煤层气基础知识
关于煤层气的一些基本概念
关于煤层气的基本概念
气体在煤层内有三种基本赋存状态，吸附气、游离气和溶解气；煤层气总量中以吸附气占绝大部分，游离气占少部分，溶解气占极少部分。
吸附等温曲线——在温度恒定的条件下，煤吸附甲烷的量与甲烷平衡压力的函数曲线。
煤对甲烷的吸附等温线通常可用兰格缪尔方程表示。
吸附质（气体）在单位质量吸附剂（固体）表面的吸附量取决于四方面因素：①吸附质（气体）的性质；②吸附剂（固体）的性质；
③吸附平衡的温度——我国采煤界用30℃，煤层气探查部门用取样点的地温。
④吸附质（气体）的平衡压力——一般加压到6 Mpa左右。
①煤层含气饱和度——
煤层孔隙被气体充满的程度。
通常从吸附等温曲线上求得，即含气饱和度等于实测含气量与原始储层压力在吸附等温曲线上所对应
的理论含气量的比值。
②临界解吸压力——
在煤层降压过程中，气体开始从煤基质表面解吸时所对应的压力值。
③吸附时间——
累计解吸出的气量占总吸附气量（包括残余气）的63.2%所需的时间，单位是小时或天数。
④煤储层压力——
煤储层孔隙内流体所承受的压力，常以兆帕〔斯卡〕MPa为单位。
⑤煤储层压力梯度——
在单位垂直深度内，煤储层压力的增量。
⑥煤储层压力系数——
实测储层压力与同深度静水压力之比。
按有关规程规定，煤层的瓦斯压力≥0.74 Mpa，该煤层具有突出危险性。
⑨废弃压力（abandonment pressure）——在现有经济技术条件下，煤层气井疏水降压所能达到的最低井底压力，又称枯竭压力。
煤层气
一、名词解释1煤层气：是指煤层生成的气体经运移、扩散后的剩余量，包括煤层颗粒基质表面吸附气，割理、裂隙游离气。
2煤型气：是相对于油型气的概念，是煤成气和煤层气的总和。
3割理：是指煤层中近于垂直层面的天然裂隙。
4构造煤：是指煤层中分布的软弱分层，是煤层在构造应力作用下发生破碎或强烈的韧、塑性变形及流变迁移的产物。
5煤层气吸附平衡：当吸附和解吸两种作用速度相等（单位时间内被固体颗粒表面吸留的气体分子数等于离开表面的分子数）时，颗粒表面上的气体分子数目就维持在某一定量，称为吸附平衡。
6煤层气藏：是指在地层压力（水压和气压）作用下保有一定数量气体的同一含煤地层的煤岩体，具有独立的构造形态；是在煤层演化作用过程中形成的，在后期构造运动中未被完全破坏，呈层状产出。
7煤层气地质储量：是指在原始状态下，赋存于已发现的具有明确计算边界的煤层气藏中的煤层气总量。
8煤成气：是煤层和煤系中分散有机质在热演化过程中生成的气态烃，经运移到煤系中或煤系以外的储层中聚集的煤型气。
9瓦斯突出煤体：构造严重破坏并具有发生瓦斯突出的瓦斯能（即含有大量瓦斯）介质条件的煤体称为瓦斯突出煤体。
10坚固性系数：用于表示岩石抗冲击能力的大小或破坏时破碎功的大小。
11瓦斯放散初速度△P：是指煤在0.1MPa压力吸附瓦斯的条件下，向一固定体积的真空空间放散时，某一时间段内所散放的瓦斯量。
12原生结构煤：指煤原生构造未受构造变动，保留原生沉积结构和构造特征，每层原生层理完整、清晰，仅有少量内、外生裂隙发育，煤体呈块状的煤；原生结构煤的煤岩成分、结构、构造与内生裂隙清晰可辨。
13煤与瓦斯突出：采煤生产过程中，在一瞬间（几秒钟）采煤工作面或巷道某处突然被破坏，迅速放出大量瓦斯，同时抛出大量的煤、岩碎块和煤粉，这种现象称为煤与瓦斯突出。
14吸附等温线：按照气体解吸特性描述的煤的响应性曲线称为吸附等温线二填空题1煤层气形成阶段：原生生物气生成阶段、热降解气生成阶段、热裂解气生成阶段和次生生物气生成阶段。
系统全面的煤层气基础知识
系统全面的煤层气基础知识煤层气（Coalbed Methane）储层参数，主要包括煤的等温吸附特性参数、煤层气含量、渗透率、储层压力、原地应力，以及有关煤岩煤质特征的镜质组反射率、显微组分、水分、灰分和挥发分等，相应的测试分析技术有：煤的高压等温吸附试验（容量法）、煤层气含量测定、煤层气试井和煤岩煤质分析等。
煤的高压容量法等温吸附实验，是煤层气资源可采性评价和指导煤层气井排采生产的关键技术参数，等温吸附数据测定准确性，直接关系到煤层气开发项目的成败和煤层气产业的发展。
许多研究表明，煤是具有巨大内表面积的多孔介质，象其它吸附剂如硅胶、活性碳一样，具有吸附气体的能力。
煤层气以物理吸附方式储存在煤中，主要证据有：甲烷的吸附热比气化热低2—3倍（Moffat ＆Weale，1955；Yang ＆Saunders，1985），氮气和氢气的吸附也与甲烷一样，这表明煤对气体的吸附是无选择性的；大量试验也证明，煤对气体吸附是可逆的（Daines，1968；Maver 等，1990）。
结合国内外资料，推荐吸附样粒度为60—80目。
煤的平衡水分—当煤样在温度30℃、相对湿度96%条件下，煤中孔隙达到水分平衡时的含水量。
测试平衡水平的主要目的是：恢复储层条件下煤的含水情况，为煤的吸附实验做准备。
煤层气含量—指单位重量煤中所含的标准状态下（温度20℃、压力101.33kpa）气体的体积，单位是cm3/g或m3/t。
它是煤层气资源评价和开发过程中计算煤层气资源量和储量、预测煤层气井产量的重要煤储层参数之一。
煤层气含量的测定方法大体上可分为两类：直接法（解吸法）和间接法（包括等温吸附曲线法和单位体积密度测井法）。
在直接法中，保压取心解吸法是精确获得原地煤层气含量最好的方法。
直接法的基本原理煤心煤样的煤层气总量由三部分气体量构成：一是损失气（lost gas）,二是实测气（measured gas），三是残余气（residual gas）。
煤层气基础知识与运用(新员工)
煤层气基础知识与运用
技术管理部 贺立国
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一、煤层气基本特性 二、燃气输配管网系统
三、CNG/LNG站介绍 四、煤层气常识问答
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一、煤层气简介 煤层气俗称“瓦斯”， 其主要成分是CH4（甲 烷），与煤炭伴生、以 吸附状态储存于煤层内 的非常规煤层气。
