论文部分内容阅读
摘要：煤层气是一种洁净高效的新能源，其开采不仅带来巨大的经济效益，还可消除采煤隐患，保护大气环境。世界上已经形成开发煤层气热潮。我国煤层气能源丰富，也已经把煤层气开发列为能源开发重点。但是，煤层气开发对环境的不利影响方面的研究还处于初级阶段，尚不成熟，即使发达国家也是如此。煤层气开发环境影响的研究已势在必行。有关专家一直从事这方面的研究，通过实地调查发现，煤层气的开发及开采各阶段都对环境有不同程度的影响。主要分为钻井，完井，煤层压裂，采气等几个阶段。这几个阶段都对环境有影响。
关键词：煤层气；钻井环境影响；完井环境影响；煤层压裂环境影响；疏水降压环境影响；试井环境影响
第一章：综述
一 煤层气开采行业概况
煤层气也叫矿井瓦斯，它是煤炭形成过程中的伴生物，主要成分是随煤炭赋存于煤层中的甲烷气体，在采煤过程中常作为有害气体采用通风的方式排放到大气环境中。煤矿瓦斯自有采煤业以来就为世人所熟知，被视为一种对煤矿安全构成重大威胁的可怕气体。我国是一个煤炭资源较丰富的大国，其资源量位于世界前列，煤层气十分丰富。为此，有关专家自1992年以来，一直从事这方面的研究工作，通过实地调查发现，煤层气在勘探，开采，生产过程中会对大气、水以及周围土壤和植被产生一系列不利的影响。其地面开发一般可划分为：钻井、完井、煤层压裂、采气四个阶段，这四个阶段都对环境都有很大的影响。
所以要研究煤层气开采对环境的影响并正确权衡能源效应与环境负效应之间的轻重，从而制定出合理的开采计划以及规章制度，达到经济与环境协调发展。
第二章 环境影响工程分析
煤层气开发过程一般有这样几个阶段：钻井，完井，煤层压裂，疏水降压和试井。这几个阶段都对环境有不同程度的影响。
一 钻井过程对环境的影响
从总体上来讲，钻井对环境的影响主要有这几方面：占压土地，污染地表环境，机械振动及噪声，对地下水、煤层、岩层的污染。
为使施工和操作方便，在安装钻机前首先要进行道路及钻机场地的修整，加上材料堆放场地，水处理池或泥浆池占地面积可达数百平方米，占压大量土地；在钻井过程中，必须把孔内的岩粉清洗出孔外，这些岩粉一则污染大气，二则污染土壤，如果岩粉漂落在植物叶片上，可导致植物生长缓慢、枯萎、甚至死亡；这种污染还将通过断层、溶洞、裂隙孔隙以及地下水径流会扩散到钻孔以外更远的地方，从而引起大范围的污染。特别是化学泥浆，有可能使地下水或煤岩层中含有有毒有害物质，影响其以后的使用价值。此外，在钻井过程中，机械振动和噪声也是相当大的(大于95 dB)，并且是昼夜不停。这会给现场操作的工人，以及附近的居民和养殖业带来危害。
二 完井过程对环境的影响
完井是指钻孔钻至目标煤层后，必须采取一系列的技术措施，使井筒与煤层以及煤层裂隙(天然的或人工的)或割理建立有效的连通方式，能使解吸的煤层气顺利地进人井筒这样一个过程。完井的方式有多种，但是对煤层具有污染作用的是射孔完井所采用的子弹、鱼雷弹、聚能弹。前两种射孔弹一是容易引起煤层瓦斯爆炸；二是彈道周围的煤炭容易焦化，使之失去利用价值；三是弹片残留在煤层中以及弹药产生的高温和有害气体污染煤层。聚能弹对煤层的污染主要是聚能弹所释放的化学物质。
三 煤层压裂对环境的影响
为提高煤层的透气率，使煤层气得到充分的解吸，并顺利地流人气井，在完井后常常要对煤层进行压裂处理，压裂的方法有用清水或化学胶体作为压裂剂，用石英沙作为支撑剂。压裂的范围少则几十米，多则上百米，在井筒周围的这个范围内，压裂剂特别是化学胶体压裂剂将会对煤层产生严重的污染，支撑剂石英沙因滞留在煤层中将会引起煤层的质量下降，降低煤的使用价值。
四 采气前处理对环境的影响
