煤矿区煤层气与煤炭协调开发模式初探

在我国社会经济快速发展的背景下,煤炭资源和煤层气资源的需求量越来越广泛,因此在实际开采过程中需要实现煤层气与煤炭资源的协调开发。协调开发主要是从煤炭和煤层气两种密切共生的不同物相中的矿产资源进行开发,在实际开采过程中,需要确保煤层气与煤炭资源的开采时间、空间布以及两者之间的相互影响因素,实现对两种矿产资源的合理开发利用,实现我国化石能源的可持续化发展。     

我国的煤层气及其开发利用现状和前景

煤层气是煤炭的共生矿藏，含煤地层是煤层气生成、生存的物质基础。我国含煤地层多，煤炭资源丰富，相应的煤层气资源也十分丰富。由于煤层气属于优质洁净能源，在全球对洁净能源呼声越来越高的今天，开发利用前景广阔。石油公司应加强这方面的研究，加大开发力度，为国家能源；肖费结构的优化和国家能源安全做出应有的贡献。     

国外煤层气的开发利用状况及其技术水平

全球煤层气资源量可能超过260×1012m3,其中90%分布在12个主要产煤国.从20世纪下半叶起,美国、加拿大、澳大利亚等国先后涉足煤层气的开发利用问题,无论是在成藏理论研究方面,还是在勘探开发工艺技术开发方面都取得了一些重要成果,积累了不少的经验,特别是美国,在这方面成就颇多,规模开发、规模应用成效显著.     

陇东煤田侏罗系煤层气成藏主控因素与模式

鄂尔多斯盆地西南缘陇东煤田低阶煤层气资源丰富,勘查开发处于起步阶段,成藏主控因素及模式认识尚不足。为弄清气体的富集规律,优选勘探靶区,运用钻探(现场解吸、试井、岩芯)、测井、水文、地球化学测试等资料,从构造演化、埋深条件、沉积环境和水文地质条件等方面讨论了气藏的煤储层特征、主控因素和富气成藏机制,划分出4种煤层气富集成藏模式及对应的气藏类型;评价优选出3个有利勘探区。结果表明:陇东地区煤层厚度大,煤系地层非均质性强,煤岩煤化程度低,含气量横向变化大;煤岩生烃能力强,储集性能好,富气成藏的主控因素为盖层的发育程度和后期次生生物气的调整;埋深控藏呈现出"最佳深度"的特征。该结果为后期煤层气勘探的井位部署提供了参考和指导。     

煤层气开发与利用新进展

我国继俄罗斯、加拿大之后拥有世界上第三大煤层气储量,煤层气开发与利用受到很大关注。评述了用二氧化碳回收煤层气进展、煤层气分离和利用技术进展,以及煤层气应用拓展的新领域。     

煤层气开发技术发展趋势

煤层气开发模式经过最初的煤矿井下瓦斯抽放到煤层气地面开发与井下抽采并举的发展之后,逐步朝着地面开发、地面与井下联合抽采、井下抽采与采动区抽采以及采空区抽采逐级递进的采气采煤一体化方向发展。地面开发技术也由单一的直井开发朝直井压裂、多分支水平井、远端对接井及丛式井等多样化钻采技术体系方向发展;增产改造技术由单一的活性水大排量加砂压裂朝着大排量中砂比活性水压裂、液氮泡沫加砂压裂和清洁压裂液压裂等更科学的增产改造技术方向发展;排采技术则由定性的定压排采朝着智能化控压控粉定压排采方向发展。     

低阶煤煤层气富集模式初探

通过对美国粉河盆地以及我国铁法盆地煤层气富集规律的解剖,总结出影响低阶煤煤层气富集的关键因素是封堵,而构造、岩性和水动力是形成煤层气封堵的主要因素。同时提出了5种不同的煤层气富集模式,即背斜模式、构造—水动力模式、构造—岩性模式、岩性—水动力模式和岩性模式。     

煤层气开发利用前景诱人

介绍了煤层气开发现状、利用途径和净化提纯技术。指出了煤层气开发利用的重要意义和诱人前景。     

贵州黔西龙场煤矿煤层气资源及开发利用价值

贵州黔西煤炭资源非常丰富,具有可采煤层多、煤层稳定、煤质较好、煤层瓦斯含量较高等特征,通过对黔西龙场煤矿钻孔勘探资料的分析,及煤层含气量的测试,分别预测了主采煤层的煤层气资源量,并根据区域主采煤层钻孔含气量编制了矿区煤层的煤层分布等值线图,为开发利用该区域煤层气资源提供了重要的基础资料。     

