浅谈煤层气开采原理及开发意义

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煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向

煤层气勘探与开发技术的应用现状及发展方向1. 引言1.1 煤层气勘探与开发技术的意义煤层气资源的开发利用可以有效降低对传统石油和天然气资源的依赖，提升能源供应的多样性与稳定性。

尤其是在我国的煤炭资源丰富的背景下，煤层气资源的开发利用可以对我国的能源结构进行调整，减少对进口能源的依赖，提升国家能源安全。

煤层气开发可以实现煤矿瓦斯等危险气体的综合利用，减少温室气体排放，降低环境污染。

通过科学开发利用煤层气资源，可以实现瓦斯的安全抽采和利用，同时减少燃煤对环境、空气质量的影响，有利于改善大气质量，保护生态环境。

在经济层面，煤层气开发可以促进当地经济发展，增加就业机会，提高地方财政收入。

煤层气资源的开发利用不仅可以满足国内天然气需求，还可以带动相关产业链的发展，促进地方产业升级和经济转型。

煤层气勘探与开发技术的意义在于推动能源结构转型，减少对传统能源资源的依赖，减少温室气体排放，促进经济发展和保护环境等方面发挥着重要作用。

随着技术的不断创新和完善，煤层气资源的开发利用前景广阔，值得进一步深入研究和探索。

1.2 国内外煤层气勘探与开发技术现状而在国内，煤层气勘探与开发技术也在不断进步和完善。

近年来，中国政府对煤层气资源的重视程度逐渐提高，相关企业也加大了对煤层气勘探与开发技术的投入。

国内煤层气勘探技术主要包括地震勘探、测井技术、测井压裂技术等，开发技术方面也在逐步优化和创新，实现了一些重大突破。

国内外煤层气勘探与开发技术在技术研究、应用实践等方面都取得了不俗的成绩，为煤层气产业的发展提供了强大的技术支撑。

2. 正文2.1 煤层气勘探技术的发展趋势煤层气勘探技术在近年来取得了长足的发展，未来的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 高效、节能技术的应用：随着科技的不断进步，煤层气勘探技术将更加注重高效、节能的方向发展。

通过引入先进的设备和技术，提高勘探效率，并减少能源消耗，实现可持续发展。

2. 多元化勘探手段的整合：未来，煤层气勘探技术将更加注重多元化勘探手段的整合，包括地球物理方法、地球化学方法、遥感技术等多种手段相结合，提高勘探的准确性和全面性。

