次生生物气特征、形成条件与资源潜力

次生生物气是煤层气的一种成因与资源类型。煤层气是煤炭形成演化过程中伴生的气体并储集在煤层中。从上世纪70年代末，美国首先将煤层气作为资源进行系统的研究与开发试验，并在较短的时间内形成了一个新兴的煤层气能源产业。美国煤层气的资源量约为11万亿m^3以上，煤层气产量从1983年的1．7亿m^3，到1991年增加到88．6亿m^3，     

对山西省煤炭、煤层气勘查开发一体化的几点认识

通过对山西省煤炭、煤层气资源概况、勘查开发现状的分析,结合多年矿业权管理的实际经验,提出了煤层气的开发一定要落实到以煤炭开发为主,积极推进改变当前煤层气的开发技术手段等对我省煤炭、煤层气今后发展的几点认识,并建议今后煤炭、煤层气两权"合二为一"。进一步加速推动我省煤炭、煤层气产业发展,并在全国形成引领和示范作用。     

中国煤层气勘探开发的进展与趋势

中国目前处于从煤层气资源大国转型为生产大国的关键时期，煤层气勘探与开发活动取得突破，但产业发展仍存在诸多问题。通过总结我国近期煤层气勘探开发活动的进展情况，指出了产业发展面临的主要技术问题，阐述了国家和国内主要煤层气企业今后五年的发展趋势，以期对我国煤层气勘探开发活动有所促进。     

澳大利亚煤层气开发工艺技术

参考当前国内外在煤层气开发方面的相关研究成果,对澳大利亚现今主要的煤层气开发工艺技术,包括钻采工艺技术和煤层气开采技术进行了重点重点调研,以期能够给予我国煤层气产业发展起到启示作用。研究表明:澳大利亚目前最主要的钻井类型是中等半径钻井,普遍运用欠平衡钻井工艺,其煤层气开采技术因地制宜,采用有针对性的工艺方法。对于与我国煤层气地质条件相似的区域,其煤层气开发技术值得我们借鉴。     

我国煤层气产业突破发展的建议与措施

煤层气的开发利用对保障煤矿安全生产、增加天然气供应具有重要意义。通过分析煤层气产业发展现状和当前制约产业发展的主要问题,从产业运行机制、技术发展方向、资金投入三个方面提出煤层气产业突破发展的建议与措施。产业体制与机制方面,应大力推进煤系资源的协同开发,完善产业相关配套政策措施,加大产业"放管服"改革力度。技术发展方面,将低煤阶煤层气、深部煤层气、关闭(产能退出)矿井作为煤层气产业突破发展的新方向,建议实施典型区"9+2"煤层气勘探开发模式,加强煤与煤系气科技攻关力度。资金投入方面,推广"矿业权公开竞争出让"机制,制定矿权作为股权的投资政策,加大矿权勘探开发投入考核力度,为我国煤层气产业的突破提供保障。     

中国煤层气技术可采资源潜力

煤层气原地资源量和技术可采资源量的计算结果,可为国家制定煤层气开发战略提供决策依据,也可为煤层气开发的相关部门或单位提供参考依据,对推动我国煤层气产业发展具有重要意义。通过对我国褐煤分布区的煤层气资源量的计算,弥补了我国长期缺少褐煤煤层气资源量的缺陷,使我国煤层气资源量数据更加完整,我国陆上煤层埋深2 000 m以浅的煤层气原地资源量为32.86×1012m3,其中,褐煤主要分布区为1.40×1012m3,非褐煤地区为31.46×1012m3。利用已建立的煤层气技术可采资源量评价方法体系,并基于目前的开发技术,对我国煤层气技术可采资源量进行计算,结果为13.90×1012m3,占原地资源量的42%。      

四川省煤层气资源概况及勘探开发前景评述

四川省埋深1500m以浅的煤层气资源量约为3481亿m3.本文在全面整理了已有煤层气资料的基础上,总结了四川省煤层气资源的概况,对勘探开发前景较好区域的资源条件、构造特征、开采方式和勘探开发前景进行了论述,指出了煤层气勘探开发的工作方向.     

