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摘要:煤层气是近年来在国际上迅速兴起的一种新型优质洁净的能源和化工原料,开发利用这种能源能降低温室气体排放,减少煤矿瓦斯事故的发生,提高煤矿井下安全生产水平,具有广阔的发展前景。笔者在此针对煤层气勘探开发进行一定的理论和实践探讨, 仅作抛砖引玉,旨在有利于促进我国煤层气勘探开发的合理化发展。
关键词:煤层气 化工原料 勘探开发
一、煤层气的概念
煤层气,又被称为煤层瓦斯,形成于煤化作用之中,以吸附的形式储存在煤层中,是一种性质类似于煤炭的矿产气体资源。煤层气从矿产的角度来看,是储存于煤层和煤层的临近岩层之中并以甲烷为主要成分的矿产,是可以利用现在的开采技术从煤层中开采出来使用的资源。
煤层气的主要成分包括乙烷、甲烷等,另外还包括微量的一氧化碳和氩气;各成分的含量以甲烷为主。煤层气已被广泛用作民用和汽车燃料、发电、制作碳黑和甲醇等,是一种很好的化工原料和洁净能源。
二、煤层气的特征
煤层气的主要特征包括:
(1)附生的性质。煤层气对煤炭资源有附生行,也就是说煤层是煤层气的载体,开采煤炭会导致煤层气的散失,所以开发煤层气资源的时候对其应采取保护措施。
(2)唯一的性质。自然界中可能有相似的,但绝对不会有完全相同的煤层气藏,所以不同的地区和国家在开采煤层气时应采用相应的开发策略。
(3)不均匀的性质。煤层气的质量和产量在空间上的分布表现出明显的不均性,即使同一富气带或是含气盆地的情况也有所差别,需要区别对待。
(4)稀缺的性质。煤层气作为化工原料和能源供我们使用,逐渐的被消耗直到枯竭,所以它具有稀缺的性质,应合理开发。
三、煤层气勘探开发技术发展方向
煤层气勘探开发技术方向如下:
(一)选区评价和高效勘探技术
加强对中国煤层气盆地构造特点的成藏地质规律理论和勘探方法的研究,特别要加强煤层气成藏动力学、运聚规律和成藏类型的研究,开发适用的评价软件,积极引进、吸收和发展高效勘探技术,主要包括:煤层气储层描述技术;煤层气物化探技术;煤层气地应力测量技术;煤层气封盖条件研究技术;煤层气地下水动力系统研究技术和煤层气测井技术。
(二)煤层气钻井技术
研制适于我国煤层气开采条件的车载钻机及配套设备;大力发展欠平衡钻井技术,完善多分支水平钻井技术,加快多分支水平井关键装备和技术的国产化,开展深煤层和松软煤层水平井钻井试验与研究。
(三)储层改造技术
针对我国煤储层低渗透、高含气的特征,大力开展增产强化改造技术的研究;以增强(微)裂缝的导流能力和泄流面积为目标,开展水基压裂和泡沫压裂等压裂液性能、支撑剂、裂缝监测及压裂效果评价的研究;开展注氮、注二氧化碳增产技术的研究。
(四)煤层气生产及集输技术
开展煤层排水采气、负压抽气、低压输气以及气田全自动化数据采集、无线传输与优化管理的研究;加强煤层气排采工艺和设备的配套优选研究,以降低气田开发成本。
(五)煤矿区煤层气开采技术
煤矿区煤层气资源的调查评价、赋存规律和抽采工艺技术及设备的攻关研究;开展煤矿区的煤层气地面开采,采动区、采空区抽采工艺技术的研究和试验,形成抽(气)采(煤)的有序、高效衔接及地面开发和井下抽采的有机结合。
四、煤层气勘探开发应对策略
(一)总结经验、选区突破
评价选区工作盆地结构是煤层气的开发勘探能否取得实质性突破的关键技术之一。我国大部分煤层气井的失败与评价选区工作不够深入是分不开的,很多情况下只对勘探区的某一方面做过工作,对煤层气的控制因素认识不清。因此,应对含煤地层沉积后,盆地的构造演化史、热演化史,以及构造因素对含气性和可采性的控制作用等方面的进行深入研究。
