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CH4 126
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