简述煤层气的赋存及开采机理。

煤层气是一种天然气，主要由甲烷组成，赋存于煤层中。

煤层气的开采机理主要包括煤层气的形成、赋存、运移和采集。

煤层气的形成是由于煤层在地质历史中经历了多次地质作用，如沉积、压实、变质等，导致煤层中的有机质分解产生甲烷等气体。

这些气体在煤层中被吸附或溶解，形成煤层气。

煤层气的赋存主要有两种形式，一种是吸附态，即气体分子被煤层孔隙吸附，另一种是游离态，即气体分子在煤层孔隙中自由运动。

煤层气的赋存状态与煤层孔隙结构、煤层压力、温度等因素有关。

煤层气的运移主要是通过煤层孔隙和裂隙进行，其中煤层孔隙是煤层气的主要运移通道。

煤层气的运移速度较慢，通常需要数年甚至数十年才能从煤层中运移至井口。

煤层气的采集主要是通过钻井和抽采的方式进行。

钻井是为了建立煤层气的采集通道，抽采则是通过井口抽取煤层气。

煤层气的采集需要考虑煤层气的赋存状态、煤层压力、温度等因素，以保证采集效果和安全性。

煤层气的赋存及开采机理是一个复杂的过程，需要综合考虑地质、物理、化学等多方面因素。

随着技术的不断进步，煤层气的开采将会更加高效、安全和环保。

煤层气开采意义及原理分析

①民用，经过处理的煤层甲烷完全可以替代常规液化石油气作为生成生活中的能源供应品。
②化工原料：甲醇、炭黑，经过一系列的化学物理反应，煤层气中的烃类成分可以参与合成大量的工业原料或作为能源供应，缓解油类的需求，降低成本。
③发电：ＣＨ４＞１５％的甲烷作为原料进行发电即节约成本有产生更高的热量，且供应量充足
减少开采成本：当进行煤层气工业的开发时，必须进行煤储层区的诸多构造地质、水文地质等的分析，等于进行了以后开采工作前的地质普查；瓦斯的大量抽放，为以后的安全开采提供便利，减少矿井安全防治工程中投入、降低矿井生产成本。
（３）减少温室气体的排放，保护大气环境
甲烷是大气中主要的温室气体之一，
１Hale Waihona Puke 煤层气介绍１．１煤层气的定义煤层气是指赋存在煤层中以甲烷为主
要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的气体，其成分以甲烷为主，往往将其简称为煤层甲烷。［１］１．２煤层气生烃类型
煤层气有两种基本成因类型：生物成因和热成因。生物成因气是由各类微生物经过一系列复杂作用过程导致有机质发生降解而形成的。可形成于煤化作用早期阶段（泥炭－褐煤）以及煤层形成以后的构造抬升阶段，因此可分为早期（原生）生物成因气与晚期（次生）生物成因气；热成因气是指随着煤化作用的进行，伴随温度升高、煤分子结构与成分的变化而形成的烃类气体。而此外，也有专家认为有些天然气（包括煤层气）具备无机成因的可能性。而我们现在主要研究的是这些有机成因气体。１．３在地下的储集位置以及赋存状态
３结语
煤层气的开采受到地质演化以及现阶段地质构造状况影响巨大。而中国在地质史上，受到多期运动的影响，各区构造发展程度不同。区域内瓦斯分布状况不明。因此在很多方面一味的借鉴美国经验，最后的结果反而适得其反。所以地质工作也要在吸收、融合国外先进经验的同时，结合中国特殊的地质史，摸索提出一套适合于中国的煤层气开发理论，为中国的煤层气产业、能源产业、以至于整个社会做出自己应该的贡献。

煤矿开采的煤层气开采

余气利用
对开采后剩余的煤层气进行回收利用，提高资源利用率。
04
煤层气开采的环境影响与安全问题
煤层气开采对环境的影响
破坏地形地貌
煤层气开采过程中，可能会破坏地形地貌，导致地面塌陷、裂缝等问题。
污染水资源
煤层气开采过程中，可能会对地下水造成污染，影响周边居民和生态环境。
排放温室气体
煤层气开采过程中，可能会释放大量的甲烷，加剧温室效应。
特性
煤层气通常以吸附态和游离态赋存于煤孔隙中，具有低浓度、低压力、低热值和高纯度的特点。
煤层气开采的意义与价值
意义
煤层气开采对于优化能源结构、缓解天然气供需矛盾、降低温室气体排放、提高煤矿安全水平等方面具有重要意义。
价值
煤层气是一种清洁能源，可用于居民生活、工业用气和发电等领域，具有较高的经济价值和社会效益。
加强国际合作与交流
积极参与国际合作与交流，引进国外先进技术和管理经验，推动煤层气产业的国际化发展。
THANK YOU
感谢聆听
煤层气开采的法律法规与政策要求
80%
国家法律法规
国家制定了一系列法律法规，规范煤层气开采行为，保障安全和环求，对煤层气开采进行管理和监督。
80%
企业规章制度
煤层气开采企业应制定完善的规章制度，确保安全生产和环境保护。
05
煤层气开采的实例分析
根据开采规模和地质条件，选择合适的开采设备和辅助工具。
安全与环保评估
进行风险评估和环保审查，确保开采过程的安全和环保合规。
煤层气开采过程中的关键环节
钻井施工
根据地质资料和设计方案，钻探出煤层气井。
压裂技术

