我國高煤階煤層氣開發(fā)中存在的問題及解決對策

徐?凱

中石油煤層氣有限責任公司韓城分公司

我國高煤階煤層氣開發(fā)中存在的問題及解決對策

徐?凱

中石油煤層氣有限責任公司韓城分公司

我國高煤階謀炭資源儲量豐富，達到謀層氣資源總量的13/左右，但過去較長一段時間由于人們受美國煤氣勘探經(jīng)驗的影響，考慮到高煤階每層自身演化程度、割理發(fā)育、滲透率等方面不理想，忽視對高煤階地區(qū)的煤層氣的開發(fā)和運用，但現(xiàn)階段人們逐漸發(fā)現(xiàn)高煤階地區(qū)的謀層的滲透性在期次構造運動等因素的作用下會得到改善，而且通過高謀階地區(qū)的謀層勘探可有效的定位高產(chǎn)富集區(qū)，所以高謀階地區(qū)的謀層起勘探逐漸受到重視。基于此本文對我國高煤階煤層氣開發(fā)中存在的問題及解決對策進行了詳細分析和研究。

高煤階煤層氣；開發(fā)；問題；解決對策

1、我國高煤階煤層氣開發(fā)中存在的問題

1.1 煤層氣開發(fā)的定位不確切

煤層氣是一種經(jīng)過多次運移殘留在煤層里的氣體，我國對煤層氣這種資源早期定位為瓦斯治理。在這種思路下，大多數(shù)開發(fā)的煤層氣田處于煤礦周邊，具有共同特點是：一是埋藏較淺，一般小于800m；二是區(qū)域地質(zhì)特點煤礦基本掌握；三是區(qū)域水動力條件基本清楚；四是由于煤礦開采多年，煤層已整體降壓，應力得到釋放。對這些地區(qū)的煤層氣采取常規(guī)的技術基本能實現(xiàn)商業(yè)開發(fā)。但更多的煤層氣資源埋藏大于800m，深層煤層氣的富集狀況和水體分布同淺層有本質(zhì)的區(qū)別，深層煤儲層具有煤層壓力高、物性差及地應力復雜等特點，對于這些地區(qū)的開發(fā)不能采取煤礦周邊的開采技術，要有更高的技術，這也是目前我國煤層氣一旦遠離煤礦周邊開發(fā)較差的主要原因。煤層氣是一種自生自儲的全新礦產(chǎn)資源，決不能定位在瓦斯治理，應從成藏機理、儲層特性、控產(chǎn)機理及地面系統(tǒng)等方面進行系統(tǒng)地研究，建立科學的開發(fā)技術方法。因此，對煤層氣開發(fā)的規(guī)劃和部署就應超脫瓦斯治理的范疇，要有超前的技術定位和規(guī)劃部署。

1.2 煤層氣勘探程序不合理

在煤層氣勘探過程中，普遍認為煤儲層構造簡單，有煤的地方就有氣，完全忽視了煤儲層特點的復雜性。因此，在早期煤層氣勘探工作顯得無足輕重，直接越過勘探階段，從評價階段起步，造成勘探效率低，優(yōu)選“甜點區(qū)”的準確率低，最終導致大量低產(chǎn)區(qū)塊的出現(xiàn)。

1.3 工程技術與儲層差異性不匹配

煤層氣開發(fā)初期對煤儲層的復雜性及主控地質(zhì)因素認識不足，產(chǎn)能建設模式采取整體推進式，以沁水盆地為例，其樊莊一鄭莊區(qū)塊形成了以直井壓裂為主，裸眼多分支水平井為輔的單一開發(fā)方式。其中樊莊區(qū)塊內(nèi)部存在近1/3的低產(chǎn)區(qū)，當開發(fā)煤儲層更為復雜的鄭莊區(qū)塊時，近2/3的低產(chǎn)井大片出現(xiàn)。另外柿莊北、長治、古交、和順等區(qū)塊也存在類似的問題。通過分析發(fā)現(xiàn)，煤體結構、地應力、流體可疏導性、構造特征、煤巖變質(zhì)程度等儲層特點的差異，都會影響著煤層氣的開發(fā)方式。