(二)拓宽思路、改善方法
一个主要的问题就是地质选区中存在着片面性,不同部门的煤层气勘探都没有突破自身行业勘探思路的限制。油气部门寻找常规天然有其自身的一套成气理论和勘探方法,勘探的重点是寻找生、储、盖配置较好的构造高点,找无水区,找砂岩、碳酸盐岩空隙裂缝性储层,勘探的对象是找游离气,开采的方式是注水增压采气。煤炭部门在开采煤中有其自身的一套勘探方法,勘探的重点是根据现有的开采技术条件找无水区,开采深度一般浅于500米,多为区域性甲烷风化带。在开采煤层气中多布井于高瓦斯突出区。实际上高瓦斯突出区一般物性差,吸附气难于解吸,效果不理想。因此,应根据煤层气储层和气源岩同层的特点重点勘探和开发吸附气,而不是传统理论中的构造、地层、岩性等类型的圈闭。
(三)制定法律、有法可依
在煤层气行业发展的法规建设方面,2011年底国家能源局相关人士也透露,国家能源局等有关部门正在研究制定和完善包括《煤层气对外合作开发条例》在内的一系列法律法规,逐步建成具有中国特色的煤层气开发法律体系,其中还包括煤层气的相关技术标准和管理办法。2012年2月22日,国家安全生产监督管理总局发布了《煤层气地面开采安全规程(试行)》,自2012年4月1日起施行。加上此前發布的《煤层气集输安全规程》、《煤层气开采防尘防毒技术规范》等技术规范,我国的煤层气法规体系正在逐渐成形。
五、总结
随着我国经济发展对包括煤层气在内的能源需求不断增长,笔者相信,我国煤层气勘探开发将会迅速迎来一个前所未有的大发展时期,综合利于煤层气勘探开发的应对策略,煤层气勘探开发的水平和质量将得到不断提高,进一步促进煤层气勘探开发的合理化发展。
参考文献:
[1]张全国.国内外煤层气的开发与进展[J].中国沼气.2009,17(2):42-44
[2]黄盛初,刘文革,赵国泉.中国煤层气开发利用现状及发展趋势[J].中国煤炭,2010,35(1):5-10
关键词:煤层气 化工原料 勘探开发
一、煤层气的概念
煤层气,又被称为煤层瓦斯,形成于煤化作用之中,以吸附的形式储存在煤层中,是一种性质类似于煤炭的矿产气体资源。煤层气从矿产的角度来看,是储存于煤层和煤层的临近岩层之中并以甲烷为主要成分的矿产,是可以利用现在的开采技术从煤层中开采出来使用的资源。
煤层气的主要成分包括乙烷、甲烷等,另外还包括微量的一氧化碳和氩气;各成分的含量以甲烷为主。煤层气已被广泛用作民用和汽车燃料、发电、制作碳黑和甲醇等,是一种很好的化工原料和洁净能源。
二、煤层气的特征
煤层气的主要特征包括:
(1)附生的性质。煤层气对煤炭资源有附生行,也就是说煤层是煤层气的载体,开采煤炭会导致煤层气的散失,所以开发煤层气资源的时候对其应采取保护措施。
(2)唯一的性质。自然界中可能有相似的,但绝对不会有完全相同的煤层气藏,所以不同的地区和国家在开采煤层气时应采用相应的开发策略。
(3)不均匀的性质。煤层气的质量和产量在空间上的分布表现出明显的不均性,即使同一富气带或是含气盆地的情况也有所差别,需要区别对待。
(4)稀缺的性质。煤层气作为化工原料和能源供我们使用,逐渐的被消耗直到枯竭,所以它具有稀缺的性质,应合理开发。
三、煤层气勘探开发技术发展方向
煤层气勘探开发技术方向如下:
(一)选区评价和高效勘探技术
加强对中国煤层气盆地构造特点的成藏地质规律理论和勘探方法的研究,特别要加强煤层气成藏动力学、运聚规律和成藏类型的研究,开发适用的评价软件,积极引进、吸收和发展高效勘探技术,主要包括:煤层气储层描述技术;煤层气物化探技术;煤层气地应力测量技术;煤层气封盖条件研究技术;煤层气地下水动力系统研究技术和煤层气测井技术。
