DZ∕T 0378-2021 煤层气资源评价规范[地质矿产].pdf

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1、ICS 75.060CCS E 24中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T 03782021煤层气资源评价规范Assessment specification of coalbed methane resources2021-08-19 发布2021-11-01 实施他软K感让 拈重询e Un3-15.手机.谭:W434I3IS 刮涂层查真伪中华人民共和国自然资源部 发布DZ/T 03782021目 次前言.山1范围.12规范性引用文件.k.13术语和定义.14总则.24.1目的.24.2任务.24.3 评价层次.24.4评价方法、工作流程与资源量汇总.34.5 基本要求.35煤层气资源评价.

2、35.1资料收集整理.35.2 地质条件分析.45.3 评价方法选择.55.4 评价参数确定与资源量计算.65.5 综合评价分析.86煤层气资源评价成果编制.96.1 图表编制.96.2文字报告编写.107质量检查与成果验收.107.1 质量检查.107.2 成果验收.10附录A(规范性)煤层气资源量评价参数、计量单位及取值有效位数.12附录B(规范性)煤层气资源评价报告提纲.14参考文献.15IDZ/T 03782021-XZ-.-J刖 a本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国自然

3、资源与国土空间规划标准化技术委员会(SAC/TC 93)归口。本文件起草单位:中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司、中石油煤层气有限责任公司、自然资 源部油气资源战略研究中心。本文件主要起草人:门相勇、肖芝华、闫霞、郭广山、林文姬、李明宅、聂志宏、刘莹、陈雨激。inDZ/T 03782021煤层气资源评价规范1范围本文件规定了煤层气资源评价工作的目的任务、评价层次、评价方法、工作流程与资源量汇总、成果 编制、质量检查和成果验收等技术要求。本文件适用于地面开采的煤层气资源评价工作,也适用于煤层气的资源量计算、煤层气资源分类、煤 层气资源综合评价及研究报告编写。以煤层气资源评价为目的的地质研究工

4、作可参考执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本 文件。GB/T 2122008煤的工业分析方法GB/T 2172008煤的真相对密度测定方法GB/T 136102020GB/T 195592008GB/T 195602008GB/T 232502009DZ/T 02152020DZ/T 02162020NB/T 100102014NB/T 100142014SY/T 54812009SY/T 56152004天然气的组成分析气相色谱

5、法煤层气含量测定方法煤的高压等温吸附试验方法煤层瓦斯含量井下直接测定方法矿产地质勘查规范煤煤层气储量估算规范煤层气地震勘探资料采集规范煤层气井多级流量注入/压降试井技术规范 地震勘探资料解释技术规程石油天然气地质编图规范及图式SY 69232019煤层气录井安全技术规范SY 69242019煤层气测井安全技术规范 3术语和定义下列术语和定义适用本文件。3.1煤层气 coalbed methane赋存于煤层中、以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于 煤层水中的煌类气体。来源:GB/T 291192012,3.11DZ/T 037820213.2煤层含气量 coa

6、lbed gas content在标准状态下单位质量煤中所含气体的体积量。3.3煤层气资源量 geological resources of coalbed methane根据一定的地质和勘查工程估算的赋存于煤层中的煤层气总量。3.4煤层气资源丰度 resources abundance of coalbed methane在特定的地质单元中,单位面积内的煤层气资源量。4总则4.1目的了解评价区煤层分布及煤层气基本地质特征,确定煤层气勘查目标,评价煤层气资源的总量、品质和 可靠程度,为提交煤层气地质储量奠定基础,同时为煤层气勘探开发远景规划提供依据。4.2 任务4.2.1系统收集、整理评价区内

7、已有煤炭、煤层气和油气等勘查工作成果和研究资料,对区域构造特征、地层及煤层分布状况、煤储层特征等地质条件进行分析和研究,编制煤层气资源评价所需的基础图件。4.2.2针对不同计算单元的地质特征和勘探程度,确定评价方法和参数,对评价区内的煤层气资源量进 行计算或估算,评价煤层气资源的勘探开发前景。4.3评价层次4.3.1大区依据煤炭资源的分布状况,参考常规油气资源划分的原则和已发布的全国油气资源评价报告,煤层 气资源在全国范围内划分为5个大区,分别为东部区、中部区、西部区、南方区和青藏区。4.3.2 含气盆地在大区内,依据主要聚煤作用差异、区域构造变形特征、煤层气赋存特征和地域上的邻近关系等划分

