走进国家科学技术进步二等奖 “煤层气储层开发地质动态评价关键技术与探测装备”项目

11月

4109 1 0

2018年1月8日上午，中国矿业大学作为第一单位完成的“煤层气储层开发地质动态评价关键技术与探测装备”项目荣获国家科学技术进步二等奖。该项目通过产学研联合攻关，取得了煤层气有利建产区综合评价、叠置含气系统开发工艺优化设计、煤储层开发地质动态数值模拟、物理模拟和现场探测关键装备等原创性技术成果。

煤层气亟待及时了解动态变化

我国煤层气资源丰富，但储层构造复杂、透气性差、压力低，再加上地形地貌起伏大，使得地面煤层气抽采比美国、加拿大等发达国家难度大得多。很多时候，开采过程中，地下流体（煤层气和地下水）不断排出，煤层含气性和孔隙流体压力不断变化，诱导煤体和渗透率发生动态应变，进而影响到煤层气井和煤层气田的生产特性和产气能力。地质保障工作贯穿于勘探与开发的全过程，如能及时分析与预测煤储层的动态变化，并诊断其地质原因，就能为煤层气稳产增产提供理论和技术依据。

我国自2003年开始煤层气地面井商业性生产，前期注重勘探技术和钻井、完井、排采管理等开发技术研究，因缺乏地质保障技术，难以实现煤层气大规模、高质量开发。2008年晋煤集团与中国矿业大学、中国地质大学、中国石油大学等8家单位在国家科技重大专项项目的支持下，针对煤储层开发动态进行地质研究，以期建立适合我国不同地质条件的煤层气开发地质保障技术体系，为实现煤层气开发技术的重大创新提供关键基础。

突破瓶颈，取得原创性成果

该项目面向我国煤层气产业快速发展面临的两方面技术“瓶颈”：一是现有两大开发基地(沁水、鄂尔多斯两个盆地)布井成功率、单井平均产气量亟待提高，以尽快扩大生产规模：二是地面井规模开发基地长期局限于上述两大基地，必须突破“两盆之见”，建设后备开发基地。该项目针对上述“瓶颈”问题开展攻关研究，突破了一系列技术难题，取得五个方面原创性成果。

1)构建了煤储层动态地质评价与预测技术基础。建立了煤层气高产井区地质模式，建立了煤储层渗流及煤层气开发地质动态数学模型，创立了叠置煤层气系统理论，为开发动态评价技术创新与装备研发提供了关键基础。

2)首创了煤层气有利建产区(甜点区)综合评价技术。包括以模糊隶属度为核心的高阶煤储层甜点区以及以构造分析为核心的中阶煤储层甜点区综合评价方法，形成了具原位现场适用性、储层动态变化适用性的精细评价技术体系。

3)创建了叠置煤层气系统合采兼容性评价技术。揭示了不同产层组合条件下合采地质动态规律以及合采干扰机理，建立了叠置含煤层气系统合采最佳匹配条件分析技术及优化设计流程，研发成功“五步法”合采兼容性评价技术。

4)研制成功煤储层开发地质动态数值模拟技术。创建了以“三孔两渗”数学模型为核心的煤储层开发地质动态模型组，建立了开发动态数值分析方法体系，研发成功煤储层开发动态地质评价软件系统(CBMDPS V1.0)。

5)发明了煤储层开发动态物理模拟和现场探测关键装备。主要包括叠置煤层气藏开采层间干扰模拟等2套装置、煤储层物性低场核磁共振检测仪，以及煤层气直井流体参数探测仪。

该项目成果授权中国发明专利25件(申报42件),实用新型专利9件，计算机软件著作权9件。发表学术论文288篇(SCI收录76篇， EI收录143篇);出版专著8部。研究成果研制并颁布实施国家标准(GBT 29119-2012煤层气资源勘查技术规范) 1项。培养研究生241名(含博士生62名) ,占全国同期煤层气地质研究生培养量的70%;以项目创新团队为纽带，培养各级技术专家130余名。获中国煤炭工业协会科学技术一等奖1项、教育部自然科学二等奖1项。

推广应用，做出重要贡献

该项目成果被山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司、中石油华北油田分公司等多家煤层气企业推广应用30余个区块，覆盖了我国目前最重要的煤层气开发基地及后备建设基地。编制的国家标准已应用于国内11个煤炭(煤层气)勘查区。