一、项目名称及申报等级

项目名称：新疆大倾角厚煤层中低阶煤层气开发关键技术与工业化应用

申报等级：科技进步一等奖

二、提名单位及意见

提名单位：新疆维吾尔自治区地质局

提名单位意见：该项目针对制约新疆煤层气产业发展的地质选区及关键开发技术难题展开攻关，取得了重要创新成果，总体达到国际先进水平，其中中低阶煤、大倾角、多厚碎软煤储层煤层气勘探开发理论达到国际领先水平。项目揭示了新疆煤层气富集规律，研发出了适用于中低阶煤、大倾角、多厚煤储层条件的煤层气开发关键技术，可在新疆主要煤田2000m以浅的煤层气勘查和开发建设中进行广泛应用，可为新疆煤层气规模增储上产提供技术支撑。项目经济和社会效益显著，推动了新疆煤层气产业由局部小规模勘查开发试验向多区域、大规模勘查开发迈进，煤层气储量和产量大幅提升，新增基本探明储量**亿立方米，建设煤层气开发年产能**亿立方米，大幅提高了新疆煤层气开发效益，引领和带动了全国中低煤阶煤层气产业发展。

项目申报材料真实，完成单位、完成人排名顺序无争议，严格遵守了《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规，无侵犯他人知识产权的情形。

三、项目简介：

新疆煤层气资源丰富，预测资源量位居全国第一，属中低煤阶。但由于大倾角、多厚煤层、浅部火烧的独特地质特点，使得煤层气富集规律难以确定，国内外现有成熟技术不适应新疆煤层气开发的需要，极大地制约了新疆煤层气产业发展。本项目通过国家“十三五”科技重大专项项目—《新疆准噶尔、三塘湖盆地中低煤阶煤层气资源与开发技术》和自治区重大科技专项项目及地勘基金项目综合攻关，历时6年，开展了大量的文献调研、资料收集分析、实验测试、现场试验、煤层气地面开发先导试验建设等工作，深入研究了新疆煤层气富集规律及主控因素，针对浅部重点勘查开发区域开展了复杂地质背景下的煤层气钻井、压裂、排采关键技术攻关和创新，并有效探索了中深部煤层气地质特征及开发技术，攻克了关键技术难题，推动了新疆煤层气规模化开发利用。

主要技术创新成果为：1）揭示了新疆地区复杂地质背景下煤层气富集规律，建立了4类煤层气富集成藏模式，剖析煤层气风化带形成演化过程，提出了煤层气风化带划定标准，构建了勘查/开发阶段地质选区标准及综合评价方法；2）研发出了中低阶煤、大倾角、多厚碎软煤储层煤层气开发关键技术，包括5段制定向井技术、主动探顶与侧钻开分支技术、高效携砂和低储层伤害压裂液体系、多裂缝全切割体积压裂工艺技术、非对称型压降传播理论指导下的排采控制方法、多层合采分层产能测试技术，建立了“1+N多井型组合井网”开发模式，实现了开发全流程技术配套；3）研发出中深部中低阶煤煤层气地质-工程一体化的高效开发技术，包括中深部煤储层高精度三维地质模型及三场分析方法、大位移长水平钻完井技术、深层强抑制压裂液体系及分段多级铺砂大规模压裂改造技术，有效支撑了中深部煤层气开发。

四、推广应用情况

项目成果广泛应用于新疆阜康矿区、乌鲁木齐河东矿区、吉木萨尔水溪沟矿区、拜城矿区、三塘湖煤田等区域的煤层气勘查开发和煤矿瓦斯防治中，建设煤层气开发年产能**亿立方米，推动了新疆煤层气开发利用规模化发展，同时，大幅提高了新疆煤层气开发效益，单位产能建设成本降低约20%，平均单井产量大幅提升，阜康矿区平均单井产量由不足1000m3/d，提高到阜康四工河平均单井产量3274m3/d、阜康大黄山煤矿区平均单井产量**m3/d，最大单井产量**万m3/d，位于全国前列，实现了新疆煤层气勘查和开发的突破。另外，项目所形成的选区评价方法、多裂缝全切割体积压裂工艺技术等主要成果在鄂东缘及沁水盆地部分类似地质特点区域的煤层气开发中也得到了应用和借鉴。

五、主要知识产权证明目录

研究成果在国内外高水平期刊发表主要学术论文35篇，授权发明专利12项、实用新型专利9项、计算机软件著作权2项，专著3部，行业标准1个。

（一）国家发明专利：

1. 杨曙光,王刚,李瑞明,张娜,王月江,来鹏,董林根. 一种煤系地层含气量评价方法、装置及电子设备（ZL201*****3468.6）,***2年4月26日授权.

