近期,中國(guó)石油報(bào)整版報(bào)道以柯新1H井為代表的吐哈油田對(duì)煤巖氣的勘探探索!
撈干貨!ECF國(guó)際頁(yè)巖氣論壇帶你一起來(lái)看什么是煤巖氣?我國(guó)煤巖氣發(fā)展的狀況如何?
煤層氣主要生自含煤巖系中的煤層,是在成煤過(guò)程中形成并附存于煤層中的一種非常規(guī)天然氣,與煤炭資源伴生,其存附于煤孔隙之中,主要成分為甲烷,是近年來(lái)不斷崛起的潔凈、優(yōu)質(zhì)能源和化工原料。
煤巖氣是介于常規(guī)氣和煤層氣之間的一種新的天然氣資源類型,具有常規(guī)儲(chǔ)層和非常規(guī)儲(chǔ)層共存、游離氣和吸附氣共生、自源氣和它源氣互補(bǔ)聚集并有序分布的特征。
兩者最大區(qū)別是,煤巖氣組分與天然氣大體一致,而煤層氣烴類組分甲烷大于98%至99%(除去非烴氣體統(tǒng)計(jì)),占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),一般不含重?zé)N。
兩者的開(kāi)采方式也迥然不同。煤層氣主要是吸附在煤巖上,主要的開(kāi)發(fā)方式就是排水采氣,需要先實(shí)施排水使壓力降至煤層臨界解吸壓力,促使煤層孔隙表面吸附的氣體進(jìn)行解吸后,向低壓區(qū)移動(dòng)并最終采出至井口。煤巖氣的開(kāi)采原理與油氣田相同,不需長(zhǎng)期排采即可快速獲得氣流,且需要努力保持儲(chǔ)層壓力以確保高產(chǎn)。
限于當(dāng)前的工藝水平和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件,適宜開(kāi)發(fā)的煤層氣埋藏深度通常小于1200米,而經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)煤巖氣的深度大多超過(guò)2000米。
遠(yuǎn)古植物沉積演變成煤巖
10月28日,在吐哈油田巖芯庫(kù),記者第一次見(jiàn)到這塊特殊的煤,嚴(yán)格地講,應(yīng)該是煤巖巖芯。在地質(zhì)研究人員眼里,這是一塊具有煤光澤的巖芯樣本。
巖石,人們并不陌生,但在地質(zhì)研究人員看來(lái),巖石是天然產(chǎn)出的具有穩(wěn)定外形的礦物或玻璃集合體,按照一定方式結(jié)構(gòu)構(gòu)造結(jié)合而成。巖石是組成地殼的物質(zhì)之一,是構(gòu)成地球巖石圈的主要成分。
吐哈油田企業(yè)技術(shù)專家陳旋介紹說(shuō),雖然巖石的面貌是千變?nèi)f化的,但從它們形成的環(huán)境,也就是從成因上來(lái)劃分,可以把巖石分為三大類:沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖。而煤巖是沉積巖中的一種,主要由有機(jī)物質(zhì)等碎屑物質(zhì)在常溫常壓下經(jīng)過(guò)搬運(yùn)、沉積和石化作用,最后形成的。
為了方便大家認(rèn)識(shí)煤巖,陳旋描繪了一場(chǎng)發(fā)生在約1.5億年前的故事。
那時(shí)的地球正處于古生代的石炭紀(jì)、二疊紀(jì)和中生代的三疊紀(jì)、侏羅紀(jì),陽(yáng)光充足,氣候溫潤(rùn)潮濕,森林和湖泊遍布,孢子植物叢生。
在一處低洼盆地,淺水沼澤一望無(wú)際。這里植物茂盛,生物多樣,物種豐富。它們和諧共生,一茬又一茬,一代又一代。
落下的樹(shù)葉、脫落的樹(shù)枝、倒伏的枯樹(shù)沉浸在水下。由于缺乏氧氣,時(shí)間久了,除了一種叫作木質(zhì)素的物質(zhì)以外,植物其他部分都被微生物和真菌吞噬了。剩下的木質(zhì)素形成了厚厚的泥炭,這就是最原始的煤。
又過(guò)了很久很久時(shí)間,沼澤干涸,可河流又從另一個(gè)方向侵襲過(guò)來(lái),在泥炭上部敷上大量的砂石和泥土,從而形成了厚厚的三角洲平原。泥炭被深深掩埋。
緊接著,由于微生物的作用及泥炭被進(jìn)一步壓實(shí),在高壓和高溫的作用下,經(jīng)歷千百萬(wàn)年,泥炭發(fā)生了很大變化,厚度在不斷地變薄。越薄表明泥炭的變質(zhì)程度越深。
正是在這個(gè)壓實(shí)、變薄的過(guò)程中,完成了從泥炭、褐煤、煙煤、無(wú)煙煤的一系列變化,也就形成了煤巖。大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為,1米煤巖的形成需要100米左右的植物殘骸。
再后來(lái),地球又經(jīng)過(guò)不斷的板塊運(yùn)動(dòng)和地殼活動(dòng)。在一些特殊地區(qū),由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng),有些煤巖會(huì)被抬升并在地面露出頭來(lái)。在陽(yáng)光的長(zhǎng)時(shí)間照射下,煤巖的體內(nèi)積蓄了大量熱量。于是,先是冒煙,后來(lái)就自燃了。這讓人們發(fā)現(xiàn)了煤巖的價(jià)值,從而催生了煤炭的開(kāi)采利用史。
在地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用下,有些煤巖會(huì)被抬升,也有些煤巖被深埋地下。在吐哈油田見(jiàn)到的這塊煤巖巖芯,就取自柯新1H導(dǎo)眼井。顏色烏黑,瀝青光澤,用手輕輕一掰,就可破碎。若用火點(diǎn)燃,一股煙嗆味即刻躥入鼻腔。
要是沒(méi)有人告訴你,你不會(huì)懷疑這就是一塊煤。
柯新1H井煤巖巖芯。安鳳霞 攝
巖芯取自部署在吐哈盆地的一口深部煤巖氣風(fēng)險(xiǎn)探井——柯新1H井。這口井可分為兩種不同結(jié)構(gòu)類型,較淺部分煤巖煤質(zhì)松軟,煤體結(jié)構(gòu)破碎較嚴(yán)重;較深部分煤體結(jié)構(gòu)完整,煤巖含氣量相對(duì)較高,更利于煤巖氣的后續(xù)開(kāi)發(fā)。