我国煤层气开发技术现状与发展方向论文_高宽

我国煤层气开发技术现状与发展方向论文_高宽

中国煤炭地质总局第一勘探局科教中心 河北邢台 054000

摘要:我国现如今的煤层气产量已经突破了百亿立方米,符合了当今人们对于煤层气的要求,虽然我国目前的煤层气资源比较丰富,但在其开发技术上却不能够有效地利用丰富的煤层气资源,技术条件有限,还有很多资源没有被开放利用,也是针对这些问题,我国相关专家近几年也一直对煤层气技术开发上加大研究的投入力度,希望本文研究的相关内容可以为相关专家提供有效地参考价值

关键词:煤层气;开发技术;现状;发展方向

1引言

据相关调查研究表明,现阶段我国煤矿关闭中,存在将近5000亿m3的煤层气资源。虽然其煤层气资源在存储量方面数量庞大,但是大部分煤炭企业的煤层气资源开发利用意识较差。部分煤矿企业会选择在煤矿关闭之后进行通风口的预留,导致煤层气被直接排放到大气中,不仅造成能源的大量浪费,甚至会对我国生态环境造成严重的污染。因此,对煤层气资源的开发利用进行研究具有长远发展意义。

2我国煤层气开发技术现状

2.1资源总体探明率低,优质资源严重不足

目前,我国煤层气资源探明率仅为2.4%,远低于天然气的2.4%。全国煤层气主要集中分布在9个大型聚煤盆地,但实现规模开发的仅有沁水和鄂尔多斯盆地2个,可供规模开发的优质资源比例小,勘探开发程度极不均衡,急需寻找后备接替区。高、中、低阶煤煤层气资源占比分别为21%、39%和40%,资源占比最高的低阶煤还未实现规模商业开发,还待新区开发取得规模性突破。

2.2技术储备不足

自2003年我国煤层气产业发展进入商业化生产启动阶段以来,技术方面取得了显著成果,资源评价、选区、分析测试、钻完井、压裂增产、排采生产等方面取得了长足进步,煤层气技术开发方面,除了传统的地面抽采和井下抽放,还进行了井上下联合抽采的有益探索。但在高应力、低渗透性煤、煤与瓦斯突出机理、水平井分段压裂、低浓度煤层气资源的利用等方面尚有许多基础理论和关键技术需要得到根本性突破,同时相关的重大装备水平还待提升。煤层气开发方案的比选、优化及地质适应性,也要在借鉴常规油气田开发方案上叠加多资源协调开发的影响因素来综合考量,不能简单照搬。

2.3储层模拟技术未得到推广

中国煤层气成藏特点导致煤层气开发模式不能确定,不能照搬国外及国内的煤层气开发经验,需要在实地开发煤层气前借助专业技术软件对当地地质条件、井型、布井位置进行模拟,这样才能更好地指导后期煤层气的开发。世界其他主要煤层气开发国家已有各自成熟的储层数值模拟软件,但国产的数值模拟软件因为功能有限、使用稳定性不好等原因没有得到推广。目前,国内主要使用的软件还是从国外引进的COMET3D等煤层气试井数值模拟软件,且面临着只有程序没有源代码、无法再开发等问题,此类软件基本不能处理中国特有的复杂煤层出现的各种问题。

2.4无法确定矿井封闭质量

纵观我国矿井关闭工作的开展,虽然在工作时间长度以及矿井关闭数量方面取得巨大成就,但是在具体煤矿关闭过程中,由于对先进煤矿关闭技术的缺乏,导致其矿井关闭质量无法被有效确定。特别是关闭时间较长的矿井,受到当时技术条件的限制以及开采情况的复杂性,很有可能导致矿井存在塌陷、裂缝以及地质构造与地面沟通等现象的出现,进而导致煤层气资源含量不断降低,并对煤层气资源开发利用工作的开展产生较大阻碍。此外,由于技术的滞后,导致部分矿井在关闭之后缺乏合理的排水措施,导致部分矿井逐渐被淹没,进而对煤层气资源的开发利用产生一定的影响。

3我国煤层气开发技术的发展措施及发展方向

3.1发展措施

3.1.1有效提高采收率技术

针对已开发区低产井占比大、产能到位率偏低的问题,重点开展气藏工程优化、低渗透煤储层有效改造、低产低效井综合治理等技术攻关,试验高压注氮、生物菌培育、微生物注入工艺等,不断改善开发效果,提高单井产量,提高开发效益。

