試論煤層氣開采中水文地質條件的影響

何謙(中石油煤層氣有限責任公司韓城分公司，陜西 韓城 715400)

試論煤層氣開采中水文地質條件的影響

何謙(中石油煤層氣有限責任公司韓城分公司，陜西 韓城 715400)

煤層氣開采和水文地質條件緊密相連，在開采過程中，水文地質問題頻繁出現，這已成為煤層氣開采企業關注的一大焦點問題。煤層氣開采企業必須客觀分析水文地質條件，準確把握二者影響情況，科學開采煤層氣，最大化提高煤層氣開采效率與質量。因此，本文從不同角度入手客觀分析了煤層氣開采中水文地質條件的影響。

煤層氣開采;水文地質條件;影響

在經濟發展過程中，作為優質的無污染能源，煤層氣已被廣泛應用到多個領域中，發電、汽車燃料等。在礦區，煤層氣資源的“生成、富集、運移”和地層含水量、底層水離子成分等密切相關，在不同水文地質條件作用下，煤層氣的“生成、富集、運移”有著本質上的區別。在開采煤層氣過程中，開采企業必須以水文地質條件為基點，優化煤層氣開采各環節，科學開采煤層氣，提高利用價值。

1 煤層氣開采區域概況

在了解煤層氣開采過程中水文地質條件的影響之前，開采企業要客觀分析煤層氣開采區域地質整體構造，是否出現斷裂構造，煤層具體厚度、含水層埋深、含水層巖石組成、巖層分布情況以及巖層水補給情況。同時，開采企業要準確把握煤層氣開采地區煤儲層壓力，即作用到煤裂隙-空隙二者間的具體流體壓力，比如，水壓、氣壓。在開采礦區煤層氣過程中，會受到水文地質條件影響，影響動液面測試分析情況，導致其和試井分析結果存在較大誤差。在分析水文、地質兩大影響因素中，開采企業要以儲層壓力與梯度為基點，客觀分析煤儲層壓力，科學解決煤層氣開采中出現的各類問題，確保各項煤層氣開采工作順利進行。

2 煤層氣開采中水文地質條件的影響

2.1 影響

在分析過程中，開采企業可以根據地下水對地區煤層存儲具體影響，客觀分析水文、地質二者分別對地區煤層氣的具體影響，從煤儲層、圍巖兩個角度入手，準確把握煤層滲透性、含水性、原始水壓等煤儲層水文地質參數，頂底板含水性、水力聯系等圍巖水文地質參數，明確一系列影響因素以及之間的關系。在此基礎上，開采企業要采用先進技術手段，科學模擬地下水疏降流場，在Visual Modflow軟件作用下，客觀分析開采礦區煤層氣過程中各水文地質條件作用下煤儲層壓力傳遞情況，明確傳遞規律，科學開采礦區煤層氣。在此過程中，開采企業要科學構建數學模型，利用Visual Modflow軟件，全面、深入分析煤層氣開采地區地下水流場動態變化規律以及水文地質三維立體模型結構，明確各方面水文地質參數，含水層參數、煤層滲透參數等。此外，在分析水文地質條件中，開采企業要客觀分析頂底板滲透率條件作用下煤儲層壓力變化情況，將其擴大10、20、30倍等情況下，模擬對應的滲流場。會發現煤層滲透率、頂底板滲透率緊密相連，如果前者不小于后者，在頂板滲透率提高的同時，煤層供液面量持續增加，其他含水層補給減少，煤層壓力具體傳遞范圍縮小。同時，煤層氣開采也會影響礦區的水文地質，鉆井中，鉆壓會持續增加，鉆頭持續震動會對礦區含水層造成不同程度的破壞，出現斷裂等情況，鉆井中會應到鉆井液，即低固相結鉆液、無固相鉆井液，會對含水層、巖層造成不同程度的污染，地層孔隙、地層裂縫等被鉆井液中的固體物質堵塞，導致含水層水源無法順利流通。

2.2 優化途徑

在開采煤層氣過程中，開采企業需要多層次準確把握煤層及其頂底板圍巖石在力學性質、水文地質方面存在的巨大差異性，要以水力壓裂為基點，科學改造煤層，最大化提高礦區煤層開采率、煤儲層具體滲透率。在此基礎上，開采企業要將導水裂隙科學設置在頂板、井孔一側，控制好二者間距離。此外，開采企業要根據煤層氣鉆井的具體情況以及影響因素，將清水作為換漿液，避免開采中煤層氣被污染，降低對巖層、含水層造成的污染程度，最大化提高水層的流通性能，避免廢棄鉆井液流入地表，導致地表土壤出現板結問題，植物根系被腐蝕，附近農田、地表水體被污染。開采企業要根據開采中煤氣層開采、礦區水文地質二者影響情況，優化礦區煤層氣開采方案、開采手段、開采方法等，明確開采流程、開采工藝以及應用其中的機械設備，科學開采礦區煤層氣，降低煤層氣資源污染程度，最大化科學開采煤層氣資源。

3 結語

總而言之，在開采煤層氣過程中，開采企業要準確把握煤層氣開采、水文地質條件二者關系，客觀分析彼此影響情況，盡可能降低負面影響程度，優化利用開采方法和手段，科學開采煤層氣，也降低開采過程中對礦區附近水文地質影響程度。以此，最大化提高開采的“經濟、社會、生態”效益，有效滿足地區經濟發展對煤層氣需求量。

[1]呂瑞,陳培元,田佳麗等.煤層氣成藏機理、開采技術及研究方向[J].石油化工應用,2013,32(7):21-25.

[2]連會青,尹尚先,李小明等.煤層氣田水文地質參數與煤層氣井產能相關性分析[J].遼寧工程技術大學學報（自然科學版）,2013,(5):591-591.

[3]劉傳厚.水文地質條件對煤層氣賦存的控制作用[J].現代經濟信息,2014,(16):397-397.