《煤炭科学技术》“中国煤层气高效开发关键技术与实践”专题

煤层气开发具有保障煤矿安全、保护生态环境和提供低碳能源的“一举三得”作用。经过40多年的理论技术研究与生产实践，取得了显著进展，但长期存在单井产量低、开发效益差等难题。鄂尔多斯盆地东缘通过“勘探评价+先导试验”，实现了埋深大于1500m的深部煤层气水平井日产量超10亿m³，突破了深部煤层气“效益开发”一直是公认的“禁区”和世界难题，促使全国煤层气资源从36.81万亿m³有望翻翻到70多万亿m³，展示了广阔的开发前景。与此同时，随着勘探开发的不断深入，创新提出深部煤层气勘探开发一系列理论与技术，带动煤层气产业进入全新发展阶段，为提升煤层气产业保障国家能源安全中的价值和助力实现“双碳”目标起到重要的推动作用。

为系统梳理和总结近年来煤层气产业发展过程中取得的理论与技术创新成果，《煤炭科学技术》在2025年3期精心策划出版“中国煤层气高效开发关键技术与实践”专题。专题面向国内高等院校、科研院所、油气田和煤炭企业的专家和科研人员征集论文。征稿通知发布以来，得到学术界和产业界广大科技工作者的积极响应，收到来稿95篇，经编辑部组织专家严格评审，遴选了31篇高水平论文发表。

专题论文围绕产业发展、地质理论、增产技术和工程实践四大核心方向，全面梳理国内外煤层气领域的前沿研究成果与丰富实践经验，为整个行业提供了极具价值的前沿视角与技术指引。产业前景展望板块，紧密结合我国煤层气产业发展趋势，深入探讨主体技术基础、资源评估、经济评价、商业化模式以及投资决策等关键问题。研究成果既能帮助企业优化开发策略，提升市场竞争力，又能为政府部门制定科学合理的产业政策提供重要参考。地质理论进展板块，深入剖析煤层气赋存机理、储层物性特征及成藏模式，精准揭示裂缝发育、地应力场及地球化学作用对煤层气富集成藏的控制机制。为煤层气高效勘探开发筑牢了坚实的理论根基，也为深部煤层气资源的合理开发利用提供了科学依据。增产技术对策板块，涵盖储层改造、精细压裂、微尺度裂缝预测、新型增产措施等关键技术。对促使煤层气开发从传统经验模式向精细化、智能化转型，有效提高采收率，降低开发成本，增强深部和复杂煤层气资源开发的经济可行性提供了借鉴。开发工程实践板块，涉及压裂改造、井型优化、排采模式及共采技术等多个方面。为煤层气开发提供了切实可行的技术方案，有效提升了生产效率，为未来煤层气工程优化升级和规模化推广提供了强有力的技术支撑。

不容忽视的是，煤层气开发依旧面临诸多挑战，诸如深部煤层气储层改造难度大、排采优化复杂、经济性提升困难等。随着科技的不断进步和产业的持续升级，我们坚信，煤层气产业必将朝着更加高效、绿色、低碳方向蓬勃发展。本专题的出版，期望能够为煤层气行业理论研究者、工程技术人员以及管理决策者提供有益参考，携手推动煤层气2030年实现“年产300亿m³”、迈向“千亿方大产业”目标新征程。

衷心感谢各位专家学者为专题撰稿！感谢评审专家对专题稿件的评审工作！衷心感谢编辑部老师为专题付出的辛勤劳动！还要特别感谢中国矿业大学（北京）、中国地质大学（北京）、中石油煤层气公司和煤层气开发利用国家工程研究中心等单位给予专题的大力支持！