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煤层气的开发利用具有一举多得的功效： 1.提高瓦斯事故防范水平，具有安全效应 2.有效减排温室气体，产生良好的环保效应 3.作为一种高效、洁净能源，商业化能产生 巨大的经济效益。
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16个国家重大专项 1.大型飞机、 2.载人航天与探月工程 3.高分辨率对地观测系统 4.核心电子器件 5.高端通用芯片及基础软件 6.极大规模集成电路制造技术及成套工艺 7.新一代宽带无线移动通信 8.高档数控机床与基础制造技术 9.大型油气田及煤层气开发 10.大型先进压水堆及高温气冷堆核电站 11.水体污染控制与治理 12.转基因生物新品种培育 13.重大新药创制 14.艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治
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一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数。 适用条件:一定质量的某种理想气体。 该公式可用于工况流量转标况计算，也可用于计算管存量中； 2、相对压力、绝对压力以及摄氏温度、绝对温度单位换算 1、P=P0+P1 2、K=K0+t
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爆炸极限
定义：当可燃气体、可燃液体的蒸气（或可燃粉尘）与空气混合并达到一 定浓度时，遇到火源就会发生爆炸。这个能够发生爆炸的浓度范围，叫做爆炸极 限，通常用可燃气体、蒸气或粉尘在空气中的体积百分比来表示。 甲烷的爆炸极限为5%-15%，当可燃物浓度低于爆炸下限时，遇到明火， 既不会爆炸，也不会燃烧；高于爆炸上限时，遇到明火，虽然不会爆炸，但能够 正常燃烧，若在浓度在5%-15%范围遇明火即可发生爆炸； 在爆炸极限浓度范围内，当可燃气体和助燃物恰好反应时，此时爆炸最 强烈，其破坏性最大，下面以甲烷为例进行说明： 燃烧反应：CH4+2O2==CO2+2H2O， 可以看出甲烷与氧气的体积比为1:2时恰好完全反应，此时爆炸最为强 烈，假设：混合气体的体积为100L，甲烷体积为VL，消耗O2的体积为2VL；空气体 积（100-V）L；则（100-V）×21%（空气中氧气的含量理论上占21%）=2V；解得 V≈9.5L；因此甲烷在空气中所占的体积分数为9.5%时，爆炸最强烈；
煤层气知识点
煤层气复习重点一名词解释1.煤炭勘探：是以煤田地质学为理论指导，使用多种勘查手段发现煤田和评价煤炭资源的开发远景，并为矿井的开发设计提供地质资源依据的地质勘查工作。
2.煤层气资源勘查：是指在充分分析地质资料的基础上（煤和煤层气地质理论），利用钻井、地震、遥感以及生产试验等勘探技术手段，调查地下煤层气资源赋存条件和赋存数量的评价研究和工程实施过程。
3.复合勘探系统：是指在基本勘探系统的基础上，为准确地查明影响采掘顺利进行的开采地质条件，需要加密一些专门的勘探工程，使勘探后期形成不均匀的勘探网，故称为复合勘探系统。
4.详终:构指造复杂、煤层不稳定的井田，钻探用375m或250m的基本线距最高只能圈定“控制的”类别资源储量,提交的报告即为详终报告。
5.普终：指构造复杂、煤层不稳定的井田，钻探用375m或250m的基本线距最高只能圈定“推断的”类别资源量，提交的报告即为普终报告。
6.可行性研究：是对矿床开发经济意义的详细评价。
通常应在勘探后进行。
其结果可以详细评价拟建项目的技术经济可靠性，计算不同的资源／储量类型，得出拟建项目是否应该建设以及如何建设的基本认识。
7.经济的资源量/储量：其数量和质量是依据符合市场价格的生产指标计算的，在可行性研究或预可行性研究当时的市场条件下开采，技术上可行，经济上合理，环境等其他条件允许，即每年开采煤炭的平均价只能满足投资回报的要求。
8.边际经济的资源量/储量：在可行性研究或预可行性研究当时，其开采是不经济的，但接近于盈亏边界，只有在将来由于技术经济、环境等条件的改善或政府给予其它扶持的条件下才可变成经济的。
9.次边际经济的资源量/储量：在可行性研究或预可行性研究当时，开采是不经济的或技术上不可行的，需大幅度提高矿产品价格或技术进步使成本降低后，方能变成经济的。
10.内蕴经济的资源量/储量：仅通过概略研究，作了相应的投资机会评价，未做可行性研究或预可行性研究。
11.煤层的类型有：按煤层构造特征划分为简单、中等、复杂和极复杂等四个构造类别；按煤层稳定程度划分为稳定、较稳定、不稳定和极不稳定等四个类型。
煤层气基础知识
1、煤层气：是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体；煤层气爆炸范围为5—15%2、煤层气的主要成分甲烷、二氧化碳、氮气3、煤层气储层是（基质）孔隙、裂隙双重介质结构4、煤层气的赋存状态吸附态（80-90%），游离态（20%-10%）、水溶态（5%以下）。
游离态煤层气以自由气体状态储积在煤的割理和其他裂缝空隙中，在压力的作用下自由运动5、煤层气的产出机理：通过抽排煤储层的承压水，降低煤储层压力，使吸附态甲烷解吸为大量游离态甲烷并运移至井口。
即排水－降压－解析－扩散－渗流煤层气的运移方式：微孔-大孔-微裂纹-裂隙-裂缝6、在煤体的大孔和裂隙中，煤层气流动是以压力梯度为动力，其运移遵循达西定律；而在微孔结构中，煤层气流动是以浓度梯度为动力，运移遵循菲克定律。
7、井底压力：是指煤层气井储层流体流动压力8、压降漏斗：由于排水降压，供水边界到井底洞穴形成压差,其压差形状为漏斗状曲面,该曲面被称为压降漏斗，由于洞穴压力最低，煤层气定向解析，扩散，渗流和运移至洞穴。
排采时间越长，压降漏斗有效半径越大，其影响范围逐渐增加。
