淺析煤層氣開采技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)

焦騰輝

摘 要：我國(guó)擁有豐富的煤炭資源，并伴有極為豐富的煤層氣資源。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，煤層氣的開采效率與質(zhì)量均有提升。本文研究了煤層氣開采過(guò)程中常運(yùn)用的勘探、鉆井、凈化增產(chǎn)等幾項(xiàng)技術(shù)，并就其開采技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要研究。

關(guān)鍵詞：煤層氣;開采;技術(shù)

在工業(yè)企業(yè)的迅速發(fā)展與人們生活水平提升的情況下，我們對(duì)煤層氣等化石能源的需求逐漸提高，同時(shí)也行成了該部分能源緊缺的局勢(shì)。為更好的滿足人們生產(chǎn)生活對(duì)化石能源的需求，開采單位要不斷提升開采技術(shù)，提高能源開采的產(chǎn)量與質(zhì)量。

1 煤層氣開采技術(shù)

煤層氣即賦存于煤層當(dāng)中的天然氣，我國(guó)資源比較豐富，尤其是有著較大量的低、中煤階煤層氣儲(chǔ)量。作為一種具有較大價(jià)值的化石能源，煤層氣開采成為能源發(fā)展的重要方向。為確保開采的效率與質(zhì)量，開采的幾個(gè)環(huán)節(jié)都要依靠相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)。目前，煤層氣開采中常用的主要技術(shù)有以下幾種：

1.1 勘探技術(shù)

勘探是煤層氣開采的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)開采工作有重大影響。施工人員在開采作業(yè)之前必須對(duì)煤層氣的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)、詳細(xì)的勘探，了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造，以制定科學(xué)合理的方案[1]。這是因?yàn)榈刭|(zhì)的構(gòu)造與特點(diǎn)對(duì)煤層氣產(chǎn)量與開采難度有巨大關(guān)聯(lián)，只有準(zhǔn)確了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)的整體情況，決策人員才能制定開采實(shí)際方案。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，煤層氣多儲(chǔ)于向斜底部等位置，且煤層氣都是壓力圈閉氣藏。其壓力圈又可分為水壓圈與氣壓圈，向斜底部裂縫處就是水壓圈閉氣藏吸附氣的聚集區(qū)。此外，勘探的另一項(xiàng)重點(diǎn)工作是探測(cè)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)活動(dòng)的相關(guān)情況，以判斷煤層開采的難度。首先，開采位置若是在地質(zhì)構(gòu)造變化嚴(yán)重的區(qū)域，煤層氣的儲(chǔ)存難度會(huì)加大。其次，火山巖活動(dòng)情況對(duì)開采有巨大影響，其活動(dòng)嚴(yán)重會(huì)對(duì)煤層造成破壞，不利于開采。但其若有小幅度活動(dòng)則會(huì)促進(jìn)煤階升高并利于氣體轉(zhuǎn)化，從而便于開采。最后，煤層頂?shù)装宓膸r性密度的。密度較高的區(qū)域，其含氣量較高便于開采。為保證煤層氣開采的整體工作效益，開采人員要利用精準(zhǔn)的地質(zhì)勘探儀器，對(duì)開采區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造及特征進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，為開采作業(yè)提供準(zhǔn)確指導(dǎo)。

1.2 鉆井技術(shù)

在進(jìn)行鉆井時(shí)，多利用石油鉆井設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，鉆頭多選擇取心鉆頭與壓輪鉆頭，鉆井液根據(jù)產(chǎn)層的實(shí)際特點(diǎn)多選則低密度水泥漿或清水。鉆井作業(yè)中常用到欠平衡鉆井與定向鉆井兩種技術(shù)方法。欠平衡鉆井法是控制鉆井流體的壓力小于底層壓力，保證井內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)。這樣可大大提高開采的效率，提高煤層氣的儲(chǔ)存水平。而定向鉆井法則是采用長(zhǎng)鉆孔鉆井方式進(jìn)行作業(yè)，降低開采區(qū)的煤層氣的濃度，所以此方法適合稀疏煤層氣區(qū)域的開采。

1.3 凈化增產(chǎn)技術(shù)

