如何探测地下有煤炭和它的储存量

7.3.1 煤层气地层评价的测井资料

测井是指井中的一种特殊测量，这种测量作为井深的函数被记录下来。它常常作为井深函数的一种或多种物理特性的测量，然后从这些物理特性中推断出岩石特性，从而获得井下地质信息。但是，测井结果也并非仅限于岩石特性的测量，其他类型的测井方法有泥浆、水泥固结质量、套管侵蚀等。

测井一般可分为借助电缆传输进入井内仪器获得信息的电缆测井和无电缆的测井，如泥浆测井（钻井泥浆特性）、钻井时间测井（钻头钻进速率）等，本节重点介绍电缆测井。在煤层气工业中，要评价煤层的产气潜力，首先应了解煤的储层特性和力学特性，这些特性的获得主要有3种途径：①钻取煤心做室内测试；②利用测井进行数据分析；③进行试井等。评价煤层特性的资料来源见表7.1和表7.2。

表7.1 评价储层特性的主要非测井资料来源

表7.2 评价储层特性的测井资料来源

煤心、测井和试井数据的综合运用可以增加数据可靠性，提高资源评价精度。煤层厚度、煤质（工业分析）、吸附等温线、含气量和渗透率，对以储层模拟为基础的产量预测有重大影响。取自煤心的分析通常用来确定吸附等温线、含气量和煤质；测井数据用来确定煤层厚度；确定煤层渗透率的最可靠的方法则是通过试井作业的试验数据分析。这些方法通常被看做是确定储层特性的基础或“依据准则”。但是，由于某些煤心和试井带来的误差，煤心测试程序缺乏标准化，特别是取心和试井费用昂贵，人们希望能有一种确定每个储层特性的替代方法。通过这种替代方法获得测定关键储层的特性，并校正那些不一致的或错误的试验数据。目前，测井作业被认为是最具前途的一种手段。一旦用煤心数据标定了测井记录数据，技术人员就可以单独利用测井记录数据精确估计补充井的储层特性（表7.3）。据Olszewski等对40口井开发项目地层评价费用的估算，使用标定的测井方法可以比现行的地层评价方法降低约16% 的费用。因此，测井在煤层气工业中正发挥着愈来愈重要的作用。

表7.3 用于煤层气地层评价的测井资料

续表

①建议只用于煤评价；②用于煤和砂层评价；③用于取心时；④用于原地应力评价。

7.3.2 从测井资料获得储层特性

测井资料的价值取决于井孔作业者的目的，而测井信息与其他来源的信息（如煤心、试井）相结合，可使技术人员逐步获得某一矿区所有钻井全部潜在目标煤层的关键储层特性，以达到最佳的产量决策，这比单独考虑测井、煤心或试井获得的储层特性更为可靠。再者，利用经过选择的煤心和试井数据来标定测井数据，可以建立起矿区特有的测井曲线解释模型。然后再利用测井曲线模型获取以测井记录为基础的储层特性。这一方法显得尤为重要，可以根据每个钻井的测井记录和少数选定的“标准”井的煤心和试井数据，得出关键储层特性的综合估计。可以看出，随着开发深度的增加，测井记录和其他数据来源之间的关系更多地依赖于测井资料。

7.3.2.1 含气量

含气量是指煤中实际储存的气体含量，通常以m3/t来表示，它与实验室测得的吸附等温线确定的含气量不同，煤的实际含气量通常包括3个分离的部分：逸散气、解吸气和残余气。目前，实际含气量往往通过现场容器解吸试验测得，精确确定含气量需要采用保压岩心。

间接计算含气量可使用Kim方程的修正形式，它是由Kim提出的计算烟煤含气量的经验方法，即

煤成（型）气地质学

煤成（型）气地质学

煤成（型）气地质学

式中：Gdaf为干燥无灰基气体储集能力，cm3/g；α为灰分，质量百分比；wc为水分，%；d为样品深度，m；xfc为固定碳，%；xvm为挥发分，%。

另一种间接计算含气量的方法是体积密度测井校正法，该方法是根据由岩心实测含气量和灰分的关系进行计算的，因为气体只吸附于煤体上，所以岩心中气体含量和灰分存在反比关系。从数学角度看，岩心灰分含量与高分辨体积密度测井数据有关，因为灰分含量严重影响煤储层的密度。因此，若有了代表性的原地含气量收集数据，就可由体积密度测井数据计算含气量。