变“废”为宝惠民生——辽宁省深入开展辽北煤层气整装勘查开发工作侧记

煤层气,是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、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。由于巨大的压力等多项因素原因,常常造成煤矿爆炸,给矿业生产和人民生命财产造成巨大损失。因此,多少年来,煤层气一直被视为有害气体,是煤矿生产的＂巨大杀手＂。长期以来,人们＂谈气色变＂,千方百计地将煤层气作为有害气体进行治理,花费了大量的人力、物力和财力;更令人痛心的是,在＂治理＂过程中,大量的甲烷被排放到大气中,严重地污染了环境。那么,有无办法将煤层气变＂废＂为宝呢？回答是肯定的。自上世纪70年代起,人们开始认识、研究开发利用煤层气,将其变＂废＂为宝,但是由于技术等种种原因,煤层气开发利用十分有限,据资料显示,由于技术等原因,我国每年要浪费掉200亿方的煤层气资源,相当于丢掉了2400万吨煤炭。到了90年代,煤层气开发利用有了一定的飞跃,煤层气爆炸事故大大降低。尤其到了21世纪,作为一种高效、洁净能源,煤层气在经济社会发展中,发挥出了巨大的效能。辽宁,是我国著名矿业大省,煤层气储量巨大。从最初对煤层气治理到后期的开发利用,辽宁都走在前面。近年来,辽宁省国土资源厅十分重视煤层气勘查开采工作,尤其在辽北煤层气整装勘查方面,取得了长足发展,铁岭市昌图县古榆树煤层气整装勘查项目启动,足可以透视出辽宁省国土资源厅在地质找矿整装勘查,惠及民生上所做出的努力……     

山西省煤成气勘查开发现状及探索

煤成气包括煤层气、页岩气和致密砂岩气。煤层气开发对保障煤矿安全生产、增加清洁能源供应,改善地区能源消费结构,促进碧水蓝天建设具有现实意义,更符合国家发展绿色能源,实现碳中和、碳达峰的战略要求。页岩气和致密砂岩气对于改善我国能源结构,实现“双碳”目标意义重大。通过对山西省煤成气资源勘查开发现状、体制机制改革、煤层气开发主体技术创新、产业升级方面的有益探索及成功经验进行综合分析总结,认为:煤层气矿权体制机制改革是促进产业健康发展的重要手段;技术创新是煤成气开发实现商业化、产业化的关键;“三气并举”有助于加速产能建设,激发企业勘探开发积极性;煤矿区“四区”联动井上下联合抽采技术体系是煤矿企业安全生产高效发展的可靠模式;合作共赢是煤炭和煤成气产业协同发展的必由之路, “先采气、后采煤、采煤采气一体化”是践行“双碳”目标实现的可靠路径;提升煤层气产品附加值,有助于煤层气产业实现升级。      

我国煤层气产业链集输环节存在的问题与建议

我国煤层气产业发展目前呈现衰滞现象,不免让业内专家痛惜并为煤层气产业奔走呼吁。以煤层气产业链为切入点,重点分析了煤层气集输环节存在的突出问题。研究表明:煤层气自有管网规模小、难以进入油气管网参与国家统筹、新型集输技术不成熟、集输方式单一等严重制约了煤层气由资源产品向资源商品的转化,阻碍了煤层气产业的整体发展进程,并提出了相关建议。     

煤系叠合型气藏及其勘探开发技术模式

煤系叠合型气藏是含煤地层煤系气特有的关键成藏类型,煤系叠合型气藏的发现、勘探开发实践与研究探索为我国煤系非常规天然气勘探开发提供了新领域和新思路。提出并阐述煤系叠合型气藏的概念、主要类型、发育特征和赋存分布,探讨煤系叠合型气藏的形成条件、成藏过程、成藏模式,揭示其形成机理,重点讨论2种主要类型煤系叠合型气藏的地质适配性勘探开发技术模式,分析前瞻了煤系叠合型气藏在煤系气勘探开发中的应用。研究表明:我国发育(分流)河道砂体与煤层接触型(华北型)、煤层?砂岩–泥岩互层型(华南型)、煤层–砂岩–泥岩互层夹砂砾岩型(东北型)3类煤系叠合型气藏,分布赋存分别以华北地区山西组、华南地区龙潭组和东北地区城子河组为代表;沉积作用是煤系叠合型气藏的关键主控地质因素,三角洲沉积体系的泥炭沼泽、分流河道、支流间湾的沉积微相组合为煤系叠合型气藏的有利沉积相序组合;煤层为主的叠置复合储层结构和岩性圈闭是煤系叠合型气藏的重要特征,统一的含气系统和压力梯度一致是其本质特征;含煤段煤层/砂岩/页岩不同类型储层间发生能量物质传递和平衡、煤层气/致密砂岩气/页岩气间运移和相态转化是煤系叠合型气藏形成的主要机理,喜马拉雅期是华北地区山西组煤系叠合型气藏成藏关键期;高分辨率地震岩相解释识别气藏与虚拟产气层合层开发是华北型煤系叠合型气藏勘探开发技术模式的关键特征,“层段优选、小层射孔、分段压裂、投球分压、合层排采”构成华南型煤系叠合型气藏勘探开发技术模式的核心内涵。这些技术模式已得到应用并将为我国煤系气共探共采和深层煤层气高效开发提供重要支持。      

