煤层气知识点

煤层气复习重点

一名词解释

1. 煤炭勘探：是以煤田地质学为理论指导，使用多种勘查手段发现煤田和评价煤炭资源的开发远景，并为矿井的开发设计提供地质资源依据的地质勘查工作。

2. 煤层气资源勘查：是指在充分分析地质资料的基础上（煤和煤层气地质理论），利用钻井、地震、遥感以及生产试验等勘探技术手段，调查地下煤层气资源赋存条件和赋存数量的评价研究和工程实施过程。

3. 复合勘探系统：是指在基本勘探系统的基础上，为准确地查明影响采掘顺利进行的开采地质条件，需要加密一些专门的勘探工程，使勘探后期形成不均匀的勘探网，故称为复合勘探系统。 4. 详终: 构指造复杂、煤层不稳定的井田，钻探用375m或250m的基本线距最高只能圈定“控制的”类别资源储量,提交的报告即为详终报告。

5. 普终：指构造复杂、煤层不稳定的井田，钻探用375m或250m的基本线距最高只能圈定“推断的”类别资源量，提交的报告即为普终报告。

6. 可行性研究：是对矿床开发经济意义的详细评价。通常应在勘探后进行。其结果可以详细评价拟建项目的技术经济可靠性，计算不同的资源／储量类型，得出拟建项目是否应该建设以及如何建设的基本认识。

7. 经济的资源量/储量：其数量和质量是依据符合市场价格的生产指标计算的，在可行性研究或预可行性研究当时的市场条件下开采，技术上可行，经济上合理，环境等其他条件允许，即每年开采煤炭的平均价只能满足投资回报的要求。

8. 边际经济的资源量/储量：在可行性研究或预可行性研究当时，其开采是不经济的，但接近于盈亏边界，只有在将来由于技术经济、环境等条件的改善或政府给予其它扶持的条件下才可变成经济的。 9. 次边际经济的资源量/储量：在可行性研究或预可行性研究当时，开采是不经济的或技术上不可行的，需大幅度提高矿产品价格或技术进步使成本降低后，方能变成经济的。

10. 内蕴经济的资源量/储量：仅通过概略研究，作了相应的投资机会评价，未做可行性研究或预可行性研究。

11. 煤层的类型有：按煤层构造特征划分为简单、中等、复杂和极复杂等四个构造类别； 按煤层稳定程度划分为稳定、较稳定、不稳定和极不稳定等四个类型。

12.煤层气资源量: 根据一定的地质和勘查工程依据估算的赋存于煤层中，当前或未来可

开采的，具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气总量，按照有无探井工程控制，分为已发现储量和待发现的潜在资源量。

13.煤层气地质储量:在原始状态下，赋存于已发现的具有明确估算边界的煤层中的、有现实经济意义的煤层气总量。

14.可采储量：地质储量的可采部分。是指在现行法规政策和市场条件下，采用现有的技术，通过理论估算或类比的方法算得，从已知煤层中可采出的煤层气总量。按勘查程度分为控制的和探明的两级。

15.经济可采储量：可采储量的一部分。是指在现行的经济、技术条件下，通过理论估算或类比等方法算得的可采出煤层气总量。按勘查程度分为控制的和探

明的两级 二 简答题

1. 地震勘探的定义、分类？

利用地震震源激发地震波，当其向下传播到不同弹性的岩石分界面时，就会产生反射波和折射波，在其它点上用地震检波器和地震仪将它们接受并记录下来，从记录上可以根据反射波和折射波传到地面的时间和地震波在岩石中的传播速度，计算出弹性分界面（即地下岩层分界面）的深度，从而推断地下地质情况。 分类：四种基本类型（1）一维地震勘探（2）二维地震勘探（3）三维地震勘探（4）四维地震勘探.又可分为多波多分量和井间地震勘探 2. 地球物理勘探的分类、原理？

利用岩石、矿体所具有的物理性质（如密度、磁性、电性、弹性和放射性等），以及对地球物理场所产生的异常，来寻找矿床和解决某些地质问题的一种技术手段，简称物探。

（1） 重力勘探：通过测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引起的重力异

常﹐以确定这些地质体存在的空间位置﹑大小和形状﹐从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。

（2） 磁法勘探：通过观测和分析岩石、矿石（或其它探测对象）磁性差异引

起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源（或其它探测对象）的分布规律的一种地球物理勘探方法。