由于煤心灰分与含气量有关，亦与密度测井数据有关，因此有可能根据高分辨整体密度测井资料精确估算含气量（图7.4），并推断灰分含量为多少时预测的含气量可忽略不计。

图7.4 由测井获得的含气量与实测含气量之对比

（据苏现波等，2001）

用测井数据合理估计煤中含气量需要满足3个条件：①由测井数据导出的等温线是正确的（包括水分、灰分和温度校正）；②煤被气体饱和；③温度和压力可以准确估计。

7.3.2.2 吸附等温线

如前所述，煤中气体主要储存于煤基质的微孔隙中，这与常规油气储层中观察到的孔隙截然不同。煤中孔隙更小，要使气体产出，气体必须从基质中扩散出来，进入割理到达井筒。气体从孔隙中迁出的过程称为解吸，按照气体解吸特性描述的煤的响应性曲线称为吸附等温线。目前，吸附等温线是根据单位质量的煤样在储层温度下，储层压力变化与吸附或解吸气体体积关系的实验数据而绘制的曲线，压力逐渐增加的程序称为吸附等温线，压力逐渐降低的程序称为解吸等温线，在没有实验误差的条件下，这两种等温线是相同的。

等温线用于储层模拟的输入量，采用两个常数组，即Langmuir体积和压力。由于缺乏工业标准，许多已有的等温线数据出现不一致现象，而且在许多情况下不适用于储层模拟。不同水分和温度条件会导致煤心测定的等温线有大的波动，煤层吸附气体的能力随水分含量的增加而降低，直至达到临界水分含量为止；温度对煤吸附气体能力的影响在许多文献中已有报道，温度增加会降低煤对气体的吸附能力。因此，强调用煤心测定等温线时，必须将温度严格限定在储层温度下，避免因温度波动引起的数据误差。温度和水分的综合影响，连同其他煤心取样或测试的不一致，往往产生与图7.5 所示相似的数据组。

图7.5 美国圣胡安盆地某矿区水果地组煤的吸附等温线

（据苏现波等，2001）

测井数据能帮助解释用煤心确定的吸附等温线精度。现在已导出了用测井数据估计干燥基煤的吸附等温线的一般关系式，它采用Langmuir方程，在该方程中由固定碳与挥发分的比率导出Langmuir常数，并按温度和水分加以校正。图7.4 提供了由测井数据确定等温线的实例，该等温线与新采集的煤心数据在标准程序下测定的等温线相一致。

实践证明，以测井数据为基础的煤的等温线估计，对确认煤心等温线测试结果和解决因取样或实验不一致而造成的煤心等温线数据中的误差极为有用。但是，由于研究程度有限，加上水分和温度估计中的误差，对以测井数据为基准的等温线计算有很大影响，所以，目前尚不能确信测井数据能够独立应用于等温线确定，确认这项技术的准确性，还需要有更多的数据组做进一步研究。

7.3.2.3 渗透率

试井是确定渗透率的最准确方法，但试井费用很高（一次约7000～15000美元），若为多煤层则其成本更高。这一方法在处理多煤层、两相流和气体解吸时还易受推断的影响。现已证明，自然电位、微电阻率和电阻率曲线的测井数据可用于估算煤层渗透率。

一种用测井数据确定裂隙渗透率变化的方法是由Sibbit等提出的，它更适用于常规储层裂隙。煤层渗透率取决于煤的裂隙系统，裂隙系统占煤体孔隙度的绝大部分。裂隙孔隙度是裂隙频率、裂隙分布和孔径大小的组合。因此，裂隙孔隙度直接与煤的绝对渗透率有关，是渗透率量级的决定性因素，也是控制煤层气产率、采收率、生产年限以及设计煤层气采收计划的主要因素。双侧向测井（DLL）对裂隙系统的响应，为渗透率的确定提供了依据。

Sibbit等提出的技术是用来确定裂隙宽度的，假定纵向裂隙和岩层电阻率比泥浆电阻率大得多，用下式表示：

煤成（型）气地质学

式中：Δc为浅侧向测井与深侧向测井的电导率差值（Δc＝CLIS－CLLD），mS/m；cm为侵入流体（泥浆）的电导率，S/m；ε为开启裂隙宽度，μm。

模拟显示Δc对于裂隙宽度为ε的单一裂隙与裂隙宽度为ε的多重裂隙组合是相同的。因此，式中ε也可用于表示多重裂隙的组合宽度。

模拟还揭示出这样一种现象，即它能应用于几乎垂直的裂隙（75°～90°），而这种裂隙在钻穿煤层的井孔中常见。Hoyer将Sibbit的DLL模拟数据应用于煤层裂隙评价，并用交绘图技术证实了用DLL确定煤层裂隙孔隙度指数的可行性，得出如下方程：