9、吸附：煤层气分子由气相赋存到煤体表面的过程。
10、煤中自然形成的裂缝称为割理；割理中的一组连续性较强、延伸较远的称面割理；另一组仅局限于相邻两条面割理之间的、断续分布的称端割理11、达西定律：Q=KA△h/L式中Q为单位时间渗流量，A为过水断面面积，△h为总水头损失（高度差），L 为渗流路径长度，I=h/L为水力坡度，K为渗流系数。
关系式表明，水在单位时间内通过多孔介质的渗流量与渗流路径长度成反比，与过水断面面积和总水头损失成正比。
从水力学已知，通过某一断面的流量Q等于流速v与过水断面A的乘积，即Q＝Av。
菲克定律：菲克就提出了：在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量（称为扩散通量Diffusion flux，用J表示）与该截面处的浓度梯度(Concentration gradient)成正比，也就是说，浓度梯度越大，扩散通量越大12、临界解吸压力：对于未饱和煤层气藏，只有压力下降到含气量吸附等温线上，气体才开始解吸，该压力称为临界解吸压力。
煤层气基础知识(整理)
1.1. 煤层气的定义和基本特征从矿产资源的角度讲，煤层气是以甲烷为主要成分（含量＞85%），是在煤化作用过程中形成的，储集在煤层气及其临近岩层之中的，可以利用开发技术将其从煤层中采出并加以利用的非常规天然气。
对煤层气而言，煤层既是气源岩，又是。
煤层具有一系列独特的物理、化学性质和特殊的岩石力学性质，因而使煤层气在贮气机理、孔渗性能、气井的产气机理和产量动态等方面与常规天然气有明显的区别（详见表1.1），表现出鲜明的特征。
资料来源：张新民中国煤层气地质与资源评价2002年1.2. 煤层气生成1.2.1. 煤层气成因类型及形成机理从泥炭到不同变质程度煤的形成过程中，都有气体的生成。
根据气体生成机理的不同，可以将煤层气的成因类型分为生物成因和热成因两类。
生物成因气主要形成于煤化作用的未成熟期，而热成因气主要形成于煤化作用的成熟期和过成熟期。
1.2.1.1. 生物成因气生物成因气主要由甲烷组成，它是由各种微生物的一系列复杂作用过程导致有机质发生降解作用而形成。
生物成因气又可以根据产生阶段的不同分为原生生物气和次生生物气。
（1）原生生物气原生生物气是在煤化作用早期（R0<0.5%），在较低的温度下（一般低于50 0C），在煤层埋藏较浅处（<400m），在细菌的参与和作用下，微生物对有机质发生分解作用而形成的以CH4为主要成分的生物生成气。
在原生物生成气生成的具体途径和方式有两种，一种是由CO2还原而成；另一种由甲基类发酵（一般为醋酸发酵）而成。
生物气的形成应具备的主要条件是：①缺氧环境；②低硫酸盐浓度；③低温；④丰富的有机质；⑤高PH值；⑥足够的空间。
（2）次生生物气Rice（1981）和Scott（1994）等人认为在近地质时期，煤层被抬升，活跃的地下水系统和大气淡水形成了微生物活动的有利环境，在相对较低的温度下，微生物降解和代谢煤层中已经形成的湿气、甲烷和其它有机化合物，生成次生物成因气（主要是CO2和CH4）。
煤层气基础知识面试整理
一、基本认识1.2000m以前的煤层气储量36.81万亿立方2.煤层气和煤成气的区别：煤成气包含煤层气和煤系气，煤系气为常规天然气，不储存在煤中，而煤层气是非常规天然气，储存在煤层中。
3.煤层气的成因类型：生物成因和热成因（煤化作用）4.煤层气赋存状态比较一致的认识是：它以吸附态、游离态和溶解态三种形式储集在煤储层中，其中最主要的是吸附态，占95%以上。
5.兰格缪尔的方程和曲线形态（小明老师的课件）6.煤层气的气含量包括逸散气，解析气和残留气7.煤是一种双重孔隙介质，煤中气体的流动有两种机制，在裂隙（割理）系统中为达西流，而基质中为扩散流。
8.吸附时间是一个特征时间，，确切定义为：总吸附量（包括残留气）的63.2%被解吸出来所需要的时间。
9.压裂的实质是利用高压泵组，将具有一定粘度的液体高速注入地层。
当泵的注入速度大于地层的吸收速度时，地层就会产生破裂或使原来的微小缝隙张开，形成较大的裂缝。
随着液体的不断注入，已形成的裂缝向内延伸。
为了防止停泵以后，裂缝在上部岩层的重力下重新闭和，要在注入的液体中加入支撑剂，使支撑剂充填在压开的饿裂缝中，以支撑缝面。
10.煤层气基本排采方式，排水降压11.试井技术是准确确定裂隙系统渗透率的唯一办法。
利用测试井生产或注入量变化而引起的压力变化数据。
进而解释求取储层的流动性质和储层形状。
二、宏观把握影响煤层气分布的主要地质因素：（1）煤储层顶底板的岩石类型，顶底板岩石的封闭性决定了气含量（2）煤化程度，随变质程度的增高，煤层气的生成量和储存量（含气量）增高，但在超无烟煤阶段，煤的含气量最低。
这是由于随煤的变质程度增高，煤中的孔隙，特别是小、微孔隙增多，煤的物理、化学性质改变，使煤与CH4的亲合力增强所致。
在超无烟煤阶段，孔隙度急剧下降，CH4的储存空间减少，使含气量降低。
（3）煤岩组分，从生气的角度，壳质组的生气能力>镜质组>惰质组；但从吸附角度，镜质组和惰质组的吸附能力高于壳质组。
煤层气知识
煤层气用户手册一、简介：煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。
俗称“瓦斯”，热值是通用煤的2-5倍，1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，[1] 几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。
煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。
煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。
在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。
煤层气的开发利用具有一举多得的功效：洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。