原理：地表测出的磁力反映地下岩体的磁性。

（3） 电法勘探：根据岩石的电磁学性质（ 如导电性、导磁性、介电性）和电

化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。

原理：电磁特性反映地下岩体矿物组成和流体性质。

（4） 地震勘探：它是揭示盆地内部构造特征和地层分布发育特征及其岩性岩

相变化特征的最有效的方法和技术手段。 原理: 利用地震震源激发地震波，当其向下传播到不同弹性的岩石分界面时，就会产生反射波和折射波，在其它点上用地震检波器和地震仪将它们接受并记录下来。

（5） 测井：声波测井：利用声波在不同介质中传播时，速度、幅度及频率的

变化等声学特性也不相同，来研究钻井的地质剖面，判断固井质量的一种测井方法。

电测井：以测定岩、煤层的电学性质为基础的测井方法。

放射性测井：以岩石和煤层的核物理性质差异为基础的测井方法。 井温测井：又称热测井，利用岩石具有不同热导率来划分岩层。 井径测井：测量钻孔直径的测井方法。 3. 地震勘探的阶段及与煤炭勘探的区别？ 地震勘探工作可划分为概查（找煤）、普查、详查、精查和采区勘探5个阶段 。

（1） 地震概查：地震概查一般应在煤田预测与区域地质调查或在重力、磁法、

电法工作的基础上进行。

（2） 地震普查：概查的基础上或在已知有勘探价值的地区进行。 （3） 地震详查： 地震详查是在普查的基础上，按照煤炭工业布局规划的需要，

选择资源条件较好，开发比较有利的地区进行

（4） 地震精查：一般以井田为单位进行。精查工作的主要地段是矿井的第一

水平（或先期开采地段）和初期采区

（5） 采区地震勘探：为矿井设计、生产矿井预备采区设计提供地质资料，其

地质构造成果应能满足井筒、水平运输巷、总通风巷及采区和工作面划分的需要。

4. 勘探线如何布置、以及原则？

勘探线应布置在地层产状有变化或构造线具明显方向性的地区。 勘探线的布置形式有：

1）当单斜构造的地层走向或线形褶皱构造轴线具有明显 的方向性且变化不大时，各勘探线以一定间距平行排列 形式布置；

2）当地质构造为穹隆或盆地时，或在开阔的背、向斜转折端，勘探线以放射状布置。

3）当地层走向有较大变化和改变，且没有一定规律，各勘探线在其延长方向上可相互斜交，形成斜交状排列形式布置。

4）当地质构造比较复杂，勘探区内地层产状有很大变化，可采用平行、放射及斜交等排列组合形式。 勘探线的布置原则： 1）应与岩层走向或褶皱构造线相垂直；若不垂直，其与倾向交角小于15度，以便获得剖面正确的构造形态；

