项目名称

高阶煤煤层气一体化勘探开发关键技术及工业化应用

项目推荐单位

中国石油华北油田公司

申报等级

一等奖

项目简介

项目主要是在国家油气重大专项、国家自然科学基金项目以及校企合作项目期间研究取得的成果。主要创新成果为：（1）创新提出了高阶煤储层沉积、热变质、构造、水文四种地质作用协同互补成藏的“四元”地质理论，建立了基于四元控制要素的富集区评价技术，提高了优质储量控制精度和勘探效率；（2）创建了多属性三维地震煤体结构预测技术，提高了高产区的预测精度；（3）揭示了高阶煤储层流固耦合控产作用机理，首创了裂隙控产指数、地应力指数和流动性指数，创建了量化评价指标体系，建立了基于三要素的高产选区评价技术，大幅度提高了高效建产选区的准确率；（4）针对高阶煤煤层气产出的动力学特征，提出了疏导式开发理论，成功研发了疏导式开发技术，实现了单井产量的大幅度提高。成果总体达到国际领先水平。

推广应用及经济社会效益情况

三年来，项目成果取得了较好的经济和社会效益，表现为：（1）探明煤层气地质储量556.35亿方，占高阶煤层气探明储量的46.6%，夯实了煤层气开发的物质基础；（2）新建产能5亿方，占“十二五”国内新建煤层气产能的19.4%，奠定了稳产的物质基础；（3）调整区块单井日产气量提高500方，提高了50%以上；（4）累积增气5.14亿方，新增产值9.05亿元，新增利润0.93亿元。（5）该项技术在国内同类区块具有广泛的应用价值，进而可以进一步向中、低煤阶煤层气领域扩展，对于提高我国煤层气的勘探开发水平和扩大工业化规模具有重要的现实意义。

代表性论文专著目录

[1]Xiaodong Zhang,Pengpeng Li, Yanhui Yang, Zhigang Du. Characteristics of P-wave and S-wave times and their relationship with Young’s modulus of coals with different degrees of deformation.Arabian Journal of Geosciences, 2017, 10 (4): 75-82.

[2] ZHANG XiaoDong, DU ZhiGang, LI PengPeng. Physical characteristics of high-rank coal reservoirs in different coal-body structures and the mechanism of coalbed methane production.SCIENCE CHINA: Earth Sciences, 2017, 60(2): 246-255.

[3] Xiaodong Zhang, Shulei Miao, Geoff X. Wang, Yong Qin, Shuxun Sang. Investigation on pore structures of a medium volatile bituminous coal with solvent extraction tests.Energy Exploration & Exploitation, 2013, 31(3): 337-352.

[4]张小东,郝宗超,张硕,杨延辉,杨艳磊.溶剂改造下构造煤纳米级孔隙的差异性变化及机理.中国矿业大学学报, 2017, 46(1): 148-154.

[5]杨延辉,张小东,杨艳磊,张硕.溶剂萃取后构造煤的微晶及化学结构参数变化特征.煤炭学报, 2016, 41(10): 2638 -2644.

[6]张小东,张硕,杨艳磊,张鹏,魏高阳.基于分形理论的煤储层水力压裂裂缝数值模拟研究.天然气地球科学, 2015, 26(10): 1-7.

[7]张小东,张鹏,刘浩,苗书雷.高煤级煤储层水力压裂裂缝扩展模型研究.中国矿业大学学报, 2013, 42(4): 573-579.

主要知识产权证明目录

[1]发明专利:张小东,张硕,王思科,杨艳磊,张鹏.基于溶剂萃取的煤储层压裂的物理模拟装置及模拟方法.（专利号：ZL201510488825.7）

[2]发明专利:刘晓,张小东,苏现波,倪小明,张丽梅,宋金星,郭红玉,蔺海晓.井下钻孔钻压一体化分段压裂装置及抽采瓦斯工艺.（专利号：ZL201010614505.9）

[3]实用新型专利:胡修凤,张小东,王思科,赵家攀,丁哲,孙庆宇,李朋朋.一种应用于煤层压裂技术的相似模拟装置.（专利号：ZL201520608111.0）

主要完成人情况表（排名、姓名、技术职称、工作单位、对本项目技术创造性贡献、曾获奖励情况）

排名

姓名

技术职称

工作单位

完成单位

贡献

曾获奖情况

10

张小东

教授

河南理工大学

河南理工大学

项目2项发明奖的主要完成人，1项实用新型专利主要完成人，发表7篇署名研究论文。在开展与疏导式开发理论和开发工程技术相关的促进排水降压解吸、压裂减少外来水在地层的滞留、充分发挥基质收缩效应的作用等方面的基础理论与实验研究，为疏导式开发理论的建立和疏导式工程技术研发奠定了基础。

曾获厅局级科技进步一等奖4项。

完成人合作关系说明

完成人张小东工作单位为河南理工大学，与中石油华北油田分公司、中国地质大学（北京）校企合作期间共同合作完成了本项目的研究工作，成果产出形式为论文，专利。

完成人合作关系情况汇总表

序号

合作方式

合作者/项目排名

合作时间

合作成果

备注

1

共同合作

张小东/10

2013.06-至今

论文/专利