为国家战略资源。
煤层气（天燃气）主要特点有：1、主要成分是甲烷，其含量一般在90%以上（），是一洁净的新型能源；2、热值高，每立方米发热值为8000-9000千卡/标米3，约相当于同体积城市燃气热值的2.4-2.7倍；3、燃烧充分，元素，无污染；易燃、易爆。
二、用途性质：煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电燃料、汽车燃料和重要的化工原料，用途非常广泛。
每平方煤层气大约相当于9.5度电、3 m3水煤气、1L柴油、接近0.8kg液化石油气、1.1-1.2L汽油，另外,煤层气燃烧后几乎没有污染物，因此它是相当便宜的清洁型能源。
在一定的空间范围内，煤层气比空气轻，其密度是空气的0.55倍，稍有泄漏会向上扩散，只要保持室内空气流通，即可避免爆炸和火灾。
而煤气、液化石油气密度是空气的1.5—2.0倍，泄漏后会向下沉积，所以危险性要比煤层气要大的多。
煤层气爆炸范围为5—15%，水煤气爆炸范围6.2—74.4%，因此，煤层气相对于水煤气不易爆炸，煤层气不含CO，在使用过程中不会象水煤气那样发生中毒现象。
煤层气组成与性质解析
腐泥型煤（I、II型干酪根）生成湿气和液态烃
腐殖型煤（III型干酪根）则生成较干的气体。
5、煤层气的成因
生物成因、热成因、次生作用/水文地质作用
6、CH4和CO2的碳同位素交换平衡效应
C C C C 13
12
CH 4
CO 2
12
13
CH 4
CO2
使煤层中的13 C1大幅度降低， 导致煤层气中CH4碳同素变轻
吸附能力m3/t <8 8~9 9~11
11~14 18~20 14~18 20~24 24~36
显微组分对煤成气的贡献
壳质组∶镜质组∶惰质组为3∶1∶0.8，
镜质组的产气率为惰质组的4.3倍，壳质组为惰质组的11倍 。
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四、煤层气的成因
1、生物降解煤层气
泥炭~褐煤阶段
2、热解型煤层气
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沁水盆盆地地及甲外烷围稳甲定烷稳同定位同素位素特分征布
0
-10
-20
-30 -32.2-30.2 -32 -31.9 -33 -32.5-32.6-31.2-35.6-30.8-35.3-35.6
-35.5-38.2
-40
-50.5
-50 -60
-59.1-56.3-61.7-61.5
Ro,max<0.5%
褐煤~瘦煤阶段
3、裂解型煤层气
Ro,max介于0.5~2.0%
瘦煤阶段~三号无烟煤 2.0%<Ro,max<3.7%
4、次生生物成因煤层气 0.3%<Ro,max<1.5%
第8页/一、煤层气的化学组成
1、烃类气体
甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷。 干气（贫气）：CH4>95% 或 C2+% <5% 湿气（富气）： CH4<95% 或 C2+% >5% C1/ C1~ 5值大于99%，为特别干的气体， 95%~99%为干气， 85%~95%为湿气， 小于85%，为特别湿的气体。
煤层气
1.煤层气是在成煤过程中经生物化学和热解作用所形成并赋存于煤层中的以甲烷为主的一种非常规的天然气2.为什么开发煤层气？可持续发展；改善煤矿安全；减排温室气体；推动国民经济3.什么是采气工程？在人为的干预下，有目的地将煤层气从地下开采到地面并输送到预定位置的工程4.采气工程的目的和任务：对煤层气的地面开发和开采工艺技术及井下瓦斯抽放有系统的了解，基本掌握煤层气开采的要点和关键。
5.煤储层压力：指作用于煤孔隙—裂隙空间上的流体压力（包括水压和气压），故又称为孔隙流体压力。
1、开放体系：储层压力等于静水压力2、封闭体系：储层压力等于上覆岩层压力3、半封闭体系：上覆岩层压力由储层内孔隙流体和煤基质块共同承担6.煤层气以游离、吸附、固溶和溶解多种状态赋存于煤储层中。
其中吸附状态是煤层气最主要的赋存形式，储层压力是控制煤层吸附气量的最关键因素。
7.1).溶解态:甲烷在水中的溶解度主要取决于水的温度、矿化度、环境压力和气体成分。
2).游离态:游离气量的大小取决于孔隙体积、温度、气体压力和气体压缩系数。
3).吸附态: Langmuir单分子层吸附理论。
8. 煤层气与常规油气开发方法差异8.赋存状态的转化9.煤层气吸附性能的主要影响因素9.煤层气赋存状态以吸附为主证据有三：（1) 通过将实测煤层气含量数据与等温吸附实验所获得的理论吸附量进行对比发现，绝大多数样点的煤层气吸附饱和度处于吸附欠饱和或接近吸附饱和状态，很少有吸附过饱和状态(2) 煤层气开发实践进一步证实，煤层气以吸附为主的赋存特点。
几乎所有煤层气井都是在排水降压之后才开始产气的，不具备游离气产出的特征。
(3) 尽管煤层孔隙及裂隙中充满了水，但水溶甲烷量相对实测煤层气含量值而言是微不足道的。
煤层气吸附/解吸具有一定的可逆性并且解吸表现出一定的滞后性10.解吸动力学特征及解吸类型：根据煤层气解吸条件和解吸特征（物理），将其解吸分为：降压解吸置换解吸扩散解吸升温解吸当然，在这四类解吸作用中降压解吸是其中最主要的也是对煤层气产出贡献最大的。
煤层气基本特性
第一章煤层气基本特性煤层气是赋存在煤层中的天然气体，其化学成分以甲烷为主，也含有数量不等的其他烃类和杂质气体。
第一节主要内容：煤层气的主要化学组分包括：甲烷、二氧化碳和氧气，含少量的重烃气（乙烷、丙烷、丁烷、戊烷）、氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢以及微量的稀有气体（氦气、氖气、氩气、氪气等）。
通常，将甲烷与烃气之百分比定义为干燥系数。
干燥系数大于95%的煤层气称为干气，小于95%的为湿气。
煤层气化学组成的垂向变化：从地表至煤层气风化带下限深度，依次形成了二氧化碳—氮气带、氮气—甲烷带和甲烷带。
