張 譚

（中石油煤層氣有限責任公司，北京 100028）

論我國國內(nèi)煤層氣開發(fā)與排采的現(xiàn)狀及未來趨勢

張 譚

（中石油煤層氣有限責任公司，北京 100028）

能源問題已成為困擾全球可持續(xù)發(fā)展的重大問題。加強能源開發(fā)和創(chuàng)新已成為各國提高自身核心競爭力的有力武器。煤層氣不僅清潔高效，而且其經(jīng)濟利益和環(huán)境利益較為突出。我國煤層氣儲量較為豐富，加強對其的開發(fā)，對于能源問題的緩解有著不可或缺的作用。

煤層氣；開發(fā)；排采；現(xiàn)狀；趨勢

1 開發(fā)現(xiàn)狀分析

1.1 第一階段

這一階段主要是指20世紀50—70年代末，這一階段主要是為了將煤礦礦井瓦斯爆炸事故災害降低而采取的抽放和利用，但是絕大多數(shù)的煤層氣均被排放到大氣之中，并沒有注重對其的回收利用。

1.2 第二階段

這一階段主要是指20世紀70年代末—90年代初，這一階段是煤層氣的勘探與開發(fā)的實驗初級階段，同時開始注重井下煤層氣的抽放利用，并在諸多礦區(qū)進行了鉆孔開展水力壓裂實驗，也出現(xiàn)了大批抽放和利用井下煤層氣的項目，并逐步利用其進行取暖和工業(yè)用氣之中。

1.3 第三階段

這一階段主要是指20世紀90年代初至今，這一階段屬于煤層氣勘探開采實驗的全面階段，并大規(guī)模的加強對其的利用，同時引進了國外先進的煤層氣開采技術(shù)，開展了大量的煤層氣勘探實驗，并取得了實質(zhì)性的進展。且目前我國具有諸多煤層氣商業(yè)化的開發(fā)勘探區(qū)域[1]。

2 排采現(xiàn)狀分析

2.1 排采分析

目前我國在煤層氣排采過程中，需要通過排水降壓手段降低儲層壓力使煤層中甲烷解吸從而進行煤層氣開發(fā)。在排采初期應保持液面穩(wěn)定，連續(xù)排水，疏通儲層，求取地層供液能力。排水降壓階段時應控制合理的降液速度，使井底壓力緩慢降至儲層解吸壓力點。見套壓后，調(diào)整排采強度，控制井底流壓穩(wěn)定由于氣體的解吸和流動會攜帶出大量煤粉，因此需維持穩(wěn)定的排采強度，以達到疏通滲流通道目的。進入產(chǎn)氣階段后，要求以井底流壓為標準，通過控制套壓和產(chǎn)水量實現(xiàn)階梯式提產(chǎn)。所以煤層氣排采應合理劃分排采階段，通過逐級降壓，完成排采精細控制，實現(xiàn)排采目標。

2.2 排采設(shè)備應用現(xiàn)狀

我國在煤層氣的排采過程中，為了保證排采連續(xù)性，延長修井周期，針對不同地質(zhì)條件和不同井型，需要根據(jù)實際情況選擇不同的排采設(shè)備，進而滿足排采的需要。通過多年的實踐，目前在我國煤層氣應用比較廣泛的排采設(shè)備主要包括螺桿泵和管式泵+抽油機、電潛離心泵、電潛螺桿泵等。

（1）螺桿泵在當前煤層氣開發(fā)中使用比較普遍，其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、能耗低、成本較低、設(shè)備安裝維護保養(yǎng)方便。螺桿泵攜砂、攜煤粉能力強，有效降低卡泵風險，而且其對氣的適應性好，不會產(chǎn)生“氣鎖”現(xiàn)象和“氣蝕”現(xiàn)象。該設(shè)備僅在煤層氣直井中應用較好，在定向井或者大斜度井中由于偏磨嚴重具有一定的局限性，同時該設(shè)備處于沉沒度較低的狀態(tài)下容易出現(xiàn)燒泵風險，因此需要保持一定的沉沒度。

（2）管式泵+抽油機在煤層氣叢式井和直井的生產(chǎn)中應用廣泛，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、揚程高。其設(shè)備工藝成熟度高、性能可靠、使用壽命長，在煤層氣開發(fā)中有著較好的使用效果。但其重量大、安裝不方便、能量傳遞環(huán)節(jié)多、維護頻繁，而且對氣、固體顆粒的適應性較差，有氣鎖現(xiàn)象、易造成煤粉卡泵現(xiàn)象。

（3）電潛離心泵的排量大，可滿足高產(chǎn)水井的排液要求，適應性強，機組壽命長，管理方便，地面工藝流程簡單，占地面積小，無桿舉升，在煤層氣大斜度井和水平井的生產(chǎn)中應用較多。但電潛離心泵功率大、能耗高、價格昂貴，有氣蝕和氣鎖現(xiàn)象、攜排砂能力弱。

（4）電潛螺桿泵地面設(shè)施少、運轉(zhuǎn)安靜節(jié)能、占地面積小，且設(shè)備功率低、能耗低。電潛螺桿泵可以應對高含氣、高含砂等復雜井況，因沒有抽油桿，在大斜度斜井和水平井的生產(chǎn)中應用較多。該設(shè)備在排采水、固體顆粒含量較多的井時磨損相對較快，檢泵周期相對較短，對排采連續(xù)性影響大，而其設(shè)備成本昂貴，保養(yǎng)維護不方便，所以該設(shè)備處于試驗階段。

通過對于不同排采設(shè)備的粗略分析，在煤層氣開采中使用螺桿泵和管式泵+抽油機較為普遍，為了加強對煤層氣的排采研究，還需要在排采設(shè)備方面加強對其的改進和優(yōu)化，才能更好地適應未來日益復雜的排采環(huán)境

3 未來的發(fā)展趨勢展望

我國煤層氣應緊密結(jié)合自身的實際，針對性地確定開發(fā)和排采方案，并加強對現(xiàn)有工藝中存在的不足進行分析，加強先進技術(shù)的引進，針對性地加強對其改進和優(yōu)化，才能更好地促進排采效率的提升。隨著中國能源消費結(jié)構(gòu)的變化，以及環(huán)保監(jiān)管趨嚴背景下燃氣替代煤炭需求的提升，國內(nèi)天然氣供需缺口仍將持續(xù)擴大。

4 結(jié)束語

綜上所述，煤層氣的開發(fā)和排采具有較強的專業(yè)性和技術(shù)型，必須注重現(xiàn)狀的分析，切實掌握其技術(shù)要點，加強先進技術(shù)的引進和推廣，才能更好地促進煤層氣開采質(zhì)量與效率的雙重提升。

[1] 張吉祥.提高煤層氣采收率的方法和技術(shù)進展[J].化工管理，2017，（1）：152.

Present Situation and Future Trend of Coalbed Methane Development and Drainage in China

Zhang tan

Energy issues have become a major problem that plagues global sustainable development.Strengthening energy development and innovation has become a powerful weapon for countries to improve their core competencies.Coalbed methane is not only clean and efficient，but also its economic interests and environmental benefits are more prominent.China’s coal-bed methane reserves are more abundant，to strengthen its development，for the mitigation of energy problems have an indispensable role.

coalbed methane；development；drainage；current situation；trend

TE933.1

：A

：1003–6490（2017）04–0049–01

2017–03–15

張譚（1988—），男，河北辛集人，助理工程師，主要研究方向為煤層氣排采。