8、含气盆地。4.3.3含气区带在含气盆地内,依据盆地构造单元区划,结合煤层气成藏富集的特殊性,划分含气区带。4.3.4计算单元在含气区带内,依据地质体的相对独立性、非均质性以及煤储层参数在纵向上的差异性和平面上的 分区性,结合矿权边界,划分计算单元。计算单元为煤层气资源评价的最小层次。2DZ/T 037820214.4评价方法、工作流程与资源量汇总4.4.1评价方法根据勘探程度和资料丰富程度,采用体积法、类比法等方法进行评价。4.4.2 工作流程煤层气资源评价工作流程主要包括:资料收集整理、地质条件分析、评价方法选择、评价参数确定与 资源量计算、综合评价分析等。4.4.3 资源量汇总采用逐级汇总

9、的原则,首先评价出计算单元的煤层气资源量,然后汇总得到含气区带、含气盆地的煤 层气资源量,进一步汇总得到大区、全国的煤层气资源量。4.5基本要求4.5.1煤层气资源评价工作应独立编写设计、提交资料报告。4.5.2煤层气资源评价的勘查工程应覆盖整个评价区,所取得的相关参数具有可靠性、代表性和一致 性,数据质量达到各专业技术规范的质量要求。4.5.3煤层气资源评价应在深化煤层气地质条件认识的基础上,计算煤层气资源量,同时做好质量控制。5煤层气资源评价5.1资料收集整理5.1.1区域地质资料应收集的区域地质资料包括:a)区域自然地理资料(包括地理位置、地形、气候、河流、地震、交通、工农业、自然资源等

10、);b)区域地质资料及成果(包括岩石、地层、构造、水文地质、矿产及地壳运动和发展历史等);c)水文地质调查资料(包括地下水资源概况,含水层的岩性及埋藏分布,地下水的成因、类型、补径 排条件、水质水量分布情况、水文地质单元划分等);d)邻区相关生产资料(包括邻区煤层气资源、勘探开发概况、排采现状、产气产水数据等);e)煤田勘查报告及图件(包括不同勘查阶段编写的煤田地质勘查报告、勘查总结报告及图件等);f)煤矿开采资料(包括矿井开拓及开采设计、采区巷道布置、矿井储量、生产能力和服务年限等)。5.1.2地球物理资料应充分收集利用评价区内重力、磁法、电法和地震解释成果等资料,用以分析构造断裂特征、地层

11、分 布、煤层埋深等,预测煤层厚度变化趋势、构造断裂作用及顶底板条件等对煤层气富集成藏的控制作用。解释成果资料按照SY/T 56152004,SY/T 54812009和NB/T 100102014等要求执行。5.1.3钻井资料 5.1.3.1地质录井资料地质录井包括岩屑录井、钻时录井、岩芯(煤芯)录井、气测录井等。成果资料有地质综合录井图、岩 3DZ/T 03782021芯(煤芯)录井图、气测综合录井图等。录井成果资料按照SY 69232019要求执行。5.1.3,2测井资料一般采用常规测井系列,包括深侧向、浅侧向、微球聚焦、补偿密度、补偿中子、补偿声波、自然电位、自然伽马、双井径;特殊测井系

12、列包括声波成像测井、电阻率成像测井、核磁共振成像测井等。测井成果资料按照SY 6924-2019要求执行。5.1.3,3试井资料目前煤层气井试井资料通常使用注入压降试井方式获取。试井成果资料按照NB/T 100142014要求执行。5.1.4分析测试资料分析测试项目主要有岩芯描述、视密度、显微组分、工业分析、元素分析、镜质体反射率、气体组分、含 气量、等温吸附测试等(见表1)。分析测试数据资料应按照GB/T 2122008,GB/T 2172008、GB/T 136102020,GB/T 195592008、GB/T 195602008,GB/T 232502009 要求执行。表1分析测试项目