其中二氧化碳—氮气带、氮气—甲烷带通称煤层气风化带。
（在层气风化带内的煤层气资源，通常缺乏开发利用价值，不列入资源计算。
）第二节主要内容：煤层气基本物理性质：煤层气中往往含有微量的芳香族碳氢化合物气体，常常伴有一些苹果的香味。
煤层气的热值是指单位体积煤层气燃烧时所产生的热量，也称煤层气的燃烧热。
甲烷的爆炸极限：5.3%—14.0%。
在地层条件下，煤层气密度随储层压力的增高而加大，随储层稳定的升高而减小。
由于空气的密度等于1.2928，故煤层气的密度（质量）与相对密度大不相同（见下表）。
煤层气化学组分的密度和相对密度组分密度相对密度组分密度相对密度组分密度相对密度甲烷0.7166 0.5543 戊烷 3.2159 2.4872 硫化氢 1.5392 1.1906 乙烷 1.3561 1.0488 二氧化碳 1.9768 1.5921 水蒸气0.7680 0.5941 丙烷 2.0918 1.5617 氮气 1.2505 0.9673 空气 1.2928 1.0000 丁烷 2.6720 2.0665 氧气 1.4289 1.1053 氦气0.1782 0.1380黏度是流体运动时，其内部质点沿接触面相对运动、产生内摩擦力以阻抗流体变形的性质，常用动力黏度系数（流体内摩擦切应力与切应变率的比值）来表示。
煤层气黏度是确定其扩散运移特性的重要参数。
系统全面的煤层气基础知识
系统全面的煤层气基础知识煤层气（Coalbed Methane）储层参数，主要包括煤的等温吸附特性参数、煤层气含量、渗透率、储层压力、原地应力，以及有关煤岩煤质特征的镜质组反射率、显微组分、水分、灰分和挥发分等，相应的测试分析技术有：煤的高压等温吸附试验（容量法）、煤层气含量测定、煤层气试井和煤岩煤质分析等。
煤的高压容量法等温吸附实验，是煤层气资源可采性评价和指导煤层气井排采生产的关键技术参数，等温吸附数据测定准确性，直接关系到煤层气开发项目的成败和煤层气产业的发展。
许多研究表明，煤是具有巨大内表面积的多孔介质，象其它吸附剂如硅胶、活性碳一样，具有吸附气体的能力。
煤层气以物理吸附方式储存在煤中，主要证据有：甲烷的吸附热比气化热低2—3倍（Moffat ＆Weale，1955；Yang ＆Saunders，1985），氮气和氢气的吸附也与甲烷一样，这表明煤对气体的吸附是无选择性的；大量试验也证明，煤对气体吸附是可逆的（Daines，1968；Maver 等，1990）。
结合国内外资料，推荐吸附样粒度为60—80目。
煤的平衡水分—当煤样在温度30℃、相对湿度96%条件下，煤中孔隙达到水分平衡时的含水量。
测试平衡水平的主要目的是：恢复储层条件下煤的含水情况，为煤的吸附实验做准备。
煤层气含量—指单位重量煤中所含的标准状态下（温度20℃、压力101.33kpa）气体的体积，单位是cm3/g或m3/t。
它是煤层气资源评价和开发过程中计算煤层气资源量和储量、预测煤层气井产量的重要煤储层参数之一。
煤层气含量的测定方法大体上可分为两类：直接法（解吸法）和间接法（包括等温吸附曲线法和单位体积密度测井法）。
在直接法中，保压取心解吸法是精确获得原地煤层气含量最好的方法。
直接法的基本原理煤心煤样的煤层气总量由三部分气体量构成：一是损失气（lost gas）,二是实测气（measured gas），三是残余气（residual gas）。
瓦斯(煤层气)常识
瓦斯（煤层气）常识1、矿井瓦斯矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。
有时单独指甲烷(沼气)。
它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。
在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。
另外，在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。
瓦斯是无色、无味、无臭的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。
瓦斯对空气的相对密度是0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg，所以，它常积聚在巷道的上部及高顶处。
瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。
瓦斯的燃烧、爆炸性是矿井主要灾害之一。
瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的。
游离状态也称为自由状态，这种瓦斯以自由气体状态存在于煤体或围岩的裂缝、孔隙之中，其量的大小主要决定于贮存空间的体积、压力和温度。
吸着状态又称结合状态，其特点是瓦斯与煤或某些岩石结合成一体，不再以自由气态形式存在。
按其结合形式不同又可分为吸附及吸收两种。
吸附状态是由于固体粒子与气体分子之间分子吸引力的作用，使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层；吸收状态是气体分子已进入煤分子团的内部。
几种状态的瓦斯处于不断变化的动平衡之中，在一定条件下会互相转化。
当压力、温度变化时，游离瓦斯转化为吸着瓦斯称为吸附，吸附瓦斯转化为游离瓦斯称解吸。
2、矿井瓦斯等级的划分矿井瓦斯等级是以相对瓦斯涌出量的大小来划分的。
《煤矿安全规程》规定，在一个矿井中，只要有一个煤(岩)层发现瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级工作制度进行管理。
矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：(1)低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10立方米／吨且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40立方米／分。
