1、新一轮煤层气资评实施方案04煤层气资源评价实 施 方 案煤层气资源评价实施方案编写单位国土资源部油气资源战略研究中心中联煤层气有限公司研究中心中国石油勘探开发研究院中国石化勘探开发研究院中国矿业大学（徐州）前 言一、立项背景煤层气资源评价（以下简称“本次资评”）是新一轮全国油气资源评价工作的一项重要内容。近年来，党中央、国务院高度重视煤层气资源的开发利用，国民经济十五规划中明确提出“能源建设要发挥资源优势，优化能源结构，提高利用效率，加强环境保护。以煤炭为基础能源，提高优质煤比重。推进大型煤矿改造，建设高产高效煤矿，开发煤层气资源。”中央领导同志曾指出“依靠科技进步，发展煤层气产业，造福人民”
2、。在煤炭和石油工业的“十五”发展规划中都将煤层气产业列为主要规划内容，为煤层气资源的开发利用提供了良好机遇，同时也为煤层气资源潜力分析和评价提出了新的任务和要求。从上世纪八十年代以来，国家天然气科技攻关项目、煤炭、地矿、石油等有关部门相继开展了全国性的煤层气资源评价与预测工作，积累了大量资料、数据及经验，为开展煤层气资源评价奠定了扎实的基础。但由于各次计算所依赖的前提条件、资源定义、评价范围、含煤盆地的数量等有所不同，导致以往各次资源评价结果有较大差异。国外也十分重视煤层气资源评价与预测工作。其中，美国是商业性煤层气开发取得巨大成功的国家，其商业性成功开发得益于自上世纪70年代中后期以来所进行
3、的多次煤层气资源评价。近年来，我国油气资源供需形势日趋严峻，石油进口逐年增加，2003年石油净进口近一亿吨，达到9735万吨，对外依存度超过三分之一，迫切需要加强包括煤层气在内的各种油气资源的战略调查、评价，尽快摸清我国的油气资源“家底”，为制定我国能源发展战略和规划提供依据，促进能源工业的可持续发展。二、目的意义（一）目的通过本次资评，建立相应的煤层气资源评价体系，查明煤层气资源分布状况和各级资源规模，分析煤层气资源开发利用潜力，建立煤层气资源管理数据库和评价系统。1、建立国家级煤层气资源评价体系，包括评价方法体系、参数体系、评价规范和评价流程等。2、掌握煤层气资源状况，获得各级资源量数据，
4、包括地质资源量和可采资源量以及各级资源的分布特征。3、分析煤矿区煤层气资源开发利用潜力及其对煤矿生产安全、节约能源与环境保护的重要性。4、分析未来我国煤层气资源开发利用潜力。5、建立国家级煤层气资源管理数据库和评价系统。（二）意义1、开展煤层气资源评价重在查明我国的煤层气资源状况，摸清煤层气资源“家底”，对于制定国家整体能源发展战略和规划、保障国家能源安全具有重大意义。2、煤层气资源评价是一项基础性、公益性工作，是实现我国煤层气规模性开发的前导性地质工作，有利于促进煤层气资源的开发利用和该产业的持续发展。3、煤层气资源评价有利于国家制定煤炭工业和煤层气产业发展的战略和规划，有利于实现我国能源资
5、源的综合开发与利用，对于优化我国能源结构、缓解能源供求矛盾、减轻大气污染、保障煤矿安全生产以及实现我国国民经济可持续发展具有重大的现实意义。三、方案编写的指导思想和原则（一）编写方案的目的我国煤层气资源分布具有地域广泛、聚煤时代多期次的特点，各煤田（含煤盆地）的构造样式、含煤性、含气性和可采性等方面均存在较大的差异，而且各区的勘探程度各异，为了实现油气资源评价工作方案提出的“五统一”以及坚持新的矿产资源/储量分类标准和与国际标准基本接轨的原则，必须对煤层气资源评价的任务、术语、资源分类、评价方法和参数、评价结果的表现形式等做出统一的规范。全国煤层气资源评价实施方案是本次资评的指导性文件之一，其
