難動用煤層氣資源的高產開采技術研究——論煤層氣資源的特殊性及其開發工程中的“窗-尾效應”

楊　陸　武

(北京奧瑞安能源技術開發有限公司，北京　100195)

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難動用煤層氣資源的高產開采技術研究
——論煤層氣資源的特殊性及其開發工程中的“窗-尾效應”

楊陸武

(北京奧瑞安能源技術開發有限公司，北京100195)

摘要:針對中國煤層氣產業發展中,工程成功率和產量達成率雙底以及開采難動用資源缺乏有效技術的兩大難題,提出了解決兩大難題的基本技術思路，建立了1套新的資源認識標準,并在這個標準指導下探討如糾偏并設計更有效的開發技術路徑和實施辦法。研究發現了煤層氣在賦存規律和開采技術要求上不同于其他天然氣資源的三大特殊性,第一“非氣”,典型意義上的煤層氣以特殊的固流體狀態賦存,獨立相態的氣體資源是不存在的，依據耦合動力的不同把煤層氣資源分為四大類；第二“育采”,開采煤層氣從來都不是直接采氣，采氣之前必須先通過解構工程把氣培育出來,要么先“采水(排水)”，要么先“采煤(掏煤)”；第三“窗-尾效應”，難動用煤層氣資源的開采工藝的有效性取決于儲層改造“時間窗”和排水“長尾”的管控效率。

關鍵詞:煤層氣；固流體；耦合；時間窗；長尾；開采

從2012年開始，中國煤層氣產業發展進入新一輪平臺期，兩大難題在拷問科學家：① 工程成功率和產能轉化率雙低的原因究竟在哪里？統計發現，大量工程在投產的第1天就注定成為氣田開發的負資產，目前全國16 000口井中只有約1/3正常生產；各大氣田雖然設計總產能超過了100億m3，但投產后實際總產量不到40億m3。尷尬的數據背后是深度的技術困惑和基于這些技術困惑的管理錯配。② 開采難動用資源的有效技術是什么？擁有37萬億m3總資源量，但用了20 a也僅涉足了其中不到20%的資源量，產量突破也僅限于這些資源的極小范圍內(沁水盆地南部和鄂爾多斯東緣北部)，各種跳出這個范圍的努力基本上都以失敗告終[1-2]。

限于篇幅，筆者不準備展開描述這2個問題，本文要討論的是如何解決以上兩大難題的最基本的內核技術邏輯：重新檢討從美國經驗繼承下來的關于煤層氣資源的認識和技術邏輯，重新思考技術路徑選擇和研發的有效性[3-5]。

研究有3個重要發現: ① 長期以來關于煤層氣資源的認識被扭曲了，至少資源認識的視角有問題，錯誤的資源認識使得很多影響資源開發的關鍵問題被忽略，造成了關鍵開發工藝的嚴重缺位或者錯位。② 長期以來的工程手段偏離了地質目的，尤其在地質目的被曲解的情況下，工程手段基本上都是在盲目試錯，甚至工程設計都是錯誤的，丟失了“解決地質問題需要借力地質條件”的最大工程利器。③ 長期以來的工程實施方式錯誤地陷入了對大量孤立細節的過度關注，奔行在無限制降低成本軌道上的切割分包快車駛入了死胡同，當“不厭其細”地醉心于切割細分工程的時候，初心已失，甚至已經忘記了為什么要做這些細分。

本文將在重點論述以上3個問題的基礎上建立1套新的資源認識標準，并在這個標準指導下探討如何糾偏并建立更有效的開發技術路徑和實施辦法，但限于篇幅本文不能展開討論非常具體的定量標準和設計方案，將以闡述基本的理論邏輯為主。相關研究仍在進行中，還有很多需要繼續完善的地方，但現在已揭示的規律以及被驗證的成果應該可以基本確立一個有效的技術坐標用于生產組織和技術研發參考。