煤层气基础知识
煤层气分类煤层气按照其来源一般分为原始煤层煤层气、煤矿区煤层气、采动区煤层气和矿井通风瓦斯四种。
名称来源特征原始煤层煤层气原始煤层，地面开发甲烷浓度＞95％，生产期长煤矿区煤层气生产矿井，采空区甲烷浓度＞90％，生产期短采动区煤层气生产矿井甲烷浓度＞20％-80％矿井通风瓦斯生产矿井甲烷浓度1％左右，量非常巨大地下煤气化技术地下气化过程（Underground Coal Gasification，简称UCG）是在煤层中人工开掘的气化通道中进行的。
将地下的煤层点燃建立火源后，从地面的一个钻孔向煤层鼓入气化剂，使煤层燃烧而进行气化，另一钻孔排出煤气，煤层的燃烧和气化是一系列连续阶段所构成的复杂的物理化学过程。
碳的燃烧是其过程的基础。
因为煤层中挥发分析出后，主要残余物是焦炭，而碳的燃烧过程最长，并且是热量的主要来源。
过程的其他各阶段进行的强度决定于碳燃烧阶段中放热的强度。
从化学反应观点来看，煤的地下气化过程是在气化通道中气固两相分界面上进行的。
所谓气相是指沿通道截面流动的气流（鼓风空气和蒸汽），而固相乃是自然煤层、不同热解程度的煤、煤层的顶底板岩石以及气化所形成的灰渣。
岩石、灰渣、天然煤和不同热分解的煤直接同气相，以及通过气孔和裂缝同气相接触的表面就构成气固两相的分界面。
当煤在通道内气化时，气化带的长度要比用地面其他方法气化时长得多，因此在通道内使煤气化过程正常进行的主要条件是建立和维持合理截面的通道。
这种通道的比反应面积要求是最大的，而鼓风和煤气的空气动力学特性，要有利于鼓风向煤表面的扩散和气化产品从煤表面排出。
根据煤的物理化学性质、煤层埋藏的矿山地质条件不同，可形成两种类型的气化反应通道：无固相的自由通道和渗滤性多孔疏松的通道。
由于不需要将固体废弃物挖出地面（粉煤灰仍留在地下），不需要井下矿工，对地表的破坏小，因此地下煤气化技术成本低，这是其巨大的优势。
地下煤气化技术潜在的问题包括注井和采井的连接，煤层太薄，合成气变化大，污染地下水，潜在的地表塌陷，合成气热值低，对煤火的控制。
煤矿瓦斯基本技术知识
煤矿瓦斯基本技术知识煤矿瓦斯（即煤层气）是煤矿中常见的一种危险气体。
它主要由甲烷（CH4）组成，同时也含有少量的其他烃类和气体。
瓦斯在矿井中的积聚和释放会导致爆炸和有毒气体泄漏，对矿工的安全造成严重威胁。
因此，煤矿瓦斯管理成为一项十分重要的工作。
下面将介绍煤矿瓦斯的基本技术知识。
一、煤矿瓦斯形成和释放1. 煤层气的形成：煤层气是在地质过程中形成的。
随着植物残渣埋入地下，经过压力和温度的作用，植物残渣逐渐转化为煤，并产生瓦斯。
瓦斯主要由甲烷（CH4）组成，也含有少量的乙烷、丙烷等。
2. 煤层气的释放：瓦斯会随着煤的开采而释放。
当煤体被破坏、破碎或钻孔时，瓦斯会从煤中逸出，在矿井和巷道中积聚。
二、煤矿瓦斯爆炸的原理1. 瓦斯与空气混合：瓦斯与空气在一定比例下混合，形成可燃气体混合物。
瓦斯的爆炸极限为5%~15%。
2. 点火源的存在：当混合物中存在点火源（如明火、火花、静电等），就会引发爆炸。
3. 爆炸传导：瓦斯爆炸的第一次爆炸将造成巨大的气浪和冲击波，导致周围的瓦斯层爆炸，形成所谓的“传导波”。
三、煤矿瓦斯治理技术1. 排放和抽采：通过排放和抽采瓦斯，将矿井中的瓦斯排到安全区域或利用瓦斯作为能源。
排放瓦斯主要通过通风系统，抽采瓦斯主要通过坑道、井筒等设备。
2. 监测和控制：煤矿需要建立完善的瓦斯监测系统，及时掌握瓦斯含量和瓦斯压力等指标，并根据监测结果调整瓦斯抽采的方法和参数。
3. 瓦斯抑制：采取措施减少煤体破坏和瓦斯释放，如加强巷道支护、减少钻孔数等。
此外，还可以使用抑制剂来降低瓦斯释放量。
4. 安全管理：煤矿需要建立健全的瓦斯管理制度，制定科学合理的作业方案和安全标准，加强瓦斯安全培训和监督检查，确保煤矿人员的安全。
四、煤矿瓦斯防范措施1. 设立瓦斯监测点，定期监测矿井中的瓦斯含量和其他指标。
2. 建立瓦斯防爆设备，如防爆电器、防爆灯等，并保证设备的正常运行。
3. 严格执行瓦斯检查制度，定期检查矿井中的瓦斯情况，及时发现和处理问题。
煤层气安全培训常识
02 环保挑战
做好废气处理、土地复原
03 安全挑战
减少事故发生、提高安全意识
结语
煤层气作为重要的清洁能源，对于能源转型和环境保护具有重要意义。 面对挑战，需要政府、企业和社会各方通力合作，共同推动煤层气产 业的可持续发展。
●04
第四章 煤层气的安全管理
REPORTING
煤层气的安全管理
保障井下作业安全
煤层气开采安全管理经验分享
不同煤层气生产企业在安全管理方面都积累了宝贵的经验，通过 分享这些经验，整个行业可以不断学习和提升安全管理水平，共 同维护生产环境的安全稳定。
REPORTING
●05
第5章 煤层气的应急处置与 救援
REPORTING
煤层气事故的应急处置
针对瓦斯爆炸、顶板垮塌等事故，需要做好应急处置准备。制定 应急预案，组织救援队伍，做好应急演练。在面对突发情况时， 保障人员安全至关重要。
建立健全的安全管理体系
煤层气开采安全风险防范
瓦斯爆炸
加强通风管理 进行定期检查
配备必要的防爆设备
其他安全风险
定期检查设备 制定应急预案
加强安全意识培训
顶板垮塌
加强支护措施 定期检查支护情况 培训作业人员正确操作
煤层气开采安全技术
瓦斯抽放
有效控制瓦斯浓度
防治井下火灾
确保井下作业环境安全
防治顶板涌水
煤层气安全培训常识
制作人：XXX
时间：XX年X月
目录
第1章 煤层气的形成与分布 第2章 煤层气的勘探与开发 第3章 煤层气的利用与发展 第4章 煤层气的安全管理 第5章 煤层气的应急处置与救援 第6章 总结与展望
●01
第二章 煤层气的基本概念与性质
三、煤层气的同位素特征
我国不同地区、不同时代 和不同煤级中δ 13C1的分布 特征差异较大。 从区域上看，华北煤层气 δ 13C1为-78 ‰ ～-28 ‰ ， 华南煤层气δ 13C1为-68 ‰ ～-25 ‰ ，东北煤层 气δ 13C1为-68 ‰ ～-49 ‰ 。上述特征总体体现了 不同地质时代、不同构造 背景下煤中有机质生烃演 化的特点。