中国煤层气开发综合效益评价

煤层气开发是解决我国目前能源短缺最可行的途径之一。从战略影响、煤矿安全、环境保护、能源安全、经济效益等方面对中国煤层气开发综合效益进行定性分析，采用价值法建立了煤层气开发综合效益评价指标体系。对体现煤层气开发价值的行业投资效益、安全效益、环境效益、直接经济效益、国民经济效益等进行量化，得出煤层气开发综合效益的综合值,并对中国煤层气不同开发阶段综合效益进行估值。研究可知,2010年煤层气的销售收入可达约50亿元，除国民经济拉动效益外的综合效益达到280亿元，国民经济拉动效益更是接近700亿元,煤层气开发综合效益巨大。     

大宁―吉县煤区煤层气开发需要解决的几个基本问题

指出大宁-吉县煤区的煤层气地质条件比晋城煤区要复杂得多,主要表现在山西组煤的沉积环境变化比较大、煤层的厚度变化大,有明显的变薄与尖灭现象;该区的构造变化也比较明显,水文地质条件也呈现出十分明显的多样性,加上与煤层气藏保存直接有关的煤层顶底板岩性与厚度的明显变化,造成控制煤层气富集与高产的因素组合关系比较多,煤层气藏类型比较多,煤层气藏边界复杂,认为该区煤层气藏的一些细节特征还有待进一步深入研究与总结。又指出煤与煤层气勘探施工的钻孔稀少,目前所积累的资料显然不能满足开发的需要,突出表现在煤层厚度与煤储层特征控制等方面,认为大宁-吉县煤区煤层气藏的复杂性决定了试验开发阶段的节奏不能太快,最好以满足地质认识和工程技术积累为前提来设计工作量,待积累了一定经验后再大规模开发。     

辽宁煤层气资源赋存特征及开发利用

伴随全球性的能源紧缺及环境问题，煤层气开发利用将作为新能源产业支持辽宁产业结构调整，其对于寻找新能源、改善大气环境质量、煤矿安全生产、实现辽宁可持续发展战略都具有深远的意义。为此，依据辽宁省铁法、阜新等五个地区的煤炭、煤层气地质报告，分析了辽宁煤层气赋存特征、煤储层特征及区内煤层气资源状况，并对辽宁省主要煤田煤层气赋存特征及开发利用现状和开发潜力进行了研究评价，同时对辽宁省煤层气市场与煤层气开发效益进行了分析，进而提出了重点目标区和开发利用建议。结论指出：辽宁中部煤田煤矿区有较丰富的煤层气资源，应以多种方式进行开发（包括地面钻探、矿山井下抽放、利用报废矿井抽放等方法）。     

中国高煤阶地区的煤层气勘探理论与实践

通过对中美两国煤层气生成地质条件的对比,认为中国煤层气形成和富集有着不同于美国的特征。我国华南和华北地区广泛分布高煤阶煤层,煤层气资源丰富。在成煤后期多个方向和期次的构造运动改造下,部分高煤阶煤层的渗透性有可能得到改善。通过地质研究,可以在高煤阶地区找到高产富集区。在这种思路指导下,在我国沁水含煤盆地南部无烟煤地区发现了大型高煤阶煤层气田——沁水煤层气田。这不仅丰富了煤层气富集成藏理论,对于拓展煤层气勘探领域也具有重要意义。     

煤层压裂用煤粉悬浮剂研究

针对煤层压裂过程产生的煤粉易造成煤层裂缝堵塞、影响裂缝的扩展等问题,考察了不同类型表面活性剂对煤粉的悬浮性能,综合考虑煤粉表面润湿性、工作液返排等因素,筛选出了合适的煤粉悬浮剂主剂,并进行了相关复配及性能研究.结果表明,煤粉悬浮剂的最优组成为:n(十八烷基三甲基氯化铵)∶n(壬基酚聚氧乙烯醚)∶n(乙醇胺)=1∶1∶1...     