祝愿《煤炭科学技术》越办越好！

行业视野: 煤层气
类别; 31个
关键词; 40位
专家; 5篇
论文; 130IP
点击量; 2次
下载量

深部煤层气储层改造技术迭代升级历史与发展方向—以鄂尔多斯盆地东缘大吉区块为例

作者(Author)：徐凤银, 甄怀宾, 李曙光, 王峰, 张雷, 王玉斌, 余维初, 朱卫平, 徐博瑞, 杨贇, 赵海峰, 白坤森

摘要：2019年，中石油煤层气公司通过对位于鄂尔多斯盆地东缘大吉区块埋藏深度大于2 000 m的深部8号煤层，实施了储层改造适应性技术攻关，取得深部煤层气实现效益开发的颠覆性突破，有力地推动全国加快深部煤层气勘探开发进程，由此带动中国煤层气产业进入发展史上最佳时期。5 a多来的实践证明，储层改造技术进步和迭代升级是推动深部煤层气效益开发和增储上产的关键技术路径。针对深部煤层气实现效益开发以来储层改造技术所经历的阶段与迭代历程，系统梳理出体积酸化、大规模体积、超大规模体积、地质工程一体化精益等4种压裂迭代技术，并对其分别进行了实施效果评价，也对相应压裂液体系性能进行了简要分析。从追求基质改造到大规模缝网形成，从追求极限改造体积到井网缝网精益弥合，逐步上升到多种储层改造的新技术和先进理念，将基于地质特征的精细化压裂设计在实践中应用，取得显著效果；指出深部煤储层改造仍面临5方面问题挑战和优化空间，包括：超大规模压裂水资源消耗及返排液处理难度大、智能化压裂模式攻关、协同压裂方法尚不成熟、深部中低阶煤层压裂技术体系亟待建立、压裂液功能仍不完善等。针对存在的问题和挑战，提出六大发展方向：① 深化推动减水压裂；② 开展鱼骨水平井+基质酸化大规模减水增产技术攻关；③ 加大实现人工智能技术在智能化压裂和压后评估中的应用突破；④ 开展基于井组缝网弥合协同压裂工艺研发和应用；⑤ 加强深部中低阶煤储层改造技术体系研发和实践；⑥ 研发进一步实现降本增效和提高深部煤层气采收率的新压裂材料。

免费下载

煤炭科学技术

2025年第03期

34

1
中国石化煤层气资源分布特征与勘探开发前景

作者(Author)：周德华, 陈刚, 赵石虎, 申宝剑, 刘曾勤, 叶金诚, 陈新军, 张嘉琪

摘要：自2019年鄂尔多斯盆地实现深层煤层气勘探突破以来，我国煤层气产业加速向深层领域拓展。针对中国石化探区煤层气资源类型复杂多样、储层禀赋空间异质性强等特征，基于“典型区块解剖−参数体系构建−区域外推应用”3级递进评价流程，系统开展探区内煤层气资源评价与分布特征研究，旨在支撑产业战略布局优化，主要取得以下认识：① 中国石化探区内埋深4 000 m以浅的煤层气地质资源量达到10.31×1012 m3，可采资源量为3.07×1012 m3，主要分布于鄂尔多斯、川南黔北、准噶尔、渤海湾及滇东黔西等盆地（群）；② 74.6%的资源量（7.69×1012 m3）分布于山地、沙漠和黄土塬等复杂地貌单元，导致勘探开发面临显著地表工程挑战；③ 中高阶煤层气资源丰富，地质资源量8.95×1012 m3，占比达86.9%，集中分布于鄂尔多斯、川南黔北、渤海湾和滇东黔西等含气盆地（群）；④ 深层煤层气（埋深>1 500 m）勘探潜力大，地质资源量7.59×1012 m3，占比达到73.6%，其中中高煤阶深层煤层气地质资源量达6.95×1012 m3，主要分布于鄂尔多斯和川南黔北盆地（群）；⑤ 建议沿“基础理论深化—核心技术攻关—开发策略优化—产业基地建设”路径推进，重点构建深层煤层气差异化开发技术体系，驱动产业高质量发展。以上成果认识不仅为中国石化煤层气勘探开发战略布局提供了定量决策依据，更为行业资源勘探开发提供了可推广的技术范式。

免费下载

煤炭科学技术

2025年第03期

22

1
中国煤层气商业开发典型案例及启示

作者(Author)：李勇, 熊先钺, 徐立富, 徐凤银, 张伟祺, 谢金峰, 李昀

摘要：我国煤层气资源具有地域分布广、时域跨度大、品位差异大、地质条件复杂等特征，建立适合差异地质特征的煤层气开发体系能够降低开采难度，推动产业发展。通过系统总结分析30多年来我国煤层气商业开发典型案例，包括潘庄浅部高煤阶、保德浅部中低煤阶、延川南中深煤层、大宁−吉县深煤层和潘河多薄煤层的地面气井开发，以及两淮、晋城和松藻矿区的井下气体（瓦斯）抽采，取得如下主要认识：① 潘庄、潘河浅部高煤阶含气量高、渗透率较高、水动力较弱，发育向斜−水文控气模式，形成浅部高煤阶单/多支水平井单层开发模式；针对薄−超薄煤层多层综合含气特征，形成直井多组合立体开发模式；② 保德中低煤阶含气饱和度高、构造稳定且存在生物气补给，发育正向构造−水文控气模式，形成了浅部中低煤阶大平台丛式井合层开发模式；③ 延川南煤层埋藏相对较深、低孔低渗低压、水动力弱，形成中深煤层有效支撑−精细排采开发模式；④ 大宁−吉县西部煤层埋深大、低孔低渗、游离气含量高、水动力弱，形成了深煤层体积压裂−水平井开发模式；⑤ 两淮矿区发育松软低透气性高瓦斯煤层群，形成中远距离保护层卸压井上下立体开发技术；晋城矿区发育高透气性高瓦斯原生结构煤，形成中厚硬煤层四区联动井上下立体开发技术；松藻矿区发育松软低渗突出煤层群，形成了近距离三区配套三超前增透开发技术。我国煤层气开发突破了深度极限、厚度下限、单类型气体开发和复杂构造背景局限，形成了中国特色煤层气开发地质理论认识。西北和东北地区中低煤阶煤层气、南方复杂构造区煤层气、大型盆地腹部深−超深煤层气开发潜力仍有待进一步挖掘。我国煤层气开发在不同埋深、煤阶、厚度和构造背景下均实现了显著突破，有望推动和引领全球煤层气产业发展新格局。