2）勘探线方向不因地层走向局部改变而改变；

3）详查、勘探时布置勘探线尽量利用以往普查勘探线；

4）勘探线尽量与物测线位置重合一致，以利于钻探和物探资料的对比和解释；

5）尽量避开不利于施工的地段。

5. 勘探线的种类，勘探工程的布置原则？ 1）主导勘探线；

揭露和控制勘探区基本地质情况，以指导勘探区工程布置。 2）基本勘探线；

全面揭露和控制勘探区的地质情况而布置的勘探线。 3）辅助勘探线；

进一步查明局部地质变化，提高控制精度，在基本勘探线之间所布置的勘探线。

勘探线上工程的布置基本原则：

1）勘探线上工程点的位置、数量、距离，应保证做出连续完整的剖面； 2）勘探线上相邻两工程点间距应小于线距；

3）勘探线上工程点的密度，取决于地质构造的复杂程度，煤层的稳定性和岩层的倾角大小。

4）在暴露区或半掩盖区，第四系覆盖层厚度较小时，应充分利用山地工程或浅钻作为控制工程，布置在勘探线上。

5）对第一水平大巷位置及勘探要求的最大深度都应有工程控制，第一水平以上控制较密。

6）勘探线的性质不同，线上工程布置也有所不同。

7）如遇特殊地形、地物影响，钻孔位置可稍许偏离勘探线。

8）在以褶皱为主的勘探区，工程点应布置在勘探线上，特别在褶曲的转折端部位应加密工程进行控制。 6. 影响勘探工程密度的因素？

勘探工程密度：以基本勘探线间的距离大小或每平方公里 面积内勘探工程点数来衡量。

影响勘探工程密度的主要因素： 1）地质因素；

包括勘探区地质构造特征、煤层厚度、结构、稳定程度，煤层对比难易程

度、水文地质条件和掩盖程度等。 2）技术因素；

不同勘探阶段，任务不同，技术手段不同；

一般勘探地质报告直接为煤矿设计、建设所利用，要求对地质条件查明程

度高；

现代化、机械化程度高的大、中型矿井，勘探工程密度大； 露天煤矿，产量大、投资规模大，对地质条件查明程度更高。 3) 经济因素

勘探密度与工程费用是相互制约的。 7. 确定勘探工程密度的方法？ （1）勘探经验法和类比法： 勘探经验法：指对该区各地质时代的不同地质构造特征和煤层稳定程度的矿区，都有一套惯用的勘探工程密度和勘探方法，对于在邻近新区勘探时，可参照类似地质条件的勘探工程密度和勘探方法进行勘探。

勘探类比法：指对已初步进行勘探的地区，在分析该区地质特征的基础上与规范中所划分的勘探类型进行类比，参照同一勘探类型探明各级储量的基本线距布置勘探工程 （2）探采对比法：

探采对比法：指将勘探时期所获得的资料（如煤层厚度、煤质、煤层对比、地质构造、水文地质及储量）与矿井开采所获得的资料通过各种图表，相互比较，搞清勘探与开采之间的误差与大小，同时分析产生误差原因，确定勘探工程合理密度。 （3）稀空法：

稀空法：指利用已经过较密勘探工程的典型地区或已经开采的地段所获得的地质成果，与其抽掉部分勘探线或部分勘探工程后所获得的地质资料进行比较，分析在煤层厚度、煤质、煤层对比、地质构造、水文地质及储量等所出现的误差，检查原因，得出合理的勘探工程密度。 （4）数理统计法：

指统计煤层厚度、煤质等方面的变化程度，要达到某种规定的勘探精度所需要的最恰当的工程数目。

8. 勘探工程的施工原则和顺序？ （1）.勘探工程施工原则 1）由已知到未知的原则

根据已进行过研究和揭露地区的地质资料，来推断未揭露地区地质情况而依次布置勘探工程。

2）先地面后地下、先浅后深的原则

先进行地表和浅部的地质工作，在搞清和掌握地表和浅部的地质特征和规律的基础上，分析和推断地下深处的地质变化，再进行深部勘探工程施工。 3）由稀而密的原则

勘探工程的间距应随着不同勘探阶段要求提高相应地加密。 （2）2.勘探工程的施工顺序 1）依次施工

指一个工程施工结束后再决定下一个工程施工。 （原则上合理，实际上很少用，工期长） 2）平行施工

大量的勘探工程同时施工。

（除特殊条件（构造地质简单、煤层稳定、资料充足）外，一般不采用，盲目性大，容易浪费。 3）平行-依次施工

在有可靠地质依据条件下，同时施工一批勘探工程，在这批工程提供的地质资料基础上再布置新的一批勘探工程。

在不同地质条件下，勘探工作的一般顺序为： 1）对掩盖式煤田

首先进行地面物探工作；布置勘探区钻探工程。 2）暴露式或半掩盖式煤田

首先进行地质填图；布置勘探线和钻孔； 9.煤层煤样制备方法、煤样的种类？ 1）刻槽法

指从整个煤层或一个煤分层，由顶到底垂直层面进行刻槽采取煤样的方法。 2）全巷法

指在巷道掘进过程中，将某一段采出的全部煤炭作为一个样品，其重量可由几吨至几十吨。 3）剥层法

在坑探工程或生成矿井的采、掘工作面上刻取一层（深约25cm）煤层作为一个样品。 4）拣块法

在工作面前的煤堆上布置方形绳网，然后在各网格中心收集一分等量样品，合在一起作为一个煤样。 5）方格法

在工作面上按一定间距布置正方形、菱形或长方形的网格，然后在每个网格交点上采取大小相同的煤集中一堆作为样品。采样时，应使每个点上取下的煤块大小大致相同。

根据样品的研究内容，煤层取样可分为： （1）化学取样(煤的物质成分和特征、煤的类别和工业牌号、成因及氧化程度) （2）工艺取样(燃烧性、气化性、可选性)

