煤層氣勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)展與展望

鄒海江 李萍

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)能源的使用也有著新的要求。煤層氣屬于一種新型的清潔資源，近些來(lái)年才被開(kāi)發(fā)利用。近年來(lái)，我國(guó)在進(jìn)行煤層氣勘探開(kāi)發(fā)上也取得了的很大的進(jìn)展。煤層氣在全世界范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的生產(chǎn)潛力。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外的煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的進(jìn)展進(jìn)行了綜合闡述，并對(duì)我國(guó)煤層氣勘探的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：煤層氣；勘探開(kāi)發(fā)；技術(shù)進(jìn)展；展望

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.065

煤層氣是一種自生自?xún)?chǔ)式的天然氣，在現(xiàn)實(shí)生活中人們通常稱(chēng)它為瓦斯。煤層氣是有機(jī)物質(zhì)在進(jìn)行煤化過(guò)程中產(chǎn)生的一種新型清潔能源。煤層氣主要是以吸附狀態(tài)存在于煤層及其圍巖中的一種可燃?xì)怏w。煤層氣在近三十年以來(lái)，在世界崛起了一種新型清潔能源，煤層氣的主要成分包括CH4、CO2 、N2等。對(duì)煤層氣進(jìn)行開(kāi)發(fā)可以緩解現(xiàn)階段能源供應(yīng)與需求之間的矛盾，要切實(shí)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略，保護(hù)人類(lèi)賴(lài)以生存的自然環(huán)境，解決如何對(duì)煤炭進(jìn)行安全的開(kāi)采等一系列問(wèn)題有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，在一定程度上也能夠引起各個(gè)國(guó)家對(duì)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的關(guān)注。

1 全球煤層氣資源勘探開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)狀

世界上的每一個(gè)國(guó)家都有煤炭資源，在這些國(guó)家中超過(guò)70個(gè)國(guó)家可以對(duì)煤炭資源進(jìn)行煤層氣的開(kāi)采，這些國(guó)家也存在對(duì)煤層氣進(jìn)行回收的潛力，根據(jù)2017年全球十大煤炭生產(chǎn)國(guó)的統(tǒng)計(jì)，排出了前十名的煤炭生產(chǎn)總量大國(guó)，這10個(gè)國(guó)家分別是：中國(guó)、印度、美國(guó)、澳大利亞、俄羅斯、印度尼西亞、南非、德國(guó)、波蘭和哈薩克斯坦。這10個(gè)煤炭生產(chǎn)總量占到全球煤炭生產(chǎn)總量的90%，對(duì)全球范圍內(nèi)煤層氣進(jìn)行估計(jì)，其儲(chǔ)量的范圍是68～238萬(wàn)億m?。例如，可以把美國(guó)拿出來(lái)進(jìn)行類(lèi)比，對(duì)煤層氣進(jìn)行合理的預(yù)計(jì)，煤層氣在世界范圍內(nèi)也是具有一定生產(chǎn)潛力的，對(duì)煤層氣進(jìn)行開(kāi)采的時(shí)候應(yīng)該明確指出，應(yīng)該在相對(duì)較淺的煤層進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)。然而在美國(guó)對(duì)煤層氣進(jìn)行開(kāi)采的時(shí)候都是從較深的煤層，美國(guó)出現(xiàn)的這種情況，預(yù)計(jì)在世界其他的國(guó)家也會(huì)有類(lèi)似情況出現(xiàn)。世界各個(gè)有100多個(gè)地質(zhì)盆地都存在著煤炭資源。煤層氣的生產(chǎn)潛力可以從美國(guó)的現(xiàn)有的煤層氣開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步向全世界進(jìn)行推廣。在美國(guó)煤層氣的商業(yè)性勘探開(kāi)發(fā)成功范例下，各個(gè)主要的煤炭開(kāi)采國(guó)家業(yè)也紛紛展開(kāi)了對(duì)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的試驗(yàn)工作，并取得了良好的進(jìn)展。

2 煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)展

煤層氣勘探開(kāi)發(fā)是在上個(gè)世紀(jì)七十年代石油危機(jī)導(dǎo)致的后果。自從20世紀(jì)80年代開(kāi)始到現(xiàn)在，我國(guó)煤層氣的勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)正在逐步走向自主研發(fā)、自主創(chuàng)新的發(fā)展階段。我國(guó)的礦井煤層氣的抽采工藝技術(shù)是我國(guó)自主研發(fā)的新技術(shù)，并步入了自主研發(fā)的良性循環(huán)過(guò)程。 我國(guó)也在不斷的引進(jìn)新的煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)和地面開(kāi)發(fā)主體技術(shù)，對(duì)這些技術(shù)與裝備正進(jìn)行著創(chuàng)新與改良，對(duì)我國(guó)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義，更一定程度上支撐著煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，現(xiàn)階段的煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足當(dāng)前社會(huì)的需求，也并不能完全適用于我國(guó)的不同地質(zhì)情況。在最近幾年，我國(guó)在煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)上面取得了很大的發(fā)展，并逐漸形成了一套特有的煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)，這套應(yīng)用理論體系適合我國(guó)不同的地質(zhì)狀況，例如，煤層氣鉆井完井技術(shù)、煤層氣增產(chǎn)工藝技術(shù)和煤層氣物理勘探技術(shù)等，這些技術(shù)都能夠更好的在我國(guó)煤層氣開(kāi)采中得到充分合理運(yùn)用。