(二)煤层气钻井技术
研制适于我国煤层气开采条件的车载钻机及配套设备;大力发展欠平衡钻井技术,完善多分支水平钻井技术,加快多分支水平井关键装备和技术的国产化,开展深煤层和松软煤层水平井钻井试验与研究。
(三)储层改造技术
针对我国煤储层低渗透、高含气的特征,大力开展增产强化改造技术的研究;以增强(微)裂缝的导流能力和泄流面积为目标,开展水基压裂和泡沫压裂等压裂液性能、支撑剂、裂缝监测及压裂效果评价的研究;开展注氮、注二氧化碳增产技术的研究。
(四)煤层气生产及集输技术
开展煤层排水采气、负压抽气、低压输气以及气田全自动化数据采集、无线传输与优化管理的研究;加强煤层气排采工艺和设备的配套优选研究,以降低气田开发成本。
(五)煤矿区煤层气开采技术
煤矿区煤层气资源的调查评价、赋存规律和抽采工艺技术及设备的攻关研究;开展煤矿区的煤层气地面开采,采动区、采空区抽采工艺技术的研究和试验,形成抽(气)采(煤)的有序、高效衔接及地面开发和井下抽采的有机结合。
四、煤层气勘探开发应对策略
(一)总结经验、选区突破
评价选区工作盆地结构是煤层气的开发勘探能否取得实质性突破的关键技术之一。我国大部分煤层气井的失败与评价选区工作不够深入是分不开的,很多情况下只对勘探区的某一方面做过工作,对煤层气的控制因素认识不清。因此,应对含煤地层沉积后,盆地的构造演化史、热演化史,以及构造因素对含气性和可采性的控制作用等方面的进行深入研究。
(二)拓宽思路、改善方法
一个主要的问题就是地质选区中存在着片面性,不同部门的煤层气勘探都没有突破自身行业勘探思路的限制。油气部门寻找常规天然有其自身的一套成气理论和勘探方法,勘探的重点是寻找生、储、盖配置较好的构造高点,找无水区,找砂岩、碳酸盐岩空隙裂缝性储层,勘探的对象是找游离气,开采的方式是注水增压采气。煤炭部门在开采煤中有其自身的一套勘探方法,勘探的重点是根据现有的开采技术条件找无水区,开采深度一般浅于500米,多为区域性甲烷风化带。在开采煤层气中多布井于高瓦斯突出区。实际上高瓦斯突出区一般物性差,吸附气难于解吸,效果不理想。因此,应根据煤层气储层和气源岩同层的特点重点勘探和开发吸附气,而不是传统理论中的构造、地层、岩性等类型的圈闭。
(三)制定法律、有法可依
在煤层气行业发展的法规建设方面,2011年底国家能源局相关人士也透露,国家能源局等有关部门正在研究制定和完善包括《煤层气对外合作开发条例》在内的一系列法律法规,逐步建成具有中国特色的煤层气开发法律体系,其中还包括煤层气的相关技术标准和管理办法。2012年2月22日,国家安全生产监督管理总局发布了《煤层气地面开采安全规程(试行)》,自2012年4月1日起施行。加上此前發布的《煤层气集输安全规程》、《煤层气开采防尘防毒技术规范》等技术规范,我国的煤层气法规体系正在逐渐成形。
五、总结
随着我国经济发展对包括煤层气在内的能源需求不断增长,笔者相信,我国煤层气勘探开发将会迅速迎来一个前所未有的大发展时期,综合利于煤层气勘探开发的应对策略,煤层气勘探开发的水平和质量将得到不断提高,进一步促进煤层气勘探开发的合理化发展。
参考文献:
[1]张全国.国内外煤层气的开发与进展[J].中国沼气.2009,17(2):42-44
[2]黄盛初,刘文革,赵国泉.中国煤层气开发利用现状及发展趋势[J].中国煤炭,2010,35(1):5-10