文中出現的相關專有名詞解釋如下：

(1)固流體：在給定的溫度條件下，受壓力變量和應力變量的共同作用，煤、水、氣不再保持獨立的相態結構而互相耦合形成一種新型的地質體，這個地質體對壓力和應力這2個變量高度敏感，敏感的程度和耦合物的狀態也會隨著煤的變質程度和無機礦物組成、水中的化合物成分，以及氣體的組分結構而疊加變化。

(2)固流解構：通過改變壓力和應力變量引導打破煤水氣耦合平衡，分解固流體實現煤水氣獨立相態回歸的過程。目前常用的手段包括排水降壓、移煤泄壓、脫附強化等。

(3)解吸硬化：在解構工程的作用下，煤體結構因甲烷解吸而釋放吸附應變進而實現基質收縮而硬化的變化。

(4)裂隙再造：煤體在解除了應力應變和吸附應變以后會出現大規模的裂隙再生以及基質收縮，完成裂隙再造。

(5)顯性工程：解構工程的一種，特指透過壓力管控打破煤水氣耦合實現三相分離。顯性工程的關鍵工藝包括洞穴、多分支無限導流、支撐壓裂等，顯性工程大多數情況下是線性解構，當地層的應力敏感性增加的時候，可能會部分啟動循環解構。

(6)隱性工程：解構工程的一種，特指透過應力管控打破煤水氣耦合實現三相分離，隱性工程的關鍵工藝包括沖擊壓裂、應力重置、移煤泄壓、脫附強化、解吸硬化、裂隙再造、以及井內干擾等。隱性工程一定會啟動循環解構。

(7)支撐壓裂：以創建壓降通道的壓力管控為主要目的，通過實施主干裂縫并充填有效支撐劑實現主干裂縫與煤體的自然裂隙長期有效連通。

(8)沖擊壓裂：以盡可能實現最大范圍應力重構的應力管控為主要目的，通過實施可以推進應力釋放和應變恢復的沖擊性網狀裂隙為體積解吸和煤體裂隙再造創造條件。

(9)移煤泄壓：特指利用沖擊壓裂盡可能大體量地塑造煤體變形和位移甚至從近井筒向地面轉移煤體體積，達到降低作用于單位體積煤體的應力實現大強度的應力釋放。這里的泄壓是指泄放地壓，也就是地應力。移煤泄壓可以釋放應力應變，間接促進吸附應變的釋放。

(10)脫附強化：以電磁振蕩改變影響分子極性或者物理振動干擾弱化氣體與煤體的吸附強度進而強化脫附作用的工程手段。

(11)最佳解構時間窗：主要指應力管控的最佳時間段。由于受無限地質邊界壓力和應力環境趨同作用的控制，依靠外來工程實現的應力干涉和影響會隨著工程的結束快速消失，從鉆井到形成穩產之前的這段時間是應力影響最敏感的時間段，需要合理設計從應力重置直到裂隙再造和滾動擴張的工藝銜接以及速度。

(12)解構擴張與最大解構邊界：主要指應力管控所能實現的最大井控面積，與科學的排采設計關系密切。

(13)井內干擾：受應力耦合的影響，沖擊壓裂或者類似工程所能影響的體積解吸范圍非常有限，需要加大體積解吸單元之間的干擾密度，這個大密度干擾只能透過水平井內部的近距離分段壓裂來實現。

(14)井間干擾：在正常的顯性工程和隱性工程都能邊界最大化的條件下，發揮井與井之間的降壓溝通，實現最大能力的導流產氣。

1關于煤層氣資源的再認識

煤層氣作為資源常被拿來和常規天然氣做對比，對比的基點是2者都是以甲烷為主要成分的資源，都是賦存在地下儲層/藏里的氣態天然氣，在以往的認知里2者主要的不同在于煤層氣的吸附屬性。由此各種關于煤層氣成藏的研究和開采工藝技術也就在這樣的異同對比中展開了，煤層氣也從常規油氣行業調用并逐步修正完善形成了自己的理論框架，其中最著名是“排水降壓—解吸—擴散—滲流”技術路線圖，在這個路線圖引導下建立了現在的“鉆井—壓裂—排采”的基本工程配置。

