摘 要:近年来,随着经济社会发展,煤田行业面临重大变革,与此同时,煤田也在长期的生产实践中有着转型发展的有利一面。本文对煤田转型的背景进行介绍,并结合实际,讨论煤田转型方向及相关优势。
关键词:煤田;转型;煤层气测井;优势
近年来,新能源的开发利用日趋进步,煤炭在工农业消费比重呈下降趋势。煤炭作为我国能源行业的占有重要地位的资源,煤田企业作为国民经济重要血脉和多个省份的支柱,面临着转型发展的重要时刻。煤层气作为煤田的重要伴生物,是非常规气藏的主要成员之一。
煤田可以充分发挥自身在过往煤炭采掘中的地质、工程等方面的技术和经验,抓住“气化中国”的机遇,为契合国家战略的转型发展做出有益探索。
1 煤田转型背景及应对
1.1背景
2017年1月17日,国家发展与改革委委员会、国家能源局印发《能源发展“十三五”规划》。在能源结构方面,该规划做出了约束性指标,即到2020年,要将煤炭消费比重减少到58%,天然气消费比重提高到10%。
党的十九大报告提出“发展是解决我国一切问题的基础和关键,发展必须是科学发展,必须坚定不移贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念”,这一表述为中国生态环境保护和能源行业提供了重要指引。
煤田转型发展是煤田企业乃至煤炭行业面临的重大课题。煤层气(瓦斯)作为煤田开采过程中的伴生物,一度是安全生产的“瘟神”,此时则可变身为煤田转型发展过程中的“喜神”、“财神”。
1.2应对
国家战略已经明确,煤炭在能源消费的比重将大幅下降。因此,煤田必须做好转型准备,以符合发展趋势。在降低煤炭消费比重的同时,天然气消费比重将大幅上升,煤层气作为非常规气资源,将会迎来一个非常好的发展机遇。煤层气相比于常规天然气,具有埋藏深度浅的优势。
和常规油气测井从业者相比,煤田测井从业者更具备工程、地质、经验等多方面的优势。煤田应该高度重视煤田测井中积累的经验,为煤层气测井打好理论基础,做好施工准备。
2 相关概念
煤层气,俗称“瓦斯”,是指储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,是煤的伴生矿产资源,属非常规天然气,是洁净、优质能源和化工原料。简单地说,煤层气是煤在变异的影响下所产生的并吸附于煤矿表层的甲烷。
煤层气测井是指根据煤层气储层(煤层)与围岩在岩性物性上的差别,利用地球物理测井方法进行参数的采集和解释,从而评价储层(煤层),其本质仍是基于常规的地球物理测井理论及工艺。一般来说,即测量自然伽马、自然电位、双侧向(或双感应-八侧向)、微电极、补偿(岩性)密度、声波时差、声波全波列、补偿中子等物理参数以及井径、井斜、方位等工程参数。
3煤层气测井存在的问题
3.1测井专业整体水平发展相对不足
基础性理论是所有工程技术应用的前提。就目前世界范围内而言,我国的测井专业还处于发展中阶段,测井专业的相关地球物理学、地质学知识较为复杂,测井工程相关的仪器、电子、信息等学科交叉日益增多;就现阶段的测井教育普及状况而言,全国范围内高等院校的专门的测井专业较少,相关基础性理论知识并没有在基础教育及高等教育中得到足够的传播,甚至是部分相关专业技术人员的理论体系也不尽完善,理论知识更新不及时,这也在一定程度上给整个测井行业的发展带来了阻碍。
近年来,随着国际油价的大幅下跌,国际知名油服公司在中国市场的投入锐减,甚至部分油服公司放弃提供测井技术服务(比如哈里伯顿),因此,国内测井行业也少了向国际一流测井公司学习的机会,这同样不利于测井专业的发展。
3.2煤田地质特点及测井难点
煤层具有双重孔隙储层特征,(煤层气)煤层中甲烷呈三种状态赋存其中,即以分子状态吸附于煤基质内表面,以游离状态赋存于裂缝以及溶于煤层地层水中。
煤层气测井评价主要包括煤岩层层位标定和煤层气层储层参数计算。通常利用常规煤层测井组合即可用于煤岩层层位标定、划分煤层厚度。煤层气储层参数解释存在诸多难点:由于煤层组分具有天然复杂性,在煤质参数计算中,往往利用孔隙度测井(自然伽马、密度、声波等)借助于体积模型计算,得出煤储层中固定碳、灰分、挥发分及水分等含量,但一般不能与煤样实验室分析得出的工业分析指标相对照,要考虑区域性地质规律进行矫正。其次,煤层甲烷在煤储层的储集渗流与常规储层中的天然气大不相同,煤层气含量受煤阶、压力(埋深)、煤层厚度、矿物质含量、煤层渗透率等诸多因素影响。一般通过煤质分析和解吸测定,以Langmuir实验定律为基础建立方程评估煤层含气量。另外,就煤层气储层渗透率评价、煤层含气量及煤层气储层双重孔隙度而言,常规测井手段技术方法针对性较弱,且煤层气储层电性参数及弹性参数等应用于煤层气储层测井岩石物理参数试验研究数量相当少。随着成像测井技术、高精度测井技术的快速发展,借助常规油气测井方法进行煤层气测井储层描述及分析研究尤为迫切。
在排采环节,煤层气储层与常规油气储层相比有很大差异,在实施水平井开发煤层气前,应当针对钻井、压裂等施工环节的主要工程问题,认清煤层气水平井工程的主要地质影响因素,分析工程地质主导因素在水平井工程上的响应特征和影响本质,研究适宜的工程地质评价指标和评价模型、方法,同时结合煤层气特有的工程地质评价试验,全面评价煤层气的工程地质特征。
4 相关问题的改善策略
4.1 加大测井科研投入和测井专业培训力度
煤田应充分将与高校的密切合作的传统优势发挥好,适当的时候可以延续“定向培养”计划,联合中国地质大学等传统能源类知名院校积极培养专业技术后备人才、为现有技术人员多多提供继续教育、深造教育;联合职业技术学校有针对性地对电子、机械、信息等专业的学生增加石油天然气、煤炭等行业的培训内容,培养优秀的技能操作人员,以积极响应国家战略发展需要。
4.2 充分发挥煤田的理论和经验
利用煤田测井大面积连片技术优势,强化井间及井中地震技术综合应用,优化地震属性,构建煤层气储层多井区域预测技术系列,更好用于地层对比、沉积相及沉积环境分析,利用声波全波列测井进行弹性参数计算和地应力分析,为煤层气采区优选提供参照。
以煤层气勘探开发参数井参数计算及常规测井刻度、煤心刻录等为基础,利用ECS、成像测井及核磁共振测井等高分辨率成像测井技术适用分辨复杂孔隙结构、复杂岩性等非均质条件的特性,建构煤层气测井解释新理论,建立健全一套煤层气测井评价新技术。
结束语
面临国家战略的调整,煤田要果断放弃煤炭“铁饭碗”幻想,第一时间做好转型方向、人才培养、技术应用、经验整合等准备,充分发扬煤田创业中的艰苦奋斗精神,务必抓住转型发展机遇。
只有如此,才能充分体现煤田在煤层气勘探开发中的优势所在,以达到既保证煤田安全生产的短期目标又能实现成功转型以利于长远生存发展的战略目标。
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