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1 煤层气概述1

1.1 煤层气的定义3

1.2 煤层气与煤的关系4

1.2.1 煤炭的形成4

1.2.2 煤层气的形成5

1.3 煤层气的用途6

1.4 煤层气勘探开发现状6

1.4.1 美国煤层气勘探开发进展7

1.4.2 俄罗斯煤层气分布特征11

1.4.3 加拿大煤层气发展现状13

1.4.4 澳大利亚煤层气发展现状14

1.4.5 我国煤层气勘探开发现状15

1.4.6 国内外煤层气勘探开发条件类比分析22

2 煤层气地质特征及成藏理论25

2.1 煤层气地质特征27

2.1.1 煤储层特征27

2.1.2 煤层气水文地质条件33

2.2 煤层气成藏理论34

2.2.1 煤层气成藏过程34

2.2.2 构造作用对煤层气生成的影响36

2.2.3 我国煤层气富集成藏特征分析37

3 我国主要煤层气盆地41

3.1 沁水盆地煤层气简介43

3.1.1 沁水盆地煤层气勘探开发现状43

3.1.2 沁水盆地煤储层含气性特点47

3.1.3 沁水盆地煤层气成藏主控因素分析48

3.2 鄂尔多斯盆地煤层气简介50

3.2.1 鄂尔多斯盆地煤层气勘探开发现状50

3.2.2 鄂尔多斯盆地煤储层含气性特点54

3.3 吐哈盆地煤层气简介59

3.3.1 吐哈盆地煤层气勘探开发现状59

3.3.2 吐哈盆地煤层分布特征60

3.3.3 吐哈盆地煤储层特征63

3.3.4 吐哈盆地煤层含气性特点66

3.4 阜新盆地煤层气简介67

3.4.1 阜新盆地煤层气勘探开发现状67

3.4.2 阜新盆地煤层发育特征74

3.4.3 阜新盆地煤储层特征75

3.5 准噶尔盆地煤层气简介80

3.5.1 准噶尔盆地煤层气勘探开发现状80

3.5.2 准噶尔盆地煤层气形成条件81

3.5.3 准噶尔盆地煤层气资源量83

4 煤层气资源评价与勘探选区方法85

4.1 煤层气资源评价方法87

4.1.1 煤层气地质分析87

4.1.2 煤层气资源量计算方法87

4.1.3 煤层气综合地质评价方法89

4.1.4 煤层气有利区块评价流程89

4.1.5 煤层气综合地质评价实例90

4.2 煤层气勘探选区方法93

4.2.1 煤层气区带优选93

4.2.2 煤层气目标区优选95

5 煤层气开采机理99

5.1 煤层气开采机理研究发展历程101

5.1.1 煤层气解吸／吸附理论国内外研究现状101

5.1.2 煤层气渗流机理国内外研究现状103

5.2 煤层气解吸／吸附基本理论及模型104

5.2.1 煤层气解吸／吸附的概念104

5.2.2 煤层气的解吸／吸附的基本理论105

5.2.3 煤层气的解吸过程105

5.2.4 煤层气的吸附过程106

5.2.5 单组分气体的解吸／吸附理论模型109

5.2.6 多组分气体的解吸／吸附理论模型112

5.2.7 煤层气解吸／吸附的影响因素113

5.3 煤层气的扩散过程及模型116

5.3.1 煤层气的扩散过程116

5.3.2 煤层气扩散模型116

5.4 煤层气的渗流机理120

5.4.1 煤层气的渗流特征120

5.4.2 煤层气的渗透性121

5.5 煤层气注气开采机理124

5.5.1 煤层气注气开采的基本原理124

5.5.2 单组分气体的吸附能力125

5.5.3 多元组分气体的吸附和解吸126

5.5.4 采用CO2或N2置换CH4126

5.5.5 注气开发的可行性127

5.5.6 注气开采带来的问题127

6 煤层气产能评价技术129

6.1 煤层气产出特点131

6.1.1 煤层气的地下流动特征131

6.1.2 煤层气的生产阶段特征131

6.2 煤层气产能研究及预测方法133

6.2.1 数值模拟方法133

6.2.2 数理统计方法133

6.2.3 无因次产气图版法134

6.2.4 典型曲线产能预测方法136

6.3 产能影响因素研究138

6.3.1 影响煤层气单井产能的主要因素138

6.3.2 煤层气井产能影响因素理论研究140

6.4 煤层气排采工作制度145

6.4.1 排采机理145

6.4.2 煤层气排采曲线类型的划分146

6.4.3 排采参数对产量的影响147

6.4.4 煤层气排采因素分析151

6.4.5 产能模型和排采阶段模型的建立152

6.4.6 排采工艺技术154

