低透煤層化學改性增透技術研究現狀及展望

劉五車，李 賀，魯 義，路潔心，施式亮，李 敏

(湖南科技大學 資源環境與安全工程學院，湖南 湘潭 411201)

我國“富煤、貧油、少氣”的能源結構決定了煤炭的重要經濟地位，煤層氣俗稱“瓦斯”，指儲存在煤層中以甲烷為主的烴類氣體，是一種潔凈、優質能源和化工原料[1-2]。隨著煤炭開采向地層深部轉移，瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出等動力災害嚴重制約煤礦安全開采[3]。另外，煤層氣對生態環境破壞性極強，排放到大氣中產生的溫室效應約為二氧化碳的21倍[4]。加快煤層氣開發具有優化能源結構、降低瓦斯事故風險、實現溫室氣體減排的重要意義[5]。然而，我國煤儲層“微孔隙、強吸附、低滲透”的賦存特征嚴重抑制了煤層氣的開采，在此基礎上，儲層改造技術被廣泛提出。針對單一低透氣性煤層，國內外學者提出水力壓裂、水力割縫、預裂爆破等儲層增透技術[6]，然而，這些技術均存在增透范圍小、裂隙閉合快、水鎖效應等問題。鑒于此，許多新型儲層改造方法如雨后春筍般發展起來，如超聲波法、注熱法、氮循環致裂法、等離子體法等[7-10]。近年來，有學者提出采用化學方法改造煤層，即利用化學試劑改變煤層理化性質繼而達到促進煤層氣解吸、滲流的目的[11]。化學儲層改造方法包括煤層酸化、氧化、萃取、電化學處理，筆者通過回顧國內外低透氣性煤層化學改性增透技術的研究進展，深入分析了煤層化學改性增透機理，闡釋了目前化學儲層改造技術所面臨的科學問題與發展趨勢。……