和富氢镜质组）高，并且CH4和C2H6的δ13C1值分布范围狭窄。
这种差异是由于富氢干酪根生成的脂肪型结构经热解产生的 CH4同位素值较低，而富氧干酪根生成的芳香型结构经热解生 成的CH4同位素值较重。
沁水盆地煤层气井排采气分析数据表（无烟煤）
样品 编号
FZ002
组分含量/%
CH4 98.99 C2H6 0.012 CO2 0.02
第二章 煤层气 的基本概念与性质
第一节 煤层气的基本概念
第二节 煤层气的化学组分
第三节 煤层气地球化学特征的影响因素 第四节 煤层气的物理性质
第一节 煤层气的基本概念
1、煤型气（煤成气）
是指含煤地层中煤和分散有机质，在成岩和煤化过
程中形成的天然气，以游离状态、吸附状态和溶解状态
赋存于煤层和其它岩层内。 过去认为天然气和油气田息息相关，后来发现了煤 成气，并成为天然气的一个重要类型。地壳中的天然气
“瓦斯风化带”以下的甲烷（CH4）带的气体成分才 是正常的瓦斯成分。 研究煤层瓦斯应该以正常瓦斯带，即甲烷带为对象。 正常瓦斯带气成分中的甲烷浓度理应不低于80％。 有些文献作者没有注意这一点，把“瓦斯风化带” 里的气体与正常甲烷带的气体混在一起作分析，以致 在讨论瓦斯成分与含量时往往发生概念不清。
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1.1. 煤层气的定义和基本特征从矿产资源的角度讲，煤层气是以甲烷为主要成分（含量＞85%），是在煤化作用过程中形成的，储集在煤层气及其临近岩层之中的，可以利用开发技术将其从煤层中采出并加以利用的非常规天然气。
对煤层气而言，煤层既是气源岩，又是。
煤层具有一系列独特的物理、化学性质和特殊的岩石力学性质，因而使煤层气在贮气机理、孔渗性能、气井的产气机理和产量动态等方面与常规天然气有明显的区别（详见表1.1），表现出鲜明的特征。
1.2. 煤层气生成1.2.1. 煤层气成因类型及形成机理从泥炭到不同变质程度煤的形成过程中，都有气体的生成。
根据气体生成机理的不同，可以将煤层气的成因类型分为生物成因和热成因两类。
生物成因气主要形成于煤化作用的未成熟期，而热成因气主要形成于煤化作用的成熟期和过成熟期。
1.2.1.1. 生物成因气生物成因气主要由甲烷组成，它是由各种微生物的一系列复杂作用过程导致有机质发生降解作用而形成。
生物成因气又可以根据产生阶段的不同分为原生生物气和次生生物气。
（1）原生生物气原生生物气是在煤化作用早期（R0<0.5%），在较低的温度下（一般低于50 0C），在煤层埋藏较浅处（<400m），在细菌的参与和作用下，微生物对有机质发生分解作用而形成的以CH4为主要成分的生物生成气。
在原生物生成气生成的具体途径和方式有两种，一种是由CO2还原而成；另一种由甲基类发酵（一般为醋酸发酵）而成。
生物气的形成应具备的主要条件是：①缺氧环境；②低硫酸盐浓度；③低温；④丰富的有机质；⑤高PH值；⑥足够的空间。
（2）次生生物气Rice（1981）和Scott（1994）等人认为在近地质时期，煤层被抬升，活跃的地下水系统和大气淡水形成了微生物活动的有利环境，在相对较低的温度下，微生物降解和代煤层中已经形成的湿气、甲烷和其它有机化合物，生成次生物成因气（主要是CO2和CH4）。
次生物成因气的地球化学组成与原生生物成因煤层气相似，主要差别在于煤岩的热演化阶段。
在次生生物气的形成阶段，R0值围很宽，一般为0.30%～1.50%，且煤层一般被抬升到浅部。
次生生物气生成和储存的条件是：①煤层埋藏并煤化到褐煤或较高煤级；②区域隆起或抬升；③适宜的渗透性；④盆地边缘有流水回灌到煤层中；⑤有细菌运移到煤层中；⑥有高储层压力和圈闭条件。
1.2.1.2. 热成因气随着煤变质程度不断加深，煤层由低阶向高阶演化，当煤化进入长焰煤阶段（R0<0.5%），就开始了热生气阶段。
随着煤化作用的不断加深，二氧化碳和水不断消耗，煤层生气量不断增加，一直到无烟煤Ⅱ、Ⅲ号阶段（即R0<6.00%）为止。
根据生成阶段的不同，热成因气又可具体划分为热降解气和热裂解气。
（1）热降解气热降解生气阶段主要发生在煤化作用的长焰煤到瘦煤阶段（即R0为0.5%~1.9%）。
这一阶段发生的化学反应主要是在热力作用下（<250 0C），生成大量烃类物质，并且以生气为主，生油为辅。
气态烃组成仍然以甲烷为主，同时重烃含量也逐渐增加。
（2）热裂解气热裂解生气阶段主要发生在煤化作用的瘦煤到无烟煤初期阶段（即R0> 1.9%）。
在高温条件下（>2500C），残余的干酪根、液态烃和部分重烃发生裂解生气。
这一阶段所生成的气体以甲烷为主，是重烃含气量较低的干气。
1.2.2. 煤层气组分及影响因素1.2.2.1. 煤层气组分煤层气一般均由CH4组成，还包括C2H6、C3H8、C4H10 等及部分CO、CO2、N2、H2、H2S等。
根据Scott于1995年对美国1380口煤层气生产井气体成分的统计结果表明，煤层气的平均成分为：CH493%、CO23%、湿气3%、N21%。
1.2.2.2. 煤层气组分影响因素虽然煤层气的主要成分是甲烷，但是在不同盆地、不同煤级的储层、不同煤层气井之间，煤层气的组成经常会出现较大的差异。
这是因为煤层气的形成是长期的煤化作用的结果，其形成时间比较长，且形成环境复杂特殊，其组分受到多种因素的影响。
煤层气成分的主控因素包括：①煤的显微组成；②煤层气的成因类型；③煤层气自身的解吸—扩散—运移；④储层压力；⑤煤阶；⑥水文地质条件。
1.3. 煤层气成藏1.3.1 煤层气成藏的含义常规天然气藏的定义是建立在圈闭基础之上的。
天然气藏是指天然气在单一圈闭中的聚集。
“单一”的含义主要指受单一要素控制、在统一面积具有统一的压力系统、统一的（油）气、水边界（戴金星等，1996），是天然气在地壳中聚集的基本单位。
圈闭“是地层空间中一个由等气势面或等油势面构成的三维封闭的低气或油势空间”（戴金星等，1996）。