2. 陶树,汤达祯,许浩,李松,孟芹,李世臻,崔义,周鹏.一种模拟低煤阶煤样取芯过程中损失气量的装置与方法（ZL 201*****6377.2）,2019年7月16日授权.

3. 陶树,汤达祯,许浩,李松,王伟光,汪明丰.一种煤层气自动吸附解吸实验装置（ZL 201*****0785.4）,***0年6月16日授权.

4. 陶树,汤达祯,许浩,李松,门欣阳,吴亚宁. 一种可调式煤层气体检测装置（ZL 201*****4476.9）,***0年6月30日授权.

5. 陶树,吴海勇,张国伟,张涛.原煤等温吸附解吸系统及方法（ZL 201*****4280.X）,2018年4月20日授权.

6. 伏海蛟,严德天,王小明,李跃国,姚程鹏.一种确定地层条件下煤储层最大含气量的装置(ZL********8849.4),***2年10月18日授权.

7.陶树,许浩,孟芹. 便携式钻井煤样造影装置及其煤样三维影像采集方法（ZL201*****6477.3）,2018年4月20日授权

8. 陶树,彭宏钊,陈东,汤达祯. 一种煤层气开采用监控设备（ZL201*****1744.0）,***0年4月3日授权

9. 陶树,汤达祯,许浩,李松,孟芹,李世臻,崔义. 自除煤粉的气井抽气管（ZL201*****1863.1）,2019年6月21日授权

10. Shu Tao, DazhenTang, Hao Xu, SongLi, Shida Chen. Fracturing device for extraction of coal bed methane in low permeability reservoir（16/740,446）

11. 孙良田,王一兵,韩志强,杜良军,李兆斌,贾佳妮,刁楚鸥. 井下钻井、地面压裂和井下抽采相结合的瓦斯消突方法（ZL201*****7019.5）,***0年4月21日授权

12. 陶树,陈世达. 一种煤层气开采钻井设备（ZL201*****0784.X）,***0年6月30日授权

（二）实用新型专利：

1. 邹成龙,仇成龙,线远红,尹晓敏,哈尔恒·吐尔松,吴金义,刘涛,衣海东,王一兵,周劲辉,李健青,王显晔,王东. 煤层气井排采过程中压降规律的模拟装置（ZL********4308.2），***1年2月26日授权

2. 张毅,周劲辉,黄红星,陈东,张慧,李健青,王东,贺梦洁,王显晔,张东悦.一种造穴装置（ZL********7891.6），***1年9月10日授权

3. 胡振鹏,胡永,谢相军,张军,朱红增,吴恒,谢力争,王琪,仲劼,刘蒙蒙.一种煤层气轴向自调节双极密封装置（ZL 2019 2 *******.3）,***0年4月28日授权

4. 胡永,胡振鹏,张军,刘蒙蒙.煤层气两用排采井口装置（ZL 2018 ********.6）,2019年6月28日授权

5. 张毅,陈东,黄红星,张慧,杨赟,魏凯,刘富.一种联动旁通阀和连续循环钻井用设备（ZL ********2902.1）,***1年10月8日授权

6. 王一兵,哈尔恒·吐尔松,仇成龙,线远红,尹晓敏,邹成龙,菜共先,李天伟,乔雪娇,张永亮. 一种煤层气水平井滑动丢手装置（ZL ********5286.2）,***1年6月8日授权

7. 哈尔恒·吐尔松,仇成龙,线远红,尹晓敏,王一兵,邹成龙,菜共先,李天伟,乔雪娇,张永亮. 一种煤层气水平井增产装置（ZL ***022347932.7）,***1年6月15日授权

8. 邹成龙,哈尔恒·吐尔松,尹晓敏,史永祥. 一种井下气液分离装置（ZL ***022329409.1），***1年8月10日授权

9. 邹成龙,李雄,吴辉,线远红. 一种煤层气井筛管冲洗装置（ZL ***022364164.6）, ***1年8月6日授权

（三）软件著作权：

1. 大倾角煤层压裂模拟软件V1.0，登记号***1SR0265659

2. 开发过程中煤储层渗透率动态变化系统V1.0，登记号2017SR599689

（四）行业标准：

1. 张毅、刘蒙蒙、陈东、刘富. 煤层气大倾角顺煤层井钻井设计规范（NB/T 10893-***1）

（五）专著：

1. 李瑞明,陈东,汤达祯等编著. 准噶尔盆地南缘煤层气资源与勘查开发技术,石油工业出版社,***3年1月.

李瑞明,杨曙光,张国庆等编著. 新疆煤层气资源勘查开发及关键技术,中国地质大学出版 社，***0年12月.

3. 杨曙光,李瑞明,汤达祯,严德天,黄涛,王刚,陶树,伏海蛟等编著. 准噶尔盆地南缘中低煤阶煤层气成藏地质及有利区评价,中国地质大学出版社,***0年8月.