煤成（型）气地质学

式中：CLLD为深侧向测井电导率，mS/m；VFRAC为裂隙宽度，μm；cm为泥浆电导率，S/m；cb为基质块电导率，mS/m。

该方法排除了在裂隙未扩展、无严重侵入或电阻性泥浆侵入情况下的判读误差，图7.6为这一技术的具体应用实例。

图7.6 由测井显示的低、中、高裂隙孔隙度

（据苏现波等，2001）

GR—自然伽马；CALI—井径；MCRD—微电阻；LLD—深侧向测井；LLS—浅侧向测井；VFRAC—裂隙宽度；RHOB—体积密度；NPHI—中子孔隙度；S DCOND—浅侧向测井与深侧向测井电导率之差

受人关注的微电阻率装置（MGRD、MLL、MSFL或PROX，取决于电极排列）常使用DLL来记录，并用于映射煤层的裂隙孔隙度。微电阻率装置具有极好的薄层解译能力，与VFRAC亦存在线性关系（图7.7），但应注意，微电阻率装置可能受井孔粗糙度影响。

图7.7 井中裂隙宽度与微电阻率关系

（据苏现波等，2001）

确定煤层渗透率变化的另一种方法是依靠微电极测井。微电极测井历来用于识别常规储层中的渗透性岩层。微电极测井仪是一种要求与井壁接触的极板式电阻率仪，微电极仪记录微电位电阻率（探测深度10.2cm）和微梯度电阻率（探测深度3.8cm），微电极测井的多种探测深度使这种设备可用于渗透率指示仪。随钻井泥浆侵入渗透性岩层，在入口前方形成泥饼，泥饼对浅探测微梯度电阻率影响比深探测微电位电阻率影响要大，这种泥饼效应引起两种电阻率测值的差异，进而表明渗透性岩层的存在。尽管微电极测井也常常作为煤层渗透率指标，但由于在不同钻井中泥浆特性有变化和泥浆侵入程度有变化，所以微电极测井的定量解释是困难的，目前煤中裂隙定量评价的唯一方法仍是使用DLL测井技术来实现。

7.3.3 测井资料的计算机模拟

某些煤特性必须用测井资料通过计算机模拟得出，因为不同测井设备对煤的响应程度不同，且随煤特性不同有所变化。因此，很难利用各类测井仪器响应同时界定或识别某些煤特性。有了计算机这一技术，特殊煤特性可由测井响应加以推断而无需测定。例如，当某种测井记录出现特定数据组时，可能显示灰分存在。类似的测井技术（不同测井系列）还可用于确定煤阶，识别常见矿物，如方解石常常沉积于煤的割理之中，是一种重要矿物，可作为割理的指示矿物之一。含气量、煤阶、灰分含量及矿化带等与测井响应之间的关系，可通过计算机模拟来实现。

图7.8 煤岩组分、矿物、灰分和工业分析的计算

（据苏现波等，2001）

图7.9 通过计算机模拟计算出的煤的特性参数

（据苏现波等，2001）

计算机模拟的第一阶段是利用测井响应推断煤岩成分、灰分百分比、灰成分、矿化物和煤阶（图7.8）。目前，已建立的计算机模型中采用的煤岩组分是镜质组、类脂组和惰性组。将这些参数与附加的测井响应一起用于模拟的第二阶段，进行含气量和割理指数推断（图7.9）。含气量与灰分含量关系密切，且与煤阶有关，割理的存在可通过识别方解石、煤阶、某种煤岩组分、灰分含量进行推断。近期有证据表明，薄煤层或灰分层增加了割理存在的可能性，因此必要时可使用计算机增强高分辨处理。计算机模拟的第三阶段是融合含气量、割理指数推断产量指数（图7.9）。尽管预测每个煤层的绝对产率非常困难，但在同一井内预测每一煤层与其他煤层相比时的相对产量指数，对完井决策很有价值。具有最大潜力的煤层是完井的首选对象，而其余煤层可作为第二阶段的生产计划。

另外，计算机模拟还能提供一种称为“自由水”的曲线，这种曲线对预测初始水产率十分有用。为推迟水产量，可让相对无水的煤层首先生产。

计算机模拟的优点是，可以观察到某种煤特性（一定区域内）与某种测井响应之间有良好的相关性，这为在减少所需测井设备数量的同时、最大限度地获得有价值的煤层信息奠定了基础。更为先进的测井程序，可仅用于那些与质量控制有关的关键井孔。

规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而构成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T211 煤中全水分的测定方法