（3）煤岩煤样(岩石学、煤质、煤层对比、聚煤环境、变质程度、显微组分、孢粉组合对比煤层) （4) 孢粉样

（5）技术取样(容重、顶底板物理机械性质、瓦斯成分与含量、煤尘爆炸性)。

10.煤炭勘察的阶段划分及任务？ 预查阶段，（曾用名称：初步普查，找煤） 普查阶段，（曾用名称：详细普查，普查） 提供煤田远景规划用 详查阶段，（曾用名称；初步勘探，详查） 提供矿区总体设计用 勘探阶段，（曾用名称：详细勘探，精查） 提供矿井设计用 1）预查

基础：煤田预测或区域地质调查。

任务：寻找煤炭资源。对工作区所发现的煤炭资源是否有进一步地质工作的价值作出评价。 2）普查

基础：煤炭资源预查或已知有煤炭赋存的地区。

任务：对工作区煤炭资源的经济意义和开发建设的可能性做出评价，为煤矿建设远景规划提供依据。 3）详查

基础：煤炭资源普查。

任务：为矿区总体发展规划（设计）提供地质依据。凡需划分井田和编制矿区总体设计的地区均应进行详查。凡不涉及井田划分的地区，面积不大的单个井田，均可在普查的基础上直接进行勘探，不出现详查阶段。 4）勘探

基础：煤炭资源普查或详查。

任务：为矿井建设可行性研究和初步设计提供地质资料。勘探一般以井田为单位进行。

12. 储量计算的原则、基本参数如何确定？

1）应按地下实际埋藏的具有工业价值的煤炭资源进行计算，不考虑将来开采、冲选、加工时可能的损失。

2）储量计算的最大垂深，对拟建大、中型矿井的井田一般为1000m，最大不超过1200m，只适于建小型井的地区一般为600m，最大不超过1000m，老矿区的深度一般不超过1200m。

3）煤类或工业用途不同时，应分水平计算储量。

4）计算各级储量时所利用的各种勘探工程的成果质量应当可靠。 5）煤层倾角不大于60°时，在平面投影图上计算储量；当倾角大于60 °时，应在立面投影图或立面展开图上计算储量。

6）煤层倾角不大于15 °时，可用煤层的伪厚度和水平投影面积计算储量；当倾角大于15 °时，必须以煤层的真厚度和斜面积计算储量。

7）当煤层点的厚度不可采或灰分超过规定时，在有规律变化的情况下，一般可采用插值法求出可采边界。若由于古河流冲刷、岩浆岩侵入或其它构造影响使煤层点不可采时，应根据实际情况，合理圈定出可采边界。

