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煤矿甲烷气体的开发现状及综合利用摘要:煤层气开发和综合利用面临许多现实的技术问题需要研究解决。笔者从煤层气开发工程存在的问题出发,搜集了一些新的煤层气开发关键技术,如煤层气高效完井和高效增产技术等。同时,笔者列出煤矿瓦斯直接向大气排放的部分数据,阐述了甲烷等煤层气对温室效应的影响机理和作用,并论述了减排甲烷的意义及措施。关键词:煤层气开发甲烷温室效应利用一、煤层气开发面临的关键技术问题我国煤层多为低渗透储层,开发难度比美国要大得多。仅从技术而言,煤层气储层特性和煤层气运移规律与常规油气截然不同,不能照搬常规技术,必须要有创新,改变原有观念,非常规储层必须采用非常规的技术。归纳起来有以下几方面的开发技术急需攻关并积极地进行现场试验。 1. 开发井网的优化技术煤层气井网的优化在煤层气开发中是至关重要的一个环节。井网合理布局, 不仅可以充分利用开发资金,还可提高开发区块的产量,提高有效资源的利用率。井网优化要充分考虑煤层深度、厚度、煤质、渗透率、含气量、孔隙度、割理特性、煤层含水情况、解吸压力、储层压力及应力状态等,如采用压裂增产措施, 还要考虑煤层裂缝形态和延伸方向,如果采用定向羽状水平井技术开发比,更要慎重考虑煤层岩石力学状态。 2. 煤层气井高效完井技术利用现代钻井技术在煤层段钻出一定尺寸的井眼已是相当容易,但要钻成一个既能满足高效开采煤层气,又要求完井成本最低的井眼绝非简单。由于煤储层微裂隙和割理发育,所以在钻进煤层时,要采取必要的措施对煤层加以保护,严防固相微粒堵塞煤层的微裂隙和割理系统。煤储层一旦污染,则很难恢复,即使大型压裂也只能改善压裂裂缝周围煤层的导流能力,远离压裂裂缝深处的导流能力很难得到改善。洞穴完井在适当的煤层条件下大幅度地提高了单井产量,但其适用地条件有很大的局限性。将洞穴完井技术和压裂技术结合起来,取长补短, 就可发挥各自的优势。定向羽状水平井技术是集钻井、完井和增产于一体的新型开发技术,应用前景广阔,但不同的地区、不同特性的煤层其应用方法也不尽相同。 3. 煤层气储层高效增产改造技术煤层气储层增产虽说已形成一个系列化的技术领域,但在我国煤层气勘探开发中,增产效果远不及国外,这就要研究煤储层特性与不同增产措施的适用性, 确定相应增产措施施工的技术指标。不同的煤层其微裂缝和割理具有不同的展布规律,不同特征的煤层,需要不同的压裂液流体介质和不同的施工工艺参数。煤层压裂时在最大主应力方向形成主裂缝,如果能改变施工工艺,在垂直于主裂缝的方向上再形成一定深度和宽度的次裂缝或多级裂缝,煤层的导流能力还可能大大提高。二、中国煤矿甲烷排放量及所造成的影响 1 . 中国煤矿甲烷排放量简析据估算,年全世界煤矿瓦斯排放量为,到2020 年可达 39. 3Gm3 。我国是世界第一产煤大国, 年煤炭产量达,煤层瓦斯资源也十分丰富,约为 3000Gm3 。我国 1994 年和 2000 年煤矿瓦斯排放量分别为 10. 597 Gm3 和 9. 476 Gm3 ,居世界第一位,位于其后的国家分别为美国、俄罗斯、乌克兰、澳大利亚、东欧、德国和印度等。国有重点煤矿甲烷排放量煤矿开采过程的中甲烷排放 2. 甲烷的“加热”机理甲烷对进入大气的太阳辐射能、红外线具有很强的吸收能力,而且以其温度向外发射红外辐射,因而具有“加热”效应。在大气中甲烷是最为丰富的烃类成分,它