1.4 常規(guī)地面建設模式不適應

從“十一五”到“十二五”前期，借鑒油田建設模式，主要采取“地上服從地下“的地面建管網(wǎng)設模式，導致開發(fā)建設成本較高。沁水盆地地表溝壑縱橫，高低起伏差異較大，導致地下井位與地上管網(wǎng)匹配不協(xié)調(diào)，大大提高了開發(fā)建設成本。另外，煤層氣田多為單井場直井的開發(fā)方式，占地面積大，地面設備分散，導致開發(fā)建設成本及后期維護成本較高。

2、我國高煤階煤層氣開發(fā)中存在問題的解決對策

2.1 高度重視煤層氣勘探開發(fā)理論和技術的研究

要正確認識到煤層氣是種邊際資源，對開發(fā)技術要求更高，針對不同的地質(zhì)特征制定正確的技術攻關思路；要正確認識到煤層氣的開發(fā)規(guī)律與常規(guī)油氣有本質(zhì)區(qū)別，工程技術要符合開發(fā)規(guī)律的要求；要正確認識到煤礦地質(zhì)和煤層氣地質(zhì)有本質(zhì)的區(qū)別，瓦斯治理可以采取煤礦地質(zhì)理論，但是煤層氣開發(fā)應該采取煤層氣地質(zhì)理論的指導；要正確認識到煤層的組成大多是有機質(zhì)礦物，要清楚這種礦物的特性，及其與無機質(zhì)砂巖的本質(zhì)區(qū)別。針對上述認識，煤層氣勘探開發(fā)技術要做重大調(diào)整。

2.2 優(yōu)化煤層氣勘探開發(fā)程序，提高儲量的動用程度

一方面要重新規(guī)范煤層氣勘探程序，提高地質(zhì)認識程度，對普查和詳查要高度重視，其中在普查階段要以最少的投入確定主要含氣區(qū)，詳查階段要探明煤層氣富集區(qū)帶及主力層位，初步查明優(yōu)質(zhì)儲量區(qū)域。另一方面則是實現(xiàn)勘探開發(fā)的一體化。評價階段要開展開發(fā)技術實驗，落實區(qū)域單井產(chǎn)氣能力，初步確定適用的開發(fā)技術。規(guī)模開發(fā)階段應充分利用前期勘探成果完成開發(fā)效益評價，全面夯實效益開發(fā)的資源基礎。

2.3 建立工程技術適應性評價方法，提高煤層氣開發(fā)效益

要重點解決煤礦地質(zhì)和煤層氣地質(zhì)理論的區(qū)別，區(qū)域上煤層氣產(chǎn)能主控地質(zhì)因素發(fā)生變化，相應的工程技術也應隨之改變。因此，根據(jù)區(qū)域上煤層的四大特征建立高階煤層氣開發(fā)工程技術的地質(zhì)模式。將工程技術由過去的改造模式向疏通模式轉移，符合煤層氣的開發(fā)規(guī)律，進而不斷提高煤層氣的開發(fā)利益。

2.4 采用分布式地面建設模式，提高系統(tǒng)運行效率

要改變傳統(tǒng)的地面建設模式，實現(xiàn)地下、地上一體化建設。一切都要圍繞降低成本提高效益去設計和運行，考慮到煤層氣的特殊性，要大幅度的減少占地，采取多種井型控制儲量，減少地面設備的數(shù)量，提高設備的使用效率，采取集約式建設，分散式控制的方式，“地下服從地上，地上配合地下”，優(yōu)化投資結構，把地面做成最少。

總之，通過對實際的高煤階地區(qū)進行實踐發(fā)現(xiàn)，在高煤階地區(qū)結合煤層生烴史和地址構造史的匹配關系對區(qū)域內(nèi)滲透率進行判斷，并在此基礎上利用主曲率的方法對高煤階地區(qū)滲透率進行進一步明確，從而可以有效確定高煤階地區(qū)煤層氣的富集區(qū)域，從而在開采過程中能夠保證氣體開采的連續(xù)性和穩(wěn)定性。高煤階地區(qū)煤層氣實踐探究的成功，為我國高煤階地區(qū)煤層氣開采提供了一條全新有效途徑，對促進我國煤企開采有著顯著的促進作用。

[1]王濟川.基于系統(tǒng)動力學的煤層氣產(chǎn)業(yè)風險研究[D].太原理工大學，2014.

[2]馬忠斌.低濃度煤層氣深冷液化工藝爆炸危險性分析[J].煤炭技術，2014，10：283-285.

[3]穆福元，仲偉志，趙先良，車長波，陳艷鵬，朱杰，王勃.中國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略思考[J].天然氣工業(yè)，2015，06：110-116.