8）当煤层点的厚度出现特厚或突然变薄时，应分析其原因，根据具体情况作适当处理。

9）储量计算方法、各项参数的采用，以及平均值的计算等，都要根据具体情况作合理的选择。

10）能利用储量和暂时不能利用储量，应分别计算。 基本参数的确定： 1） 最低可采边界线确定的方法

① 两个见煤点，一个达到可采标准、另一个未达到可采标准 计算法（解析法、公式法）

图解法:利用几何图形求出最低可采厚度点的方法。

格子纸法:利用带有等间距平行线的透明格子纸求取最低可采点的方法

② 两个见煤点，一个达到可采标准、另一个见煤落空。

中点法：取见煤可采点与见煤落空点连线的中点，作为煤层尖灭点。 尖灭角法：通过计算求得尖灭点 。

③ 见煤可采点之外，不再有工程控制时

采用无限外推法： 根据地质资料和地质理论，推断煤层尖灭点和最低可采点的位置。

④ 井巷中直接观察，测得最低可采煤厚度点或尖灭点

2）计算面积的确定

① 几何计算法

当被测面积为规则图形时，将总面积划分成若干规则的几何图形，然后分别计算几何图形面积，求和。 ② 方格纸法

将透明方格纸蒙在图纸欲测定的面积上，对通过面积内所占有方格中心点数目进行统计，按图的比例每个点代表一定的面积值，两者相乘换算出测定的面积。 ③ 求积仪法

利用求积仪测定面积的一种方法 3）煤层厚度的确定

煤层厚度系指煤层顶板至底板的垂直距离。

煤层倾角大于15oC，真厚度计算，小于，采用伪厚度计算 4）视密度的确定

影响煤的视密度因素不大时，可根据少数几个煤样来测定煤的视密度；

当影响较大时，应根据不同煤类或灰分产率不同的煤分别取样测定煤的视密度 5 ）倾角的确定

计算水平内倾角变化不大时，有勘探线剖面控制时，直接测量； 倾角变化大时，勘探线距+等高线距，平距与高差之比，求出倾角； 一般不直接利用钻孔从岩芯上量得的倾角计算储量。 6）含煤率

可采煤厚钻孔数与见煤层位钻孔数比值； 可采煤体长度与巷道含煤层位总长的比值 7） 煤的容重的确定

各钻孔中采取的容重样的算术平均法 13. 储量计算的方法

1） 算术平均法

利用全区的总面积乘以各钻孔采用厚度及视密度的算术平均值； 2 ）地质块段法

根据井田内不同地质条件划分成不同地质块段，在每个块段采用算术平均法计算储量。

3 ）等高线法

利用煤层底板等高线图上划分好的水平确定真面积，然后乘以煤厚和煤的视密度求得煤层储量。 4 ） 断面法

垂直断面法

1平行断面法：当布置的勘探线相互平行，利用地质剖面计算储量

2不平行断面法：当布置的勘探线由于煤层走向变化或其它原因，而使布置的勘探线相互间不平行，利用不平行剖面来计算储量。

3水平断面法： 以煤层顶、底板等高线图为底图，等高距以阶段高为准，按相邻标高水平面与煤层相切截出的上平面与下平面的平均值乘以阶段高和视密度 13．钻完井、录井的类型？ 1） 煤层气钻井分类

采空区钻井：从采空区上方由地面钻井到煤层上方或穿过煤层，也可在采煤之前钻井，采空区顶板因巷道支柱前移而坍塌，产生新的裂缝使瓦斯从井中涌出。 水平井有两种：

在巷道打的水平抽放瓦斯井；

从地面先打直井再造斜，沿煤层钻水平井（排泄井）

垂直井是从地面打直井穿过煤层进行采气，是主要的钻井方式。

参数井主要通过钻区域探井取准煤心，进行产能评价；试验井组进行工业性开采评价；监测井用于生产过程的压力监测。 2）煤层气完井分类

煤层气完井分为五种类型：裸眼完井、套管完井、混合完井、裸眼洞穴完井及水平排孔衬管完井。

3）煤层气地质录井

煤层气录井分为：常规录井、取芯录井、特殊作业时录井。 14.煤层气取芯的方法？ （1）常规取心

在钻进过程中通过提取钻柱来采取 （2）井壁取心

井壁取心是一种岩心采取率低时的补救办法，岩心通常是由装有弹头的空管（可被射入地层）组成的绳索工具从钻井井壁采取的 。 （3）绳索取心

绳索取心是目前在煤层气钻井中最常用的一种取心方法。它通常需要在地面钻探设备的基础上，增加一套卷扬机系统和附加一些井下设备，取心时用绳索快速提出岩心。 (4) 保压取心

15.试井类型及原理？ 1）注入压降试井

以恒定排量将水注入储层，在井筒周围形成水饱和状态后关井。注入和关井阶段都用井下压力计记录井底压力，根据注水排量和压力数据可以求得渗透率、储层压力等参数。 2）段塞测试

瞬时从井筒抽提一段液柱或向井筒注入一定体积水,然后测量压力随时间的变化,直至初始压力,由此求出渗透率、井筒储集效应和表皮系数。 3）水罐测试

利用重力进行的注入-压降试井方法。

4）压力恢复试井

由于大多数煤层气都采用了人工升举手段，煤层气井的压力恢复试井很难进行。关井时提出举升设备将使早期关井数据无法得到。取而代之的办法是利用测液面，但其精度较低。 5）干扰试井