Mining thin sub-layer as self-protective coal seam to reduce the danger of coal and gas outburst

In response to the severe situation of coal mine gas disaster in China, a new method of reducing the danger of coal and gas outbursts and improving gas drainage and utilization in coal mines was introduced in this paper. The main idea of this method is to mining thin sub-layer as self-protective coal seam to eliminate or reduce the danger of coal and gas outburst. This method can be implemented by drills along seam and hydraulic jet when the mined seam with a relatively weak risk of coal and gas outbursts is soft or has a soft layer. This method was first applied in the Yian mine to verify its effectiveness. The results of application showed that mining thin sub-layer as self-protective coal seam can effectively eliminate the danger of coal and gas outburst and improve gas drainage and utilization. As this method needs less time and lower cost than conventional protective layer mining, it is of great significance for mining coal seam with the danger of coal and gas outburst.     

窑街矿区浅层煤系气储层特征及勘探开发关键技术

煤系气勘探开发不仅可以减少资源浪费,而且可以缓解我国能源危机,降低煤矿瓦斯事故,保护大气环境,为实现碳达峰、碳中和目标做出贡献。依托窑街矿区海石湾井田三采区浅层煤系气开发示范工程,分析窑街矿区煤系气储层特征,探讨煤系气勘探开发关键技术。研究表明:井田煤系气主要赋存于侏罗系中统窑街群煤系第四岩组(J₂yj4)的油页岩、油砂岩和第二岩组(J₂yj2)的油A层、煤二层等特厚产层中;油A层、煤二层气含量随着埋深的增加而增大;CO₂浓度较高,且随着埋深增加而减小;煤二层吸附能力较强,油A层更容易解吸;各层渗透率为油砂岩 > 油A层 > 煤二层 > 油页岩;抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比和脆性指数显示各产层改造难易程度由小到大依次为油砂岩、油A层、油页岩、煤二层。油页岩有机质丰度4.06%,干酪根类型Ⅱ₂–Ⅲ型;油A层有机质丰度43.27%,变质程度呈两极分化,腐泥煤镜质体反射率0.48%~0.53%,腐植煤镜质体反射率0.89%~0.97%;煤二层有机质丰度92.87%,其中镜质组体积分数67.90%,惰质组29.10%,壳质组3.50%,变质程度以肥煤为主,含少量气肥煤。与我国大部分欠压地层相比,各产层储层压力正常,产气潜力大;煤系气开发应优选煤二层、油A层和油页岩;多段分簇、限流法射孔工艺和细砂防滤失、投球暂堵、两高一低(高排量、高砂量、低砂比)的压裂工艺适合于该区致密特厚储层改造,挂泵位置低于煤二层射孔段和重力式螺旋气锚排采工艺可减少CO₂的影响,提高排采效率。这些关键技术的应用显著提高了井田示范工程产气效果,单井日产气量超过2 000 m3。      

油气地质学的若干问题

:2 0世纪世界开采了 115 0亿t石油 ,64万亿m3 天然气 ,如此大量的油气开发是与油气地质的新理论出现并应用于勘探密切相关。 19世纪 70年代出现海相生油论 ,2 0世纪一直在发展和完善 ,其在油气勘探开发中起了重大作用。 2 0世纪 2 0年代开始形成的陆相生油理论 ,对中国石油工业的发展起了重大作用 ,1999年产油 1.60亿t,使中国从“贫油国”而成为世界第五产油大国。2 0世纪 4 0年代煤成气理论形成 ,使勘探天然气理论从仅与腐泥型源岩有关的“一元论” ,发展于既与腐殖型煤系源岩也与腐泥型源岩相关的“二元论” ,促进了天然气工业大发展。世界产气第一大国俄罗斯探明天然气储量 75 %是煤成气 ,中国近期天然气储量大幅度增长是以煤成气为支撑的 ,2 0 0 0年全国气层气储层的 64%是煤成气。天然气水合物是非常规气 ,较一致估计资源量在 2 .0×10 16 2 .1× 10 16 m3 ,相当于当前已探明的化石燃料总含碳量的 2倍 ,被认为可能是 2 1世纪的替代能源 ,潜力大。但由于地质的、成藏的、富集的、开发的和环境的诸多问题未深入研究或有待解决 ,目前未开发利用。     