GB/T212 煤的工业分析方法（eqv ISO1171）

GB/T213 煤的发热量测定方法（eqv ISO 1928）

GB/T214 煤中全硫的测定方法（eqv ISO 334\ISO 351）

GB 474­-1996 煤样的制备方法（eqv ISO 19881975）

GB 475-­1996 商品煤样采取方法（epv ISO 19881975）

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本标准：

3.1

检验值inspected value

检验单位按国家标准方法对被检验批煤进行采样、制样和化验所得的煤炭质量指标值。

3.2

报告值 reported values

被检验单位出具的被检验批煤的质量 指标值，包括被检验单位的测定值或贸易合同约定值、产品标准(或规格)规定值。

3.3

质量指标允许差tolerance of quality parameter

被检验单位对一批煤的某一质量指标的报告值和检验单位对同一批煤的同一质量指标的检验值的差值在规定概率下的限值。

3.4

采样基数 base for sampling

抽查或验收时，实施采样的批煤量。

4 商品煤质量抽查方法

4.1 方法提要

煤炭质量抽查单位从被抽查批煤中采取一个或数个总样，然后进行制样和有关项目测定，以抽查单位的报告值(3.2)与抽查单位的检验值(3.1)进行比较，对被抽查批煤的质量进行评定。

4.2 检验项目

4.2.1 原煤、筛选煤和其他洗煤(包括非冶炼用精煤):

检验发热量(或灰分)和全硫。

4.2.2 冶炼用精煤:

检验全水分、灰分和全硫。

4.3 煤样的采取、制备和化验

4.3.1 采样、制样和化验人员

采样、制样和化验人员应经过专门的煤炭采样、制样和化验技术培训，并持有有效的操作证书或岗位合格证书。

1、电流测量范围：0-50mA-250mA-1A-5A-10A。

2、电压测量范围：0-0.2V-1V-4V-20V-40V。

1.2.1 世界煤层气开发利用历史与现状

1920年和1931年，美国在粉河盆地（Powder River Basin）中部的怀俄德克煤层和阿巴拉契亚北部比格郎气田的匹兹堡煤层先后打出3 口煤层气自流井。20世纪50年代以来，菲利浦石油公司参与圣胡安盆地（San Juan Basin）的煤层气开发，在水果地组煤层打出一大批气井，其中大多数井均获成功。在此期间，采用常规油气理论为指导进行钻井。进入70年代，在全球能源危机的影响下，美国能源部做出了开展包括煤层气在内的非常规天然气回收研究的决定。从1978年开始对美国16个含煤盆地进行了长达8年的煤层气研究。研究过程中对煤层气的储集和运移机理、生产方式和开采工艺有了进一步的认识，先后对14个盆地做出了资源量计算。

20世纪80年代初，美国对煤层气的开发利用取得了重大突破，尤其在圣胡安盆地和黑勇士盆地（Black Warrior Basin）取得了商业性开发的成功（杨锡禄等，1995）。1986年以后，在取得东部浅层含煤盆地煤层气开发经验的基础上，美国对西部深层含煤盆地展开了研究，并取得了明显的开发效果（张武等，2000）。

美国煤层气工业在近几年来取得长足进步的关键是对含煤盆地进行了系统、全面的地质综合评价，尤其是在黑勇士盆地、皮申斯盆地及圣胡安盆地开展了大规模的研究和开发试验，根据各地的经验，提出在选择勘探、开发煤层的有利区块进行地质综合评价时，应考虑一系列地质因素，即气含量、渗透性、煤阶、煤层的物理性质、煤层厚度、埋深、地温梯度、地应力、顶底板岩层特征、沉积环境及构造条件等（叶建平，2006）。其中，煤层厚度、煤阶、气含量、渗透性、埋深和构造条件是选择煤层气开发有利区块时必须优先考虑的因素。

美国煤层气勘探开发情况代表了世界煤层气工业的发展状况。近年来，澳大利亚的煤层气勘探工作也十分活跃，主要集中在东部的几个二叠纪-三叠纪含煤盆地，包括悉尼（Sydney）、冈尼达（Gunnedah）、博恩（Bowen）等盆地，其中博恩盆地的一些井经过测试已经转化为生产井。2000～2001年度，仅博恩盆地用于煤层气勘探的费用就达4440万美元，占该盆地全部勘探费（1.2 亿美元）的37%。昆士兰天然气公司已经在靠近Chianchill的Argyle-1井成功进行了煤层气生产，日产量超过2.823×104m3，煤层气的勘探开发已经成为昆士兰石油和天然气工业的基本部分。但直到目前，澳大利亚的煤层气生产还是以矿井煤层气抽放为主，生产的煤层气主要供给建在井口的煤层气发电站。澳大利亚煤层气勘探开发进展较快，主要原因有三：一是澳大利亚煤炭及煤层气资源丰富；二是几个主要含煤盆地离东海岸人口密集区较近，具有潜在的煤层气销售市场；三是在勘探过程中借鉴了美国的成功经验，并与本国的客观地质情况相结合。