疏水降压对水压圈闭型的煤层气田，排出的水量往往很大，并且还含有大量的污染物(悬浮物、矿物质、盐类、低重度油类等)，如果排出水不做任何处理直接排人地表水体或用来浇灌农田，必然会对其产生污染，对地下水环境也产生巨大影响。在气井进人正式采气之前，煤层气的解吸量不大，不能形成稳定的合乎工业要求的气流，同时还要测定一些工业参数，常常要把气井内排出的煤层气排人大气环境，或者在井口处点火燃烧，这势必要影响到大气环境的质量。
结束语
煤层气是一种宝贵的资源,开发煤层气可以缩小能源供需的缺口,它有利于改善能源供给结构,可将燃气在能源消费构成中的比重由目前的不到3%提高到2010年的10% ,缓解能源紧张的局面。
然而，任何事物都是多面性的。煤层气的开采同样也有负面的环境效应，而这方面的关注度在整个社会上来讲还不是很高，呼吁人们在欢呼这种新能源的开发热潮的时候，也不要忘却其开采环境负效应。呼吁相关行业在挖掘这种新动力的开发潜力的时候，也不要忽略其开采环保措施。
参考资料：
[1] 潘红磊．国外煤层气采出水处理及综合利用方法．煤矿环境保护．第11卷第3期．1997．
[2] 李大民．浅谈地面钻孔开采煤层气的完井方法．中国煤田地质．第7卷第2期．1995．
[3] 叶汝陵，苏文叔．煤矿煤层气排放对大气的污染及对策．矿业安全与环保．
[4] 谢会斌等．环境统计．黑龙江科学技术出版社．
[5] 潘红磊．煤层气勘探开发和利用的环境影响分析．油气田环境保护．
[6]Ken Sinclair．Canadian coalbed methane“CBM”development opportunities[A ] In: Conference Documentation of International Investment Opportunities in Coalbed&Coalmine Methane [ C ] ．London, 2001．150-165．
methane reservoirs[ J ] ．International Journal of Coal Geology, 1998．27-45．
关键词：煤层气；钻井环境影响；完井环境影响；煤层压裂环境影响；疏水降压环境影响；试井环境影响
第一章：综述
一 煤层气开采行业概况
煤层气也叫矿井瓦斯，它是煤炭形成过程中的伴生物，主要成分是随煤炭赋存于煤层中的甲烷气体，在采煤过程中常作为有害气体采用通风的方式排放到大气环境中。煤矿瓦斯自有采煤业以来就为世人所熟知，被视为一种对煤矿安全构成重大威胁的可怕气体。我国是一个煤炭资源较丰富的大国，其资源量位于世界前列，煤层气十分丰富。为此，有关专家自1992年以来，一直从事这方面的研究工作，通过实地调查发现，煤层气在勘探，开采，生产过程中会对大气、水以及周围土壤和植被产生一系列不利的影响。其地面开发一般可划分为：钻井、完井、煤层压裂、采气四个阶段，这四个阶段都对环境都有很大的影响。
所以要研究煤层气开采对环境的影响并正确权衡能源效应与环境负效应之间的轻重，从而制定出合理的开采计划以及规章制度，达到经济与环境协调发展。
第二章 环境影响工程分析
煤层气开发过程一般有这样几个阶段：钻井，完井，煤层压裂，疏水降压和试井。这几个阶段都对环境有不同程度的影响。
一 钻井过程对环境的影响
从总体上来讲，钻井对环境的影响主要有这几方面：占压土地，污染地表环境，机械振动及噪声，对地下水、煤层、岩层的污染。