13、汇总项目结果与用途岩芯描述获取煤的厚度及亮度、条带、割理密度、矿物充填特点等,用于了解宏观煤岩特征及煤体结构视密度20 C时煤(含孔隙)的质量与同温度同体积水的质量之比,是计算煤、煤层气资源/储量的重要参数 之一显微组分显微镜下可辨认的煤的有机成分,可获取镜质组、惰质组、壳质组、矿物质含量以及各种煤岩组分类 型间的空间关系方面的信息。能定性反映含气量和渗透率的差异工业分析提供煤中灰分、水分、固定碳和挥发分的比例。用来校正含气量和吸附等温线,确定煤的成熟度,评 价煤质元素分析确定氧、碳、氢、硫和氮的比例。主要用来评价煤的成熟度镜质体反射率确定镜质体的反射光强度对垂直入射光强度的比例。主要用来确定

14、煤的成熟度(煤阶)气体组分确定出解吸附气中CH八CC)2、N2、C2H6的比例。用来确定气体纯度含气量提供吸附气、残余气和漏失气的体积总量。这三者体积之和给定了煤层的含气量等温吸附测试在恒定温度下,用压力一体积的函数来描述能被吸附到表面的气体体积。描述一个煤层能够贮存多 少气体,以及这些气体被释放的速度5.2地质 条件分析5.2.1资料分析依据煤田勘查、油气勘探、煤层气勘查资料以及煤炭生产现状具体分析,确定评价区的勘探程度。5.2.2 图件分析在资料收集、整理和分析的基础上,编制研究区内煤层气资源评价所需的基础图件,如煤层构造图、4DZ/T 03782021煤层埋深图、煤层厚度图、煤层对比剖面

15、图、煤层含气量图、煤层等温吸附曲线图等。5.2.3 地质分析分析并评价研究区内的区域构造特征、沉积特征、地层及煤层分布特征,煤岩煤质特征、煤储层特征(孔隙度、渗透率、含气性、温度、压力等),煤层顶底板岩性特征及水文地质特征等。5.2.4 综合评价对煤层气地质条件进行综合评价和风险分析,为评价方法和关键参数选取提供地质依据。5.3 评价方法选择5.3.1计算方法选择根据煤层气和煤炭地质勘查程度不同,选择不同的资源量计算方法。达到煤炭普查阶段及以上,即现有地质资料丰富程度较高且能够满足要求,采用体积法;如资料不能 满足要求,可以参照邻区地质条件,采用类比法。5.3.2 体积法体积法是煤层气资源量计

16、算的基本方法,适用于煤层气勘查不同阶段资源量的计算,其精度取决于 对气藏地质条件的认识,也取决于计算参数的精度。本文件主要采用体积法进行评价。根据煤炭储量或资源量数据的有无,分别采用下面两种评价方法。a)在计算单元内获得煤炭储量或资源量数据时,采用公式(D计算煤层气资源量:G=QCad.(1)式中:G,煤层气资源量,单位为亿立方米(IOn?);Q煤炭储量或资源量,单位为亿吨t);Cad 煤的空气干燥基含气量,单位为立方米每吨(m3/t)。b)在计算单元内尚未获得煤炭储量或资源量数据时,采用公式(2)或公式(3)计算:G=O.OlA/iDCad (2)或 G;=0.OlAhDC.(3)Cad=C

17、daf(l-Mad-Ad)(4)式中:Gj煤层气资源量,单位为亿立方米(IOm);A 煤层含气面积,单位为平方千米(km?);h煤层有效厚度,单位为米(m);D煤的空气干燥基质量密度,单位为吨每立方米(t/n?);Cad煤的空气干燥基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);Ddaf煤的干燥无灰基质量密度,单位为吨每立方米(t/n?);Cdaf煤的干燥无灰基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);Mad煤中原煤基水分,数值以“%”表示;Ad 煤中灰分,数值以“%”表示。5DZ/T 037820215.3.3 类比法类比法主要利用与已开发煤层气田(或相似储层)的相关关系计算煤层气资源量。计算时应绘制出

