• 先抽后采——高质量瓦斯 – 煤层气 – 采矿前预抽
• 边抽边采——中高质量瓦斯 – 矿井抽采 – 采动区瓦斯 – 矿井通风气
• 先采后抽——低中质量瓦斯 – 采动区瓦斯 – 矿井通风气
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国外非常规气大规模开发有30年的历史，在煤层气的储藏、开采上 形成了较为完备的理论和技术，已经形成了效益显著的产业化生产。
1.1 开发煤层气的意义
煤层气（主要成分甲烷，俗称煤矿瓦斯）属于自生自储式的非常规天 然气，煤层气作为一种新型洁净能源，一般均埋于2000m以浅的煤层里， 是煤炭的伴生气，开发煤层气对缓解能源的供需矛盾、保证煤炭开采安全 ，实施可持续发展的能源战略具有十分重要的现实意义。
• 煤矿安全 – 减少爆炸的可能性
2006
资源量（1012m3） 说明 17.93
31.92 32.15
全国所有可采煤层 全国所有可采煤层
30-35
36.3 14.34
27.3 31.46
36.81
未包括褐煤以及藏粤闽台 地区的煤层
可采资源量18.15万亿m3 含气量大于4 m3 /t，埋藏
2000m以浅可采煤层 未包括褐煤
未包括褐煤以及藏粤闽台 地区的煤层 增加了褐煤区的煤层气资源
过去五年，由于受制于政策环境支持不够、机制体制的制约、勘探费用不足以 及煤层气价格偏低等因素，“十一五”煤层气年产100亿m3、地面抽采产量50亿m3 的 目标并没有达到。
我国煤层气产业在具有广阔发展前景的同时，也面临着一些困难，主要表现在 （1）煤层气的矿业权设置不合理，不仅导致了资源配置效率低下，而且引发了煤层 气与煤炭之间的纷争；（2）基础设施缺乏，输气管线（特别是直达井口的支线管网） 缺乏，管输监管力度不足，导致煤层气进网难，资源难以有效利用；（3）税收优惠 政策存在力度不够、系统性较差等问题，挫伤了煤层气开发企业的积极性；（4）还 存在技术研发投入不足等问题。
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目前国内直接进行煤层气地面抽采的公司主要有中石油、中联煤、晋 煤蓝焰等。
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三大石油公司全面进入煤层气勘探开发领域
中石油曾持有中联公司50%股份，国资委于2008年3月对中联公司股权 进行调整，将中石油所持股权协议转让给中煤集团，中联公司将部分区块 和资产有偿转让给中石油。
华北油田2006年开始在沁水盆地实施煤层气勘探开发，建成了我国第 一个数字化规模化煤层气田，完成6亿m3产能建设，并实现商业化运营，每 天有110多万m3的煤层气注入到西气东输主管网。
美国 加拿大 澳大利亚
开始开发时间 （年） 1977
2000
2004年产量 （亿 m 3） 490
15
2008年产量 （亿 m 3 ） 565
60
1976
15
30
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我国煤层气开发利用仅十年时间，总体来说水平还较低，开采、储运等相关上 下游产业的发育成熟度低，尚处在待完善阶段。
2008年中国煤矿瓦斯抽采量为55亿m3；2009年中国的煤层气产量为71.85亿m3 ， 其中地面抽采仅为10.15亿m3 ；2010年中国的煤层气产量为85.3亿m3 ，其中地面抽 采仅为15.67亿m3 。
中国煤层气具有巨大的资源量和需求量，是国家重点发展的重要接替 能源之一。国家从能源有效利用和减少煤矿安全隐患出发，推出了大力支 持煤层气开发利用的 相关产业政策。
《新能源产业振 兴发展规划》已为煤 层气产业发展圈出了 2个产业化基地，15 个抽采利用矿区和 5条输气管道。
中国煤层气抽采 量将逐年增加， “十 一五” 的规划目标为 年产100亿m3 ， “十 二五”规划目标为年 产200亿m3 , 到2020 年计划达到500亿m3[2]。
中国煤层气资源量大、分布相对集中
我国煤层气资源分布图[6]
天山 1.2
准噶尔 3.8
海拉尔 1.6
吐哈 2.1
二连 2.0
塔里木 1.9
沁水 4.0
鄂尔多斯 9.8
滇东黔西 3.5
41个聚煤盆地，2000m以浅的煤层气资源量为约36.8万亿m3。 9个主要盆地资源量大于 1 万亿m3 ，合计28万亿m3 ，占全国 76%
• 提高煤产量 – 减少工作面甲烷含量过高而造成的停工 – 采煤前抽采煤层气可以减少操作成本， 增加煤的产量
• 降低能源的对外依存度 – 获得的甲烷可以作为一种能源
• 减少温室气体排放[11]
1.2 煤层气的储量
“三步法”是预测某一煤矿甲烷含量、排放量/储量的常用方法[8] 第一步 – 全球平均值法
我国煤层气资源的历次评价[6]
评价机构 地矿部石油地质所 焦作矿业学院 煤炭科学研究总院西安分院，淮南 矿业学院，中国矿业大学 煤炭科学研究总院西安分院
地矿部石油地质大队 中国煤田地质总局
中国石油勘探开发研究院廊坊分院 中联公司
国土资源部
时间 1985 1987 1990
1991
1992 1999
1999 2000
1.煤层气产业发展现状 2.煤层气钻机和油水井钻机的区别 3.国内外煤层气钻机技术分析 4.国产煤层气钻机发展趋势
1.煤层气产业发展现状
1.1 开发煤层气的意义 1.2 煤层气的储量 1.3 煤层气的产量 1.4 煤层气的开发 1.5 媒层气的利用 1.6 特殊工艺井 1.7 空气钻井 1.8 煤层气勘探开发技术 1.9 煤层气开采装备
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1.3 煤层气的产量
• 煤的性
– 煤层厚度
降压解吸
– 煤层甲烷含量 – 气体解吸率
升温解吸
– 甲烷储存量 – 割理系统孔隙度/相对渗
置换解吸
透率/绝对渗透率
扩散解吸
• 储层特性
– 储层几何形态 – 平均储层压力 – 原地含水量 – 流体性质影响流体流动 – 岩石性质影响流体流动
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1.4 煤层气的开发
拟开采的地下煤炭总量乘以高/低的排放系数可得到涌出量的 范围（低甲烷排放系数为10 m3/Mt，高排放系数为25m3/Mt ），将 所得结果乘以甲烷密度， 即1.49x109 m3/Mt，可将 甲烷量从体积量转化为 重量 第二步 乘该国或该盆地特定 的涌出量因子 第三步 乘该矿特定的排放系数
我国煤层气资源十分丰富，煤层气资源总量约为36.81×1012m3，广泛分布在各 大盆地中，是仅次于俄罗斯、加拿大的世界第三大煤层气储藏国,居世界第3位[1]。 山西拥有10万亿m3的煤层气资源，与煤炭资源一样，占到全国煤层气储量的三分之 一，与美国全国的储量相当。