储层、盖层和遮挡条件（指地层褶曲、断层、岩性、水动力等）这三要素共同组成圈闭，再加上气源的进入就形成了天然气藏。
煤层气以煤层为储基层，气源由煤层自身生成，主要以吸附态存在，它不像常规油气藏那样遵循重力分异原理。
常规气藏在运移、聚集过程中，油、气、水不断分异，不论何种圈闭、何种形态，一般都聚集在位于储层相对较高处的由高气势面封闭构成的低气势区；而煤层气则不必受由高气势面构成的三维封闭的低气势而形成的圈闭的控制，只要有较好的盖层条件，能够维持相当的地层压力，使煤层能“吸附住”一定的气体，无论在储层（即煤层）的构造高部位还是低部位，都能形成气藏。
因此，煤层气藏的定义不建立在圈闭概念之上。
煤层气藏是指在地层压力（水压和气压）作用下保有一定数量气体的同一含煤地层的煤岩体，并具有独立的构造形态。
它是在煤层热演化作用过程中形成的，而在后期构造运动中未被完全破坏，呈层状产出。
煤层气藏是进行煤层气勘探和开发的基本地质单元。
1.3.2. 煤层气藏形成条件煤层气藏的形成条件包括储集和保存两个方面的条件。
储集条件主要受煤层厚度和煤变质程度影响，而保存条件主要受盖层和地质构造作用的影响。
另外，由于煤层的埋藏深度对气成分、储层压力、煤储层的渗透性有重要影响，因而也是控制煤层气藏的一个重要因素。
1.3.2.1. 煤层厚度一定厚度的煤层，使煤层气藏形成的基础。
煤层越厚对煤层气藏越有利。
1.3.2.2. 煤变质程度煤层的生气量和储气能力都受煤变质程度的控制，所以煤变质程度对煤层气藏的形成具有重要作用。
其表现主要有两个方面：①煤变质程度太低，不利于煤层气藏的形成。
对于褐煤，由于处于生物化学生气阶段，热解气即将开始生成，所以煤层的含气量不高。
同时，由于褐煤煤层透气性能良好，致使煤层气容易逸散。
因此，褐煤很难形成有价值的煤层气藏。
但是，当煤层埋藏较深，厚度很大时，或者有良好的盖层时，褐煤也可以形成煤层气藏。
②煤变质程度太高，煤层已失去储气能力，不能形成煤层气藏。
对于超高变质的超无烟煤，孔隙度很低，储气能力十分有限，不能形成煤层气藏。
1.3.2.3. 煤层埋藏深度煤层的埋藏深度是压力的主要来源，随着埋藏深度的增加，压力不断增大，煤层对甲烷的吸附能力也随之提高。
具体表现为煤层含气量随着埋藏深度的增加而有规律的增长。
此外，如果地质构造条件发生变化，使得煤层发生升降，就会改变压力，从而影响煤层气藏的保存。
1.3.2.4. 封盖条件对于煤层气藏，气体主要以吸附态存在，气藏压力也比较低，因而它对盖层的要求不如天然气藏那样严格。
良好的封盖条件对煤层气藏的形成仍然是一个重要条件，它能将不同煤系地层分隔成各自独立的系统，使吸附在煤层中的烃类气体以吸附状态较长时间地保存在煤层中，减少溶解气和游离气的散失。
1.3.2.5. 水文地质条件封闭的水动力系统和水动力受阻形成的高压是煤层气吸附和富集的有利条件。
如果封闭的水动力系统被打破，将破坏煤层的压力平衡，使得吸附气减少，溶解气和游离气发生散失。
1.3.3. 煤层气藏类型目前，煤层气藏的类型划分尚未形成统一认识，本文采用王红岩等提出的分类方法：资料来源：王红岩等.煤层气富集成藏规律.20051.4. 煤层气的开发和利用1.4.1. 煤层气开发1.4.1.1. 煤层气开发方式最常见的煤层气开发方式主要有两种，即：井下瓦斯抽放和地面钻井开采。
（1）井下抽放煤层气井下抽放煤层气是从煤矿井下采掘巷道中打钻孔，在地面通过煤层气泵来抽取煤层中的煤层气。
这种开发方式的煤层气产量较小，甲烷浓度不高（20%~50%），而且容易受到煤矿采掘生产的影响，所以它多以煤矿安全生产为目的，煤层气的利用率较低。
1952年中国省矿务局的龙凤矿首次开始了较大规模的井下抽采煤层气活动，经过50多年的发展，井下抽放煤层气已经成为中国最主要的煤层气开发方式。
据统计，截止2005年上半年，中国煤矿高瓦斯矿井4462处，煤与瓦斯突出矿井911处。
在615对国有重点矿井中，煤与瓦斯突出矿井近200对，高瓦斯矿井152对，装备地面固定瓦斯抽采系统308套。
2005年，中国井下抽采煤矿瓦斯近23亿立方米，、、、松藻、盘江、水城、等7个矿区年抽采量超过1亿立方米。
（2）地面钻井开采煤层气地面钻井开采煤层气是从地面钻井进入未开采煤层，通过排水降压解吸出煤层中的煤层气，再通过井筒流动到地面。
这种开采方式的产气量大、产气时间长，甲烷含量高（大于90%），所以可以支撑大规模的商业化利用。
这种开采方式使得人们看到煤层气可以通过井孔排采到地面，像常规天然气一样加以利用，从而真正把煤层气当作一种矿产看待，并被列入具有重要经济价值的矿产资源行列。
为了保证煤层气的可采性，并且获得一定的经济效益，这种开发方式对煤层气资源量、煤层地质构造、含气量、渗透率、地理环境等都有较高的要求。
美国是世界上最先成功应用这一开采方式的国家，煤层气已经实现大规模商业化生产。
中国于20世纪80年代开始引进和学习美国的技术，先后在里王庙、、、等煤矿进行钻井。
20世纪80年代后期至90年代初，国际组织和外国公司开始介入中国煤层气的勘探开发，但是取得工业气流的煤层气井很少。
20世纪90年代初，中国石油煤层气勘探项目经理部和中联煤层气的成立，标志着中国煤层气地面开发的第一个高峰的到来，经过10余年的发展，中国煤层气地面开发已经形成沁水盆地和鄂尔多斯盆地两大热点区域。
2003年首先，沁水盆地南部枣园井组和盆地家井组最先实现了小规模商业开发，标志着中国煤层气地面开发已经进入商业化阶段。
1.4.1.2. 煤层气生产的特点煤层气以游离状态、吸附状态和溶解状态三种形式赋存于煤层中，而其中吸附态要占到绝大多数。
要获得工业产量，首先必须使甲烷从煤的表面解吸，然后通过煤的基质和微孔隙进行扩散，最后在割理和裂缝中渗流达到井底。
这就使得煤层气的产出存在三个连续的阶段：第一阶段，只产出水，降低井底压力；第二个阶段，当压力进一步降低，此时有一定数量的甲烷从煤的表面解吸出来，形成孤立的气泡，出现非饱和单相流阶段，气相不能流动，但阻碍水的流动，水的相对渗透率下降；第三阶段，储层压力进一步下降，气量增加，形成连续的气相流动，出现气液两相流。