18、 生产特性和资源量相关关系的典型曲线,以及资源量特征参数表,求得计算区可类比的资源量参数,再配 合其他方法进行资源量计算。类比内容主要是煤层埋深、厚度、煤岩、煤质、含气量、渗透率、储层压力、储层压力梯度等。5.4 评价参数确定与资源量计算5.4.1参数取值5.4.1.1煤层气资源量计算中的参数在选用时应详细比较它们的精度和代表性,进行综合选值,并在煤 层气资源评价报告中简述确定参数的依据。5.4,1.2各项参数、计量单位及取值有效位数见附录A的规定,计算中一律采用四舍五人进位法。5.4.1.3煤层气资源量应以温度20、压力0.101 MPa条件下的干燥体积单位表示。5.4.2评价参数确定5.4

19、.2.1含气面积含气面积是指煤层气资源评价区内的煤层分布面积。应在充分利用地质、钻井、测井、地震和煤样测 试等资料综合分析煤层分布的地质规律和几何形态的基础上确定地质边界,并综合必要的非地质边界,在钻井资料结合地震资料编制的煤层顶底板构造图上圈定。钻井和地震综合确定的煤层气藏边界,即断 层、尖灭、剥蚀等地质边界;煤层有效厚度下限边界;含气量下限边界和瓦斯风化带、自燃带、采空区边 界等。由于各种原因也可由矿权区边界、自然地理边界或人为煤层气资源量计算线等圈定。5.4.2.2煤层有效厚度煤层有效厚度是指扣除夹研层的煤层厚度,又称为净厚度。可利用取芯资料确定,也可利用煤层的 电性标准划分。煤层倾角小

20、于15时,可用煤层的视厚度计算;当煤层倾角大于15时,必须以煤层真厚度计算。煤层厚度的下限值为:单煤层厚度应大于0.5 m0.8 m(视含气量大小可做调整),夹肝层起扣厚度 为 0.1 m。最终取值可根据评价区厚度平面分布图,采用等值线面积权衡法计算确定。5.4.2.3煤质量密度煤质量密度分为真煤质量密度和视煤质量密度,在煤层气资源量计算中分别对应不同的含气量基 准。对于煤层气勘探阶段进行的煤层气资源评价可采用视煤质量密度。最终取值可根据评价区内所有煤样品测试值,采用算术平均值计算确定。5.4.2.4煤层含气量采用以下方法要求确定:a)采用干燥无灰基(dry ash-free basis)或空

21、气干燥基(air-dry basis)两种基准含气量近似计算 煤层气资源量,其换算关系可根据公式(5)计算:6DZ/T 03782021ClC/1MlA).式中:Cad 煤的空气干燥基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);C而一煤的干燥无灰基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);煤中原煤基水分,数值以“%”表示;Ad煤中灰分,数值以“%”表示。b)宜采用原煤基(raw coal basis)含气量计算煤层气资源量,以确保计算结果的准确性。原煤基含 气量需要在空气干燥基含气量的基础上进行平衡水分和平均灰分校正,采用公式(6)计算:Cc=CadAav)+(MadMeq).(6)式中:Cc煤的原煤基

22、含气量,单位为立方米每吨(n?/t);Cad-煤的空气干燥基含气量,单位为立方米每吨(n?/t);B-空气干燥基含气量与(灰分+水分)相关关系曲线斜率;Ad煤中灰分,数值以“%”表示;Md煤中原煤基水分,数值以“%”表示;Aav 煤的平均灰分,数值以“%”表示;Ms煤的平衡水分,数值以“%”表示。C)最终取值可根据评价区含气量平面分布图,采用等值线面积权衡法计算确定。d)煤层含气量测定值中应剔除含量超过10%的非燃类气体成分,具体参照DZ/T 0216-2020 执行。5.4.3煤层气资源量计算单元5.4.3.1计算单元在平面上一般称区块,同一区块应基本具有相同或相似的构造条件、储气条件和水动