（六）主要发表论文情况：

1. Shu Tao, Shida Chen, Dazhen Tang, Xu Zhao, Hao Xu, Song Li.Material composition, pore structure and adsorption capacity of low-rank coals around the first coalification jump: A case of eastern Junggar Basin,China[J].Fuel.2018.1

2. Shu Tao, Xu Zhao, Dazhen Tang, Chunmiao Deng, Qin Meng, Yi Cui. A model for characterizing the continuous distribution of gas storing space in low-rank coals[J].Fuel.2018.12

3. Haijiao Fu, Detian Yan, Xianbo Su, et al. Biodegradation of early thermogenic gas and generation of secondary microbial gas in the Tieliekedong region of the northern Tarim Basin, NW China[J]. International Journal of Coal Geology, ***2, 261:104075.

4. Yeuguo Li, Haijiao Fu, Xianbo Su, Detian Yan, et al. Effects of Simulated Surface Freshwater Environment on In situ Microorgannisms and Their Methanogenesis after Tectonic Uplift of a Deep Seam[J]. International Journal of Coal Geology, ***2, 257:104014.

5. Haijiao Fu, Dazhen Tang, Hao Xu, Ting Xu, Baoli Chen, Peng Hu, Zhenyong Yin, Peng Wu, Guangjun He. Geological characteristics and CBM exploration potential evaluation: A case study in the middle of the southern Junggar Basin, NW China[J], Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2016, 557-570.

6. 杨曙光,伏海蛟,王刚等. 准南地区煤层气选区评价体系及有利区预测[J].新疆地质,***1,39(2):292-296.

7. 许婷,伏海蛟,马英哲,陈宝利,浮昀.准噶尔盆地东南缘煤层气勘探目标优选[J].特种油气藏,2017, 24(02):18-23.

8. Shu Tao, Zhejun Pan, Shuling Tang, Shida Chen. Current status and geological conditions for the applicability of CBM drilling technologies in China: A review [J]. International Journal of Coal Geology, 2019,***: 95-108.

9. Chen, S.D., Tang, D.Z., Tao, S., Xu, H, Li, S., Zhao, J.L., Ren, P.F., Fu, H.J., 2017. Insitu stress measurements and stress distribution characteristics of coal reservoirs in major coalfields in China: implication for coalbed methane (CBM) development[J]. International Journal of Coal Geology 182, 66–84.

10. Haijiao Fu*, Yan D, Yang S, Wang X, Zhang Z, Sun M. Characteristics of in situ stress and its influence on coalbed methane development: A case study in the eastern part of the southern Junggar Basin, NW China. Energy Science Engineering. 2019;00:1–15.

11. 武男,陈东,孙斌,聂志宏,刘莹,闫霞. 基于分类方法的煤层气井压裂开发效果评价研究[J]. 煤炭学报, 2018.

12. 黄红星,傅雪海,赵增平,陈东,彭宏钊. 准噶尔盆地南缘急倾斜储层煤层气多层合采产出模拟研究[J]. 煤炭科学技术,***2.

13. 王洪利,张遂安,陈东,黄红星,赵增平.阜康白杨河矿区大倾角厚煤层剩余含气量动态分布特征[J]. 新疆石油地质, ***0.

14. Zhao Yunxiang, Guo Dali,Chen Dong,Pu Xiao.Three-dimensional fracture Propagation model and simulation study of CBM wells[J]. Earth and Environmental Science, 2018.

15. 李瑞明,周梓欣.新疆煤层气产业发展现状与思考[J].煤田地质与勘探,***2,50(03):23-29.

16. Junqiang Kang, Xuehai Fu, Shun, Liang, Furong Zhou, Yushou Li. Experimental study of changes in fractures and permeability during nitrogen injection and sealing of low-rank coal [J]. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2018, 57: 21-30.

17. Ming Cheng, Xuehai Fu, Junqiang Kang. Compressibility of Different Pore and Fracture Structures and Its Relationship with Heterogeneity and Minerals in Low-Rank Coal Reservoirs: An Experimental Study Based on Nuclear Magnetic Resonance and Micro-CT[J]. Energy & Fuels, ***0.

18. 周梓欣,王一兵,崔德广,李瑞明.准南煤田东段煤层气开发钻完井技术现状及发展方向[J].中国煤层气,***2,19(1):3-7.

19. 张相,王刚,杨曙光.新疆地区低煤阶煤层孔隙特征实验评价研究[J].中国煤层气,***1,18(3):15-18.

20. Chen Dong,Guo Zixi, Huang Hongxing, Sun Bin, Lu Han, Zhu Weiping.Triaxial test of coal-rock under effective confining pressure[J]. Materials Science and Engineering, 2019.