除了美国和澳大利亚，世界上其他30多个国家和地区也开始进行煤层气的勘探和开发工作，但是仅有少量的国家能进行成功的煤层气规模开发，主要原因有三：一是煤层气作为一种非常规天然气，其前期工作往往需要很大的资金投入，如果没有税收政策上的优惠，很难吸引资金；二是除美国外，各国不能彻底解决各自的具体技术问题；三是煤层气本身的特殊性，即从地质评价到工业开采一般需要相当长的时间。

1.2.2 我国煤层气开发利用历史与现状

我国煤层气勘探开发起步较晚，20世纪70年代末至90年代初，我国仍以煤矿安全为主要目的进行瓦斯抽放，部分矿井同时进行煤层气开采试验。1980年，我国的瓦斯抽放量已达到2.934×108m3，其中1000×104m3以上的矿井就有5个。1985年，国家经委修订了《资源综合利用目录》，将瓦斯列入废弃能源，1996年又把煤层气开发和煤层气发电列入该目录。1992年，煤炭部门与联合国开发计划署（UNDP）签订协议，投资1000万美元进行试验，该项目包括松藻矿务局、开滦矿务局、铁法矿务局和煤炭科学研究总院西安分院的4个子项目，主要目的是为我国发展煤层气工业引进技术和设备。这一阶段主要借用美国的技术和经验，但对于地质条件复杂的中国含煤区不太适用，因此未获得突破性进展，但是通过试验，对我国煤层气勘探开发情况取得了一定的认识，为后来的煤层气勘探开发奠定了基础。

从20世纪90年代初开始，我国开展了煤层气的勘探试验，取得了实质性的突破与进展。1990年以来，全国已有30多个含煤盆地进行了煤层气勘探钻井，取得了一批储层测试参数和生产参数，在一些地区甚至获得工业气流。为了加快我国煤层气的开发，国务院于1996年初批准成立了中联煤层气有限责任公司。“九五”和“十五”国家科技攻关项目中都设立了煤层气研究和试验项目，同期，国家计委设立了“中国煤层气资源评价”国家一类地勘项目。为了推进煤层气的产业化进程，2002年，国家“973”计划设立了“中国煤层气成藏机制及经济开采基础研究”项目，从基础及应用基础理论的层面对制约我国煤层气发展的关键科学问题进行系统研究，并将其成果应用于煤层气的勘探开发中。到目前为止，我国施工煤层气井270余口，共有31个区块进行过不同程度的试验，主要集中在华北、东北和华南聚气区，建成煤层气井组12个；探明煤层气地质储量10.23×1012m3，中联煤层气公司和煤炭科学研究总院西安分院新一轮全国煤层气资源预测显示，我国煤层气总资源量为31.46×1012m3。

1999～2002年，由东煤107队于辽宁省阜新盆地共施工了8口煤层气地面开发井，为阜新市提供日产气量为2×104m3以上的居民生活用气，标志着我国煤层气地面钻井商业开发实现了零的突破。2005年，山西省晋城地区投入2.37亿美元建设的国内第一个煤层气综合开发利用示范项目开工，预计2008年建成投产。该项目通过地表向地下煤层钻孔，每年抽取煤层气大约1.66×108m3，供应当地工业、商业用户和居民作燃料，并建设一座12×104kW的煤层气发电厂。

1.2.3 我国煤层气勘探开发的进展与趋势

2004～2006年，在国家发展和改革委员会、国土资源部、财政部联合组织下，开展了全国新一轮煤层气资源评价，中联公司、中石油、中石化和中国矿业大学等单位承担了具体评价任务。评价中首次考虑了褐煤中的煤层气资源，首次进行了全国重点矿区煤层气资源评价。

截至目前，我国煤层气探明地质储量为1023.08×108m3。其中，以地面开发为主探明储量为754.44×108m3，以矿井抽放为主探明储量为268.64×108m3。

1.2.3.1 煤层气地面商业性开发取得历史性突破

自2000年阜新矿区实现小规模煤层气地面商业性开发以来，我国在山西南部无烟煤地区数个区块又取得地面商业性开发的突破，昭示出中国特有的煤层气地质特色和商业性开发前景。