我国煤矿井下煤层气抽采利用现状及问题

为了更好地利用井下煤层气资源，通过统计分析我国历年井下煤层气抽采情况，认识到：我国的抽采总量逐年增加，但抽采率低、抽采效果不佳；我国目前煤矿井下抽采煤层气利用情况为：井下抽采尚处于起步阶段，利用量小、利用率低，没有形成规模，利用项目主要集中在瓦斯抽采量较高的国有重点煤矿区，尤其是45户安全重点监控企业。从客观和主观两个方面分析了抽采率低下的原因，并结合国内外的最新研究进展，最后提出了解决问题的对策：①在高产高效工作面试验、推广应用综合抽采煤层气的方法；②转变对瓦斯抽采的观念；③研究瓦斯抽采技术，提高瓦斯抽采水平；④加强瓦斯浓缩技术和储运技术的研究，消除矿井瓦斯抽采量和抽采浓度不稳定、储存和远距离输送成本高等不利因素的影响；⑤研究和开发瓦斯利用的新途径，扩大利用范围， 瓦斯利用要适应瓦斯抽采的规模和浓度，最终在保障煤矿安全生产和尽可能扩大瓦斯利用上达到统一，确保瓦斯资源的充分合理利用。     

苯甲酸生产装置的开发利用

介绍了利用工业苯甲酸的生产装置开发、生产苯甲酸同系物的方法。     

煤层气藏成藏过程研究

煤层气藏成藏过程是反映煤层气富集成藏的演化史，研究高、低煤阶煤层气成藏过程及其差异性是研究煤层气富集成藏的重要组成部分。为此，以我国沁水、阜新盆地和美国粉河盆地为例，探讨了高、低煤阶煤层气的成藏过程，分析了现今地下水的补给、运移、排泄和滞流等格局对煤层气藏后期调整和改造所起的不同作用。研究表明，高煤阶气藏成藏过程复杂，且具有明显的阶段性，现今地下水格局对气藏的形成具有一定的影响；低煤阶气藏具有持续性的特征，地下水格局对气藏的调整和改造起到了决定性的影响。     

新场气田立体压裂开发模式

新场气田是四川盆地西部坳陷中段一典型远源多类型、多层系的低渗透致密陆相碎屑岩气藏叠置而成,并具备优越立体压裂开发条件的大型气田。自1995年12月投入立体压裂开发以来,先后压裂168井次,累积加砂177m3,累积增加天然气产能702×104/d,增产水平16倍,日增输气180×104m3/d,已累积增输气量8．34×108m3,已创造经济效益5亿元,增加储量271．18×108m3,并形成了一套以三维精细气藏描述为基础,立体开发方案为原则、蓬莱镇组低渗透致密气藏压裂技术为核心技术、沙溪庙组超致密气藏整体压裂技术为关键技术的立体压裂开发模式。     

炼油厂含硫污水预处理及综合利用

对３种原油采用不同加工过程的含硫污水组成以及几套含硫污水汽提装置的原料水和净化水组成进行了比较。介绍了空气氧化和蒸汽汽提等含硫污水预处理工艺的原理、流程和特点。对针对气相中硫化氢和氨的出路而开发的各种蒸汽汽提工艺,如回收硫化氢和氨的汽提工艺（包括单塔加压侧线抽出汽提工艺、双塔加压汽提工艺、ＣＬＬ氨回收工艺、美国钢铁公司氨回收工艺）、回收硫化氢而不回收氨的汽提工艺、硫化氢和氨都不回收的汽提工艺以及回收氨的精制工艺等作了详细分析,并提出了含硫污水中的氨是否回收的问题。最后指出减少催化裂化和油品加氢装置含硫污水量以及净化水综合利用应采取的措施。     

六盘水煤田盘关向斜煤层气开发地质评价

开发地质条件研究将为贵州六盘水煤田盘关向斜煤层气勘探开发提供科学依据。为此，以煤田地质勘探和矿井瓦斯资料为基础，结合井下煤层割理裂隙观测和室内等温吸附实验等方法手段，总结了煤层气地质背景，揭示了煤储层特征和含气性特征，估算了理论采收率和煤层气资源量。研究结果表明：盘关向斜为水压向斜煤层甲烷气气藏，2000 m以浅煤层气资源量达1778×108m3；该区煤层气资源量丰富、埋深和煤级适中、含气量较高、渗透性较好，具备煤层气开发的基本条件；盘关向斜煤层主要属勉强可以抽放煤层和易于抽放煤层，部分为较难抽放煤层，煤系下部煤层透气性较上部煤层为好；煤层气利用方式则可选择发展以甲烷为原料的化工工业。