6、主要作用是指导和规范本次全国油气资源评价中的煤层气资源评价。（二）方案编写的基本原则和指导思想以新一轮全国油气资源评价工作方案为主要编写依据，将其中的精神和要求具体落实到煤层气资源评价实施方案中；实施方案必须具有可操作性，既要准确、清晰，又要简单、明了；要考虑到本次资评的基础性、公益性和战略性； 既要贯彻“五个统一”的原则，又要有一定的灵活性，以满足不同勘探程度、不同类型煤田内煤层气资源评价的要求；既要借鉴国外煤层气资源评价的经验和国际通行的标准，又要考虑到我国煤层气资源的分布特点以及历次全国性煤层气资源评价的方法和成果。四、方案的主要内容在总结国内外煤层气资源评价经验的基础上，煤层气资源评价
7、实施方案规定了本次资评的资源体系及相关术语，明确了资评工作的思路、主要任务及流程，确定了评价方法和参数体系，并列出了资评的关键参数及有关标准，对评价成果及相关资料和图件提出了要求，提出了具体的资源量汇总及评价结果表示方式，最后对资评任务进行了分解，初步明确了主要承担单位，按照工作方案的总体要求，对项目的具体组织实施和进度进行了安排。本实施方案共分十一章，十九个附件。第一章 国内外煤层气资源评价简述开展煤层气资源评价，进一步认识我国煤层气地质资源量分布状况，尤其是煤层气可采资源量的规模和分布，对于国家制定能源中长期规划和“十一五”规划具有重要意义。本次资评将在以往的煤层气资源评价基础上进行，同时
8、借鉴国外的煤层气资源评价经验。第一节 国外煤层气资源评价现状近年来，美国、澳大利亚、加拿大、英国、俄罗斯等国家都大力开展了煤层气的勘探和开发，各国也都相继开展了煤层气资源评价。美国是目前商业性煤层气开发成功的国家，其煤层气资源评价具有借鉴意义。自上世纪70年代中后期以来，美国地质调查局（USGS）、天然气技术研究所（GTI）、美国能源部（DOE）等单位组织完成了多次全美煤层气资源评价，结果见表1-1。美国所开展的煤层气资源量计算采用体积法。评价范围分为三级，首先是盆地，然后在盆地基础上划分出评价单元，最后再划分出井控面积。应获得的主要评价参数有煤储层厚度、平均含气量、煤平均密度，以及可采系数。
9、预测可采系数的方法有4种，即等温吸附曲线法、计算机模拟法、动态法（又称生产曲线法）和类比法。根据这些参数计算地质资源量及可采资源量。在分别出各计算单元内的煤层气地质资源量及可采资源量后，再逐级合并计算出含气区带、含气盆地（群）、大区和全国的煤层气资源量及可采资源量。表1-1 美国历次煤层气资源评价结果表评价单位完成者地质资源量（万亿立方米）可采资源量（万亿立方米）美国矿务局，1978Deul和Kim9-21.7/美国能源部，1978Lewin和Associate4.80.1Wise和Skillern，19788.5-19.8/美国天然气研究所，1979Rosenberg和Sharer2.0-2
10、4.40.5-13.8Kuuskraa和Meyer，1980Kuuskraa和Meyer15.61.1-1.7全美石油学会，1980Poundstone等11.31.3美国天然气研究所，1980Sharer和Rasmussen14.20.3-1.7美国能源部，1983Mroz等1.9-11.2/美国能源部，1984Rightmire等2.0-11.3/美国天然气研究所，19898.4-11.2/全美石油学会，1990Kuuskraa等12.72.5全美石油学会，19928.5-11.31.8-2.8美国天然气研究所，1993Woods6.72.3-2.9天然气委员会，19957.8-18.43