1）辽宁阜新刘家井组煤层气开发工程：1999～2002年，阜新矿区刘家井田施工煤层气井8口，形成小型开发井网，单井平均产气量0.3×104m3/d左右，最高达0.6×104m3/d，并于2003年3月1日正式向阜新市区供气，日均供气约2×104m3，在我国率先实现煤层气地面商业性生产。

2）山西沁水枣园井组煤层气开发试验工程：该工程共有生产试验井15 口，建有日发电400 kW的小型煤层气电站，2003年4月开始向外供气。

3）山西晋城潘庄煤层气地面开发工程：该工程2003年施工30口开发井放大试验并开始商业性生产，目前已形成210口井的开发规模，其中110口已投入生产。日产气量30×104m3，单井最高产量1.3×104m3，形成了年产1.5×108m3煤层气的生产规模。目前，生产的煤层气除就地发电、居民供气、汽车燃料外，已销往郑州、长治、安阳等地作为民用或工业用气源。

4）山西晋城潘河煤层气开发利用先导性试验工程：该工程计划施工900口煤层气井，分3期完成。2006年完成第一期施工150 口煤层气生产试验井，计划建成年产煤层气约1×108m3的生产示范基地。该基地已于2005年11月1日正式开始对外供应压缩煤层气，日产气约7×104m3。

1.2.3.2 煤层气勘探与开发试验活动更为活跃

至2006年8月底，我国完成的煤层气井数约650口（图1.1），其中80%以上分布在山西和陕西两省。20世纪80年代以来，全国投入煤层气勘探开发资金达21亿～22亿元人民币，引进外资约1.8亿美元。在2000年以前30余个勘探或开发试验区的基础上，近年来进一步扩展了新的区块，目前正在进行作业的区块达到20余个，开发试验规模和技术水平都有极大提高，对外合作也取得新的进展。目前，全国已登记的煤层气区块共64个，各方参与煤层气勘探开发活动的热情空前高涨。

图1.1 中国各时期煤层气钻井数

（据叶建平，2006）

除前述4个已进行商业性开发的项目外，目前正在进行的勘探与开发试验的区块有20余个，如中联公司自营或与地方合作的端氏、韩城、鹤岗、沈北等区块；与国外公司合作的淮南潘谢东、保德、沁源、寿阳、丰城、乌鲁木齐白杨河、盘县青山、云南老厂等区块；中国石油天然气集团自营的大宁-吉县、宁武、郑庄、樊庄、乌鲁木齐等区块；晋城兰焰公司自营的潞安屯留、郑庄、成庄、赵庄、胡底等区块。此外，国内某些大型煤炭企业也积极开展煤层气地面抽采工作，如铁法、抚顺、淮南、平顶山、焦作、潞安、松藻等。上述工作成效显著，如在韩城、晋城潘庄、盘县青山等地打出了煤层气自喷井，揭示了这些地区煤层气资源开发的巨大前景。

在上述区块中，有五大项目即将投入开发试验：①韩城项目施工直井11口，加上前期6口煤层气井（平均产气量0.1×104m3/d），组成韩城开发试验区；②晋城端氏区块施工多分支水平井2口，经过排采试验，单井产气量已达1×104m3/d左右；③晋城大宁区块施工多水平分支井5口，其中2000年底投入排采试验的DNP02井产气量稳定在2×104m3/d左右；④晋城樊庄区块计划施工200口直井形成煤层气开发区，目前数十口井开始进入排采试验；⑤大宁-吉县形成了由34口直井和1口多分支水平井组成的开发试验井网，正在排采试验，已取得单井（0.1～0.28）×104m3/d的试验成果。

我国自与美国德士古公司于1998 年签署国内第一个煤层气产品分成合同（淮北项目）以来，目前先后已与16家外国公司签订了27个煤层气资源开采产品分成合同，合同区总面积超过3.5×104km2。截至2005年底，对外合作区块内已施工各类煤层气井254口，压裂排采204 口，施工二维地震2065 km，建立了潘庄、柿庄、保德、三交、寿阳、淮北、丰城、恩洪等先导性开发试验井组，获得了具有商业价值的煤层气产量，国际合作成效显著。

1.2.3.3 煤层气勘探开发技术进展

经过20余年来的研发和实践，我国已形成了从煤层气资源评价、地质选区、勘探至地面开发的完整技术方法体系。近年来，在某些关键技术上又有了新的突破。

1）基于动力学条件的有利区带优选技术：该项技术包括两个方面，一是煤层气储层弹性能聚散程度的三元判识标志，用于煤层气成藏效应的预测；二是煤储层弹性能能量聚散模式，形成了基于该模式的煤层气有利带动力学定量预测方法。采用三元判识标志，将煤层气成藏效应分为3个级别组合和27个类型，有关方法在沁水盆地煤层气富集高渗动力学条件发育区预测中得到了验证，形成了适用于我国地质条件的煤层气有利区带先进预测技术。

