我国煤层气地质特征与工程技术适应性进展

我国煤层气地质特征与工程技术适应性进展

张 格

兖矿新陆建设发展有限公司 山东济宁 273500

摘要：随着我国经济的高速发展，我国各行各业也呈现出良好的发展趋势。结在我国煤层气领域多年的勘探开发现状，并且借鉴外国实例，总结出我国煤层气的成因、成藏模式，根据煤层气勘探开发情况，对煤层气储层地质特征有了新的认识。由于人们对环境重视程度提高，使得人们对清洁能源的需求增大，所以提高煤层气的利用率才能最终达到保护环境的目的。本文对我国煤层气地质特征进行简单概述，并介绍了煤层气勘探开发的新领域。

关键词：煤层气；地质特征；工程技术

引言

我国对于煤层气的勘探工作起步比较晚，对于其成藏和赋存机理都不是非常的明确，开采工艺也还处于摸索阶段。当前我国经认证的煤层气资源还不足全国储量的1%。当前全国的能源供需矛盾越来越严重，急需改变以往依煤炭为主的能源供给，对于煤层气的开发和利用就非常有必要了。

1对于煤层气特征的论述

我国煤层气从上个世纪八十年代出现，一直到九十年代中期，经过了长达二十年的发展时间以后，既存在着成功的案例，也有着诸多失败的案例，产生失败案例的实质性因素是因为使用的勘探技术不具备合理性，煤层气井深度较低，大多数井根本不符合煤层气储成的具体深度，这样一来，就影响了具体的含气量，煤层气井产量减少，煤层气勘效果呈现出了下降趋势。当煤层气形成期间，经常受到各项因素的影响，其中就属火山岩活动影响因素最为明显，该项因素加剧了次生演变的进度，煤层中呈现出了饱和程度明显、含气量高的领域。与此同时，局部热动力也对于煤层气有着极高程度的影响，和其相互接触的岩石形成了高热度领域，周围环境密封状态明显，热量得不到有效的排出，随之被吸附到了煤层颗粒内，然后扩展到了岩石储层中，在水因素影响以后，煤层物性有所降低，饱和程度不高。其一，盖层；当煤气层处于相对饱和或者是过度饱和现象的时候，容易产生游离气相，一旦脱离了盖层保护，便会增加扩散到外围的概率，这样一来，就会子影响到煤层气压的强度，加剧煤气层逸散程度。从中来看，将盖层放置于煤层气外围的话，就会避免问题的出现。其二，水文地质；要想将煤层气的开发价值全面体现出来，离不开合理水文地质条件的帮助。一般来讲，煤层气吸附以及水文地质条件包含了两方面，分别是水动力封闭和地层水超压。针对于开采工作实际开展现状得出，具备完善的水动力条件非常重要，可以达到降压解吸的目的，有利于更好的对煤层气进行开采。现阶段，地下水在煤层气中产生的效果极高，具体表现为以下几方面：①封闭效果；静态水体属于一项密封类型的介质，能够和煤层气处于煤层孔隙结合到一起，形成稳定性极高的气液两相截面，以此避免游离态煤层气的进一步扩散。水力封闭效果体现于水体深部，根据压力传达相应的封闭效果，以免吸附台煤层气转化为游离态，这样可以确保煤层气被全面的储存起来。②封堵效果；煤层气扩散期间是遵循从下到上的流程进行的，地下水的渗透效果能够产生封堵的作用，将煤层气全面聚集到一个领域内。而水体一倍是作用到不对称向斜或者是单斜内。③运移效果；当地下水处于动态性状态的时候，能够在煤层气内产生良好的运移效果，此种类型的运移效果是以两种形式为主达到目的的。第一，流动的水体可以降压以及解吸煤层气，煤层气经由吸附态转换为游离态，能够处于煤层空隙裂缝内进行流动。第二，被溶解到子地下水内的煤层气伴随着水体共同运移，该项运移作用通常是体现在导水性能极高的断层构造发育区域内。需要明确认识到的体方面是，当对煤层气进行开采的过程中，务必重点探究第一层产生的运移优势，避免煤层气过度消耗。④侵占效果；所谓侵占效果，主要是指地下水将煤层孔隙空间占据，不利于煤层气存在。煤层气通常是以吸附状态为主，所以水体侵占效果对煤层气存在状态产生的影响较低一些。

2我国煤层气地质工程技术主要研究方向

2.1建立中国特色的煤层气地质综合评价技术体系

我国煤层气资源赋存“多个煤阶、多个深度、多期生气、多源叠加、多期改造”的特征。煤层气储层具有“低含气饱和度、低渗透率、低储层压力以及多构造煤”的特性，同时受地质条件非均一性强烈的影响，同一区块尺度范围内的煤层气井产能差异巨大。现有理论体系由欧美国家引进，仅在我国部分区块获得成功，尚无法指导我国复杂的、特殊地质条件下的煤层气开发，尤其是在深部煤层气和低煤阶煤层气。针对这一现状，我国煤层气地质研究工作应瞄准建立适用中国复杂地质特征，具有中国特色的不同分区、不同层序格架、不同煤阶、不同埋深、不同水文地质以及采煤采气过程中煤层气地质条件变化等典型地区煤层气地质综合评价技术体系。

2.2构建关闭矿井煤层气资源综合利用地质评价与保障体系

关闭矿井煤层气资源综合利用是生态文明建设的新方向，也为煤层气地质工作提供了新的领域。关闭矿井采动、采空区内煤层气吸附解吸、迁移规律和空间分布特征是研究关闭矿井煤层气资源评价体系、抽采技术方法的基础。结合采动上覆瓦斯卸压运移“三带”理论及“O”型圈理论，分析矿井关闭后覆岩裂隙横纵分区内的变化规律，研究采动、采空区煤层气的来源、成分和赋存状态，以及矿井关闭后本煤层和邻近层煤层气运移过程及分布规律，综合分析单煤层开采及多煤层开采条件下关闭煤矿井瓦斯的运移规律、赋存状态、评价方法以及主控因素，构建关闭矿井煤层气资源综合利用地质评价与保障体系是今后煤层气地质理论研究的重要方向。

2.3完善煤与煤层气(煤系气)协同勘查地质保障体系

我国已经初步建立了“探煤为主、同步探气、协同勘查、综合评价”的多能源协同勘查理论，建立了含煤盆地多能源叠合成藏模式。煤与煤系气(煤层气、煤系页岩气、煤系致密砂岩气等)同源共生，其自然属性决定了其在勘查开发过程中相互交织和不可分割，以往对煤层气开展的研究相对较多，而煤系页岩气、致密砂岩气等研究较少。目前单一开发独立的一种资源是不符合地质规律的，必然会造成对其他资源遗漏甚至破坏，应当将煤炭和煤系气作为一个资源整体统一进行勘查开发，完善煤与煤层气(煤系气)协同勘查理论体系，实现理论创新，大大减少重复工作量，以最少的投入获得最佳的找矿效果。

结语

从以上论述看出，处于新能源领域内，煤层气和其它天然气相比较而言是同等重要的，除了能够和人们提出的要求相一致之外，还不会对环境造成不良的影响。不过因为我国煤层气丰富，周围地质环境恶劣，因此对于该项工作提出的要求也是极高的，明确规定勘探开发人员加大对其的探究力度，做好各个环节的控制工作，从而达到煤层气勘探开发工作稳定运行的目的。

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