11、.8美国天然气研究所，200121.23.07第二节 国内历次煤层气资源评价综述我国把煤层气作为独立的能源进行资源评价是从“六五”煤成气国家科技攻关项目开始的，“七五”天然气国家科技攻关项目中设立了专题，开展了煤层气资源预测。目前，公认的我国煤层气资源量为3035万亿立方米这一数据，这是“七五” 天然气国家科技攻关项目的成果之一。“七五”攻关以后，煤炭、地矿、石油系统的有关单位陆续进行了全国性的煤层气资源预测工作，限于资料情况、工作程度、实验条件以及认识水平，加之没有统一的标准，各家的评价方法和参数选取也不尽相同，致使估算数据差别较大。历年来我国煤层气资源量的计算结果见表1-2。表1-2 中国
12、历次煤层气资源量估算值研究者完成时间资源量 (万亿m3)冯福恺198517.93李明潮198732.15焦作矿业学院198730张新民等199130-35原中国统配煤矿总公司199224.75段俊虎199236.3关德师199225-50刘友民199338李静等199523.86中国煤田地质总局199814.4廊坊分院199922.5中联公司200031.46廊坊分院200127.3我国历次煤层气资源评价具有如下特点：1、在资源评价中采用体积法计算资源量。2、计算的煤层气资源量中多未包括褐煤的煤层气资源量。3、评价工作中均侧重于煤层气地质资源量的预测和评价，并未涉及煤层气可采资源量的预测和评价
13、。4、历次煤层气资源评价大多以含煤区或含气带为基本评价单元，在评价单元内划分计算块段（单元），采用煤矿生产和煤田勘探、预测的数据，计算煤层气资源量。5、资源量计算的范围多采用下列条件来确定：煤层风化带以下、浅于2000 m的煤层；煤层厚度大于可采厚度；煤级从长焰煤-无烟煤，也有将含气量作为确定计算范围的指标。借鉴国外煤层气资源评价的成功经验，考虑我国煤层气勘探开发现状及历次煤层气资源评价成果，本次资评将重点计算全国的煤层气地质资源量及可采资源量，并补作褐煤煤层气资源的评价工作。到目前为止，我国的煤层气事业仍处于规模化商业开采的“前夜”，勘探开发的关键技术亟待攻克，具有中国特色的煤层气地质理论有
14、待进一步完善；在此基础上的煤层气资源评价不仅是为“十一五”和中长期的国民经济规划提供客观的煤层气资源数据，而且可以为煤层气勘探有利区选择提供科学的依据。第二章 评价任务和流程第一节 评价任务一、评价范围本次资评的范围共计5大区、40个含气盆地（群）、114个含气区带（附图1、附表1）。二、评价层次本次资评的评价层次包括大区、含气盆地（群）、含气区带与计算单元。（一）大区1、大区划分原则依据总项目统一要求，煤层气资源与常规油气、油砂、油页岩资源放在统一的大区框架内进行评价。2、大区划分本次资评全国共划分为6个大区，即东部区、中部区、西部区、南方区、青藏区和海域区。煤层气本次资评包括东部区、中部区
15、、西部区、南方区和青藏区。（二）含气盆地（群）1、含气盆地（群）划分原则在大区内，按主要聚煤作用差异、区域构造变形特征、煤层气赋存特征和地域上的邻近关系等划分含气盆地（群）。2、含气盆地（群）划分本次资评全国共包括40个含气盆地。（三）含气区带1、含气区带划分原则依据盆地构造单元区划，结合煤层气成藏富集的特殊性，对盆地含气区带进行划分。2、含气区带划分依据历次煤层气资源评价的结果，本次资评包括114个含气区带。（四）计算单元计算单元为本次资评的最小单元。计算单元的划分按照以下原则：1、纵向上，以单一煤层为计算单元，煤岩、煤质和煤体结构特征差别不大的煤层组可以合并为一个计算单元。2、横向上，以单
