煤層氣開發(fā)的地質(zhì)因素分析

趙柯

摘 要；煤層氣屬于天然氣的一種，它是賦存于每層之中，具有清潔與優(yōu)質(zhì)的特點(diǎn)，也是國(guó)家著力開發(fā)的一種新型能源，在21世紀(jì)這個(gè)資源緊缺、能源消耗嚴(yán)重的社會(huì)變得越發(fā)珍貴與不可或缺。該文通過探討煤層氣開發(fā)利用的現(xiàn)狀，分析了影響煤氣層開發(fā)的地質(zhì)因素并對(duì)其未來發(fā)展可能面臨的問題做出了展望，也期望國(guó)家給予更多的政策手段支持煤氣層資源的開發(fā)。

關(guān)鍵詞；煤層氣開發(fā) 地質(zhì)因素 未來發(fā)展 政策支持

中圖分類號(hào)：P618.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼；A 文章編號(hào)；1672-3791（2014）10（b）-0068-01

煤層氣作為新型能源的一種不僅清潔污染小，而且對(duì)于彌補(bǔ)我國(guó)當(dāng)前用油緊張的局勢(shì)有巨大的幫助。隨著開發(fā)技術(shù)的不斷更新以及煤層氣開發(fā)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，大大改善了我國(guó)能源消費(fèi)和生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)，加速了我國(guó)城市化進(jìn)程的發(fā)展，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)快速發(fā)展人民生活水平有效提高上起到了很大的作用。除此之外，因?yàn)槊簩託馀c普通天然氣在成分上比較相似，所以經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)合成的化工產(chǎn)品對(duì)于能源的節(jié)約意義是非常重大的。

1 我國(guó)當(dāng)前煤層氣開發(fā)的現(xiàn)狀分析

我國(guó)煤層氣含量豐富目前在世界煤層氣儲(chǔ)量中排名第三，煤層氣的開發(fā)前景非?？捎^并且潛力巨大。但是，由于開發(fā)起步較晚，加之各種因素的影響，煤層氣開發(fā)在我國(guó)依然存在著開發(fā)不夠充分、規(guī)模偏小的狀況。究其原因主要是因?yàn)槲覈?guó)的煤炭資源賦存條件比較差，開采的技術(shù)又相對(duì)落后，在我國(guó)瓦斯礦井中高瓦斯礦井?dāng)?shù)目居多。而且隨著技術(shù)的進(jìn)步，開采深度的不斷延伸，由于煤層瓦斯含量越來越多其防治難度也隨之增大，帶來的危險(xiǎn)性也就越高。正是由于開發(fā)利用的程度不足，瓦斯事故常會(huì)發(fā)生，造成的人員傷亡和損失非常慘重。

由于與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)煤層氣在開發(fā)上普遍存在著飽和度低、滲透性低等問題，技術(shù)是解決這些難題的關(guān)鍵。雖然我國(guó)也在不斷開發(fā)新技術(shù)，積極引進(jìn)外來先進(jìn)設(shè)備，但是核心技術(shù)仍未被掌握，所以煤層氣開發(fā)中依然有許多問題未能得到有效突破，在煤層氣開發(fā)研究上我們還面臨著許多問題需要解決。

2 地質(zhì)因素對(duì)煤層氣賦存的影響分析

2.1 不斷演化的地質(zhì)構(gòu)造

由于地殼的不斷運(yùn)動(dòng)以及地質(zhì)構(gòu)造的不斷演化，煤層的厚度因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)造的演化不斷加厚，這對(duì)煤層氣藏的形成非常有好處，同時(shí)還能有效控制游離氣的散失問題，煤層氣的富集問題因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)造的回升得到了有效的控制，實(shí)踐證明，地質(zhì)構(gòu)造的不斷抬升回返，煤層富集程度受此影響也比較大。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造抬升回返影響煤層氣的富集

由于地質(zhì)構(gòu)造的抬升和回返時(shí)間的不同以及每次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短不一，所以其埋深也參差不齊，煤層的富集程度也就大不相同。一般而言其規(guī)律主要如下；越短的抬升回返時(shí)間導(dǎo)致的煤層其散失的就少，就更有利于保存煤層氣；比如我國(guó)的華北東西部就是由于地質(zhì)抬升時(shí)間不同煤層氣富集程度就相對(duì)不同且差異明顯。煤層散失嚴(yán)重的區(qū)域主要是長(zhǎng)期處于隆起剝蝕地帶，若其后期發(fā)生沉降則對(duì)煤層氣的保存相當(dāng)有利，上覆地層的壓力會(huì)因?yàn)榈貙拥奶档停簩訒?huì)以游離氣的形式在煤層中得以保存。

2.3 煤層氣的富集程度與地質(zhì)構(gòu)造的因素有關(guān)

煤層氣的富集程度與地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān)，并且地質(zhì)構(gòu)造的形式也是各種各樣的。通常而言，煤層氣賦存多的地帶其地質(zhì)構(gòu)造的封閉性越好，而封閉性差的地質(zhì)構(gòu)造帶則會(huì)造成煤層氣的散失，不利于煤層氣的賦存。這種狀況的煤層氣富集在斷層地帶與褶皺地帶的表現(xiàn)尤為明顯，同褶皺的地區(qū)其地質(zhì)形態(tài)不一，背斜褶皺帶有利于煤層氣的儲(chǔ)存而向斜地帶則不大利于煤層氣富集；相對(duì)而言斷層帶賦存煤層氣的能力也是不一樣的，地質(zhì)緊湊受到的壓力較大并且透氣性不好的區(qū)域煤層氣賦存較為有利，斷層張性松散、透氣性好的地帶則不利于煤層氣賦存，容易造成煤層氣的散逸。

