國(guó)內(nèi)煤層氣開采技術(shù)的分析研究

張 然

（長(zhǎng)治職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長(zhǎng)治 046000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，很多新能源得到了關(guān)注和開發(fā)利用，而清潔能源是我國(guó)能源發(fā)展的首要選擇。煤層氣作為一種新興能源，其擁有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)體系，對(duì)環(huán)境的污染低，而且存在量較高，可以有效的補(bǔ)給當(dāng)前能源不足的情況，所以煤層氣的開采技術(shù)存在著重要的價(jià)值。但目前開采還存在許多難度，想要對(duì)該種能源充分利用，務(wù)必要充分研究國(guó)內(nèi)煤層氣的開采技術(shù)，從而推動(dòng)開采工作有序進(jìn)展，使得能源的補(bǔ)給效率進(jìn)一步得到提升。

1 國(guó)內(nèi)煤層氣開采現(xiàn)狀

從瓦斯被動(dòng)治理到主動(dòng)開發(fā)，技術(shù)推動(dòng)著煤層氣產(chǎn)業(yè)更進(jìn)一步發(fā)展。但同時(shí)，一個(gè)不得不正視的現(xiàn)實(shí)長(zhǎng)期存在：經(jīng)過(guò)20多年發(fā)展，我國(guó)煤層氣的開發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于計(jì)劃開采值，開采的進(jìn)度可謂非常緩慢，而這是由于開采難度高、產(chǎn)量低，大部分人一度認(rèn)為煤氣層不適合開發(fā)，直到人們意識(shí)到煤層氣是一種天然氣，是一種清潔能源，才在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的認(rèn)可。

現(xiàn)如今我國(guó)的煤層氣探索已經(jīng)取得了一定程度的發(fā)展，很多研究者也致力于這個(gè)領(lǐng)域的探索，為進(jìn)一步挖掘煤層氣奉獻(xiàn)力量。但我國(guó)在現(xiàn)階段還存在很多技術(shù)難題，這些問(wèn)題也是短時(shí)間內(nèi)無(wú)法解決的。例如不明確我國(guó)煤層氣的分布狀況，資源總量中有多少可以被回收也上不明確；煤儲(chǔ)層滲透性評(píng)價(jià)也不足夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致很多數(shù)據(jù)不具有可靠的參考價(jià)值。

2 煤層氣的開采

2.1 開采的主要難點(diǎn)

我國(guó)煤層氣的特點(diǎn)是低滲、低壓、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤層氣吸附性強(qiáng)是開采煤層氣的主要難題，煤層氣吸附分物理吸附和化學(xué)吸附，物理吸附的解決較為簡(jiǎn)單，而化學(xué)吸附作用比較難以克服。

2.2 煤層氣開采的技術(shù)現(xiàn)狀

煤層氣開采主要包括地表鉆探和地下瓦斯抽放系統(tǒng)開采。煤層氣和瓦斯抽放可用于地面鉆井。經(jīng)過(guò)露天開采和瓦斯抽放后，可大幅度減少瓦斯抽放量，降低煤礦通風(fēng)要求，改善礦井安全生產(chǎn)條件。地面鉆探和采礦方法對(duì)于我國(guó)來(lái)講有一定的難度，因?yàn)槲覈?guó)很多煤層透氣性較差。

2.3 常用的煤層氣開采技術(shù)

（1）煤層氣勘探技術(shù)：在煤層氣的開采之前，首先應(yīng)該對(duì)所需開采的環(huán)境進(jìn)行勘察，對(duì)地下情況進(jìn)行有效的勘探，對(duì)煤層氣的開采影響重大。相關(guān)實(shí)踐表明，能產(chǎn)生大量煤層氣藏均屬于壓力圈閉氣藏。充分勘探開采環(huán)境，有利于開采人員安全開采，并更好地提高工作效率，勘察明白地下構(gòu)造的形態(tài)及地質(zhì)條件、特征等，才能擬制出最優(yōu)最合理的開采方案，為順利開采奠定基礎(chǔ)。