從以往的開發實踐來看，這個技術配置確實支撐了美國煤層氣產業的繁榮，也支持了中國前2個階段非常顯著的勘探開發部署和成果。但問題在于同樣的技術邏輯，何以美國用55 000口井支持了約476億m3的年產量，澳洲也僅用6 000口井獲得了96億m3的年產量,而我國用16 000口井僅支持了不到40億m3的年產量(表1,根據文獻[6]和王鑫錦、趙慶波教授統計數據修訂)。

沿著這個巨大反差開展的研究揭開了過去關于煤層氣資源認識的嚴重不足，需要修正的資源認識主要表現在3方面(圖1的“資源認識”部分)：

(1)盡管希望開采出煤層氣資源，但地下的煤層氣并不以嚴格意義上的獨立氣態存在，煤層甲烷、水以及煤一起耦合共生形成了1種為固流體(Soluids)的特殊物質形態，離開這個特殊形態開展的煤層氣資源研究和開發工程實際上不能完全覆蓋開發這個特殊類型資源的技術需求。大部分情況下開采的甲烷資源在地下其實既不是聚集氣也不是簡單的吸附于孔隙之中的流態氣，而是被束縛在1種煤、水、氣三相物質在壓力和應力作用下相變為“你中有我、我中有你”的特殊固流體中，氣體甲烷、固體煤以及液體水都是這個固流體的固定組成部分。在給定溫度條件下，流體中的水和甲烷分別與固體中的有機組分無機礦物在壓力及應力作用下產生耦合。對這樣的耦合體，并不存在1個把氣體從煤表面分離出來的通用而簡單的辦法。固流體的極端狀態是固流完全松散耦合依托構造高點形成圈閉氣和固流徹底耦合構成固流一體的流態煤。

表1　各主要煤層氣生產國煤層氣年產量與生產井數量對比[6]

(2)這個特殊的固流體受壓力和應力的雙重作用，并且隨著壓力和應力狀態的不同而呈現不同的賦存狀態。其中，壓力是影響流體體積和流動能力的主要因素，應力是控制固體結構和力學性質的關鍵要素。高應力使煤體產生應力應變、孔隙結構產生變異，同時使甲烷從裂隙賦存走向孔隙賦存；高壓力一方面提升甲烷賦存總量，另一方面刺激煤體產生吸附應變繼續改變甲烷賦存狀態和流動性[7]。壓力和應力互相影響，他們之間的互動決定了固流體的固流耦合狀態。

在這個特殊的固流體中，流體包含了氣和水2種流態的物質，固體則以有機組分為主并在不同的變質程度條件下呈現不同的孔徑結構組合；除了有機組分以外，還含有各種不同成分的無機礦物。有機組分決定了煤體與氣體的結合狀態和結合能力，無機礦物則與水有著不同形式的化學反應。氣體在由承壓水貢獻的流體壓力作用下吸附在煤體孔隙表面或以游離狀態聚集在裂隙裂縫中；固體則由于有機顯微組分極其豐富的孔徑結構表現出與地應力的高度敏感性。特定的地質環境下，壓力和應力會表現出有規律的互動，應力作用下的應力、應變與壓力作用下的吸附應變會互相疊加，這個疊加會隨著固體變質程度及其孔徑結構和裂隙狀態不同而對吸附于其中的流體流動性產生不同影響，也對固體的導流能力產生影響，在工程參數上表現為含氣量和滲透率的深度差異[8]。