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3.1.2提升煤层气开发技术装备配置水平

在制定煤层气开发技术具体应用方案的过程中,一定要强化对技术装备应用情况的关注,尤其要对不同状况的地质条件对煤气资源开发的影响进行全面的研究,使硬件资源的保障性作用得到更大程度的显现。在制定煤层气开发技术方案的过程中,要加强对煤层气开采设备自主创新水平的关注,尤其要对煤矿采动的影响进行完整的分析,使装备的配置可以与煤气资源开采的客观环境保持一致。技术人员需要对煤层气开采地面井的分布情况加以研究,并结合钻井的进度,对煤层气开发装备的配置方案予以构建,使相关设备的应用可以在防护性措施得到合理设置的情况下加以处置。煤层气开发技术设备的应用还需要强化对排采技术的关注,尤其要对煤层气开发过程中,各个阶段的装备配置工作进行精准的研究分析,使设备的具体使用可以与煤层气开发的实际需求相适应,更好的提升煤层气开发综合质量。

3.1.3加大煤层气储层模拟软件研发投入

目前,国内对于煤层气“稳定、连续、缓慢、长期”的排采原则已基本认可并广泛使用,在此基础上提出了“五段三压”排采方法、“双控制逐级降压”排采方法;煤层气、液、固三相渗流数学模型已基本建立。在普遍认为国外储层模拟软件不能完全适用于中国煤层气开发的情况下,需要政府牵头联合煤层气企业科研力量、调动创新科研机构积极参与,突破储层模拟软件技术瓶颈,尽快研发可实际投入使用的储层模拟软件。澳大利亚早期煤层气勘探和排采技术严重依赖美国的煤层气公司。1988年,澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)开始展开煤层气勘探开发技术研究,以支持本地技术的发展。近年来,澳大利亚煤层气开发突飞猛进,甚至2018年产气量超越美国煤层气产气量跃居世界第一,这与澳大利亚研发的SIMEDⅡ煤层气储层模拟系统密不可分。

3.1.4注重煤矿关闭检测制度的完善

相关安全监管部门,需要结合具体情况对煤层气资源的含量进行有效监测,具体包括煤层气每日排放量、煤层气浓度等,通过对煤矿关键检测制度的完善构建,实现为后期煤层气资源开发和应用提供强有力的数据支撑,进而保障煤层气资源开展工作的高质量开展。

3.2发展方向

3.2.1高煤阶地区增产技术

首先,以目前的角度来说,加大对煤储层形态的研究和控制技术的运用,构建完善的排采管理机制,在煤层气的产出技术上要加大研发力度,并且在地质的分析上也要精确地划分开来。有利于对地质条件的研究。其次,在技术发展的过程中,把减少成本浪费和对煤气层损害技术作为研究分析的主要内容,在增产技术上做到高效的提升,促进技术的开发和运用,并且,在高煤阶地区的煤层气开发中,要提高对技术成本降低技术的研究。最后,远期开发中,要重视完井技术的工艺创新,强化低成本。

3.2.2低煤阶地区开发技术

低煤层地区也是我国重点开发煤气层的区域,对于这种地区的煤层开发技术要将增长技术和开发技术有效结合起来,特别是在近期开发中,首要的就是降低成本和高效增渗,不断提升解吸能力,显示出排采技术特有的优势。并且,在高能气体压裂完井技术上要提起重视,不断提升单井的产量;中期阶段,就需要提高采样精准度,优化地面井规模的开发,这些都是能够有效地提升煤层气的开发效率。最后,远期开发中,对于低煤层地区的煤气开发也要有所重视,加强对地煤层资源多的地区的开发和利用,不但提升产量要求,只有这样才能对我国的煤层技术提供良好的保障。

4结束语

综上,了解到煤层气的勘探与开采是一项非常复杂的工作,相关工作人员在进行煤层气开采之前要做好各项的准备工作,合理利用开发技术,加强煤层气开发技术的研究与创新,提升煤层气开采的产量。

参考文献

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[2]刘小磊,吴财芳,秦勇,杨兆彪,李勇.我国煤层气开发技术适应性及趋势分析[J].煤炭科学技术,2016,4410:58-64.

[3]徐宏杰,桑树勋,杨景芬,陈捷.贵州省煤层气勘探开发现状与展望[J].煤炭科学技术,2016,4402:1-7+196.

论文作者:高宽

论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期

论文发表时间:2020/3/16

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