我國煤層氣排采主要問題及制度優化探究

黃宇（新疆維吾爾自治區煤田地質局一六一煤田地質勘探隊，新疆 烏魯木齊830001）

0 引言

對于煤層氣來說，和一般的油氣在開采方面存在比較大的差異。由于煤巖儲層的應力敏感性特殊，且具有成藏富集規律，因此在開采難度上很高。從我國目前的煤層氣排采工作來看，涉及的問題較多，比如：管理制度不夠健全問題、排水降壓效果不理想問題以及排采組合方式不夠合理問題等[1]。為了提高煤層氣排采工作的效率及質量，因此本文圍繞“我國煤層氣排采主要問題及制度優化”進行分析研究具備一定的價值意義。

1 煤層氣排采主要問題分析

煤層氣排采涉及的問題較多，問題的存在，會影響排采工作的效率及質量。總結起來具體問題包括：

1.1 管理制度不夠健全問題

從現狀來看，基于國內煤層氣開發排采過程中，其礦權、氣權分離的狀況明顯存在。在管理部門缺乏統一性的情況下，會使得政府監管力度不足。使得各單位難以做好統籌工作，也難以使一定規模的產業鏈有效形成[2]。此外，在政府監管不力的同時，一些政策也難以落實到位，比如有關煤層氣排采過程的經濟政策扶持，如果落實不到位，則難以提高煤層氣排采企業工作的積極性，并使煤層氣排采與天然氣之間的競爭受到影響。因此，有待及時健全煤層氣排采管理制度，并做好政府政策有效落實方面的工作。

1.2 排水降壓效果不理想問題

基于國內相關煤層氣井試氣工作中發現，基于試氣1個月內，其產氣量上升至每天大約3000立方米，達至其單井產氣量的最高峰；但處于此最高峰之后，產氣量便急劇降低，半個月內下降到低于每天1000 立方米。結合分析研究表明：此煤層氣井的產氣量主要是受到試氣的影響，在動液面降低速度偏快的情況下，進一步出現急劇降低的現象。在動液面降低速度偏快的情況下，會導致周圍滲透率偏低的煤層發生壓敏現象，并使降壓漏斗得不到有效的擴充；所以，只剩下少部分煤層氣獲得解吸。總之，在動液面降低速度偏快的情況下，會導致氣井的供氣源受到很大程度的限制。

1.3 排采組合方式缺乏合理性

國內煤層氣排采工作的排采組合方式不夠合理也是常見問題。以國內某煤層氣田為例，其主力煤層1號、2號采取的是排采組合方式。在試驗分析過程中，主要方法涉及：其一，1 號煤層采取單獨排采方式、2 號煤層采取單獨排采方式；其二，1號、2號煤層合層排采方式；其三，首先進行2號煤層單獨排采，然后再進行1 號煤層單獨排采。試驗結果顯示：1 號煤層單獨排采效果最理想，1號與2號煤層合層排采效果排在第二，首先進行2 號煤層單獨排采然后再進行1 號煤層單獨排采效果最差。進一步對1 號、2 號煤層進行分析，發現1 號煤層氣頂板的主要成分為泥巖、粉砂質泥巖，厚度大部分＞5 米，巖裂隙呈不發育狀態，具備比較強的封蓋能力；底板部分主要成分為粉砂質泥巖、粉細砂巖。而對于2號煤層，其頂板主要成分為淺海相灰巖，底板主要成分則為粉砂質泥巖混合。總之，1號煤層、2號煤層均遭遇壓水的影響；但是，2號煤層因受到K2灰巖層出水量高的影響，因此在卸壓方面比較慢，且排水降壓效果比較理想。所以，結合上述問題，需根據具體地質條件，對排查組合方式進行合理、科學選擇，保證排采組合方式的合理性及可行性[3]。