2）煤层气地震勘探技术：在传统的二维和三维地震勘探技术的基础上，开发了三维P波煤层气地震勘探技术，提出利用“两个理论、六项技术”来指导煤层气藏勘探。六项技术包括地震属性技术、地震反演技术、方位AVO技术、方位各向异性技术、煤层厚度非线性反演技术和基于MAPGIS的多源信息预测技术，以岩性地震勘探为核心，形成了先进的煤层气地震勘探技术系列，并在煤层几何形态和裂隙发育程度等的探测中取得了良好的应用效果。

3）煤层气井空气/雾化钻井技术：结合中国煤层气地质特点，在引进美国相关技术的基础上进一步研制出空气钻井设计软件，形成了空气钻井系列技术。目前，该项技术已在沁水盆地南部潘河国家煤层气开发示范项目中广泛使用，使钻井周期由原来的15 d以上缩短到不足5 d，降低了施工成本，避免了钻井液对储层的伤害。

4）多分支水平井钻井、排采技术：2004年11 月，我国第一口煤层气多分支水平井投入生产，煤层中水平井眼总进尺8000m，单井日产稳定在2×104m3以上，实现了煤层气开发工艺和产能的双重突破。截至目前，国内已有14口多分支水平井施工完毕。大宁井田完成3口多分支水平井，目前正在排采；端氏区块实施2口多分支水平井，预测单井产能在2×104m3以上，并首次实现双主支多分支水平井钻进记录；武M1-1多分支水平井，在煤层中进尺达6088m；大宁PSC项目，首次实现9000 m总进尺的水平定向钻进记录；寿阳区块多分支水平井3口，正在排采试验。该项技术在我国的应用成功，为我国低渗煤层的煤层气高效开发提供了新的技术途径。

5）注入二氧化碳增产技术：在“十五”期间，国内开展了注入二氧化碳提高煤层气采收率的先导性试验，研究了适合于我国地质特点的工艺参数，取得了显著的增产效果。2004年4月，完成了山西南部TL-003井的现场二氧化碳注入试验，为我国煤层气产业可持续发展、二氧化碳地下储藏等提供了先进的技术储备。

6）氮气泡沫压裂技术：氮气泡沫压裂技术主要适应于低压、低渗、强水敏性的煤层。潘河项目完成了2口井的氮气泡沫压裂施工，成功地将单井煤层气日产量提高了3倍左右。潘庄项目进行了氮气泡沫压裂对比试验，试验井煤层气日产量比参照井提高了1倍左右。在韩城开发试验项目中，通过氮气泡沫压裂技术的实际实施，分析了该项技术对特定煤层气地质条件的适应性，为我国应用此项技术积累了宝贵经验。

1.2.4 我国煤层气研究及勘探阶段

我国煤层气勘探开发起步较晚，从20世纪50年代开始至今，大体可分为3个阶段。

1.2.4.1 煤矿瓦斯井下抽放与利用阶段

自20世纪50年代开始到70年代末，我国煤层气勘探开发的主要目的是为减少煤矿瓦斯灾害而进行的煤矿井下瓦斯抽放与利用。我国煤矿井下抽放煤层气已有较长的历史。1980年，煤层气抽放量已达2.934×108m3，其中0.1×108m3以上的矿井就有5个。1996年，抽放量达6.338×108m3，抽放量在0.1×108m3以上的有16个矿区。这些对于减少井下瓦斯事故、保护环境及改善能源结构均有重要意义。瓦斯抽放也是煤层气开发的一项有效技术。

1.2.4.2 煤层气勘探开发试验初期阶段

20世纪70年代末至90年代初，我国以煤矿安全为主要目的，部分矿井同时进行煤层气开采试验，并进行了水力压裂试验和研究。这一阶段主要是借用美国的技术和经验，但对于我国地质条件复杂性研究不够深入，因此未获得突破性进展。但是也在煤层气的勘探开发取得了一定认识，积累了一些经验，学到了一些先进技术。