6.4.7 地面采集设备155

6.5 采收率确定方法156

6.5.1 等温吸附曲线法156

6.5.2 解吸法159

6.5.3 类比法160

6.5.4 气含量降低估算法161

6.5.5 数值模拟法161

6.5.6 产量递减曲线分析法162

6.5.7 物质平衡法162

6.6 提高煤层气采收率措施研究162

6.6.1 煤储层压裂技术163

6.6.2 多分支水平井技术163

6.6.3 ECBM技术163

6.6.4 注热开采煤层气技术164

6.6.5 洞穴应力释放法164

6.6.6 声震法提高煤层气采收率技术165

6.6.7 生物技术166

6.6.8 注水法166

7 煤层气测试与试井技术167

7.1 煤储层对试井的影响169

7.2 煤层气测试170

7.2.1 注入／压降测试技术170

7.2.2 钻杆（DST）测试174

7.2.3 段塞测试174

7.2.4 水罐测试175

7.3 煤层气测试理论的发展176

8 煤层气数值模拟技术179

8.1 煤层气数值模拟技术研究发展历程181

8.2 数学模型的类型及典型模型184

8.2.1 气体吸附-扩散模型184

8.2.2 非平衡吸附模型186

8.2.3 组分模型187

8.2.4 黑油模型188

8.3 不同类型数学模型计算结果的比较188

8.3.1 数学求解方法188

8.3.2 不同类型数学模型计算结果的比较188

8.4 多分支水平井开采数值模拟190

8.4.1 多分支水平井的主要优点190

8.4.2 影响煤层气多分支水平井产能的主控因素191

8.4.3 羽状水平井产能影响因素的数值模拟分析193

8.5 煤层气井网优化数值模拟研究199

8.5.1 煤层气井网布置的基本原则200

8.5.2 煤层气井网优化设计的内容及方法201

8.5.3 单井和井网对产量的影响模拟203

8.5.4 井网部署优化204

8.6 煤层气数值模拟技术的理论研究205

9 煤层气钻井工艺技术207

9.1 煤层气钻井工艺209

9.1.1 煤层气直井钻井工艺209

9.1.2 煤层气U形井钻井工艺211

9.1.3 煤层气欠平衡钻井工艺211

9.1.4 煤层气地质导向工艺技术214

9.1.5 煤层气分支井主井眼与直井连通工艺技术216

9.2 井身结构设计及优化技术217

9.3 钻具组合及井身质量控制设计224

9.4 钻井液的选择及优化226

9.5 钻头选型及钻井参数设计229

9.6 钻进过程中的煤储层保护技术230

9.7 煤层气井的井壁稳定性研究231

9.8 煤层气固井技术233

9.9 煤层气钻井取心技术234

9.10 煤层气测井和录井技术要求235

9.10.1 煤层气测井系列选择235

9.10.2 测井处理及解释235

9.10.3 工程测井235

9.10.4 U形水平井测井236

9.10.5 录井内容和质量保证措施236

9.11 煤层气井井场布置及钻机选择237

9.11.1 井场布置237

9.11.2 钻机选择238

9.11.3 钻机性能分析242

9.12 国内外煤层气田钻井技术实践244

9.12.1 山西晋城地区煤层气钻井技术244

9.12.2 沁水盆地南部低成本煤层气钻井技术245

9.12.3 美国煤层气的裸眼造穴工艺247

10 煤层气完井增产工艺技术249

10.1 煤层气井主要完井方式251

10.1.1 国外煤层气井完井技术252

10.1.2 国内煤层气井完井技术252

10.2 煤层气井压裂增产技术253

10.2.1 煤层水力压裂难点254

10.2.2 煤层气井压裂关键技术256

10.2.3 煤层气井裂缝识别技术256

10.2.4 压裂施工压力预测技术259

10.2.5 煤层气井压裂液体系优选260

10.2.6 支撑剂优选技术264

10.2.7 压裂优化设计及工艺优化技术266

10.2.8 CO2压裂技术271

11 煤层气井排液采气工艺技术273

11.1 国内外煤层气井排采设备275

11.1.1 国外排采设备现状275

11.1.2 国内排采设备现状276

11.2 煤层气井主要排采设备277

11.2.1 煤层气井排采设备优选277

11.2.2 煤层气主要排采设备及工艺279

11.2.3 煤层气井排液采气工艺适应性282

11.3 排采工作制度284

参考文献287