煤層氣開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀與開(kāi)發(fā)技術(shù)難點(diǎn)分析

龔齊森

摘 要：針對(duì)煤層氣的開(kāi)發(fā)問(wèn)題，結(jié)合我國(guó)煤層氣的開(kāi)發(fā)情況，本次研究首先對(duì)煤層氣的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析，在此基礎(chǔ)上，對(duì)煤層氣開(kāi)發(fā)的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行深入探討，為煤層氣的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。研究表明：我國(guó)的煤層氣含量相對(duì)較高，但是由于在煤層氣開(kāi)發(fā)方面缺乏關(guān)鍵性的技術(shù)，所以煤層氣的開(kāi)發(fā)難度相對(duì)較大，相關(guān)人員需要加大煤層氣研究力度，為煤層氣的高效開(kāi)采奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：煤層氣;開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀;開(kāi)發(fā)技術(shù);難點(diǎn)分析;遷移機(jī)理

目前，國(guó)際范圍內(nèi)的常規(guī)天然氣的數(shù)量不斷減少，這就需要我們從常規(guī)天然氣向非常規(guī)天然氣的方向發(fā)展。煤層氣就屬于一種非常規(guī)天然氣，該種類型能源的主要成分也以甲烷為主，由于該種類型能源和常規(guī)天然氣在儲(chǔ)存方面存在較大的差別，因此，開(kāi)發(fā)該種類型能源的難度相對(duì)較大[1]。針對(duì)煤層氣的開(kāi)發(fā)問(wèn)題，本次研究在對(duì)我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)進(jìn)行大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)其開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析，對(duì)其開(kāi)發(fā)難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行研究，為煤層氣的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用奠定基礎(chǔ)。

1 煤層氣開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀分析

對(duì)于煤層氣而言，在儲(chǔ)存量方面我國(guó)處于全球的第三位置，僅次于加拿大和俄羅斯。在地層深度2000m以內(nèi)，我國(guó)該種能源的儲(chǔ)量達(dá)到了36.8×1012m3，我國(guó)常規(guī)天然氣的含量?jī)H有38×1012m3，由此可見(jiàn)，我國(guó)常規(guī)天然氣的含量與煤層氣的含量基本一致，這些煤層氣的分布相對(duì)較廣，在我國(guó)的24個(gè)省市區(qū)域內(nèi)均有分布，在所有煤層氣中，可以開(kāi)發(fā)的煤層氣占所有煤層氣的60%左右，由此可見(jiàn)，煤層氣將會(huì)成為我國(guó)能源發(fā)展的下一個(gè)目標(biāo)。在我國(guó)政府的相關(guān)規(guī)劃中，到2020年底，我國(guó)煤層氣的開(kāi)發(fā)量將達(dá)到1×1010m3，進(jìn)而可以在全國(guó)范圍內(nèi)形成一個(gè)煤層氣的產(chǎn)業(yè)體系，進(jìn)而使得我國(guó)的能源壓力可以得到一定的緩解[2]。

在煤層氣的研究方面，我國(guó)的起步相對(duì)較晚，截止目前為止，我國(guó)對(duì)于該方面的研究主要可以分為三個(gè)階段。在上世紀(jì)70年代之前，我國(guó)對(duì)煤層氣的開(kāi)采主要是防止在煤炭開(kāi)采過(guò)程中發(fā)生爆炸問(wèn)題;在上世紀(jì)90年代左右，在我國(guó)的部分區(qū)域內(nèi)進(jìn)行了煤層氣開(kāi)采的實(shí)驗(yàn)，為煤層氣的開(kāi)采奠定了基礎(chǔ);自此以后，我國(guó)開(kāi)始了在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行煤層氣的勘探工作，然后對(duì)地層中的煤層氣進(jìn)行了一定的評(píng)價(jià)。

