生物成因煤层气研究现状及对存在相关问题的思考

生物成因煤层气包括原生生物成因煤层气和次生生物成因煤层气.其中,次生生物成因煤层气是生物成因煤层气研究的重点,在主要产煤国有广泛的分布.本文主要综述以下几个方面的内容:煤阶镜质组反射率、甲烷碳氢同位素组成是划分煤层气类型的主要指标.生物成因煤层气的生成机理是重点研究内容,很多学者开展了利用微生物降解煤生成甲烷的实验研究,许多微生物及生物酶类被分离出来.研究煤降解过程的代谢物可进一步阐明生物成因煤层气的生成机理,同时,通过产甲烷菌基因工程,有望提高生物成因煤层气的产量.     

注气提高煤层气开发效果适应性分析

详述了煤层气的赋存状态、吸附与解析机理,分析了注气提高采收率的3个机理:即恢复提高气藏产能、吸附置换及驱替作用.在此基础上,对比了注气前后煤层气产量的变化,指出了注入N2和CO2对煤层气开发的影响,最后给出了煤层气注气开发方式及实施方法,为注气提高煤层气开发效果矿场应用提供了理论与技术支持.     

影响我国煤层气产业化发展的几个问题

目前我国已经施工煤层气井2500多口，部分配套的利用工程已经投运或在建，煤层气利用量达到100万m^3／d，标志着我国的煤层气产业正逐步由勘探阶段向产业化阶段发展。同时，我国煤层气产业化发展过程中，也面临着煤层气井施工装备落后短缺、缺乏专业化的施工队伍和生产管理经验，开发技术体系需要进一步完善等障碍，这些问题使得煤层气开发的投资和成本增加，影响到我国的煤层气产业化发展进程，是今后我国煤层气发展需要解决的主要问题。     

煤矿区采煤采气一体化技术及其对设备的要求

随着煤矿区采煤采气一体化进程的推进,煤层气开发工程对设备提出了更高的要求。在论述煤矿区煤层气抽采技术的基础上,分析了煤矿区煤层气抽采对设备的要求。总体而言,煤层气地面钻井施工设备价格偏高,配件供应和维修时间较长,施工成本较高,而且钻井深度也很有限;井下钻井设备需要解决松软突出煤层钻进问题,应研制开发大直径、长钻孔、定向钻进设备以及有效的钻孔循环介质;压裂设备要求压裂泵车的排量尽量大、稳定性好、成本低、维修方便及时,同时应尝试液氮代替常规的水基压裂液,并开发相应的液氮压裂设备体系。     

改善壁龛的建筑热工条件

在我国严寒地区，由于砖混结构住宅和公用建筑物的外墙采用490mm厚的红砖墙，为了增加室内空间，一般都将采暖系统的散热器安装在壁龛内。由于外墙设置壁龛后，墙体厚度由490mm变为370mm，这样会使采暖耗热量增加6％。为了建筑节能，改善壁龛的建筑热工条件是十分必要的。通过对某公用建筑物标准层典型房间的热工测试和理论计算，在壁龛的内表面镶贴保温层可大大改善壁龛的建筑热工条件，从而达到节能的目的。     

煤层气开发资料在煤矿生产工作中的应用

煤层气开发过程中所取得的钻进、测井、测试、排水等资料，可以应用到采煤过程中，并与煤矿勘探资料对比分析，以提高资料的利用率，节约投资及勘探费用。     

运用液压压裂法改造晋城无烟煤煤层渗透性浅探

晋城无烟煤具有独特的物理性质，机械强度高(F3．5)，不易破碎，遇水不亲和、不变形。这些特性决定了在晋城无烟煤煤层渗透率改造方法中采用液压压裂法是行之有效的。煤层气井的产气量一般为数千立方米．一个井的压裂费用及完井、排采费用投入不能超过其产出值是一个绝对的原则。根据这一原则．我们在晋局潘庄矿区煤层气井施工时采用了降低压裂液等级、增大压裂规模等措施，使单井日产气量超过了5000m^3。实践证明这些措施是行之有效的。如何更合理地选定压裂工艺参数、降低施工成本、提高煤层气井产气量还有待今后的进一步研究。     

构造对潘庄煤层气井压裂裂缝的影响

煤层气井的压裂裂缝和地质构造之间存在着密切的关系，地质构造控制着煤层气井压裂裂缝发育的方向和规模。潘庄煤层气井压裂裂缝的主要发育方向为北北东向，几乎垂直于该区最小主应力方向，且其裂缝长短也随着该区地质条件的变化而变化。     

煤层含气量预测的BP神经网络模型与应用

为了对煤层含气量进行定量预测,采用BP神经网络预测方法,建立了煤层含气量预测的BP神经网络模型．以沁水盆地南部主采煤层为对象,分析得出了影响沁水盆地南部煤层含气量分布的主要控制因素有煤层有效埋藏深度、煤变质程度和煤岩、煤质特征等,选择了煤层有效埋藏深度、水分与灰分以及镜质组最大反射率3参数作为BP神经网络模型的基本特征量,建立了煤层含气量与这些因素之间的相关关系和BP神经网络预测模型,对煤层含气量进行预测分析．结果表明：BP神经网络模型具有极强的非线性逼近能力,能真实反映煤层含气量与主控因素之间的非线性关系,预测结果与实测值之间误差小,相对误差小于10%,预测效果明显地优于基于朗格缪尔方程的煤层含气量预测模型．     

低浓度煤层气分布式提纯系统的研制与应用

为实现野外分布式地面抽采条件下的低浓度煤层气(CH_4≤30%)的安全增压集输,研制了由低浓度煤层气安全隔离系统、变压吸附系统和增压集输系统3部分组成的低浓度煤层气分布式提纯系统,该系统集安全隔离、低浓度煤层气提纯和增压集输3个功能于一体,具有小型、撬装、安全、节能、环保等特点。晋城矿区典型地面钻井的工业性试验表明:采用该提纯系统前,地面钻井的CH_4抽采浓度为20%~35%,且只能在CH_4抽采浓度高于30%时才能开启增压机利用;安装该系统后,CH_4抽采浓度提高至65%左右,可实现连续增压利用,煤层气利用率由5.1%提升至80%以上,实现了低浓度煤层气的再利用,并减少了温室气体排放。