摘要：我国煤层气先天开发条件比较优越，如何采取有效的技术手段，实现高效、高产及环保的煤层气开发十分重要。本文主要结合实际，对现有煤层气开采技术进行了浅要分析，并展望了其未来发展趋势，希望对我国煤层气开发工作的发展有所助益。
关键词：煤层气；开采技术；发展趋势
一、引言
煤层气是成煤母质在煤化作用过程中形成的，主要以吸附状态赋存于煤层或煤系地层中，以甲烷为主要成分的非常规天然气资源。它俗称瓦斯，是一种新型洁净的能源，它不同于呈液态赋存的石油，又有别于主要以游离态存在于地层中的常规天然气[1]。
经过十几年国内各部门自行的勘探工作，尽管未能取得煤层气商业开发的突破，但是，在引进、消化、吸收国外成功经验的基础上，在地质选区、实验室测试、钻井的工程工艺、试井、压裂和排采等方而取得了一些突破性的进展。
二、煤层气开采技术的发展趋势
（一）煤气开采技术的发展现状
目前，在我国煤层气开发产业中，主要需要解决的是在产业建设规划、产业管理以及外商投资等方面的鼓励政策问题，以及在经济投入和国际融资等方面的投资融资体系问题。所以，未来我国需要进一步加强对煤层气开发产业的支持力度，加大政策鼓励力度，建立健全投资融资体系。再者，还要不断引进国外先进技术，并重视自主研发技术，以技术优势来实现高效高产。就目前趋势而言，未来的煤层勘探开发规模和勘探深度将会继续增加，煤层气钻井水平井数也将不断上升，以及气井压裂工艺技术将会出现新的突破。
（二）煤气开采技术的发展趋势
我国煤层产业急需解决的问题是在产业建设规划和管理、外商投资、开发利用方而需要优惠的鼓励政策，在前期经济投入、国家投资和国际融资方而需要可靠的投资融资体系，在技术创新和技术发展战略方而要做到理论突破、技术引进和科技投入，重视优秀的技术和管理人才的及时补充。口前，国内外煤层气的勘探开发有以下几个发展趋势：
1）勘探开发煤层（包括试验性开发、示范项口和煤层气商业性生产）的规模有增大趋势；
2）煤层气井深增加，因煤埋藏越深，形成甲烷的熟化特性越优；
3）煤层气钻水平井数增加，因水平井单井不压裂时煤层气产量高出直井压裂井的4倍；
4）煤层气井压裂工艺技术有进步，关国能源部和矿业局研究和实施了一种名为Kiel的压裂法，增产效果显著。
三、煤层气开采技术
（一）煤层气的勘探
煤层气的储集和富集与地下的构造有密切关系，并不遵循背斜构造圈闭的理论，关国煤层气勘探实践证明，大量产气的煤层气藏是一种压力圈闭气藏，主要是水压圈闭气藏，多分布在向斜和单斜的底部位置；气压圈闭气藏形成机理与油气圈闭相似，只是储集空间是煤层的微孔隙。裂缝发育带一般代表了高渗透带，对于水压圈闭气藏，向斜与背斜带底部的裂缝发育区往往是吸附气富集区。煤层若处于区域或局部构造强烈变形或断裂发育带，则煤层气往往难于保存而易于散失强烈火山岩活动对煤层有破坏作用，但活动较小却有利于煤层有机质向气态的转化或煤阶的逐渐升高，从而提高煤层气的产量。煤层顶底板的岩性对煤层含量也有影响，当煤气顶底板岩性致密时，从中扩散出去的气体少，煤层气含量就高因此，查明区域或局部构造的形态和地址特征、地址条件，选择煤层气勘探开发最佳领域是拟定煤层气井位之前十分重要而必须做的工作。
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煤层气勘探技术在进行煤层气开采之前，首先应当要对煤层气进行有效的勘探，充分了解煤层气藏的情况。研究发现，地下构造在很大程度上影响着煤层气的储集和富集程度。相关实践表明，一般能够产出大量天然气的煤层气藏，均属于压力圈闭气藏，其中又以水压圈闭气藏为主，其大多分布于向斜底部或者单斜底部；还有部分是气压圈闭气藏，其与普通的油气圈的形成原理类似，只不过是在煤层的微孔隙中储集。通常裂缝发育昭示着高渗透带，向斜底部或者单斜底部的裂缝发育，乃是水压圈闭气藏的吸附气富集区。如果煤层的位置在构造强烈变形的地方，或是断裂发育带上，那么将会大大增加煤层气的保存难度。再者，若遇到火山岩活动，如果较强烈的话会破坏煤层，而如果活动幅度较小的话则反而有利于煤阶的升高及煤层有机质向气态的转化。另外对煤层含气量具有较大影响的还有煤层顶底板的岩性，若其比较致密，则煤层含气量就会较高。总而言之，先要经勘探查明地下构造的形态及地质条件、特征等，才能够拟定合适的煤层气开采方案。