眾所周知，我國(guó)的煤炭資源想對(duì)較為豐富，在我國(guó)發(fā)展的前期階段也主要以煤炭作為最重要的能源，但是，由于煤炭的燃燒會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大的污染，所以天然氣成為了最佳的能源，但是隨著天然氣開(kāi)采的不斷進(jìn)行，我國(guó)天然氣的含量不斷降低，因此，需要一種新型能源來(lái)代替天然氣，煤層氣含量較為豐富，但是在使用過(guò)程中又不會(huì)造成污染問(wèn)題，因此，國(guó)內(nèi)外相關(guān)公司都在進(jìn)行煤層氣的研究和開(kāi)采[3]。截止目前，我國(guó)的中石油、中石化以及地方性的煤炭公司都在我國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展煤層氣的開(kāi)采，美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家的相關(guān)公司也進(jìn)入我國(guó)，成為了我國(guó)煤層氣開(kāi)采的外包者，近幾年以來(lái)，在煤層氣開(kāi)發(fā)方面，我國(guó)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步。

2 煤層氣開(kāi)發(fā)難點(diǎn)分析

2.1 煤層氣運(yùn)移機(jī)理不明確

從上世紀(jì)90年代開(kāi)始，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)煤層氣的遷移機(jī)理進(jìn)行了深入研究，相關(guān)學(xué)者也都對(duì)此問(wèn)題發(fā)表了自己的看法，例如，我國(guó)的煤層氣專家蘇喜立等人將該種能源的遷移分為了三個(gè)方面，分別是解吸、擴(kuò)散以及滲流，這種解釋符合物理學(xué)方面的相關(guān)理論，但是，相關(guān)專家對(duì)此結(jié)論并不認(rèn)同，都各自提出了自己的想法，并都具有理論支撐，綜合而言，目前針對(duì)此問(wèn)題國(guó)際上并沒(méi)有達(dá)成共識(shí)，相關(guān)專家還在進(jìn)一步的研究。通過(guò)對(duì)相關(guān)專家提出的理論進(jìn)行分析，筆者發(fā)現(xiàn)，此方面的機(jī)理研究應(yīng)該與常規(guī)天然氣進(jìn)行對(duì)比和結(jié)合，這樣不但可以更快的明確其遷移機(jī)理，還可以明確該種能源與常規(guī)天然氣的區(qū)別。

2.2 水力壓裂機(jī)理不明確

對(duì)于煤層氣的增產(chǎn)而言，水力壓裂是其最重要的措施，也是最有效的措施，目前，美國(guó)90%以上的煤層氣都是采用水力壓裂的方式實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的目標(biāo)，我國(guó)大多數(shù)的煤層氣礦區(qū)也都采用了該種方式進(jìn)行開(kāi)采，在應(yīng)用該種增產(chǎn)方式的過(guò)程中，壓裂液是最關(guān)鍵的物質(zhì)，壓裂液的性能將直接決定煤層氣的增產(chǎn)效果，如果壓裂液的性能相對(duì)較差，不但不會(huì)起到增產(chǎn)的效果，還會(huì)對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)生一定的破壞，要想得到性能優(yōu)越的壓裂液，這就需要對(duì)水力壓裂的機(jī)理進(jìn)行深入研究。

2.3 水平井增產(chǎn)機(jī)理不明確

所謂的水平井增產(chǎn)方式主要指的是多分支井的增產(chǎn)方式，這是一種在水平井和分支井開(kāi)采的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，通過(guò)該種方式，可以使得地層中排水的速度增加，進(jìn)而使得地層壓力降低，煤層氣遷移的速度增加，此時(shí)進(jìn)行煤層氣的開(kāi)采將會(huì)使得其效率大大提高。但是，并不是在所有區(qū)域應(yīng)用該種技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的目標(biāo)，為了使得油田單位可以對(duì)增產(chǎn)方式進(jìn)行優(yōu)選，首先必須明確該種措施的機(jī)理問(wèn)題。

3 結(jié)論

綜上所述，未來(lái)煤層氣將會(huì)成為代替常規(guī)天然氣的主要能源，在我國(guó)范圍內(nèi)，此種能源的含量相對(duì)較高，相關(guān)單位已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行開(kāi)采工作，但是，在煤層氣的開(kāi)發(fā)方面，仍然存在一系列的問(wèn)題，因此，相關(guān)學(xué)者需要對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行深入研究，為煤層氣的進(jìn)一步勘探和開(kāi)發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張雙斌.影響中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題分析[J].晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，04（4）：52-54.

[2]秦勇，袁亮，胡千庭.我國(guó)煤層氣勘探與開(kāi)發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2012，40（10）：1-6.

[3]周加佳.中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀及技術(shù)進(jìn)展[J].石油化工應(yīng)用，2017（05）：7-10+48.