23、 力系统等。5.4.3.2纵向上一般以单一煤层为计算单元,煤层相对集中的煤层组可合并为一个计算单元。5.4.3.3横向上以单一煤层底部或煤层组中部埋深线作为边界划分计算单元。5.4.3.4在计算单元中煤层风(氧)化带及其以浅的煤储层中一般不计算煤层气资源量,关于风(氧)化 带是否予以计算煤层气资源量的确定指标可参照DZ/T 0215-2020执行。5.4,3.5在评价计算过程中,可根据实际情况进一步划分出次一级计算单元。划分的原则是以地质边 界或人为技术边界为划分依据,例如构造线、煤厚突变线、煤阶变化线、煤层含气边界、井田或采区边界、预测区边界、网格边界、水平标高线、煤炭储量级别等。5.4.4

24、煤层气资源量计算边界 5.4.4.1煤层气资源量计算单元的边界,应由查明的煤层气藏的各类地质边界(如断层线、地层变薄或 尖灭、剥蚀、采空区等)、含气量下限、有效厚度下限(0.5 m0.8m)、煤层风(氧)化带等边界确定(对煤 层组的情况可根据实际条件适当调整)。5.4.4.2若未查明地质边界,由于各种原因也可以非地质边界作为计算边界,如矿权区边界、自然地理 边界、人为划定的计算边界等。5.4.4.3煤层含气量下限值一般参照DZ/T 0216-2020执行,也可根据具体条件进行调整,如煤层厚 度不同时应适当调整。7DZ/T 037820215.5综合评价分析5.5.1煤层气资源分类主要从4个方面

25、对煤层气资源进行分类。a)按规模大小分为4类,见表2。表2煤层气资源规模分类类另IJ资源规模 108 m3I类(特大型)3 000口类(大型)3003 000in类(中型)30 300N类(小型)3,0中丰度1.03.0低丰度1.9中0.7-1.9低 1 200中深层8001 200浅层55010503001 00050150正常一超压50褐煤一长焰煤1030410正常30气煤一无烟煤2520410301 0001 500300.1-130正常褐煤一长焰煤510245001 000510欠压20气煤一无烟煤21 500200.120欠压褐煤一长焰煤51 0005欠压6煤层气资源评价成果编制 6

26、.1图表编制 6.1.1图件编制图件编制执行SY/T 56152014要求,主要图件包括:a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)交通地理位置图;区域地质图;地质剖面图;综合柱状图;煤层对比剖面图;煤层底板标高等值线图;煤层埋深等值线图;煤层厚度等值线图;煤层含气量等值线图;镜质体反射率等值线图;9DZ/T 03782021k)煤层气资源丰度等值线图;1)煤层气资源综合评价图。6.1.2数据表编制可根据评价区勘探程度及分析测试工作量具体确定,主要成果数据表包括:a)勘查工程工作量统计表;b)煤层(煤体结构)基本数据表;c)分析测试数据统计表;d)煤岩煤质分析数据表;e)煤储层物性分布数据表;f

27、)煤层含气量分析数据表;g)煤层气组分分析数据表;h)试气成果数据表;i)地层水性质分布数据表;j)煤层气资源量计算表;k)煤层气资源评价汇总表。6.2 文字报告编写6.2.1报告要求文字报告编写要求包括:a)报告各章节应紧紧围绕目标任务,归纳总结出调查所获得的主要进展、成果与认识;b)附图、附表及综合性插图、照片应能说明问题,并紧密配合报告文字叙述;c)结论应恰当,与实际调查资料无矛盾;d)如实反映存在的问题,并提出下一步工作建议。6.2.2报告内容根据研究成果编写文字报告,煤层气资源评价报告提纲见附录B。7质量检查与成果验收7.1质量检查项目评价过程中应定期组织相关专家进行质量检查。质量检

28、查可划分为3级:项目组、项目承担单位和项目主管部门。根据检查的内容不同,可分为项目 组的自检互检、由项目承担单位或上级主管部门组织的中期检查和年度成果资料检查以及最终由上级主 管部门组织的项目成果验收等。7.2 成果验收7.2.1成果资料要求成果资料要求包括:a)成果报告及附图、附表的内容应完整、准确;10DZ/T 03782021b)成果报告正文及附图、附件应编有页码及编号,并与报告目录中出现的章节页码及编号一致;c)成果报告及附图上应有各级有关领导、技术负责人、编写人(或编制人)的签名盖章,如需修改,应由报告编写人在修改处盖章;d)成果报告及其附件的装订应符合要求,成果报告规格为A4(29