21. 张毅,陈东,邓钧耀,张慧,胡千红,王鼎. 煤层气低温早强低密度水泥浆体系研究[J]. 硅酸盐通报, 2019.

22. 蒲晓,郭大立,陈东,赵云祥,张舒.大倾角煤层地应力及破裂压力研究[J]. 煤炭技术, 2018.

23. 陈东,赵运祥,郭大立,李铁军,蒲晓.基于测井资料计算煤层破裂压力[J]. 煤炭技术, 2019.

24. 张毅,陈东,张慧,刘蒙蒙,刘富,魏凯.钻井液滤失对煤岩井壁稳定性的影响[J].煤矿安全,***1.

25. 周梓欣,张伟.准噶尔盆地南缘煤层气地质研究及技术进展[J].中国煤层气,***2,(4):8-12.

26. Zhenzhi Wang, Jienan Pan, Quanlin Hou, Qinghe Niu, Jijun Tian, Haichao Wang, Xuehai Fu. Changes in the anisotropic permeability of low-rank coal under varying effective stress in Fukang mining area, China[J]. Fuel, 2018.

27. Tianran Ma, Hao Xu, Chaobin Guo, Xuehai Fu, Weiqun Liu, Rui Yang. A Discrete Fracture Modeling Approach for Analysis of Coalbed Methane and Water Flow in a Fractured Coal Reservoir[J]. Geofluids, ***0.

28. 檀朝东,蔡振华,邓涵文,刘世界,秦鹏,王一兵,宋文容. 基于强化学习的煤层气井螺杆泵排采参数智能决策[J].石油钻采工艺,***0.

29. 王一兵,王诗棋,线远红,尹晓敏,闫伟.阜康西部四工河煤层气油管腐蚀现状、特征及对策[J].石化技术,***1.

30. 宋文容,王一兵,范龙江. 煤层气排采控制技术研究现状与发展趋势[J].数码设计,***0,164-165.

31. 崔德广,姜春露.新疆阜康白杨河矿区产气量、产水量与流体势的关系[J].中国煤层气. 2017,14(03):21-23.

32. 王刚,杨曙光,张娜,舒坤.新疆低煤阶煤层气的特殊地质条件及研究方向[J].中国煤层气,2016,13(4):7-10.

33. 张娜;伏海蛟;刘玲;杨曙光;王刚;李跃国;王佳伟;杨昊宇.米泉低阶煤煤层气中CO2异常赋存特征与成因[J].新疆地质. ***3,41(02)：240-245.

34. 陈东,张毅,邓钧耀,张慧,刘富.纳米粒子控制膨润土基钻井泥浆性能研究[J].当代化工,***1.

35. 胡永,韦波,武鸿飞,李鑫. 大倾角储层合层排采储层差异对煤层气井产能的影响[J].中国石油和化工标准与质量. ***3,43(12):48-51.

六、客观评价

科学技术成果评价结论：

中科合创（北京）科技成果评价中心组织国内相关专家对“新疆大倾角厚煤层中低阶煤层气开发关键技术与工业化应用”进行了科学技术成果评价，认为项目“整体达到国际先进水平，其中中低阶煤、大倾角、多厚碎软煤储层煤层气勘探开发理论达到国际领先水平”。

查新结论：

中国科学院兰州查新咨询中心的查新结论是“经对相关文献进行比较分析，除本项目成果外，在国内外公开文献中未见与本项目创新点和关键技术相同报道”。

七、完成人合作关系说明

为攻关制约新疆大倾角、多厚煤层、浅部火烧独特地质特点的煤层气地质和开发技术难题，推动新疆煤层气规模开发利用，新疆煤田地质局联合中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司、新疆科林思德新能源有限责任公司、中国地质大学（北京）、中国地质大学（武汉）等单位，组成“产、学、研、用”联合攻关团队，通过国家“十三五”科技重大专项《新疆准噶尔、三塘湖盆地中低煤阶煤层气资源与开发技术》和自治区重大科技专项项目及地勘基金项目综合攻关，历时6年，揭示了新疆地区复杂地质背景下煤层气富集规律，建立了4类煤层气富集成藏模式，构建了地质选区综合评价方法，针对浅部重点勘查开发区域研发出了中低阶煤、大倾角、多厚碎软煤储层煤层气开发关键技术，研发出了中深部中低阶煤煤层气地质-工程一体化的高效开发技术，攻克了关键技术难题，取得了重大技术创新，推动了新疆煤层气规模化开发利用。

公示时间***3年8月15日至***3年8月22日。

公示期间如有异议，请联系局地质科技处和纪检监察部门。

地质科技处联系人：雷国明 0991-4856906

纪检监察部门联系人：毕娟 13899889649