凈化增產(chǎn)是確保煤層氣開采質(zhì)量與產(chǎn)量的重要技術(shù)，主要有兩種開采方法：第一種，超短半徑水平井開采方法。在垂直井內(nèi)打造比常規(guī)井曲率半徑小的水平井，將之作為井眼進(jìn)行開采。第二種，降壓開采技術(shù)。此種方法即是通過(guò)降壓打破煤層氣產(chǎn)層的穩(wěn)定狀態(tài)，然后進(jìn)行開采作業(yè)。這種方法的效率雖然偏低，但開采的成本較低，可操作性強(qiáng)，所以是較為常用凈化增產(chǎn)技術(shù)。

1.4 壓裂技術(shù)

壓裂技術(shù)就是通過(guò)各種方式改造煤層氣產(chǎn)層構(gòu)造，以此達(dá)到開采增產(chǎn)的目的，是煤層氣開采中較為重要的一項(xiàng)技術(shù)。目前壓裂技術(shù)主要有以下幾種：其一水力壓裂技術(shù)，根據(jù)作業(yè)方式可分為加砂與不加砂兩種;其二，交聯(lián)凝膠壓裂技術(shù);其三，氮泡沫壓裂技術(shù)。在實(shí)際操作中可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)產(chǎn)氣層進(jìn)行多次壓裂以達(dá)到較好的效果，也可領(lǐng)通過(guò)注水、注氮等方式達(dá)到增產(chǎn)的目的。

1.5 排采技術(shù)

排采是煤層氣開采的主要環(huán)節(jié)之一，其工作的主要內(nèi)容就是排水采氣。其實(shí)際技術(shù)主要有管式泵磕頭機(jī)排采技術(shù)，這是目前較為先進(jìn)與常用的排采技術(shù)方法。管式泵磕頭機(jī)依靠電機(jī)或燃?xì)鈩?dòng)力裝置提供動(dòng)力，總體耗能相對(duì)較少。在作業(yè)時(shí)其自動(dòng)化儀表會(huì)自動(dòng)記錄各種相關(guān)數(shù)據(jù)，如水溫、排水量、氣體深度、產(chǎn)氣量等。其自動(dòng)化的作業(yè)技術(shù)大大提高了作業(yè)效率與質(zhì)量，對(duì)提升煤層氣的開采水平具有重要作用。

2 煤層氣開采技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

目前，我國(guó)煤層氣開采技術(shù)的主要問(wèn)題有研發(fā)資金短缺，技術(shù)的先進(jìn)性與自主研發(fā)性較弱，不利于煤層氣深度開采與高產(chǎn)量開采的進(jìn)一步發(fā)展。所以，其技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下三點(diǎn)：第一，研發(fā)融資渠道增多，技術(shù)研發(fā)力度增大。第二，一方面，加大外國(guó)先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)力度，一方面提高本國(guó)技術(shù)的自主研發(fā)力度。第三，提高技術(shù)的整體水平，以滿足深層開采、大量開采前景。為此技發(fā)展方向有以幾種：其一，擴(kuò)大煤層的勘探規(guī)模;其二，煤層氣井縱向開采技術(shù)，增加深度以開采更優(yōu)質(zhì)的煤層氣資源;其三，煤層氣鉆水平井技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，大幅度提高煤層氣開采量;其四，煤層氣井壓裂工藝技術(shù)進(jìn)一步提高，進(jìn)一步提高開采量。

3 結(jié)論

為保證煤層氣開采的優(yōu)質(zhì)優(yōu)產(chǎn)，開采人員必須掌握煤層氣開采的勘探技術(shù)、鉆井開采技術(shù)、凈化增產(chǎn)技術(shù)、壓裂技術(shù)與排采技術(shù)。在施工開采過(guò)程中嚴(yán)格按看技術(shù)要求作業(yè)，以確保施工的有效性。同時(shí)，有關(guān)人員要不斷提升技術(shù)水平，研發(fā)更安全、更高效的開采技術(shù)，確保能源開采的整體水平不斷提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙潔.淺析煤層氣開采技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)[J].化工管理，2018 （13）：219.