(3)由于最終的開采對象煤層氣資源和其特殊的載體固流體其實不可分割，對煤層氣資源的評估必須從過去簡單地關注氣態資源轉移到對固流體的評估上來。以下是固流體評估的2個原則(圖1)：① 圍繞實際的地下資源對象——“固流體”展開評估。煤層氣資源以固流體的狀態賦存，評估氣體資源，需要首先評估固流體的體積、邊界以及內在的固流耦合控制條件，由此構成三元評估：流體、固體、固流耦合關系；依據三元評估把煤層氣固流體資源分為兩大類(壓力耦合、應力耦合)、四小類(I/II型壓力氣、I/II型應力氣)。② 圍繞工程目的——“如何從固流體中分離出天然氣”展開評估。研究資源的最終目的是開采，因此評估結果必須能夠延伸為可實施工程和可管控工藝，評估的關鍵要聚焦到可解構的耦合關系上；固流耦合的過程就是地質演化的過程，固流解構的過程就是工程開采的過程；這個延伸會重新檢討過去開采工藝的盲點——嚴重忽略了以解構應力耦合為標志的著力于放大解吸和擴散能力并引導實現滲流反作用于解析擴散過程的技術手段。

考慮到溫度在地質環境中強烈趨同能力，本文僅討論給定溫度環境下壓力和應力對固流體的改造作用，但顯然深部地層或者特殊地熱環境下的溫度變異必然帶來巨大的固流體內部作用變化，這個變化留待今后研究和論述。

2關于煤層氣開發技術的再理解

開采煤層氣的過程就是解構固流耦合的過程，鑒于地下固流體的特殊賦存狀態和賦存特點，解構活動貫穿于煤層氣生產的全周期，解構工程除了鉆井和壓裂等短周期作業以外，煤層氣的排采活動所表現的解構效應長周期活躍，是煤層氣解構工程中的長尾工程。研究發現，過去的短周期作業基本忽略了時間窗效應，長周期工程錯誤地放棄了長尾效應。

解構工程本質上是對地質過程的逆向回放(圖1的“解決方案”部分)。圍繞固流耦合的控制要素，解構工藝有兩大類，一類管控壓力，負責解構壓力耦合，直接管控對象是流體；一類管控應力，負責解構應力耦合，直接管控對象是固體。對于典型的壓力耦合固流體，解構工程可以非常簡單，I型壓力氣采用顯性工程通過簡單的線性解構就可以完全釋放地層產能(線性解構表現為直接管控流體通過強化滲流作用推進“排水降壓—解吸—擴散—滲流”過程，典型的壓力耦合條件下依靠地層自身導流能力即可實現快速的壓降傳遞和氣體流動)；II型壓力氣部分激發循環解構(圖1)就會有非常顯著的產能釋放效果。而應力耦合固流體則必須借助隱性工程(圖1)充分激發循環解構，循環解構實際上是一個聯動的雙循環系統[1,9]，內外2個循環分別在應力釋放和流壓突變的時候被激發。但由于無限地質邊界強大的耦合趨同能力，有限井控范圍內通過應力管控實現解構效應最大化是存在非常有限的時間窗，這個時間窗已經被奧瑞安在山西里必的高產4G工程完全證實，里必的4G高產井位于沁水深部，該井充分利用了地層能量設計和實施了隱性工程，不但解構了應力耦合而且最大程度地實現了滾動解構擴張，獲得了單井日產25 000 m3的穩定氣流。

圖1的循環解構示意圖中，雙循環模型由內循環和外循環2個系統構成。紅色的內循環是應力應變循環，由壓降、應力應變以及滲透率變化互動構；藍色的外循環是吸附應變循環，透過壓降、解吸、吸附應變、以及滲透率變化實現。在這個模型中溫度、壓力、以及應力3個外部參數的任意一個變化理論上都可以帶動內外2個循環。如果固流體沒有應力耦合，圖中最下端的直線P-C-q就是線性解構。

