煤層氣開發技術現狀及優化策略

（山西蘭花煤層氣有限公司 山西 048000）

引言

在現階段我國煤礦開采中，煤層氣越來越受到高度關注，其作為一種高熱量的無污染能源，如果能夠得到充分開發和高效利用，也就可以表現出明顯優勢，有助于緩解我國能源短缺問題。雖然近年來我國煤層氣開發水平正在不斷提升，可供選擇應用的技術手段同樣也越來越豐富，技術創新力度不斷加大，但是在實際煤層氣開采中依然面臨著較多的問題和不足，制約著煤層氣開采效率和開采量，有待于在未來針對性優化完善，相關研究極為必要。

1.我國煤層氣現狀分析

煤層氣也就是常說的瓦斯氣體，其主要分布在煤層間隙，伴隨著煤化作用而出現的一類氣體，該類氣體一般自生自儲，作為一種非常規天然氣，具備較高的開發利用價值。煤層氣主要成分是甲烷，同時混合有乙烷、氫氣、硫化氫、二氧化碳等氣體，和日常應用的天然氣成分幾乎相同，在近年來越來越受到關注，成為值得開發利用的重要潔凈能源。煤層氣資源相對較為豐富，大約有240萬億立方米，比常規天然氣儲量要多得多。因為我國煤炭資源豐富，進而也就必然蘊含著大量的煤層氣資源，預計大約有36.8萬億立方米的煤層氣，儲量占世界第二位。針對煤層氣進行開發利用往往能夠表現出較強的作用價值，不僅僅能夠在減少甲烷排放量的基礎上，實現對于大氣環境的有效保護，還可以較好服務于煤炭資源開采過程，降低在煤炭開采過程中可能出現的瓦斯爆炸等安全事故，同樣也能夠較好實現我國能源結構的改善，有效緩解當前能源短缺問題。

2.煤層氣常用開發技術

(1)地球物理勘探技術

煤層氣開采首先需要了解煤層氣分布狀況及其開采要求，進而才能夠在后續采用恰當適宜的開采方案，利用科學合理的開采設施，實現對于煤層氣的有序開采。這也就必然對于煤層氣勘探工作提出了較高要求，地球物理勘探技術的應用在當前比較常見，其能夠有效輔助明確煤層氣分布狀況，對于煤層氣含量以及相應煤層厚度進行準確掌握。在地球物理勘探技術的實際應用中，為了有效明確相關煤層氣開采所需參考條件，就需要從多個角度進行信息資料的獲取，比如測井收集資料、地震資料、煤層氣工業分析計算資料以及多波分量資料等，都需要作為重要資料信息，以便從多個角度進行分析評估，為后續煤層氣開采服務。

(2)鉆井完井技術

煤層氣開采中鉆井完井技術的應用同樣也極為常見，其中主要以垂直井和水平井為主，需要結合煤層氣的分布狀況進行合理設置，以此更好實現煤層氣開發效率的提升。在鉆井施工過程中，需要實時監測煤層壓力，當煤層壓力相對較高時，則需要注重采用旋轉鉆進行處理，以提升鉆井效果；但是如果遇到的煤層不存在較高壓力，在旋轉鉆作用下則容易出現變形問題，應該以沖擊鉆為主，同時嚴格控制操作精確度，避免在鉆進過程中出現嚴重失衡問題。在煤層氣完井技術應用中，同樣也需要注重結合不同煤層氣開采狀況進行差異化設置，以便更好提升煤層氣開采效率，比如裸眼完井以及套管完井都是比較常用的方式，另外，在一些特殊煤層氣開采環境下，水平排空襯管完井也能夠發揮出理想作用。

(3)增產工業技術

在煤層氣開采中，為了有效提升開采效率和開采量，增產工業技術的應用同樣也應該予以高度關注。伴隨著科學技術的不斷創新發展，煤層氣增產工業技術同樣也越來越先進，可供選用的方式和手段越來越豐富，比如煤層氣水力壓裂增產技術的應用就可以明顯提升煤層氣開采效率，利用水力實現煤層的壓裂處理，進而也就可以提升開采量，但是因為我國煤層塑性相對較強，由此產生的效果并不是特別理想，煤層氣的增產作用也并不是特別突出，可以結合不同煤層塑性狀況恰當選用。此外，注氣增產技術同樣也是比較常用的增產工業技術手段，其能夠借助于在煤層中輸入氮氣或者是二氧化碳的方式進行煤層氣的高效開采，置換效果往往較為理想，可以明顯提升開采量。

3.煤層氣開采現狀分析

(1)開采難度較大

基于當前我國煤層氣開采工作的實際執行狀況進行分析，因為其面臨的地質條件相對較為復雜，很多煤層地質構造都難以簡單處理，并且還存在較高的煤變質程度，埋深相對也比較大，也就必然會加大煤層氣開采難度。因此，雖然我國煤層氣儲量較為豐富，但是可供簡單開采的煤層氣數量并不是特別充足，尤其是伴隨著淺層煤層氣開采量的不斷增加，深層煤層氣壓力以及地壓力都不斷提升，也就會更進一步增大煤層氣開采難度。如果在面臨這種復雜地質條件時，依然沿用傳統滯后的煤層氣開采技術，也就無法形成高效開采效果，開采效率相對低下。