中国大型气田形成的主要条件及潜在勘探领域

20世纪90年代以来,中国天然气工业进入了快速发展的阶段。天然气探明地质储量和天然气产量的高速增长主要依赖于大、中型气田的发现,全国天然气探明地质储量和探明可采储量的89%主要分布于地质储量大于100×108m3的大、中型气田中。近年来很多新领域天然气勘探取得了重大进展,文中通过总结中国大、中型气田的地质特点和形成条件,提出中国大、中型气田的形成主要受控于四大因素:(1)煤成气和油型气是中国主要的天然气成因类型,煤系和高过成熟海相烃源岩是大、中型气田形成的气源基础;(2)大面积分布的孔隙型储层是天然气的主要储集类型,包括大型河流三角洲砂体、大面积礁滩型灰岩、风化壳型碳酸盐岩、溶蚀白云岩、火山岩等;(3)煤系及膏泥岩是大、中型气田保存的优质区域盖层;(4)前陆盆地大型构造圈闭和克拉通盆地、断陷盆地大面积岩性圈闭是大、中型气田聚集的关键。未来天然气勘探领域主要是前陆盆地、克拉通盆地大型海相碳酸盐岩和河流-三角洲砂岩岩性体、东部断陷盆地的深层、东海和南海海域。     

大口径瓦斯地质孔钻探技术

运用非平衡钻探工艺理论，对煤矿瓦斯地层进行大口径钻孔的钻探，使目标层富集的高压瓦斯经抽放后得到释压，确保煤矿安全生产。在针对小构造带形成的角砾岩、松散煤层、不稳定地层等瓦斯地质条件下，采用中压风作为冲洗介质进行钻探中所存在的问题，重新设计了新型的钻具级配、正反向一体化钻头等，并且对风介质的排渣机理进行了阐述和分析。同时，就实践中遇到的问题和解决方法进行了总结。     

废弃煤矿瓦斯资源估算与评价方法构建及应用

基于我国废弃煤矿瓦斯资源勘探开发现状,为合理评估我国废弃煤矿瓦斯资源,提出"资源估算+初步评价"的思路,建立废弃煤矿瓦斯资源估算和评价方法,该方法具有所需参数少和实用性强等优点;依据废弃煤矿瓦斯涌出特点及废弃时间,划分废弃煤矿类型,将其分为稳定型和非稳定型两大类,非稳定型进一步划分为初期、中期和后期3个阶段;根据废弃煤...     

Transportation and the recent development of the Queensland coal industry

The role of transportation in the development of the Queensland coal industry since 1955 is reviewed in this paper. It is found that transportation has played a concomitant rather than a prerequisite role in the industry's development. The commitment of the Japanese to Queensland coal has been the most important stimulus to the development. The paper ends with a view to future developments, concluding that it would be unwise for Queensland to develop a transportation infrastructure as a stimulus to expanding the coal industry.     

中国矿业可持续发展与煤矿开采环境问题—21世纪初矿山岩石力学面临的新机遇和挑战

列述了中国在陆地传统矿产资源、海域矿产资源、天然气、煤层气、地热等能源资源方面的相当大的开发潜力。提出了中国矿业可持续发展必须解决的若干岩石力学难题。指出了煤矿开采引发的环境问题:如采煤对土地资源的损害、对村庄的损害、对水资源的影响,以及煤炭开发和利用对大气环境生态平衡的影响。并提出了对矿区环境控制的岩石力学对策,即推行减沉开采技术;矿井水资源的保护和再利用;清洁开采技术。     

Climate change mitigation in the coal mining industry: low-carbon pathways and mine safety indicators

Natural Hazards - As China’s major energy source, the coal sector contributes to a significant portion of China’s greenhouse gas emissions, and the industry faces huge pressure in...