近期,中國石油報整版報道以柯新1H井為代表的吐哈油田對煤巖氣的勘探探索!
撈干貨!ECF國際頁巖氣論壇帶你一起來看什么是煤巖氣?我國煤巖氣發展的狀況如何?
煤層氣主要生自含煤巖系中的煤層,是在成煤過程中形成并附存于煤層中的一種非常規天然氣,與煤炭資源伴生,其存附于煤孔隙之中,主要成分為甲烷,是近年來不斷崛起的潔凈、優質能源和化工原料。
煤巖氣是介于常規氣和煤層氣之間的一種新的天然氣資源類型,具有常規儲層和非常規儲層共存、游離氣和吸附氣共生、自源氣和它源氣互補聚集并有序分布的特征。
兩者最大區別是,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%(除去非烴氣體統計),占絕對優勢,一般不含重烴。
兩者的開采方式也迥然不同。煤層氣主要是吸附在煤巖上,主要的開發方式就是排水采氣,需要先實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行解吸后,向低壓區移動并最終采出至井口。煤巖氣的開采原理與油氣田相同,不需長期排采即可快速獲得氣流,且需要努力保持儲層壓力以確保高產。
限于當前的工藝水平和經濟技術條件,適宜開發的煤層氣埋藏深度通常小于1200米,而經濟開發煤巖氣的深度大多超過2000米。
遠古植物沉積演變成煤巖
10月28日,在吐哈油田巖芯庫,記者第一次見到這塊特殊的煤,嚴格地講,應該是煤巖巖芯。在地質研究人員眼里,這是一塊具有煤光澤的巖芯樣本。
巖石,人們并不陌生,但在地質研究人員看來,巖石是天然產出的具有穩定外形的礦物或玻璃集合體,按照一定方式結構構造結合而成。巖石是組成地殼的物質之一,是構成地球巖石圈的主要成分。
吐哈油田企業技術專家陳旋介紹說,雖然巖石的面貌是千變萬化的,但從它們形成的環境,也就是從成因上來劃分,可以把巖石分為三大類:沉積巖、巖漿巖和變質巖。而煤巖是沉積巖中的一種,主要由有機物質等碎屑物質在常溫常壓下經過搬運、沉積和石化作用,最后形成的。
為了方便大家認識煤巖,陳旋描繪了一場發生在約1.5億年前的故事。
那時的地球正處于古生代的石炭紀、二疊紀和中生代的三疊紀、侏羅紀,陽光充足,氣候溫潤潮濕,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。
落下的樹葉、脫落的樹枝、倒伏的枯樹沉浸在水下。由于缺乏氧氣,時間久了,除了一種叫作木質素的物質以外,植物其他部分都被微生物和真菌吞噬了。剩下的木質素形成了厚厚的泥炭,這就是最原始的煤。
又過了很久很久時間,沼澤干涸,可河流又從另一個方向侵襲過來,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一步壓實,在高壓和高溫的作用下,經歷千百萬年,泥炭發生了很大變化,厚度在不斷地變薄。越薄表明泥炭的變質程度越深。
正是在這個壓實、變薄的過程中,完成了從泥炭、褐煤、煙煤、無煙煤的一系列變化,也就形成了煤巖。大多數地質學家認為,1米煤巖的形成需要100米左右的植物殘骸。
再后來,地球又經過不斷的板塊運動和地殼活動。在一些特殊地區,由于地質構造運動,有些煤巖會被抬升并在地面露出頭來。在陽光的長時間照射下,煤巖的體內積蓄了大量熱量。于是,先是冒煙,后來就自燃了。這讓人們發現了煤巖的價值,從而催生了煤炭的開采利用史。
在地質構造運動的作用下,有些煤巖會被抬升,也有些煤巖被深埋地下。在吐哈油田見到的這塊煤巖巖芯,就取自柯新1H導眼井。顏色烏黑,瀝青光澤,用手輕輕一掰,就可破碎。若用火點燃,一股煙嗆味即刻躥入鼻腔。
要是沒有人告訴你,你不會懷疑這就是一塊煤。
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險探井——柯新1H井。這口井可分為兩種不同結構類型,較淺部分煤巖煤質松軟,煤體結構破碎較嚴重;較深部分煤體結構完整,煤巖含氣量相對較高,更利于煤巖氣的后續開發。