29、7 mmX21O mm),附图、附表规 格为 A3(420 mmX297 mm)。7.2.2验收要求评价工作结束后,应由项目主管部门组织相关专家召开专家审查会进行最终验收,一般要求如下:a)验收专家组应根据项目(课题)技术设计书(包括经上级批准的修正设计文件)、任务书、合同书、本文件及其他有关规范和规程进行最终成果验收;b)验收专家组应提出验收意见书;c)项目组应根据验收意见书中所提出的问题,及时修改完善成果报告。11DZ/T 03782021附录A(规范性)煤层气资源量评价参数、计量单位及取值有效位数表A.1给出了煤层气资源量评价参数、计量单位及取值有效位数。表A.1煤层气资源量评价参数、计

30、量单位及取值有效位数参 数计量单位取值有效位数名 称符号名 称符号煤层气资源量Gi亿立方米IO8 m3小数点后2位煤层含气面积A平方千米km2小数点后1位煤层有效厚度h米m小数点后1位煤炭储量或资源量Q亿吨IO8 t小数点后2位煤的原煤基含气量Cc立方米每吨m3/t小数点后1位煤的空气干燥基含气量Cad立方米每吨m3/t小数点后1位煤的干燥无灰基含气量Cdaf立方米每吨m3/t小数点后1位煤储层原始含气量Ci立方米每吨m3/t小数点后1位煤层气井废弃时的煤层含气量Ca立方米每吨m3/t小数点后1位煤的空气干燥基质量密度D吨每立方米t/m3小数点后2位煤的干燥无灰基质量密度daf吨每立方米t/m

31、3小数点后2位煤的空气干燥基灰分Aad%小数点后2位煤的干燥无灰基灰分A daf%小数点后2位煤中灰分Ad一%小数点后2位煤的平均灰分4v一%小数点后2位煤层气可采系数R一%小数点后1位煤的镜质体反射率Ro一%小数点后2位煤层埋深H米m小数点后1位渗透率k毫达西mDa小数点后2位煤中原煤基水分Mad%小数点后2位煤的干燥无灰基水分Mdaf一%小数点后2位煤的平衡水分Meq一%小数点后2位原始储层压力P兆帕斯卡1MPa小数点后2位废弃储层压力Pa兆帕斯卡1MPa小数点后2位兰氏压力Pl兆帕斯卡1MPa小数点后2位兰氏体积vL立方米m3小数点后2位12DZ/T 03782021表A.1煤层气资源量

32、评价参数、计量单位及取值有效位数(续)参 数计量单位取值有效位数名 称符号名 称符号临界解吸压力Pd兆帕斯卡二MPa小数点后2位地层倾角a度()小数点后1位空气干燥基含气量与(灰分+水分)相关关系曲线斜率B1小数点后2位含气饱和度s g一%小数点后1位储层温度T摄氏度整数a 1 mD=lX10-3 血。13DZ/T 03782021附录B(规范性)煤层气资源评价报告提纲1-1_1刖百1.1 任务来源1.2 评价区位置与矿权设置1.3 勘查程度2区域地质概况2.1区域构造2.2区域地层2.3区域水文地质3评价区地质背景3.1 评价区构造3.2 评价区地层3.3评价区水文地质3.4评价区煤层气分布

33、4煤层分布及煤岩煤质特征4.1煤层分布特征4.2煤岩煤质特征4.3煤变质程度4.4煤层顶底板特征5煤层含气性及物性特征5.1煤层含气特征5.2 煤岩等温吸附特征5.3 储层物性特征6煤层气资源量计算6.1资源评价关键参数6.2 资源评价方法6.3 资源量计算结果7煤层气综合评价7.1 资源类别与可靠性评价7.2可采性评价7.3地质综合评价8存在的问题及建议附图附表14DZ/T 03782021参考文献12 E4GB/T 17766-2020GB/T 19492-2020GB/T 29119-2012DZ/T 0250-2010固体矿产资源储量分类 油气矿产资源储量分类 煤层气资源勘查技术规范 煤层气钻井作业规范15

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