16、一煤层底部或煤层组中部埋深线作为边界划分计算单元。3、在评价计算过程中，可根据实际情况进一步划分出次一级计算单元。划分的原则是以地质边界或人为技术边界为划分依据，例如构造线、煤厚突变线、煤阶变化线、煤层含气边界、井田或采区边界、预测区边界、网格边界、水平标高线、煤炭储量级别等。三、评价的煤类本次资评的煤类包括：褐煤、长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤和无烟煤。四、评价的资源系列本次资评的资源系列包括地质资源量和可采资源量。1、地质资源量系列包括已探明资源量、待探明资源量和总地质资源量。2、可采资源量系列包括已采出资源量、剩余可采资源量和总可采资源量。五、评价的资源类别本次资评将煤层气资源分为
17、类、类和类三个资源类别。六、评价层系本次资评分上古生界、中生界及新生界三个层系进行评价。各盆地根据具体情况进一步细分。七、评价深度本次资评的评价深度分两种情况：1、对中高煤阶，评价深度划分为：1000m以浅至煤层气风化带；10001500m；1500-2000m。2、对于褐煤和长焰煤，评价深度划分为：小于500m至煤层气风化带；500-1000m；1000-1500m；1500-2000m。八、评价地理环境本次资评的地理环境划分为：平原、丘陵、山地、沙漠、黄土塬、高原、戈壁、湖沼、海域等。九、评价内容本次资评的评价内容主要包括：1、大区、含气盆地（群）、含气区带的地质资源量、可采资源量。2、大
18、区、含气盆地（群）、含气区带地质资源量和可采资源量的深度分布。 3、大区、含气盆地（群）、含气区带地质资源量和可采资源量的层系分布。4、大区、含气盆地（群）、含气区带地质资源量和可采资源量的地理环境分布。5、大区、含气盆地（群）、含气区带煤层气资源类别分布。6、主要含气区带煤层气资源利用潜力分析。7、重点煤矿区煤层气资源评价。第二节 评价思路和流程一、评价思路以 “三个代表”重要思想和科学发展观为指导，以提高我国油气资源对经济社会可持续发展的保障能力为目标，以规范的资源评价方法、技术和各类基础数据为支撑，以已开展的资源评价工作和现有的资源评价队伍为基础。充分利用石油公司和院校已经取得的资源评价
19、成果，采取政府部门组织，专家技术负责，产、学、研相结合的运作方式。运用比较分析、重点解剖、整合集成的评价模式，全面、准确、客观地评价我国煤层气资源规模和分布特征，预测煤层气的利用潜力，为国家制定油气资源发展战略和编制油气资源发展规划提供依据。二、评价流程本次资评包括资料准备、地质分析、明确方法、确定参数、计算单元划分、煤层气资源量计算与评价、以及利用潜力分析等，上述工作按以下流程开展。（一）资料收集收集、整理并分析各类资料，包括研究区内煤炭储量（或资源量）分布资料，煤储层几何特征资料；煤储层含气量实测或推算资料，煤储层等温吸附资料；煤储层密度、压力、渗透率等物性资料。（二）地质分析依据煤田地质
20、、油气地质以及煤炭生产现状，了解评价区的勘探程度。在资料收集、整理和分析基础上，编制研究区内煤层气资源评价所需的基础图件，如煤储层埋深图、煤储层厚度图、煤储层含气量图等。分析并评价研究区内的区域构造特征，地层及煤层发育状况，煤储层分布，煤储层特征（孔隙度、渗透率、储层压力等）。依据既定原则，划分计算单元。进行煤层气综合评价和风险分析，为评价方法和参数选取提供地质依据。（三）明确方法、选择参数针对不同计算单元的地质特征和勘探程度，确定评价方法和参数。评价方法主要采用本实施方案规定的方法，所用参数要具有相对独立性，并能客观反映煤层气地质特征。（四）关键参数确定对关键参数如含气量，资源可采系数等进行
21、研究，总结基本规律，掌握其在不同评价地区的变化特征。（五）单元资源量计算运用油气资源管理数据库和评价系统，并辅以其它技术手段，计算各计算单元资源量。（六）合理性分析检查原始资料的准确性、评价方法的适用性、评价参数的合理性、评价过程的科学性，对评价结果进行合理性分析。（七）利用潜力分析根据经济地理位置和影响煤层气产出地质因素的分析，对评价对象的开发利用前景作出初步评价。（八）结果汇总按资源系列，分区、分层系、深度、资源类型和地理环境，对资源评价结果进行综合汇总。（九）成果验收各级子项目和成果检查验收（图2-1）。准备阶段（03年8月-04年3月）项目启动地质分析与资料入库阶段（04年1月-12月