當固流體處在應力耦合狀態的時候，只有在有效時間窗內啟動內外2個循環并透過足夠規模的應力釋放，才能實現解構擴張。

有5個長期以來被錯誤理解并且大規模推廣實施的行業問題：① 為解構工程設計錯誤，張冠李戴地為應力氣配置顯性工程是過去大面積犯錯的地方。② 為忽略隱性工程時間窗,浪費了可以最大程度釋放產能的機會，因為這個時間窗的直接作用對象是固流體中的固體部分。③ 為片面追求切割分包，追求低成本工程效益，完全不顧分包工程的核心質量要求以及分包工程之間的輸入輸出關系，造成了大量病/廢工程。④ 為理解排采在解構作用中的長尾效應，一味求快或求慢，造成了因為排采解構的錯誤配置徹底葬送了上游解構工程的成果。⑤ 為以井間干擾代替井內干擾，不但徹底抑制了單井產量，而且導致工程報廢。

表2是對當前煤層氣行業主要開發技術及其適應性的描述。經過30 a的試錯沉淀，大概有六大類有效開采技術已經或正在被行業廣泛應用。表2中第5和第6項技術是中國的重大技術創新。對比這些技術和發現，由于北美和澳洲特殊的煤層氣生產和儲存的地質歷史，幾乎全部的產量都來自相對依托簡單線性解構的顯性工程，美國約50%以上的產量來自圣胡安盆地，澳洲更是70%以上的年產量來自蘇拉特盆地，他們的共同特點是開采工藝簡單、開采成本低、單井產量高。本文研究的應力管控在有著煤層氣規模產量的國家是見不到的，至少在當前的天然氣供需關系條件下是不必要的。通常強調的中國煤層氣資源條件，不同于北美和澳洲的說法，深層的原因是耦合條件的差異，這個差異要求必須正視中國約2/3以上資源對特殊開采技術的需求，基于應力管控的隱性工程創新是面臨的重大產業任務。

圖1　煤層氣固流體分類與開采關鍵技術邏輯關系Fig.1　Classification of CBM soluids and key developing technologies

技術體系技術描述解構要求關鍵技術要點適用資源特點(三元評估)氣體資源豐度儲層結構壓力/應力耦合應用實例經驗教訓垂直井/(叢式)定向井1煤層段裸眼完井+洞穴雙循環解構壓力收放與水力循環單層豐度高原生結構高壓耦合中國境內暫無成功實例,考慮到壓力耦合資源的稀缺性,這套工藝大規模使用的前景不大1.20世紀90年代初河南滎鞏錯誤地選擇了應力耦合資源2.20世紀90年代末依蘭簡易造穴工藝缺陷3.2000年準南錯誤地選擇了造穴工藝2煤層段裸眼+礫石充填完井線性解構沒有難度豐度高,不要求垂向集中原生結構且天然裂隙發育壓力耦合中國暫無可適用的資源發現,也沒有相應的應用實踐3套管完井+頂底坐封壓裂+(定向井無桿泵)智能化排采+井間干擾單循環解構支撐壓裂與降壓擴張速度豐度高且垂向集中,不超過2個單層最好煤體結構完整壓力耦合為主沁心盆地南部、鄂爾多斯東緣北部應用成功,單井日產量超過2000/3000m3是我國主要產量貢獻技術之一沁水盆地北部壽陽和中深部鄭莊、夏店、鄂東南緣韓城應力耦合影響嚴重區域幾乎全軍覆沒,約5000口單井平均日產量不到300m34套管完井+連續管拖動壓裂+(定向井無桿泵)智能化排采+井間干擾單循環解構連續油管連續壓裂、支撐壓裂與降壓擴張速度豐度高但垂向分散,有超過3個以上的單層/段或者煤系產層無論是否破碎至少保留層理壓力耦合為主新疆準南阜康單井高產平均6000m3以上二連霍林河連續管壓裂在解構工藝上出現了失誤,不但不能解構反而由于入井材料不當改變了流體屬性加劇了耦合5裂隙帶篩管懸掛+負壓抽采雙循環解構井筒抗變形與負壓疊加強度與速度控制煤礦采煤工作面煤厚大或者上覆煤系氣發育不要求不要求遼寧鐵法和安徽淮南單井日產都超過10000m3(叢式)水平井/順煤層斜井62.5G:多分支+清水進尺+主井眼非金屬篩管+(單井筒無桿泵)智能化排采+井間干擾單循環解構依賴多分支無限導流系實現持續解構擴張單層豐度高最好煤體結構完整壓力耦合為主占全國2%的水平井貢獻了超過20%的產量,其中發揮作用最大的井型是2.5G,8年前創下的全國最高產的日產10萬m3記錄仍由這個井型保持。潘莊以及三交地區當之無愧的主力井型潘莊從2014年開始錯誤地拋棄了行之有效的高產井型2.5G、兩年來大量投資的各種新井型未竟一功。樊莊因為解構工藝設計和解構擴張控制的失誤造成了大約1/3的2.5G產能抑制甚至滅失;鄭莊深部應力耦合環境下不當實施的同類井型成功率不到1/374G:單支鋼套管+連續管多級壓裂+(單井筒無桿泵)智能化排采+井內干擾+井間干擾雙循環解構在應力管控時間窗內完成應力重置和移煤泄壓以及脫附疊強并通過科學排采實現續解構擴張單層豐度高煤體破碎但保留層理(碎裂煤)或者層理完全滅失(糜棱煤)應力耦合或者應力耦合為主沁水中深部里必實現了25000m3日產,趙莊構造煤獲得了6000m3穩產,鶴壁粉煤通過移煤泄壓獲得了穩定的3000m3產量。這套技術是各類難動用資源將來大規模投入開發的希望所在馬必、柿莊北4G在解構應力耦合以及解構連續性、特別是應力管控的時間窗管理上出現了失誤造成產能釋放被完全抑制;里必同類井在時間窗管理不同的情況下出現了巨大的產能釋放反差