3 未來我國(guó)煤層氣地質(zhì)研究面臨的問題

3.1 動(dòng)力學(xué)機(jī)制與煤層氣成藏過程

動(dòng)力學(xué)機(jī)制與煤層氣成藏的過程揭示了地質(zhì)儲(chǔ)氣性與生氣性的關(guān)系，對(duì)于研究復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤氣層的形成、分布以及成藏規(guī)律都有一定的研究。因?yàn)槊簩託馐且詺怏w形式吸附于煤儲(chǔ)層中，所以其開發(fā)利用技術(shù)與一般的天然還有所不同，我國(guó)當(dāng)下的煤層氣理論主要是針對(duì)簡(jiǎn)單地質(zhì)條件而進(jìn)行研究的，而復(fù)雜地質(zhì)條件的研究則相對(duì)較弱，這也是局限我國(guó)煤層氣開發(fā)的主要因素，地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層氣發(fā)生的活動(dòng)不一，成藏類型也會(huì)出現(xiàn)各式各樣的類型，煤層氣成藏動(dòng)力學(xué)條件的研究對(duì)于探尋深層富集煤層氣，大力開發(fā)新技術(shù)是密切相關(guān)的。

3.2 煤層氣聚散機(jī)制與儲(chǔ)集系統(tǒng)

煤水氣與儲(chǔ)層特性的關(guān)系可通過研究煤層氣聚散機(jī)制與儲(chǔ)集系統(tǒng)得到，對(duì)于煤層氣的擴(kuò)散聚集的過程有一個(gè)細(xì)致的了解，煤層氣成藏的關(guān)鍵制約因素就是煤儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性與含氣性，這些因素嚴(yán)格影響著煤儲(chǔ)層本身的性質(zhì)，由于與一般天然氣不同，煤層氣有著明顯的吸附性和極強(qiáng)的非均質(zhì)性。所以其性質(zhì)復(fù)雜，開發(fā)技術(shù)要求更高，目前在研究煤層氣這一領(lǐng)域內(nèi)，對(duì)煤層氣均質(zhì)性的描述是一大值得深入研究的課題。能量平衡是煤層氣動(dòng)力學(xué)的實(shí)質(zhì)，其動(dòng)態(tài)平衡主要靠煤儲(chǔ)層壓力來維系，一旦發(fā)生地質(zhì)運(yùn)動(dòng)此平衡就會(huì)遭到破壞，就會(huì)造成煤層氣散逸現(xiàn)象的發(fā)生，或者是強(qiáng)化了煤層氣富集，對(duì)盆地流體場(chǎng)控制影響煤儲(chǔ)層壓力則很好地揭示了煤儲(chǔ)層滲透性的變化規(guī)律，這同時(shí)也需要大力發(fā)展低滲煤儲(chǔ)層模擬技術(shù)，也是有效確定煤層氣成藏類型的重要依據(jù)，對(duì)于開發(fā)低滲煤儲(chǔ)層是極為有效地，這項(xiàng)技術(shù)也是目前國(guó)際上需要著力解決的一個(gè)問題。

3.3 煤層氣藏開發(fā)中對(duì)地球物探技術(shù)以及信號(hào)處理技術(shù)的運(yùn)用

地球物理場(chǎng)與地球化學(xué)場(chǎng)間的互動(dòng)機(jī)制可通過煤層氣藏的高效開發(fā)場(chǎng)效應(yīng)了解，這對(duì)煤層氣的勘探開發(fā)效果也是一種良好的預(yù)測(cè)，驗(yàn)證煤層氣預(yù)測(cè)效果以及勘探技術(shù)的重要手段就是建立在地球物理綜合測(cè)井和三維三分量多波段地震勘探基礎(chǔ)上的煤層氣藏高精度探測(cè)技術(shù)。但是需要多加注意的是煤儲(chǔ)層的飽和性使得其部分性質(zhì)難以得到有效識(shí)別，所以技術(shù)手段的要求則更高，因而未來該領(lǐng)域主要的研究方向就是針對(duì)探測(cè)原理以及信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行深入研究。

4 推動(dòng)我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策手段

一是國(guó)家應(yīng)當(dāng)立法保證煤礦安全并且合理開發(fā)瓦斯資源，保障礦井企業(yè)必須做到煤炭瓦斯開發(fā)同步。

二是對(duì)于煤層氣的開發(fā)力度應(yīng)大力投資。

三是應(yīng)成立專項(xiàng)的項(xiàng)目著力研究該領(lǐng)域，最大化攻克技術(shù)難題。

四是為促進(jìn)煤層氣發(fā)展在稅收上應(yīng)給與一定的優(yōu)惠政策。

五是積極引導(dǎo)瓦斯發(fā)電廠的建設(shè)，為電廠建設(shè)提供一定的便利。

六是對(duì)于一些污染氣體的排放應(yīng)限制，從側(cè)面促進(jìn)煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

雖然我國(guó)資源豐富但是不加節(jié)制的開發(fā)已經(jīng)造成了一定的惡果，所以必須加強(qiáng)技術(shù)研究，促進(jìn)新型能源的開發(fā)利用。這就需要新能源的形成機(jī)制熟練掌握，了解其形成機(jī)理不僅會(huì)促進(jìn)新技術(shù)的運(yùn)用還能帶來多重效益，促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展以及資源節(jié)約。煤層氣的開發(fā)與地質(zhì)控制因素則很好地反映了這一問題。

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