22、）评价资料入库资源评价阶段（05年1月-05年8月）合理性分析明确方法、参数利用潜力分析勘探程度划分地质分析单元划分地质风险分析单元资源量计算资源量逐级汇总评价资料收集、分析和汇交验收阶段05年9月评审验收图2-1 煤层气资源评价工作流程图第三章 资源量及其它术语定义第一节 资源量的定义一、地质资源量在目前的技术条件下可以探明的煤层气的总量，包括已探明（包括已经采出）和尚未探明的。二、可采资源量在特定时间估算的已经探明（包括已经采出）和尚未探明的、在未来可预见的经济技术条件下可以采出的煤层气的总量。第二节 其它相关术语定义1、煤层气煤层气是赋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
23、主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体（煤层气资源/储量规范，DZ/T0216-2002）。本次资评工作仅评价赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质孔隙内表面为主并部分游离于煤孔（裂）隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。2、煤层气资源丰度在特定的地质单元内，单位面积内的煤层气地质资源量，单位采用108 m3/km2。3、含气盆地（群）含气盆地（群）是含煤层气盆地（群）的简称，是煤层气区划的二级单元。含气盆地（群）是煤层气形成与赋存的基本地质构造单元，包括有明显边界的原型盆地和边界不易确定的残余盆地（群）。原型盆地指在稳定的大地构造环境中形成，长期持续下沉，较少受到后期改造作用的盆地
24、。残余盆地群，指形成早，在其后的地质历史中受到较强烈剥蚀、变形并且叠加、深埋等改造作用的盆地（群）。4、含气区带含气区带是含煤层气区带的简称，是煤层气区划的三级单元。含气区带是同一盆地（群）内具有同期聚煤作用、相似构造控制因素、相似聚气规律和地理上相邻的赋煤层气单元。5、煤炭资源量已按煤田地质规范规定的程序和方法进行了煤田地质普查工作以后所计算的煤炭资源数量。6、煤炭储量已按煤田地质规范规定的程序和方法进行了煤田地质详查和精查工作以后所计算出的煤炭数量。7、煤层含气量煤层在地层条件下所含的甲烷气体的总量，包括取芯过程中的散失量、解吸量和残余量。8、煤层埋深地表至煤储层底面的垂直距离。可依据煤田
25、地质和油气钻井以及地球物理资料获得，在煤储层埋深图上圈定。9、煤层气风化带指煤层埋藏于浅部，受到风化作用，其化学性质、物理性质以及含气性都发生了明显的变化。对于本次资评，煤层气中气态烃含量小于80%作为划分煤层气风化带的界限。10、煤储层含气面积指参与煤层气地质资源量计算单一煤层或煤层组的面积。11、煤储层净厚度扣除夹矸层的煤层厚度。12、煤兰氏体积等温吸附实验加压过程中，煤样所能饱和吸附甲烷的数量。13、煤兰氏压力等温吸附实验加压过程中，煤样的甲烷吸附量达到饱和吸附量一半时的压力。第四章 评价方法与参数第一节 评价方法一、煤层气地质资源量评价方法煤层是一种裂隙孔隙型双重孔隙介质储集层，煤层气