2.1 煤層氣地球物理勘探技術(shù)

在煤田、石油、金屬礦產(chǎn)勘探等領(lǐng)域運(yùn)用最廣泛的技術(shù)就是煤層氣地球物理勘探技術(shù)。煤層氣地球物理勘探技術(shù)在其中的作用也越來(lái)越明顯，效果也是相當(dāng)可靠的。物理勘探技術(shù)手段也煤層氣勘探中的運(yùn)用也在逐漸走向成熟。在煤層氣進(jìn)行開(kāi)采時(shí)若想準(zhǔn)確的確定煤層的標(biāo)志層，煤層空間分布狀態(tài)，頂?shù)装逦恢靡约懊簩拥暮穸鹊冗@些信息都可以通過(guò)物理勘探測(cè)井資料得知，更可以對(duì)其中的裂縫進(jìn)行相應(yīng)識(shí)別，從而對(duì)滲透通道進(jìn)行預(yù)測(cè)。利用煤層數(shù)據(jù)資料與煤層工業(yè)分析對(duì)比相結(jié)合的方法，可以對(duì)煤層氣賦存的位置以及儲(chǔ)量進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定；在對(duì)煤層氣進(jìn)行描述和預(yù)測(cè)的時(shí)候以及對(duì)煤儲(chǔ)層的空間分布和物性進(jìn)行預(yù)測(cè)的時(shí)候，就可以運(yùn)用地震屬性提取技術(shù)和反演技術(shù)，對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行解決。在煤層裂縫的發(fā)育特點(diǎn)和煤層分布的位置進(jìn)行預(yù)測(cè)的時(shí)候，就可以利用AVO技術(shù)對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，這種技術(shù)也可以運(yùn)用到煤層裂縫的發(fā)育情況預(yù)測(cè)當(dāng)中。因此，就可以進(jìn)一步對(duì)煤層氣富集運(yùn)移通道間接的對(duì)其進(jìn)行判斷。運(yùn)用多種的物理勘探技術(shù)，使這些技術(shù)之間相互結(jié)合，可以對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行互相對(duì)比驗(yàn)證，在一定程度上增加煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)的準(zhǔn)確性。

2.2 煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)對(duì)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)一直在發(fā)展探索的道路上，各科研究院對(duì)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)也是不斷創(chuàng)新，始終保持一顆積極探索求知的心。因此，正是因?yàn)榭蒲腥藛T的不斷努力與發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)階段的煤層氣地質(zhì)理論，區(qū)塊評(píng)價(jià)，資源預(yù)測(cè)以及鉆井完井等方面有著很大的發(fā)展。在近幾年來(lái)，更是在高階煤煤層氣富集理論，煤層氣多分支水平井等這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)井進(jìn)行了更深入的探索，因此，在對(duì)煤層氣進(jìn)行鉆采方面取得了良好的技術(shù)效果。

3 煤層氣勘探開(kāi)發(fā)前景展望

在現(xiàn)階段，我國(guó)的煤層氣勘探技術(shù)的開(kāi)發(fā)有一定的發(fā)展?jié)摿Γ簩託庖灿鞋F(xiàn)有現(xiàn)實(shí)意義的利用價(jià)值，煤層氣在未來(lái)很長(zhǎng)一段內(nèi)都是接替常規(guī)天然氣的潔凈能源。從能源潔凈、安全的角度來(lái)說(shuō)，煤層氣的不斷開(kāi)發(fā)和利用，對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源資源的綜合利用、對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化、對(duì)能源供給需求方面的緩解、在一定程度的減少大氣污染，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展也有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性意義。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)不斷的進(jìn)步與發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略也在相應(yīng)的實(shí)施過(guò)程中，生態(tài)文明建設(shè)更是在黨的十八大報(bào)告中被納入中國(guó)特色社會(huì)主義的發(fā)展布局中。因此，現(xiàn)階段我國(guó)更要注重清潔能源的使用，煤層氣作為一種新型的潔凈新能源，更要將其科學(xué)合理的運(yùn)用起來(lái)。

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作者簡(jiǎn)介：鄒海江（1984-），男，陜西西安人，研究生，高級(jí)，研究方向：煤田地質(zhì)煤層氣。