免费下载

煤炭科学技术

2025年第03期

21

0
深部煤层气勘探开发项目经济评价及投资决策流程

作者(Author)：代由进, 徐凤银, 王峰, 马鹏飞, 杨贇, 云箭, 许洁, 孙潇逸, 程珊, 李宇新

摘要：深部煤层气是近年来勘探开发进展迅速且前景极为广阔的一种优质天然气资源，高效开发深部煤层气对于中国成功实现能源转型发展和助力“双碳”目标具有重要战略及现实意义。勘探开发项目经济性的科学合理评价及项目投资决策是实现深部煤层气效益开发中的2个重要而紧迫的难题。结合深部煤层气勘探开发项目及经济评价特点，构建了基于折现现金流方法的评价方法与指标，并将该方法应用于鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块典型模拟开发项目A。研究结果表明：该方法具有较强的可操作性，可满足深部煤层气项目投资决策需要；在当前技术经济条件下，鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块开发模拟项目A具有较好的经济效益，具备技术经济可行性。通过单因素敏感性分析表明，价格、产量、投资及成本是影响项目经济性的关键因素；通过双因素、三因素及四因素不同组合情景下的压力测试分析结果表明，项目A具有较强的多因素抗风险能力；聚焦价格及产量2个重点风险因素，通过典型情景分析结果表明，灵活的市场价格政策、适度的差异化财政补贴政策、加强基础理论创新、加强工程技术创新对于应对项目重点风险至关重要，是现阶段我国深部煤层气全面快速发展不可或缺的支撑要素。同时，结合近年深部煤层气开发实践，借鉴北美及国内页岩气勘探开发经验，将深部煤层气勘探开发程序划分为选区评价、勘探评价、先导试验和开发生产4个阶段，明确了各阶段主要任务及目标、决策点、对应项目及经济评价方法及项目决策流程，为规范化、高效实施深部煤层气勘探开发项目并积极推动我国深部煤层气产业高质量发展提供有力借鉴。

免费下载

煤炭科学技术

2025年第03期

28

0
煤系天然气高效开发在能源转型中的价值及发展方向

作者(Author)：李瑞, 向雯婷, 徐凤银, 肖宇航, 吕帅锋, 张晓飞, 张乐, 阳保科

摘要：天然气资源是能源利用由化石能源向非化石能源转型的过渡能源，煤系天然气是天然气的重要组成部分。为了充分发挥煤系天然气开发在我国“双碳”目标中的优势，对煤系天然气高效开发在能源转型中的价值作用及其发展方向进行了分析与研究。结果表明：我国煤系天然气资源类型多、资源量大且分布广泛，具有大规模高效开发的资源基础。高效开发煤系天然气资源对促进能源低碳发展具有重要意义，能够有效降低高碳化石能源消费占比，减少CH4温室气体排放，与CCUS技术结合实现增产减碳双效应。煤系天然气开发与新能源发展可实现协同促进，可以保障新型灵活电力系统的优质调峰，实现安全高效低成本制氢、利用煤系储氢，以及与地热资源协同互补，提高开发效率。我国目前煤系气井总体单井产量低，且开发技术尚待成熟，这些因素限制了煤系天然气的高效开发。因此，探讨了我国煤系天然气开发的重点攻关方向，包括大力开发深部煤层气资源，增加深部煤层气资源量和储量，突破深部复杂地质条件开采难题；大力实施煤系多类型天然气共探共采，降低煤系多气勘探开采成本并提高煤系气单井产量；大力推动煤矿CH4零排放，降低CH4温室气体排放，提高矿井瓦斯抽采量对天然气产量贡献度；强化CCUS+煤系气资源高效开发，实现CCUS技术与煤系气开发融合发展；强化煤系气开发地质工程一体化，增强煤系气开发技术与储层地质条件的匹配性；促进煤系气开发的数字化和智能化发展进程，利用数字化和智能化技术提升煤系气资源的高效、绿色及低碳开发水平。

免费下载

煤炭科学技术

2025年第03期

25

0