煤层气井常用的干扰试井是注入干扰试井，与注入-压降试井相同。 6）钻杆地层测试

利用钻杆地层测试器进行，是认识测试层段的流体性质、产能大小、压力变化和井底附近有效渗透率以及目的层段被污染状况的常用手段，常用于较高储层压力和渗透率的储层中。 15.等温吸附测定方法？

测定等温吸附曲线的方法有容量法、重量法和动态法。

描述吸附等温理论模型有BET模型、势差模型和兰格谬尔模型 16.含气量测试的方法？

煤层气含量是指在标准温度和标准压力条件下单位重量煤中所含气体的体积，单位是cm3/g或m3/t

直接法是采取煤样品(煤心煤样、钻屑煤样。以及矿井下煤祥)装入密封缸中，直接测量从试验煤样中实际放出的气体，确定气体成分和气体含量。最常用的是钻孔煤心煤样解吸法，其次还有钻屑煤样解吸法、保压取心法等 间接法测定煤层气含量，是在实验室测定煤的等温吸附常数。煤的孔隙率和工业分析结果，在现场实测煤层气体压力，或根据已知规律推算气体压力，然后利用有关公式计算煤层气含量。

17.煤层气井网部署的原则与影响因素？ 1）地质因素

裂缝发育特征和方位、渗透率、煤层气含量、煤层气资源丰度等。构造走向和裂缝发育方位决定井网方位;资源丰度和渗透率条件决定不同的井网密度。 2）经济效益

要求单井控制储量不能低于单井经济极限控制储量。井网密度应小于经济极限井网密度,在最优井网密度与经济极限井网密度之间选择合理值 3）开发要素

（1）在平面上，井网部署应有计划地按阶段分步实施，滚动开发，实现气藏的均衡开采。 （2）先导性试验阶段，井网部署的原则，应该使试验井组的各井之间，在尽量短的生产试验期内，达到最大井间干扰程度。

（3）全面开发阶段，生产井网的井距应大于先导性试验阶段。这样，单井可以控制更大的面积，即控制更多的储量，使单井总产量增大，降低投资，从而获得更大的经济效益

（4）开发层系有效组合各层系应做到整体规划、立体开发。层系划分和井网部署上既要考虑每套层系各自开发的要求，又要综合考虑层系接替和一井多层开采的方式 18.地质储量计算方法？

（1）类比法：类比法主要利用与已开发煤层气田（或相似储层）的相关关系计算储量。计算时要绘制出已开发区关于生产特性和储量相关关系的典型曲线，求得计算区可类比的储量参数再配合其它方法进行储量计算。类比法可用于预测地质储量的计算。 （2）体积法：Gi = 0.01 A h D Cad 式中：Gi---煤层气地质储量，108m3； A---煤层含气面积，km2； h---煤层净厚度，m； D---煤的容重，t/m3

19.可采储量计算方法？ （1）数值模拟法

（2）产量递减法：产量递减法是通过研究煤层气井的产气规律、分析气井的生产特性和历史资料来预测储量，一般是在煤层气井经历了产气高峰开始稳产并出现递减后，利用产量递减曲线的斜率对未来产量进行计算 （3）等温吸附曲线法：

20.煤层气资源评价的内容和方法？

资源聚集场所：勘探对象的类型、赋存状态等 资源的有无：勘探对象是否存在等

资源的数量：资源量规模大小、序列和可信度等 资源的分布：煤层气资源在地质三维体中的分布等

资源的开发：勘探对象优选排序、资源开发的工程 分析、经济评价、勘探部署、开发规划等 方法：

评分法、关键要素递阶优选法、一剔除三筛选排序法、层次分析法 、多层次模糊综合评价方法。

一剔除三筛选排序法的主要步骤有：一票否决制、面积—资源丰度筛选 、 渗透率筛选、产能筛选、经济评价优选 。 21.资源量/储量的分类和分级？

依据经济效益：经济的、次经济的、内蕴经济的 。

依据地质认识程度 ：潜在的、推断的、 控制的、 探明的。

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