（二）钻井工程工艺技术
钻井工程技术钻井工程乃是油气开发中的一项重要环节，煤层气的开采也不例外。目前在我国的煤层气开发钻井工程中，多是采用1500-2000m的石油钻机设备，配合取心钻头或压轮钻头，另外根据煤层自身低压、低渗的特点，多采用低密度水泥浆或者清水作为钻井液。而常用的钻井工程技术有两种：一种是欠平衡钻井法，即在钻井作业中保持钻井流体的压力低于被钻地层压力，以使井筒内形成负压，从而提高煤层气的开采效率、增加煤层气的产量以及减轻对储层的损害；另一种是定向钻井法，它使用了长钻孔，因此能够减少开采前方煤层气的含量，一般比较适用于透气性好的煤层的开采。
当前，煤层气钻井的设备基本采用进口或国产1500~2000 m石油钻机，在工艺上采用取心钻头和压轮钻头，针对煤层常压或欠压、低渗的特点，钻井液以清水和低密度水泥浆为主。日前已制定煤层气钻井工程规范。钻井法主要有欠平衡钻井法和定向钻井技术。欠平衡钻井法是在钻井过程中，在可控条件下使钻井流体的压力低于被钻地层，在井筒内形成负压。这样不仅增加了煤层气的产量，提高了煤层气的开采效率而且避免了对储层的损害，能够提高机械钻速，降低钻井费用。定向钻井技术中，定向煤层长钻孔可有效减少开采前方的煤层气含量，无论是对透气性的煤层，还是透气性好的煤层都有效果凭借长孔钻井，钻井工能有效地抽放本煤层和令日近层的煤层气。
（三）煤层气的开采技术净化及增产
提高煤层气的开采技术净化及增产的方法主要有：公丧用超短半径水平井。曲率半径远比常规岛短曲率半径水平井更短的一种水平井即超短半径水平井，也称为超短半径径向水平井。超短半径水平钻井技术是一种在垂直井内对煤层打水平孔，即沿煤层水平钻井形成井眼开采煤层气的技术。降压法开采。降压开采技术是一种通过降压引起煤层气层稳态失衡来抽取煤层气的方法。首先开采下伏有力煤层气，游离气体的不断减少，破坏了吸附在煤层孔隙中的煤层气与煤层之间的平衡，使其不停地向游离煤层气方向转移还可以通过降低煤层压力将煤层中的煤层气解析出来。降压开采煤层气无热量消耗和损失，可行性较高，比较经济，简单易行，但单一使用降压开采煤层气较慢。
煤层气净化及增产技术煤层气净化及增产技术主要有两种：一种是超短半径水平井技术，超短半径水平井指的是曲率半径远短于常规井的水平井，该技术是在垂直井内打水平孔形成井眼，然后进行煤层气开采；一种是降压开采技术，即通过降压的方式使煤层气层稳态失衡，从而便于抽取其中的煤层气，该技术具有成本低、可行性高、简单易行以及无热量消耗和损失等优点，缺点是开采速度比较慢。
四、结语
综上所述，由于我国拥有较为丰富的煤层气资源，所以目前我国将天然气开发的重点逐渐放到了煤层气开采上面。在此过程中，煤层气开采技术得到了不断提升与改进，推动了开采产量与效率的持续提升。不过，虽然已有的煤层气开采技术都已经能够较好地适应我国的煤层气开采工作，但就技术本身而言仍有待进一步成熟和完善，所以未来重点仍应放在技术革新上面，并要不断完善产业链，加大政策支持。
参考文献
[1]赵洁. 浅析煤层气开采技术与发展趋势[J]. 化工管理,2018（13）：219.
论文作者:韩钊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/24
标签：煤层气论文; 煤层论文; 技术论文; 超短论文; 水平论文; 半径论文; 是在论文; 《基层建设》2018年第32期论文;