浅谈煤层气的利用现状和发展趋势

浅谈煤层气的利用现状和发展趋势

摘要：煤层气也称瓦斯，是煤生产过程中的伴生气体。其成分主

要是CH4，热值与天然气差不多，它是一种新型清洁能源。加强煤层

气的综合利用率，既能缩减资源的浪费，优化矿山的安全生产状况，

还能极大的改善中国石化能源进口比重较高的问题。就目前来看，煤

层气的利用往往需要依照浓度来确定的，经过长期摸索，煤层气的利

用逐渐形成阶梯式：(1)针对不受开采影响的传统煤体，需要利用地

表煤层气井提取煤层气，其中它的体积分数保持在百分之九十以上，

主要用作LNG、PNG、CNG；(2)针对采空区或开采影响区，通常是从地面提取出的煤层气，其体积分数大概维持在百分之五十到九十，因为

提取量不高，并未提出单一的利用手段，主要是和地下提取的高浓度

煤层气相互结合，从而进行充分利用；(3)地下开采的高浓度煤层气，其体积分数基本上在百分之三十以上，它的主要使用手段是发电。高

浓度煤层气利用技术和有关产业比较稳定，但因为高浓度煤层气比重

不高，使中国的煤层气利用率整体不高。

关键词：煤气层；开发技术；现状；优化

引言

煤层气开发属于煤矿资源开发的范畴，伴随社会的迅猛发展，能

源供给侧变革同样也在慢慢推进，煤层气技术的发展越来越受到人们

的关注，尽管中国的煤层气资源十分丰盈，但在开发技术上还是有许

多不足，无法高效率的开采煤层气资源。因为技术上的不足，中国这

方面的专家一直持续加大对煤层气技术开发的研究强度，优化煤层气

技术，促进中国能源开发的深远发展。

1我国煤层气开发研究中的问题

1.1全国煤层气勘探开发现状

中国煤层气资源十分丰盈，埋藏深度为二千米的主要煤层气盆地

大概有四十二个，并以浅煤层气地质资源36.183×1012立方米，稳

居世界第3名。经过二十几年的勘探，中国煤层气勘探开发的发展愈

来愈稳定，已经形成沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘两大产业基地，初

步形成一千米以浅煤层气勘探开发配套的技术。“十二五”期间，中

国煤层气新区勘探取得了十分明显的成效，煤层气产量始终稳定增长，不断加强煤层气的技术研发[1]。一直到2014年底，全国共计探明煤

层气储备量为6266×108立方米，其中沁水盆地的探明储备量是

4686×108立方米，鄂尔多斯盆地东部的探明储备量是1488×108立

方米，共占全国总储备量的98.53%，形成2000亿方的大气田，地表

生产能力为六十亿立方米每年，在建产能大概是四十亿立方米每年。

根据国家能源局统计，一直到2014年，我国煤层气产量为155×108

立方米，其中地表开发产量大约是37×108立方米，同比增长26.5%；矿区采出产量一共约为118×108立方米，同比增长8.5%。煤层气地

面开发与煤区提取产量一直维持在平稳状况，逐步增长[2]。

1.2煤层气井水力压裂增产改造技术与不足

煤层的割理、裂缝是煤层气井产气的关键通道，因此要强化煤层

气井的产气量，一定要优化煤层的产生裂缝，使裂缝不出现或少出现

封闭，才可以更好地创建产气通道，增加产气量。基于油气田开发压

裂改造经验和技术上，充分利用煤储层特征，形成一种十分合理、高

效的煤层气井水力压裂技术，也就是利用地面高压泵组，采用高排量、高砂比的混液法,把压裂液注入到井下，当注入压力比井筒附近地应

力与地层岩石抗张强度大时，井底附近地层开始出现裂缝，压裂液不

断注入到地层中，裂缝会在煤层中延伸。在支撑剂的作用下，裂缝处

在一个开放的状态，在煤层中形成一个具有一定几何形状的裂缝通道，在煤层和井筒间，创建产气通道，利于煤层气的生产。水力压裂升级

技术在煤层气开发中有许多缺陷，因为煤层具有较高的吸附力，压裂

液的吸附会使煤层缝隙发生堵塞，或使基质出现膨胀现象，导致切割

孔隙度和渗透率降低，容易聚集堵塞裂缝前端，变换裂缝走向，在裂

缝前端形成阻力屏障，影响产气通道的流量和产量[3]。

3中国煤层气开发与利用的措施

3.1加强对煤层气开发利用可实现变害为宝

煤层气除了会引起瓦斯爆炸或突出事故外，还可能会对大气环境

造成严重破坏。提高煤层气的开发与利用，既能遏制瓦斯事故，又能

缩减温室气体的排放，同时作为一种清洁能源，它也具有很多的经济

收益。煤层气能通过提纯变为天然气。浓度百分之九十二以上的煤层气，经过脱水与脱碳后，符合二类天然气标准，能直接送至市政燃气网，给老百姓使用。

3.2深入强化煤层气开发抽采技术质量

首先，瓦斯的开发技术必须把当地煤层的位置、结构结合起来，

开发人员应当要根据真实状况实施，这样才能深入缩减成本，确保瓦

斯的正常开发。其次，在煤层气技术的开发方面，必须重点关注其研

究的强度，重点摸索一些高质量、低成本的技术，制定煤层气开发的

行业准则，给未来煤层气技术的发展打下扎实的基础。最后，在煤层

气开发的过程中，应始终关注强化煤层气开发技术运用的真实成效，

确保煤层气开发技术运用的普遍性，取得较好的成效，确保开发效率

与质量。

3.3提高生态环境保护工作

煤层气工业的主要环境问题涉及到环境污染与生态破坏两个方面。环境污染通常是指短时间内可恢复的影响，收集并处理好污染物，基

本在可接受的范围内，主要涉及到固体废物、大气、地表水等污染。

对大气环境的影响主要来源是站场、清管作业过程中生成的烃类气体

无组织泄漏和排烟燃烧后放出的一些烟气，建议将煤层气排气口放入

火炬焚烧设备，严格禁止随意将污染气体排到外面。对地表水的影响

主要来源是采气排放的水和钻井废液，在并未采取防渗准备的情况下

直接流入渗坑，从而污染了水环境。地表水影响缓解举措：井场应当

设置污水回收处理设备，各种不同的废水应当排放到对应的污水收集池，不得向外排除。处理后达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中有关功能区划标准的需求，才能排放到附近地表水[4]。

4我国煤层气发展的构想

如果想更好地开发利用煤层气，必须首先解决资金来源、技术革

新和开发等问题，国家应当积极配合煤层气的发展，合理分配资金，

推动煤层气开发强度与水准，发挥正确体系，保证它适用于真实标准，并将煤层气的开发作为能源发展的实施战略。如今，明确重难点和发

展目标，立足民情，将税收价格、政策益处、招商引资等结合起来，

制定有关政策，有序开拓投资途径，保证今后煤层气发展机遇更加丰