究员在论文写作过程中的 帮助。



1999年至 2002年由东煤 107队于辽宁省阜新 盆地共施工了八口煤层气地面开发井, 为阜新市提 供日产气量 1 5 @ 10 m 以上的居民生活用气, 标志 .
4 3

参考文献:
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着我国煤 层 气地 面 钻井 商 业开 发 实现 了 零 的突 破 。 2005年, 山西省晋城投入 2 37亿美元建设 . 的国内第一个煤层气综合开发利用示范项目即将开 工, 预计 2008年建成投产。该项目通过地表向地下 煤层钻孔, 抽取煤层气大约每年 1 66亿 m , 供应当 .
3 [ 8]

(下转 51页 )

第 6期

仵利萍等: 铜钼铅锌共生矿中微量钼测定方法的改进

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5 结



析测定要求。

参考文献:
[ 1]岩石矿物分析编写组. 岩石矿物分析 ( 第一分册 )第 3版 [M ] . 北京: 地质出版社, 1991. [ 2]湖南省矿产测试 利用研 究所编 写. 岩 石矿物 分析 [M ]. 长沙: 湖南出版社, 1984 . [ 3]武汉大学. 分 析化 学第 2版 [ M ]. 北京: 高 等 教育 出版 社, 1985.

1 以抗坏血酸代替硫脲, 盐酸代替硫酸, 用于测 . 定 0. 004 ~ 0 5 的钼, 具有快速、 % . % 简便的优点。 2 与硫脲相比, 抗坏血酸不仅能使硫氰酸盐形 . 成稳定的络合物, 而且无混浊现象出现, 使显色液稳 定, 测定结果准确。 3 与硫酸相比, 盐酸介质所测定的结果更精确。 . 4 本方法能较好满足一般的地矿样品中钼的分 .

Improve ent of theM ethod for D eterm ination ofM inor m M olybdenum in the Cu M o - -Pb-Zn Intergrown O res
WU L -pin g L I W e,i ZHANG Shu i , U -rong ( Institute of M ult ipurpose U tilizat ion ofM in eral Resources CAGS Chengdu S ichuan, China) , , , Abstract In the solution o f Cu o-Pb : -M -Zn intergrow n ores using asco rb ic ac id in stead of th iourea as a reductan, , t and using hydroch loric ac id in stead of su lfuric ac id the turbidity of the so lu t io n can be avo id ed then th e stability o f , , , co lor develop en t so lu tio n is also increased. T hus its deter inat io n resu lt is accurate m , m . K ey w ord s Ascorb ic acid Th io urea; H ydroch lo ric ac id Su lfuric acid Spectrophotom etry : ; ; ; ( 上接 42页 )
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Present Situation and Developm ent D irection of Exploitation and U tilization of Coalbed M ethane
ZHU Zh-m in , SHEN B ing , JI NG Gang i A ( 1. Inst itute o fM u ltipurpose U t ilization o fM in eral R esources, CAGS, Chengdu Sichuan China , , ; 2 The 4th Com pany o f the Ch in a R ail ay 13th Group H acerb in, H e ilo ng jiang Chin a) . w , , Abstract For better explo iting and utilizing the coa lb ed m eth ane resources, the h istory and present situation o f ex : ploitation and utilization of coalbed m ethane at hom e and abroad w ere brief ly analyzed W ith regard to th e exp lo . i t ing and utilizing the coalbed m ethane resources Ch in a is dropped behin d the Am erica F or quicken ing exp lo itation , . and ut ilization o f the coalbed m ethane resources in China first o f a l, a fundam ental research w ork on the character , l istics o f coalbed m ethane geo logy should be perfor ed And in turn find out an effect iv e explo itatio n m eth od suim . , , t able for geo log ica l cond itions o f China coalbed m ethane resources . K ey w ord s Coa lb ed m ethane Energy resources Exp lo itation and utilizatio n : ; ;
1 1 2


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