26、主要以吸附状态赋存于煤层中，导致煤层气井的动态和常规天然气井有明显不同，与其它评价方法相比，体积法更较为适合煤层气资源量或储量的计算。本次资评选择体积法作为主要的评价方法。根据煤炭储量数据或资源量数据的有无，分别采用下面两种评价方法。1、在计算单元内可获得煤炭储量数据，或资源量数据（第三次全国煤田预测与评价结果），可采用下面公式计算煤层气地质资源量：式中：n计算单元中划分的次一级计算单元总数；Gi第i个计算单元的煤层气地质资源量，108 m3；Crj第j个次一级计算单元的煤炭储量或资源量，108 t； 第j个次一级计算单元的煤储层平均原地基含气量，m3/ t。2、在计算单元内尚未获得煤炭储量或
27、资源量数据，则计算公式为：式中：n计算单元中划分的次一级计算单元总数；Gi第i个计算单元的煤层气地质资源量，108 m3；Aj第j个次一级计算单元的煤储层含气面积，km2；j第j个次一级计算单元的煤储层平均厚度，m； j第j个次一级计算单元的煤储层平均原地基视密度， t/m3；第j个次一级计算单元的煤层平均原地基含气量，m3/ t。二、煤层气可采资源量评价方法在获取煤层气地质资源量后，再经过可采系数校正可计算出煤层气可采资源量，计算公式为：式中：Gr煤层气可采资源量，单位为 Gi煤层气地质资源量，单位为108 m3 R煤层气可采系数。第二节 参数选取1、煤炭资源量选取煤炭预测资源量以中国煤田地
28、质总局批准的全国第三次煤田预测资料为准。2、煤炭储量选取可通过收集并分析相对应的计算单元内的煤田地质精查和详查报告获得。3、煤储层含气面积选取通过煤田、油气勘探获得的钻井数据、地球物理数据确定，在煤储层埋深图、煤储层底板构造图上圈定。4、煤储层厚度选取可通过煤田、油气勘探获得的钻井数据、地球物理数据确定煤储层厚度，煤储层厚度图上圈定。在本次资评中，须达到可采厚度的下限方可参与煤层气地质资源量计算，可采厚度可按煤炭储量计算规范的要求确定。5、煤密度选取在煤层气地质资源量计算时，采用煤的视密度。该项数值可来自煤田勘探工作的实测值；也可采样测试，测定方法依据国家相关标准。6、煤储层兰氏体积选取本次资
29、评选用原地基兰氏体积，单位m3/t。可通过煤样的等温吸附实验获得实测兰氏体积。在没有实测值的计算单元内，可类比相同变质程度、邻近单元内的实测兰氏体积。7、煤储层兰氏压力选取可通过煤样的等温吸附实验获得实测兰氏压力。在没有实测值的计算单元内，可采用相同变质程度、邻近单元内的实测兰氏压力。8、废弃压力选取该项参数是一项经济技术参数，受到气田作业成本、气价影响。由于我国还没有商业化的生产数据可借鉴，依据美国经验，煤层气井的最低废弃压力大体在0.4-1.38 Mpa，绝大多数集中在0.4-0.7 Mpa。考虑到我国煤层气开采技术还不十分成熟,建议贫煤和无烟煤区采用1.38 Mpa，长焰煤-瘦煤区采用0
30、.7 Mpa，褐煤采用0.4 Mpa。在评价过程中，可依据拥有的实际资料，开展废弃压力参数研究。第五章 评价关键参数在已有研究成果的基础上，补充完善样本点，对煤层气资源评价的关键参数进行专门研究。本次资评的关键参数包括：对煤层气地质资源量计算结果有重要影响的煤层含气量；对煤层气可采资源量有重要影响的可采系数；对资源优劣程度评价有重要影响的煤层气资源类别评价标准等。第一节 煤储层含气量钻井取心获得的含气量为损失气量、解吸气量（模拟地下温度）和残余气量之和。煤储层含气量值的选用有以下方法：1、实测法可采用煤层气井中实测的煤层含气量，也可采用煤田勘探所实测的煤层含气量。 2、类比法在缺乏煤层含气量实测值的计算单元内，可以类比相邻或地质条件相似、具有相同埋深范围单元内的含气量值。在类比时，应注意研究煤层上覆有效地层厚度和含气量之间的关系，以便预测的含气量值更接近地质实际。3、推测法以获得浅部计算单元内含气量与深度关系为前提，可推算地质条件相似、相邻的深部计算单元内的含气量值。根据实际情况，可选择梯度法或等