2 相關制度優化策略分析

如前所述，認識到我國煤層氣排采工作存在一些有待解決的問題。為了提高煤層氣排采工作效率及質量，便有必要注重相關制度優化策略的實施，總結起來具體制度優化策略如下：

2.1 構建完善的管理制度

針對煤層氣排采過程中礦權與氣權分離的問題，需加強這兩個責權部門之間的溝通、協作，通過良好的溝通、協作，進一步做好相關單位的統籌管理工作，使一定規模的煤層氣排采產業鏈得到有效形成。而對于政府部門來說，除了需要加強煤層氣開采過程監管工作以外，還有必要落實相關政策，例如：基于煤層氣排采初始階段，政府可以根據國家相關經濟政策，對煤層氣排采企業給予優惠的經濟政策扶持，通過落實行之有效的激勵政策，提高煤層氣在市場上的競爭力，并使煤層氣排采相關企業的工作積極性、責任意識得到全面強化[4]。

2.2 加強對地下水流動系統的認識

相關研究表明：埋深比較大、含水量比較小的煤層，其和地下水流動系統關聯性不大；但是，對于埋深偏小煤層，基于地下水流動系統當中存在吸附氣；因此，其開采通常會使地下水流動系統受到干擾，進一步使降壓解吸效果不甚理想。所以，基于此類煤層氣資源排采過程中，需加強對地下水流動系統相關問題的認識[4]。值得注意的是，一些煤層自身可當做一個地下水流動系統，但部分煤層需和頂底板儲層相結合才可組合而成地下水流動系統。排水降壓效果則主要受到此因素的影響，導致在地下水流動系統越強的情況下，其產氣量越低。由此可見，需加強對地下水流動系統的認識，進一步為煤層氣排采制度的優化構建奠定扎實的基礎。

2.3 重視流體動力學模型的構建

要想使煤層氣排采制度得到有效優化及完善，需對煤層上下地層流體動力學模型進行構建。以煤層、上下地層水力聯系強弱，對流體動力學模型劃分為三類：其一，煤層、上下地層水沒有直接水動力關聯性，對煤層氣排采有利；其二，含水量高、補給充分，煤層以及上下地層水關系緊密，但對煤層氣排采不夠有利；其三，含水量偏低，補給不夠充分，但是煤層、上下地層之間存在水利關系。綜合考慮，選擇第一種煤層、上下地層水沒有直接水動力關聯性，對煤層氣排采有利的流體動力學模型。

2.4 構建逐級降壓排采制度

對于煤層氣來說，其自身產出機理特殊，因此在排采制度制定過程中，不可直接套用一般的試井理論。要想保證煤層氣排采制度的合理性，便需要控制其生產壓差。所以，構建逐級降壓排采制度非常關鍵。基于排采過程中，需分級逐次對井底流壓降低，每層均持續一定的時間，如此才可以使降壓漏斗獲得充分的擴充[5]。與此同時，在排采過程中因受到降壓幅度偏低的影響，因此煤層的滲透率降幅偏低，可對該級降壓時間延長，使降壓漏斗的擴展有效促進，在充分擴展之后，再進行下級降壓處理。如此，壓力波便能夠傳播到更遠的位置，使泄壓體積得到有效提升，使解吸的范圍擴大，進一步使煤層氣單井采收率得到有效提升。此外，通過逐級降壓制度的實施，還能夠使煤粉遷移問題以及裂隙吐砂問題得到有效解決，使井筒受到的損傷減輕，提高設備使用安全性。

3 結語

綜上所述，國內目前煤層氣排采工作過程涉及的相關問題較多，例如：管理制度不完善問題、排水降壓效果不理想問題、排采組合方式不合理問題。因此，有必要構建完善的管理制度，加強對地下水流動系統的認識，并重視流體動力學模型的構建，進一步通過構建逐級降壓排采制度，使煤層氣排采工作的制度得到有效優化，使煤層氣排采工作的效率及質量得到全面提升，最終為我國煤層氣排采工作的進步及發展奠定夯實的基礎。