淺析煤層氣開采技術與發(fā)展趨勢

焦騰輝

摘 要：我國擁有豐富的煤炭資源，并伴有極為豐富的煤層氣資源。隨著技術的不斷發(fā)展，煤層氣的開采效率與質量均有提升。本文研究了煤層氣開采過程中常運用的勘探、鉆井、凈化增產等幾項技術，并就其開采技術的未來發(fā)展趨勢進行了簡要研究。

關鍵詞：煤層氣;開采;技術

在工業(yè)企業(yè)的迅速發(fā)展與人們生活水平提升的情況下，我們對煤層氣等化石能源的需求逐漸提高，同時也行成了該部分能源緊缺的局勢。為更好的滿足人們生產生活對化石能源的需求，開采單位要不斷提升開采技術，提高能源開采的產量與質量。

1 煤層氣開采技術

煤層氣即賦存于煤層當中的天然氣，我國資源比較豐富，尤其是有著較大量的低、中煤階煤層氣儲量。作為一種具有較大價值的化石能源，煤層氣開采成為能源發(fā)展的重要方向。為確保開采的效率與質量，開采的幾個環(huán)節(jié)都要依靠相應的先進技術。目前，煤層氣開采中常用的主要技術有以下幾種：

1.1 勘探技術

勘探是煤層氣開采的基礎環(huán)節(jié)，對整個開采工作有重大影響。施工人員在開采作業(yè)之前必須對煤層氣的實際情況進行科學、詳細的勘探，了解當地的地質構造，以制定科學合理的方案[1]。這是因為地質的構造與特點對煤層氣產量與開采難度有巨大關聯(lián)，只有準確了解當地地質的整體情況，決策人員才能制定開采實際方案。經研究發(fā)現(xiàn)，煤層氣多儲于向斜底部等位置，且煤層氣都是壓力圈閉氣藏。其壓力圈又可分為水壓圈與氣壓圈，向斜底部裂縫處就是水壓圈閉氣藏吸附氣的聚集區(qū)。此外，勘探的另一項重點工作是探測當地的地質活動的相關情況，以判斷煤層開采的難度。首先，開采位置若是在地質構造變化嚴重的區(qū)域，煤層氣的儲存難度會加大。其次，火山巖活動情況對開采有巨大影響，其活動嚴重會對煤層造成破壞，不利于開采。但其若有小幅度活動則會促進煤階升高并利于氣體轉化，從而便于開采。最后，煤層頂底板的巖性密度的。密度較高的區(qū)域，其含氣量較高便于開采。為保證煤層氣開采的整體工作效益，開采人員要利用精準的地質勘探儀器，對開采區(qū)的地質構造及特征進行詳細調查，為開采作業(yè)提供準確指導。

1.2 鉆井技術

在進行鉆井時，多利用石油鉆井設備進行作業(yè)，鉆頭多選擇取心鉆頭與壓輪鉆頭，鉆井液根據產層的實際特點多選則低密度水泥漿或清水。鉆井作業(yè)中常用到欠平衡鉆井與定向鉆井兩種技術方法。欠平衡鉆井法是控制鉆井流體的壓力小于底層壓力，保證井內處于負壓狀態(tài)。這樣可大大提高開采的效率，提高煤層氣的儲存水平。而定向鉆井法則是采用長鉆孔鉆井方式進行作業(yè)，降低開采區(qū)的煤層氣的濃度，所以此方法適合稀疏煤層氣區(qū)域的開采。

1.3 凈化增產技術

凈化增產是確保煤層氣開采質量與產量的重要技術，主要有兩種開采方法：第一種，超短半徑水平井開采方法。在垂直井內打造比常規(guī)井曲率半徑小的水平井，將之作為井眼進行開采。第二種，降壓開采技術。此種方法即是通過降壓打破煤層氣產層的穩(wěn)定狀態(tài)，然后進行開采作業(yè)。這種方法的效率雖然偏低，但開采的成本較低，可操作性強，所以是較為常用凈化增產技術。

1.4 壓裂技術

壓裂技術就是通過各種方式改造煤層氣產層構造，以此達到開采增產的目的，是煤層氣開采中較為重要的一項技術。目前壓裂技術主要有以下幾種：其一水力壓裂技術，根據作業(yè)方式可分為加砂與不加砂兩種;其二，交聯(lián)凝膠壓裂技術;其三，氮泡沫壓裂技術。在實際操作中可根據實際情況對產氣層進行多次壓裂以達到較好的效果，也可領通過注水、注氮等方式達到增產的目的。

1.5 排采技術

排采是煤層氣開采的主要環(huán)節(jié)之一，其工作的主要內容就是排水采氣。其實際技術主要有管式泵磕頭機排采技術，這是目前較為先進與常用的排采技術方法。管式泵磕頭機依靠電機或燃氣動力裝置提供動力，總體耗能相對較少。在作業(yè)時其自動化儀表會自動記錄各種相關數據，如水溫、排水量、氣體深度、產氣量等。其自動化的作業(yè)技術大大提高了作業(yè)效率與質量，對提升煤層氣的開采水平具有重要作用。

2 煤層氣開采技術的發(fā)展趨勢

目前，我國煤層氣開采技術的主要問題有研發(fā)資金短缺，技術的先進性與自主研發(fā)性較弱，不利于煤層氣深度開采與高產量開采的進一步發(fā)展。所以，其技術的發(fā)展趨勢主要有以下三點：第一，研發(fā)融資渠道增多，技術研發(fā)力度增大。第二，一方面，加大外國先進技術的引進力度，一方面提高本國技術的自主研發(fā)力度。第三，提高技術的整體水平，以滿足深層開采、大量開采前景。為此技發(fā)展方向有以幾種：其一，擴大煤層的勘探規(guī)模;其二，煤層氣井縱向開采技術，增加深度以開采更優(yōu)質的煤層氣資源;其三，煤層氣鉆水平井技術進一步發(fā)展，大幅度提高煤層氣開采量;其四，煤層氣井壓裂工藝技術進一步提高，進一步提高開采量。

3 結論

為保證煤層氣開采的優(yōu)質優(yōu)產，開采人員必須掌握煤層氣開采的勘探技術、鉆井開采技術、凈化增產技術、壓裂技術與排采技術。在施工開采過程中嚴格按看技術要求作業(yè)，以確保施工的有效性。同時，有關人員要不斷提升技術水平，研發(fā)更安全、更高效的開采技術，確保能源開采的整體水平不斷提高。

參考文獻：

[1]趙潔.淺析煤層氣開采技術與發(fā)展趨勢[J].化工管理，2018 （13）：219.