3結論

煤層氣資源及其開采有三大特殊性:

(1)“非氣”，煤層氣以特殊的固流體狀態賦存，獨立相態的氣體資源是不存在的。

從開采評估的角度來說，既不能把煤層氣資源看作是煤孔隙中聚集的游離氣，也不能簡單地理解為吸附在煤基質顆粒表面的氣態膜。煤層氣資源是一種非常特殊的資源，在通過工程手段開采之前，這種資源以一種特殊的固流體狀態在地下賦存。極端情況下固流體演變為固流分離的圈閉氣和固流合一的流態煤，前者是以煤為儲層的常規天然氣，后者是煤礦瓦斯突出的最大危險目標。

固流體作為煤層氣資源的開采價值取決于固流體的體積、邊界以及固流耦合的物理或化學條件。可以按照固體、流體以及固流耦合關系對固流體3個維度對固流體展開地質評估(三元評估)，并依據耦合關系把煤層氣資源劃分為4類。

(2)“育采”，開采煤層氣從來都不是直接采氣，采氣之前必須先把氣培育出來，要么先“采水”，要么先“采煤”。

“采水育氣”工程稱之為顯性工程，它依靠強化滲流作用促進提產；“采煤育氣”工程稱之為“隱性工程”，它依托激發解吸擴散過程啟動滲流并開啟解吸和滲流雙循環實現提產。

應力作用于固體，壓力作用于流體，應力和壓力互動共同決定固流耦合關系。固體中的有機組分和無機礦物分別在壓力/應力作用下與流體中的氣體和水發生物理吸附或者化學反應，這些物理吸附或者化學反應反過來又改變固體結構和力學性質；流體內部的氣體和水在高壓環境中也會形成水溶氣。耦合關系的不同將決定未來煤層氣資源的開采對象具體是氣、還是氣+水、或是氣+水+煤，采出對象越多，開采工藝越復雜。

