[01195001]高煤阶煤层气藏开发关键技术与规模应用

开发利用煤层气具有一举多得的效果：①降低煤矿瓦斯事故风险,为煤矿的安全生产创造条件。②有效减少温室气体排放,保护自然生态环境。③目前能源资源日益紧张条件下的一种现实和有效的补充和接替能源。中国煤层气产业已经历10多年的发展,逐步建成了沁水盆地和鄂尔多斯盆地两个产业基地。 我国煤层气储层具有“低渗透、低含气饱和度、低驱动能量、高煤阶”的特点,目前高煤阶煤层气产量已占到我国煤层气总产量的 90%以上。我国煤层气储层地质特点与美国的煤层气藏有很大的区别,国外的研究成果并不完全适用于我国煤层气藏的开发。由中国地质大学（北京）牵头,联合中国矿业大学（北京）、中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司、山西蓝焰煤层气集团有限责任公司和中国石油天然气股份有限公司华北油田煤层气勘探开发分公司等五家单位联合攻关,主要针对高煤阶煤层气藏气体高效产出机理、压裂增产、水锁缓解和开发动态预测展开研究,形成具有自主知识产权且适合我国高煤阶煤层气藏的高效开发方法与技术。经过近十年的研究,形成了如下创新成果： （1）建立了煤层气藏扩散测试和气水两相渗流测试装置,提出了扩散测试方法和非稳态气水相对渗透率测定方法,揭示了高煤阶煤层气藏应力敏感对煤层气解吸-扩散-渗流的影响机理和煤层气藏气水两相渗流机理; （2）建立了CO2压裂过程中煤粉运移模拟计算模型,提出了不同条件下的裂缝导流能力评价方法,形成了压裂井产能评价的技术; （3）揭示了煤岩水锁效应的机理,建立了煤岩水锁评价方法,提出了有效减缓水锁且对储层污染小的有机溶剂及浓度; （4）建立了考虑解吸-扩散-渗流和应力敏感、基质收缩效应等因素的复杂介质煤层气储层数学模型及求解方法,研发了数值模拟软件。提出了利用生产数据反演煤储层参数的方法。 本成果获专利授权10件,软件著作权5件;制定行业标准2项,企业标准1项;发表论文35篇,其中SCI收录13篇;培养博士13名、硕士25名,为500多名本科生传授了煤层气开发理论知识,培养矿场技术人员1000余人。成果在沁水盆地煤层气区块成功应用,经济效益和社会效益显著。经专家鉴定,成果总体达到国际先进水平。