（2）鉆井工程技術(shù)：鉆井工程技術(shù)是油氣開發(fā)中一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié)，對(duì)于煤層氣開采也是一樣。目前在我國(guó)煤層氣開采鉆井工程典型類型有直井、叢式井、水平井和多分支水平井。直井是開發(fā)煤層氣最常見的辦法，因?yàn)槠浣佑|面積最小。含氣量、儲(chǔ)層厚度、儲(chǔ)層壓力以及滲透率有一項(xiàng)較高即可，定向鉆井是指先設(shè)計(jì)好鉆取軌跡和目標(biāo)層，使得井口與井底不在同一條垂直線上。

（3）壓裂技術(shù)：壓裂技術(shù)作為煤氣層開采的一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，在實(shí)際開采中應(yīng)用非常廣泛，該技術(shù)可以使用壓裂的方法有效地將井筒與煤層天然裂縫連接起來(lái)，使井筒的壓力作用分布更為廣泛，從而提高進(jìn)而開采產(chǎn)能，也提高了廢氣解吸率，所以壓裂技術(shù)實(shí)質(zhì)上也是一種加固措施。在開采中得到廣泛好評(píng)，但是目前由于我國(guó)煤氣層開發(fā)起步較晚，因此該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際開采的應(yīng)用中還不夠成熟，該項(xiàng)技術(shù)的研究也相對(duì)比較緩慢。但是目前針對(duì)該項(xiàng)技術(shù)我國(guó)經(jīng)過(guò)自己的努力，研究出了煤層壓裂改造的配套技術(shù)，已經(jīng)運(yùn)用到33個(gè)煤層的開發(fā)，效果良好。

（4）開采技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向

目前，我國(guó)煤層氣開發(fā)中，主要需要解決的問(wèn)題是產(chǎn)業(yè)建設(shè)的合理規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)集中管理以及外商投資等方面。我國(guó)未來(lái)需要對(duì)煤層氣開采項(xiàng)目多加城府扶持，擴(kuò)大開采規(guī)模，提升開采技術(shù)，吸引外資，向煤層氣開采技術(shù)較為成熟的地區(qū)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，提升自主研發(fā)能力，主抓技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)高效高產(chǎn)。根據(jù)能源市場(chǎng)發(fā)展情況，煤層氣的開采市場(chǎng)潛能很大，技術(shù)會(huì)不斷提升，壓裂工藝會(huì)有新的突破。為了加大煤層氣的抽采和利用空間，我國(guó)科研人員研發(fā)了新的抽采技術(shù)，大大提高了煤層氣的抽采率。在煤礦開采過(guò)程中，煤層氣是礦井爆炸的主要因素，被稱為煤礦“第一殺手”，所以在未來(lái)煤層氣開采技術(shù)研發(fā)中，如何保障安全開采也是一項(xiàng)重要的研究方向，保障安全開采、有序開采也是煤氣層開采的一大方向，加強(qiáng)井下通風(fēng)系統(tǒng)的改造，配備井下瓦斯儲(chǔ)量檢測(cè)及報(bào)警裝置等都可以有效的避免危險(xiǎn)的發(fā)生。另外，開采之后如何對(duì)地質(zhì)進(jìn)行保護(hù)也是我們需要攻克的難題，如何達(dá)到最低程度的破壞，并對(duì)周圍環(huán)境不造成影響，這都是需要開采之初做好規(guī)劃。因此，研究煤層氣的開發(fā)利用，既可以有效防止煤礦開采中瓦斯爆炸的問(wèn)題，也有利于環(huán)境的保護(hù)，具有十分重要的意義。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)目前將開采天然氣的重點(diǎn)放在了煤層氣開采上。在這個(gè)過(guò)程中，我國(guó)煤層氣的開采也有了很多提升與進(jìn)步，推動(dòng)了開采的產(chǎn)量與效率的持續(xù)上升。技術(shù)升級(jí)，合理開采固然重要，但更重要的還是安全第一，整個(gè)煤礦的開采過(guò)程中，煤層氣的抽采直接關(guān)系到整個(gè)煤礦的安全生產(chǎn)，因此加快煤層氣的抽采至關(guān)重要，相關(guān)部門應(yīng)引進(jìn)先進(jìn)開采思想，改良開采設(shè)備，提升我國(guó)開采水平。