为使施工和操作方便，在安装钻机前首先要进行道路及钻机场地的修整，加上材料堆放场地，水处理池或泥浆池占地面积可达数百平方米，占压大量土地；在钻井过程中，必须把孔内的岩粉清洗出孔外，这些岩粉一则污染大气，二则污染土壤，如果岩粉漂落在植物叶片上，可导致植物生长缓慢、枯萎、甚至死亡；这种污染还将通过断层、溶洞、裂隙孔隙以及地下水径流会扩散到钻孔以外更远的地方，从而引起大范围的污染。特别是化学泥浆，有可能使地下水或煤岩层中含有有毒有害物质，影响其以后的使用价值。此外，在钻井过程中，机械振动和噪声也是相当大的(大于95 dB)，并且是昼夜不停。这会给现场操作的工人，以及附近的居民和养殖业带来危害。
二 完井过程对环境的影响
完井是指钻孔钻至目标煤层后，必须采取一系列的技术措施，使井筒与煤层以及煤层裂隙(天然的或人工的)或割理建立有效的连通方式，能使解吸的煤层气顺利地进人井筒这样一个过程。完井的方式有多种，但是对煤层具有污染作用的是射孔完井所采用的子弹、鱼雷弹、聚能弹。前两种射孔弹一是容易引起煤层瓦斯爆炸；二是彈道周围的煤炭容易焦化，使之失去利用价值；三是弹片残留在煤层中以及弹药产生的高温和有害气体污染煤层。聚能弹对煤层的污染主要是聚能弹所释放的化学物质。
三 煤层压裂对环境的影响
为提高煤层的透气率，使煤层气得到充分的解吸，并顺利地流人气井，在完井后常常要对煤层进行压裂处理，压裂的方法有用清水或化学胶体作为压裂剂，用石英沙作为支撑剂。压裂的范围少则几十米，多则上百米，在井筒周围的这个范围内，压裂剂特别是化学胶体压裂剂将会对煤层产生严重的污染，支撑剂石英沙因滞留在煤层中将会引起煤层的质量下降，降低煤的使用价值。
四 采气前处理对环境的影响
疏水降压对水压圈闭型的煤层气田，排出的水量往往很大，并且还含有大量的污染物(悬浮物、矿物质、盐类、低重度油类等)，如果排出水不做任何处理直接排人地表水体或用来浇灌农田，必然会对其产生污染，对地下水环境也产生巨大影响。在气井进人正式采气之前，煤层气的解吸量不大，不能形成稳定的合乎工业要求的气流，同时还要测定一些工业参数，常常要把气井内排出的煤层气排人大气环境，或者在井口处点火燃烧，这势必要影响到大气环境的质量。
结束语
煤层气是一种宝贵的资源,开发煤层气可以缩小能源供需的缺口,它有利于改善能源供给结构,可将燃气在能源消费构成中的比重由目前的不到3%提高到2010年的10% ,缓解能源紧张的局面。
然而，任何事物都是多面性的。煤层气的开采同样也有负面的环境效应，而这方面的关注度在整个社会上来讲还不是很高，呼吁人们在欢呼这种新能源的开发热潮的时候，也不要忘却其开采环境负效应。呼吁相关行业在挖掘这种新动力的开发潜力的时候，也不要忽略其开采环保措施。
参考资料：
[1] 潘红磊．国外煤层气采出水处理及综合利用方法．煤矿环境保护．第11卷第3期．1997．
[2] 李大民．浅谈地面钻孔开采煤层气的完井方法．中国煤田地质．第7卷第2期．1995．
[3] 叶汝陵，苏文叔．煤矿煤层气排放对大气的污染及对策．矿业安全与环保．
[4] 谢会斌等．环境统计．黑龙江科学技术出版社．
[5] 潘红磊．煤层气勘探开发和利用的环境影响分析．油气田环境保护．
[6]Ken Sinclair．Canadian coalbed methane“CBM”development opportunities[A ] In: Conference Documentation of International Investment Opportunities in Coalbed&Coalmine Methane [ C ] ．London, 2001．150-165．
methane reservoirs[ J ] ．International Journal of Coal Geology, 1998．27-45．