煤层气开采技术应用现状及其改进措施研究

张云开

摘 要：煤层气又俗称煤层甲烷，是指那些存在于煤层中以甲烷为主体，加上一些游离在煤孔中或溶于水蒸气中烷烃的混合气体。煤层气属于一种非常规的天然气体，但具有很多的用途。煤层气的热值高，可以做很好燃料，而且不会产生有害气体。在民用燃料、汽车燃料、工业燃料上，都可以广泛地使用，是一种良好的清洁能源。在化学上可以用煤层气合成氨，用于其他化学品的合成，方便人们的生活。它是近几十年新掘的优质能源和化工原料。充分、科学地利用煤层气，不仅可以在带来巨大的经济效益，还可以保护环境，净化空气。但如果没有利用好煤层气，直接释放到空气中，遇到明火时，会很容易在空中爆炸。一般在采煤前都会先开采煤层气。所以要发挥煤层气的最大效益，充分利用煤层气，提高煤层气的开采技术，优化开采措施。

关键词：煤层气开采；技术应用现状；改进措施研究

近些年来，经专家的测量，理论上得出我国部分煤层气的变化范围在6.7%到76.5%左右，而平均起来却少得可怜，只有27%左右，这是煤层气开采出现的一个严重现象。那么为什么会出现这种问题呢？就要从煤矿的储存特征和煤层气的开采技术来找原因了。总观我国煤矿地区的储煤层的现状，不难发现“三低”是普遍特征。表现为煤層中含气饱和度低，继而引起煤层的渗透率降低，出现低储层压力。接着，就该说煤层的开采技术了，主要有起稳定作用的钻井完井技术；提高渗透率、强化增产措施；降低储层压力的井网布置；解决气流不顺的排采工艺。这些技术都有各的优缺点及适用条件，要合理使用，做到经济效益最大化。

1技术应用现状

1.1原有技术应用

钻井是煤层气开采的一步，根据地质条件和储层特征来确定用哪种钻井工艺。如在低渗、低压、有水的稳定坚硬煤层，常采用回转-冲击式钻井工艺，成本低、速度快。尽管降低了成本，但钻井成本仍占整个煤层开采成本的大部分。除了成本问题外，还有就是污染问题。在使用具有较大优势的欠平衡钻井技术时，钻井液的选择确实一个大问题。通常深层煤层用水泥做钻井液，但一定要科学操作，防止污染。在降低储层压力上，一般采用水力压裂技术。当煤层遇水时，进行水力压裂后，渗透率降低，选取的压裂液会因此停在煤层中，易造成煤层污染。在提高采收率上，都是注入二氧化碳，不仅制造费用高，而且气体还会返回地面，产生温室效应。这些应用技术都存在一定经济、环境问题，需要采取一定的改进措施。

1.2引进技术应用

在世界各国都在进行煤层开采，都有着自己独特的开采技术。我国在探究煤层开采技术过程中，不但要改进自己的不足，而且也积极借鉴外国开采技术。但在这些技术的引进中，也是出现不少的问题。例如在国外煤层开采技术中，应用较多的就是垂直井技术。但在我国的煤层开采技术中，这种技术却并不适用。我国储煤层的普遍特征是低含气饱和度、低渗透率、低储存压力。采用这种技术，虽然成本低，但容易造成洞穴的坍塌，引起安全问题，后期的修复成本也会很高。这样一算，得不偿失，我们就要适当的舍弃。适合我国煤层气开采的技术也不是太多。

2改进措施研究

2.1开采技术的优化

每种开采技术都有一定的局限性，受煤储层特点的限制。如果单纯地用一种开采技术来开采煤层气，不仅不能满足增产的要求，还造成资源的浪费，实在不划算。所以，我们可以采用多种技术综合应用于煤层气的开采。例如，现在刚兴起的一种新型钻井完井技术——URRS（超短半径径向水平井技术），其采用特殊的高压水射流破岩技术，在短时间、短距离内使井筒从垂直转向水平。这种技术就是套管压裂井与多分支水平的结合产生的，是一种过渡型技术。它的优点在于克服了水力压裂过程的许多缺点，提高了煤层的导流能力，成功率是较高的。在煤层裂压方面，也有许多新技术产生，大大提高了煤层开采的速率。

2.2增产技术的优化

开采技术的提高，就是想间接增大煤层气的产量。当然，也可以想增大煤层产量还可以通过其他的方式，比如，提高采收率、渗透性等等。在提高采收率时， 不再选择注入二氧化碳，而是加入固氮酶，将煤层中的氮气快速转为氨气。煤块对氨气的吸附性很强，不会产生环境污染。但也有不利的方面，就是氨气的味道太刺激，对人体健康会产生一些危害，要注意量的使用。在提高煤层气渗透性时，设计出“虚拟产层”的技术。把煤层顶层当或底板设想为“虚拟产层”，通过裂压煤层的围岩使煤层气顺着裂隙逐渐渗流到井筒，然后再抽出地表。这种技术能达到更好的裂压效果和更高的渗透性。但要考虑它的使用条件和可行力度。想提高煤层气的产量，可以从多个方面入手，但一定要进行实践，切不可盲目推广。

3结束语

传统开采技术，安全系数高，成本昂贵，很难维持我国煤层气开采的良好前景。这就需要我们改进传统開采技术中的缺点，在我国的煤层气储存特点和储存地势基础上，结合国外先进技术，开发出具有自己特色的煤层气开采技术。做到开采出的煤层气量大，利用率高，最大地造福百姓的生活。

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