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        淺析煤層氣開采技術(shù)與發(fā)展趨勢

        2019-10-21 08:01:45焦騰輝
        中國化工貿(mào)易·中旬刊 2019年3期
        關(guān)鍵詞:技術(shù)

        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(shù)的不斷發(fā)展,煤層氣的開采效率與質(zhì)量均有提升。本文研究了煤層氣開采過程中常運(yùn)用的勘探、鉆井、凈化增產(chǎn)等幾項技術(shù),并就其開采技術(shù)的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了簡要研究。

        關(guān)鍵詞:煤層氣;開采;技術(shù)

        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(chǎn)生活對化石能源的需求,開采單位要不斷提升開采技術(shù),提高能源開采的產(chǎn)量與質(zhì)量。

        1 煤層氣開采技術(shù)

        煤層氣即賦存于煤層當(dāng)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(zhì)量,開采的幾個環(huán)節(jié)都要依靠相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)。目前,煤層氣開采中常用的主要技術(shù)有以下幾種:

        1.1 勘探技術(shù)

        勘探是煤層氣開采的基礎(chǔ)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(jìn)行科學(xué)、詳細(xì)的勘探,了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造,以制定科學(xué)合理的方案[1]。這是因為地質(zhì)的構(gòu)造與特點對煤層氣產(chǎn)量與開采難度有巨大關(guān)聯(lián),只有準(zhǔn)確了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)的整體情況,決策人員才能制定開采實際方案。經(jīng)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(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)活動的相關(guān)情況,以判斷煤層開采的難度。首先,開采位置若是在地質(zhì)構(gòu)造變化嚴(yán)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(yán)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(jìn)煤階升高并利于氣體轉(zhuǎn)化,從而便于開采。最后,煤層頂?shù)装宓膸r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(zhǔn)的地質(zhì)勘探儀器,對開采區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造及特征進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查,為開采作業(yè)提供準(zhǔn)確指導(dǎo)。

        1.2 鉆井技術(shù)

        在進(jìn)行鉆井時,多利用石油鉆井設(shè)備進(jìn)行作業(yè),鉆頭多選擇取心鉆頭與壓輪鉆頭,鉆井液根據(jù)產(chǎn)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(shù)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(nèi)處于負(fù)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(jìn)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(chǎn)技術(shù)

        凈化增產(chǎn)是確保煤層氣開采質(zhì)量與產(chǎn)量的重要技術(shù),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(nèi)打造比常規(guī)井曲率半徑小的水平井,將之作為井眼進(jìn)行開采。第二種,降壓開采技術(shù)。此種方法即是通過降壓打破煤層氣產(chǎn)層的穩(wěn)定狀態(tài),然后進(jìn)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(qiáng),所以是較為常用凈化增產(chǎn)技術(shù)。

        1.4 壓裂技術(shù)

        壓裂技術(shù)就是通過各種方式改造煤層氣產(chǎn)層構(gòu)造,以此達(dá)到開采增產(chǎn)的目的,是煤層氣開采中較為重要的一項技術(shù)。目前壓裂技術(shù)主要有以下幾種:其一水力壓裂技術(shù),根據(jù)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(shù);其三,氮泡沫壓裂技術(shù)。在實際操作中可根據(jù)實際情況對產(chǎn)氣層進(jìn)行多次壓裂以達(dá)到較好的效果,也可領(lǐng)通過注水、注氮等方式達(dá)到增產(chǎn)的目的。

        1.5 排采技術(shù)

        排采是煤層氣開采的主要環(huán)節(jié)之一,其工作的主要內(nèi)容就是排水采氣。其實際技術(shù)主要有管式泵磕頭機(jī)排采技術(shù),這是目前較為先進(jìn)與常用的排采技術(shù)方法。管式泵磕頭機(jī)依靠電機(jī)或燃?xì)鈩恿ρb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(guān)數(shù)據(jù),如水溫、排水量、氣體深度、產(chǎn)氣量等。其自動化的作業(yè)技術(shù)大大提高了作業(yè)效率與質(zhì)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(shù)的發(fā)展趨勢

        目前,我國煤層氣開采技術(shù)的主要問題有研發(fā)資金短缺,技術(shù)的先進(jìn)性與自主研發(fā)性較弱,不利于煤層氣深度開采與高產(chǎn)量開采的進(jìn)一步發(fā)展。所以,其技術(shù)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(shù)研發(fā)力度增大。第二,一方面,加大外國先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)力度,一方面提高本國技術(shù)的自主研發(fā)力度。第三,提高技術(shù)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(kuò)大煤層的勘探規(guī)模;其二,煤層氣井縱向開采技術(shù),增加深度以開采更優(yōu)質(zhì)的煤層氣資源;其三,煤層氣鉆水平井技術(shù)進(jìn)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(shù)進(jìn)一步提高,進(jìn)一步提高開采量。

        3 結(jié)論

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

        參考文獻(xiàn):

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

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