(2)管網設施不健全

在我國煤層氣開采工作中，不僅涉及到了簡單的煤層氣提取過程，還需要借助于管網進行恰當運輸，以便實現煤層氣的有序應用，同樣也能夠進一步調動煤層氣開采積極性，避免煤層氣開采受到輸送方面的制約影響。一般而言，煤層氣的甲烷含量一般都能夠達到95%以上，和常規天然氣大致相當，可以直接混合輸送和使用，但是目前很多地區并沒有相應的管網設施，煤層氣的輸送管網相對孤立，并沒有并入常規天然氣輸送通道，因此也就必然會加大煤層氣開采成本，導致煤層氣的應用受到明顯限制。與此同時，因為管網設施不夠健全，導致煤層氣的大量浪費，難以達到應有開采目的。

(3)缺乏政策支持

雖然現階段我國煤層氣開采越來越受到關注，伴隨著重視度的不斷提高，相關政策以及標準體系也越來越健全，但是依然不具備強有力的政策支持，對于煤層氣開采無法形成強大的推動力。從煤層氣開采自身來看，其雖然確實具備明顯優勢，作用價值也較為突出，但是同樣也表現出了明顯的高投入以及高風險特點，同時還存在投資回報相對較慢的問題，因此也就必然導致大部分開發商望而卻步，難以推動煤層氣開采行業的有序發展。當前我國有關于煤層氣開采的政策絕大部分依然和常規天然氣開采一致，不具備針對性，優惠條件也并不是特別吸引人，嚴重制約著煤層氣開采發展。

4.煤層氣開采優化策略

（1）創新開采技術。煤層氣開采的優化發展首先需要關注于技術層面的創新，以此更好支撐煤層氣開采各環節。因為煤層氣開采難度較大，面臨的地質條件相對較為復雜，因此也就必然需要針對性進行開采技術的創新，及時解決以往傳統煤層氣開采模式存在的弊端和問題。基于此，未來針對煤層氣開采應該注重加大科技研究投入力度，要求能夠重點關注各類先進科學技術手段的有效融入和運用，并且能夠在煤層氣實踐開采中進行不斷探索，研究能否進行適應性運用，并且根據現場實際狀況進行調整，確保各類先進技術能夠發揮出應有價值。因此，為了更好優化煤層氣開采技術創新效果，必然需要注重綜合人才的培養，除了要求專業科研團隊積極參與其中外，還需要從基層引入實踐研究人員，以更好驗證各類先進技術手段的應用價值，同時及時反饋現階段煤層氣開采中存在的主要缺陷和隱患，進而才能夠予以針對性研發，促使煤層氣開采效率以及開采量得到更好提升。當然，因為目前我國煤層氣開采水平并不是特別高，依然處于起步階段，可以積極引入國外先進設備以及技術，彌補我國在煤層氣開采方面的缺陷。

（2）完善輸送管網建設。在煤層氣開采優化發展中，注重輸送管網的優化建設同樣極為必要，以便更好實現對于煤層氣開采事業的支持，在擴大煤層氣需求量的基礎上，推動煤層氣開采力度加大。結合煤層氣輸送管網的建設而言，首先應該注重體現出較強的適應性，要求能夠結合不同區域煤層氣含量，合理設定輸送管網建設標準，以促使輸送管網能夠實現煤層氣的有序傳輸，解決以往存在的明顯輸送滯后問題。在輸送管網建設中，煤層氣開采區域的管網建設一般需要單獨構建，以便凸顯輸送實效性；在此基礎上，還可以積極運用常規天然氣輸送管網，尤其是在已經布設完成的城市天然氣輸送管網應用中，更是需要加大并網力度，以便在降低輸送管網建設難度的基礎上，進一步提升輸送管網的應用價值。

（3）合理規劃，加大政策扶持。在未來煤層氣開采產業發展中，為了更好提升煤層氣開采效率和涉及范圍，應該切實做好規劃工作，要求能夠在全方位掌握我國煤層氣儲量及其分布區域的基礎上，依據開采難度進行合理規劃，以便更好指導后續煤層氣開采工作落實。在此基礎上，為了調動各個社會資本參與其中的積極性，注重加大政策扶持力度同樣極為必要，國家應該結合煤層氣開采的實際狀況，合理設定一些優惠扶持政策，依托市場導向作用，推動煤層氣開采發展。

5.結束語

綜上所述，在當前我國煤層氣開采產業發展中，雖然整體水平有所提升，但是在實際落實中依然存在著較多的問題和不足，相關技術手段也比較滯后，難以適應較為復雜的煤層氣開采要求，進而也就需要不斷創新優化。