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浅析我国煤层气产业化开发的技术选择

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  摘 要:本文将对我国煤层气产业化开发技术进行分析,并详细探究我国实现煤层气产业化开发的技术措施,希望可以为相关工作者的研究提供帮助。
  关键词:煤层气;产业化开发;技术选择
  对煤层气进行产业化开发,不但能够调整我国的能源结构,保护大气环境,还可以改善煤矿的安全条件,有效解决煤矿瓦斯问题。因此,必须了解我国煤层气产业化开发技术,并采取煤、气一体化开采措施,促进产气量大幅度提升,从而为我国煤层气产业化开发的实现提供技术保障。
  1 我国煤层气产业化开发技术
  1.1 地面垂直井开采
  地面垂直井开采是指通过地面钻井进入到煤层中,利用排水降压解吸出煤层中吸附气,并从井筒流到地面,或者是通过对瓦斯泵、自然压差等的利用,对受采动影响区岩石、采空区以及未开采煤层中的煤层气进行抽取[1]。通常可以分成两种,即常规垂直井开采与采动影响区的地面井开采。前者对煤层厚度、煤储层渗透性以及地形条件有着较高要求,在具体钻井过程中,只有实施各种激励措施,如造穴、压裂煤层等,才能促进产气量的提升;后者则需要对煤炭开采和煤层气开发进行有效结合、统一规划。
  1.2 井下抽放
  井下抽放是指在采掘巷道上打钻孔,并利用瓦斯泵负压对煤层中气体进行抽取。抽放技术包含采空区钻孔、本煤层钻孔以及穿层钻孔等技术。这种方式在很大程度上会受到煤矿采掘生产进程的影响,不但有着较大作业难度,还存在回收利用率低、产量小等问题,无法促进规模效益的形成。但其有着广泛的适用范围,并对投资与技术没有太高要求。当前,井下抽放是将采空区与矿井瓦斯涌出量降到最低的一种有效方法,更是对煤和瓦斯突出进行有效防治的主要措施。同时,这种方式还是唯一一个正产生实际经济效益、环境效益以及社会效益的开发方式。
  2 我国实现煤层气产业化开发的技术对策
  2.1 常规开采局限性
  通过分析可知,要想促进煤层气产业化开发,就必须加强对地面垂直井开采这一技术的运用。但我国煤层气藏储层物性与地质条件还存在着特殊性,运用这一技术会受到一定局限,无法获得理想效果。这主要是因为这种开采技术是把井筒所在的“点”当作对象,但在我国煤层气实际地质条件下,将井筒点当作中心的激励措施无法通过对气藏全范围中流体化学场、地热场、地应力场以及流体动力场等互相影响的引导,对气藏地质缺陷进行有效改善,会导致衰减快、产量低以及补充量小等问题的出现。同时,无论是哪种激励措施都必然会给煤储层带来一定伤害,会进一步降低煤储层渗透率。
  2.2 采动影响区地面井开采
  储层导流能力对煤层气产气潜能起着决定性作用,而应力释放则是促进导流能力提升的主要途径。通过对我国煤储层地质特征进行考虑,可以利用煤体搬运方式来制造出应力缓释空间,沟通并扩张煤层割理裂隙系统,重整煤、水、气三者的不平衡耦合。
  常规水力压裂法的运用无法有效提高产能的主要原因就是填砂与造缝不但无法和煤层中隔离裂缝系统进行沟通,其本身的应力集中更会加大渗透率应力敏感性。煤矿开采则能够将大规模应力释放场提供给储煤层,而采空区塌陷与采煤巷道部署等则能够解放本煤层与邻近煤层的应力,促进割理裂隙沟通最大化的实现。由此看来,利用这种方法可以有效突破常规开发地质局限性,并获得更佳开发效果,其具體优点表现在以下几方面:首先,对煤层原始的渗透率并无特殊要求,还能够对渗透性与变压温场进行改变,在低渗煤储层有着更佳效果。其次,常规开发程序主要有钻井、射孔、排水以及采气过程等,而这一方法则剔除了射孔、压裂以及排水等程序,不但降低了技术难度与投资成本,还将煤粉堵塞影响降到了最低。最后,单井产量较高,能够在短期内采出超过70%的煤层气资源,有利于对瓦斯安全、资金回收慢以及采气周期长等问题进行有效解决。
  2.3 井下抽放
  当前,我国煤矿井下抽放技术较为成熟,在世界上也处于先进水平,四川松藻、陕西渭北、贵州盘江以及山西大同等煤矿区都建立了健全的井下抽放系统。由此看来,在煤层气产业化开发中,井下抽放应该占据重要地位。目前,我国井下煤层气抽放不再仅重视安全,而是促进了安全、能源以及环保并重模式的形成。作为煤层气产业化开发重要内容,井下煤气层抽放要加强对综合抽放技术的运用,有效结合采动区地面开发与井下抽放。同时,还应该对井下抽放设备进行完善,主要有抽放瓦斯安全监控、钻具、强力钻机以及长孔定向钻机等[2]。
  3 结论
  综上所述,实现煤层气产业化开发已经成为了一项重要工作。因此,必须掌握地面垂直井开采与井下抽放两种开发技术,并加强煤、气一体化开采技术的运用,做好采动影响区地面井开采与井下抽放工作,提高产气量,从而促进我国煤层气产业更好发展。
  参考文献:
  [1]焦海滨,孙景来,贾东旭.晋城矿区煤层气产业化开发利用战略研究[J].煤炭经济研究,2014,34(10):58-62.
  [2]牛冲槐,牛彤.我国煤层气产业化开发的影响因素分析[J].太原理工大学学报(社会科学版),2012,30(03):30-33.
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