1.2.4.3 煤层气勘探开采试验全面展开阶段

20世纪90年代初至今，我国从优质能源的利用出发，开展了煤层气的勘探试验，取得了实质性的突破与进展。石油、煤炭、地矿系统和部分地方政府积极参与这项工作，并在20世纪90年代初成立了专门的煤层气研究机构，许多国外公司也积极在中国投资进行煤层气勘探试验。1990年以来，我国已有30多个含煤区煤层气勘探钻井，已钻成勘探和生产试验井119口，取得了一批储层测试参数和生产参数，并在柳林、晋城、大城及铁法等含煤区获得了工业气流。这一阶段我国的煤层气勘探，无论是地质选区评价，还是工艺技术都有了突飞猛进的发展，取得了实质性的突破，但对我国复杂地质条件下煤层气的富集高产规律认识还不够深入，工艺技术还未完全过关，煤层气地质选区评价仍是此阶段首要的研究课题。

1.2.5 煤成气地质研究与开发简况

煤成气也是一种非常重要的天然气，世界上很多国家在开采煤成气。我国一些大型煤产地也是煤成气田，如鄂尔多斯地区、华北各含煤区，都蕴藏大量煤成气藏。例如中原油田煤成气的勘探主要集中在东濮凹陷，已找到了文23、白庙及户部寨等古生新储煤成气田和混合气田，其中文23煤成气田已探明地质储量达149.4×108m3，为中原油田的主力气田。2003年，东濮凹陷文古2 井于上古生界石千峰组3813.5～3834.3 m 井段（16.8 m/3层）进行压裂，日产天然气1.1×104m3、油7.0 m3。华北苏桥的煤成气聚集于奥陶系，中原的“文23”煤成气藏和白庙混源气藏聚集于第三系沙河街组。济阳地区的155井和孤北1井气藏聚集于石炭、二叠系储层内，而曲古1井煤层甲烷聚集于第三系沙河街组二段内。

煤成气勘探开发已经具有比较多的研究实践，国内外研究人员取得了很多研究成果（M.Teichmuller，1983；B.Waiter等，2002；杨俊杰等，1987；戴金星等，2001；张新民等，2002）。

总的看来，国内外煤成气地质研究具有如下发展趋势：①十分重视煤系有机质的来源和显微组成，并将其与生烃潜力、产气量紧密联系起来；②分析化验不断采用高新技术，如天然气中微量生物标志物的富集与分析、单体烃同位素分析及含氮化合物分析等；③采用系统动态的观点，将天然气的生运聚散作为一个动态演化的系统，对该系统的研究不断由定性、半定量向定量化发展；④模拟实验更为符合实际，不仅模拟不同显微组分的生烃演化规律，而且对煤系地层烃类的排出、二次运移至聚集的过程都进行了实验探索，获得了多项参数；⑤对煤层本身的储集性能和封盖能力有了进一步的认识。

煤炭五大常用指标：

第一个指标：水分。

煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。

第二个指标：灰分

指煤在燃烧的后留下的残渣。不是煤中矿物质总和，而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。灰分高，说明煤中可燃成份较低。发热量就低。同时在精煤炼焦中，灰分高低决定焦炭的灰分。

第三指标：挥发份（全称为挥发份产率）V

指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物，不全是煤中固有成分，还有部分是热解产物，所以称挥发份产率。

第四个指标：固定碳

不同于元素分析的碳，是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。

第五个指标：全硫St

是煤中的有害元素，包括有机硫、无机硫。1%以下才可用于燃料。部分地区要求在0.6和0.8以下，现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。

扩展资料：

煤炭的用途十分广泛，可以根据其使用目的总结为三大主要用途：动力煤、炼焦煤、煤化工用煤，主要包括气化用煤，低温干馏用煤，加氢液化用煤等。

动力煤

（1）发电用煤：中国约1/3以上的煤用来发电，平均发电耗煤为标准煤370g/（kW·h）左右。电厂利用煤的热值，把热能转变为电能。

（2）蒸汽机车用煤：占动力用煤3%左右，蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/（万吨·km）左右。

（3）建材用煤：约占动力用煤的13%以上，以水泥用煤量最大，其次为玻璃、砖、瓦等。

（4）一般工业锅炉用煤：除热电厂及大型供热锅炉外，一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多，数量大且分散，用煤量约占动力煤的26%。

（5）生活用煤：生活用煤的数量也较大，约占燃料用煤的23%。

（6）冶金用动力煤：冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤，其用量不到动力用煤量的1%。

参考资料来源：百度百科-煤炭

建议选用便携式气体检测仪搭配固定式气体探测器，配合使用。

固定式气体探测器可以24小时不间断探测某个固定位置是否发生气体泄漏，一般用于管道接口、人员集中位置等容易发生泄漏或者一旦发生泄漏容易酿成重大灾祸的地方。

便携式气体检测仪比较灵活，用于移动检测、作业前检测等，保障作业安全。

固定式气体探测器

便携式气体检测仪