煤層氣資源開采工程實際上就是對煤水氣耦合物的解構，這個解構過程是煤層氣成藏地質過程的逆向反演。壓力耦合條件下，采用顯性工程開采，采出物主要是氣或氣+水，解構過程是通過先采水然后采氣在滲流階段實現線性擴張的；應力耦合條件下，采用隱性工程開采，采出物多是氣+水+煤，解構過程通過先移煤在解吸擴散階段激發雙循環從而實現循環擴張，典型應力氣的開采依賴于雙循環解構的滾動擴張。排水降壓和移煤泄壓是線性解構和循環解構的典型工藝代表。

(3)“窗尾效應”，煤層氣開采工程既要關注“時間窗”，又要關注“長尾”。

循環解構存在非常重要的時間窗，離開這個時間窗，隱性工程實施效果大打折扣甚至毫無價值。開采以應力耦合為主的煤層氣資源，需要全周期的解構管控，尤其需要管控隱性工程時間窗。排采活動是解構工程非常重要的長尾，鉆井壓裂排采需要一體化組織并且排采活動需要借助智能化工具做科學管控，重視時間窗和長尾工程是煤層氣資源開發完全不同于其他油氣資源的又一個典型特點。

沖擊壓裂和移煤泄壓工藝是應力氣開采的主要技術，也是未來推翻深部、軟煤、高應力3座大山的主力技術。以移煤泄壓和循環解構為主要標志的隱性工程特別強調工程實施的連續性，唯有連續性和一體化設計施工才能有效利用地質環境解決地質問題，從而降低成本提高開采活動的經濟空間，長期以來大量過度的切割細分低價分包的工程組織方式是煤層氣特別是應力氣開采的人禍。

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Produce high rate gas from poor CBM reservoir-Study on CBM resource types and “Window-Longtail Effects” of reservoir during delivering gas

YANG Lu-wu

(BeijingOrionEnergyTechnologyDevelopmentCo.,Ltd.,Beijing100195,China)

Abstract:It is found that there are two difficult problems in China CBM industry.The one is that not only the success rate of drilling and fracking is very low but also gas rates from more than 50% of those producing wells are far less than they are originally designed.The other is that almost all the production activities happen in a very concentrated small area,leaving more than 80% of China CBM resources far away from commercial potentials.A new model of CBM resource classification is established after a full discussion is made on how a soluid of coal-water-gas is built in the long geology history.And technologies applicable to produce gas from the 4 types of reserves in the model is accordingly recommended.Further studies in this paper concludes that CBM resources are different from other natural gas by three aspects.Firstly it is “Non-gas” in underground.Typical CBM is presented in four kinds of Soluids,in which coal-water-gas are coupled together driven by a combination energy of “pressure” and “stress”.Secondly gas has to be “Separated and Fostered” before it is drained to the surface.Actually a real independent gas flow cannot be normally delivered from seam until an effective process of “dewater” or “de-coal” is done.Thirdly there is a strong “window-longtail effects” in poor CBM reservoir.No appreciable gas could be drained if there is no good engineering control over “time window” on reservoir stimulation,neither is there any sustainable gas flow if “pumping longtail” is not well managed.

Key words:coalbed methane；soluids；coupling process；time window；longtail

中圖分類號:P618.11

文獻標志碼:A

文章編號:0253-9993(2016)01-0032-08

作者簡介:楊陸武(1968—),男，安徽池州人，高級工程師，博士。Tel:010-52707777，E-mail: yangluwu@vip.163.com

收稿日期:2015-07-07修回日期:2015-09-28責任編輯:許書閣

楊陸武.難動用煤層氣資源的高產開采技術研究——論煤層氣資源的特殊性及其開發工程中的“窗-尾效應”[J].煤炭學報,2016,41(1):32-39.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2015.9011

Yang Luwu.Produce high rate gas from poor CBM reservoir-Study on CBM resource types and “Window-Longtail Effects” of reservoir during delivering gas[J].Journal of China Coal Society,2016,41(1):32-39.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2015.9011