浅析煤层气开采技术与发展趋势

浅析煤层气开采技术与发展趋势

作者：焦腾辉

来源：《中国化工贸易·中旬刊》2019年第03期

摘要：我国拥有丰富的煤炭资源，并伴有极为丰富的煤层气资源。随着技术的不断发展，煤层气的开采效率与质量均有提升。本文研究了煤层气开采过程中常运用的勘探、钻井、净化增产等几项技术，并就其开采技术的未来发展趋势进行了简要研究。

关键词：煤层气;开采;技术

在工业企业的迅速发展与人们生活水平提升的情况下，我们对煤层气等化石能源的需求逐渐提高，同时也行成了该部分能源紧缺的局势。为更好的满足人们生产生活对化石能源的需求，开采单位要不断提升开采技术，提高能源开采的产量与质量。

1 煤层气开采技术

煤层气即赋存于煤层当中的天然气，我国资源比较丰富，尤其是有着较大量的低、中煤阶煤层气储量。作为一种具有较大价值的化石能源，煤层气开采成为能源发展的重要方向。为确保开采的效率与质量，开采的几个环节都要依靠相应的先进技术。目前，煤层气开采中常用的主要技术有以下几种：

1.1 勘探技术

勘探是煤层气开采的基础环节，对整个开采工作有重大影响。施工人员在开采作业之前必须对煤层气的实际情况进行科学、详细的勘探，了解当地的地质构造，以制定科学合理的方案[1]。这是因为地质的构造与特点对煤层气产量与开采难度有巨大关联，只有准确了解当地地质的整体情况，决策人员才能制定开采实际方案。经研究发现，煤层气多储于向斜底部等位置，且煤层气都是压力圈闭气藏。其压力圈又可分为水压圈与气压圈，向斜底部裂缝处就是水压圈闭气藏吸附气的聚集区。此外，勘探的另一项重点工作是探测当地的地质活动的相关情况，以判断煤层开采的难度。首先，开采位置若是在地质构造变化严重的区域，煤层气的储存难度会加大。其次，火山岩活动情况对开采有巨大影响，其活动严重会对煤层造成破坏，不利于开采。但其若有小幅度活动则会促进煤阶升高并利于气体转化，从而便于开采。最后，煤层顶底板的岩性密度的。密度较高的区域，其含气量较高便于开采。为保证煤层气开采的整体工作效益，开采人员要利用精准的地质勘探仪器，对开采区的地质构造及特征进行详细调查，为开采作业提供准确指导。

1.2 钻井技术

在进行钻井时，多利用石油钻井设备进行作业，钻头多选择取心钻头与压轮钻头，钻井液根据产层的实际特点多选则低密度水泥浆或清水。钻井作业中常用到欠平衡钻井与定向钻井两

种技术方法。欠平衡钻井法是控制钻井流体的压力小于底层压力，保证井内处于负压状态。这样可大大提高开采的效率，提高煤层气的储存水平。而定向钻井法则是采用长钻孔钻井方式进行作业，降低开采区的煤层气的浓度，所以此方法适合稀疏煤层气区域的开采。

1.3 净化增产技术

净化增产是确保煤层气开采质量与产量的重要技术，主要有两种开采方法：第一种，超短半径水平井开采方法。在垂直井内打造比常规井曲率半径小的水平井，将之作为井眼进行开采。第二种，降压开采技术。此种方法即是通过降压打破煤层气产层的稳定状态，然后进行开采作业。这种方法的效率虽然偏低，但开采的成本较低，可操作性强，所以是较为常用净化增产技术。

1.4 压裂技术

压裂技术就是通过各种方式改造煤层气产层构造，以此达到开采增产的目的，是煤层气开采中较为重要的一项技术。目前压裂技术主要有以下几种：其一水力压裂技术，根据作业方式可分为加砂与不加砂两种;其二，交联凝胶压裂技术;其三，氮泡沫压裂技术。在实际操作中可根据实際情况对产气层进行多次压裂以达到较好的效果，也可领通过注水、注氮等方式达到增产的目的。

1.5 排采技术

排采是煤层气开采的主要环节之一，其工作的主要内容就是排水采气。其实际技术主要有管式泵磕头机排采技术，这是目前较为先进与常用的排采技术方法。管式泵磕头机依靠电机或燃气动力装置提供动力，总体耗能相对较少。在作业时其自动化仪表会自动记录各种相关数据，如水温、排水量、气体深度、产气量等。其自动化的作业技术大大提高了作业效率与质量，对提升煤层气的开采水平具有重要作用。

2 煤层气开采技术的发展趋势

目前，我国煤层气开采技术的主要问题有研发资金短缺，技术的先进性与自主研发性较弱，不利于煤层气深度开采与高产量开采的进一步发展。所以，其技术的发展趋势主要有以下三点：第一，研发融资渠道增多，技术研发力度增大。第二，一方面，加大外国先进技术的引进力度，一方面提高本国技术的自主研发力度。第三，提高技术的整体水平，以满足深层开采、大量开采前景。为此技发展方向有以几种：其一，扩大煤层的勘探规模;其二，煤层气井纵向开采技术，增加深度以开采更优质的煤层气资源;其三，煤层气钻水平井技术进一步发展，大幅度提高煤层气开采量;其四，煤层气井压裂工艺技术进一步提高，进一步提高开采量。

3 结论

为保证煤层气开采的优质优产，开采人员必须掌握煤层气开采的勘探技术、钻井开采技术、净化增产技术、压裂技术与排采技术。在施工开采过程中严格按看技术要求作业，以确保施工的有效性。同时，有关人员要不断提升技术水平，研发更安全、更高效的开采技术，确保能源开采的整体水平不断提高。

参考文献：

[1]赵洁.浅析煤层气开采技术与发展趋势[J].化工管理，2018 （13）：219.