煤层气的开采与利用

条件和煤储层的解吸能力。２．２．１资源量。一定的资源量是进行煤层气开采的基础。而一定的含气量、煤层厚度、资源丰度是一定资源量的保证。２．２．２渗透性。煤储层的渗流能力是煤层中气体导流能力的反映，它关系到甲烷气体在煤中的赋存状态和开采抽放的难易程度。煤层气存在于煤的双孔隙系统中，煤的双孔隙系统为基质孔隙和裂缝孔隙。基质孔隙由孔隙大小来反映，是煤层气运移的通道：裂缝孑Ｌ隙又称为割理，其不仅是储气空间，同
关键词：煤层气；开采；利用
１煤层气的概念
煤层气煤层气俗称 “ 瓦斯 ” ，是指储存
在煤层中以甲烷ＣＨ４为主要成分、以吸附在
探实施的排水降压，都是破坏了煤储层的力学平衡，为了建立新的平衡，从而使以物理
３煤层气的利用
煤层气的利用技术可分为四类：替代天
氮技术包括深冷分离，变压吸附，选择性吸收。
地面钻采煤层气原理。地面钻采煤层气
就是利用垂直井或定向井技术来开采原始储层中的煤层气资源。其原理是：当储层压力降低到Ｉ界解吸压力以下时，甲烷气体从
煤基质微孔隙内表面解吸出来；由于瓦斯浓
时它又可使基质孑Ｌ隙连通，增强储层的渗透性。煤层渗透率与煤的变质程度、煤岩组分
密闭系统，从而持续维持卸压区域。煤层瓦
斯将源源不断被抽出。
即可考虑将其作为一种有价值的燃料加以
利用，比如用内燃机或燃气轮机发电，直接在锅炉或加热炉中燃烧，或者将其浓缩或是提纯作为管道天然气输送，甚至液化。当气质达到管输天然气标准时，天然气长输管线常常是煤层气最易达到的市场。煤层气的浓缩和提纯通常在一个完整的设施中进行处理除去氧气、二氧化碳、水和氮气。其中最关键也最昂贵的部分是脱氮或液化单元。脱

煤层气开采技术

方式三、井下煤层气抽放
在煤矿井下采掘巷道中钻孔，在地面用气泵抽吸钻孔中的煤层气。这种方式最初是以煤矿的生产安全为目的，同时兼顾煤层气资源回收。用这种方式开采煤层气，对投资和技术要求不高，适用范围广但是此方式的资源回收率低，矿井内抽吸的煤层气量不大，井下作业有一定技术难度，且受煤矿采掘的进程影响，难以连续采气。
盖层和圈闭
对于煤层气系统，为维持地层压力和阻止气体的解吸和散失，盖层是必要的。由于气和水的重力分离作用远小于微孔表面上的吸附作用，而对于常规的圈闭并非必要。世界上煤层气产量最高的区带位于美国圣胡安盆地深部的Fruitland带。
裂缝、渗透率和原地应力
流体在煤层中主要通过裂缝和节理流动。裂缝和节理一般为垂直于层面的正交的裂隙体系。它们主要形成于煤化过程中，也可以是构造和后煤化作用形成的裂缝。由于上覆地层压力、渗透性随深度而降低，因此，美国的煤层气多产自1200m以上深度。
•
源岩和运移
大部分煤层是自生自储型，煤储层中含有自生或运移来的热解气、生物气或混源气。当煤层是自生自储型时，则不存在运移。煤层气系统的关键事件一般应包括剥蚀去顶和冷却事件。
气体的储集和储层性质
大部分煤层气吸附在煤的有机质表面上，只有少量的煤层气以游离态储存在裂缝和节理中，或者以溶解态存在于裂缝、节理及孔隙水中。煤储层可以是正常压力或异常压力。在一般的压力下，埋深<1200m的煤层中的吸附气大于一般砂岩孔隙中所含有的气体量。
高煤阶、自生热裂解气模式，超压和水动力封闭的结合形成了高产区。
美国粉末河盆地煤层气系统剖面图
低煤阶、生物气模式，地下水通过厚层、高渗透的煤层运动，在低压系统形成生物气含气带。
西加拿大煤层气开发现状

煤层气开采原理与方法

煤层气开采原理与方法煤层气开采是指将煤层中积聚的天然气开采出来，并利用它作为能源。

该过程需要采用特殊的技术来确保提取的天然气质量好、产量高且环境友好。

本文将介绍煤层气开采的原理与方法，包括采气方式、采气工艺和采气设备等。

一、煤层气采气方式煤层气采气方式通常可以分为以下几种：1. 抽采法：也叫常规法采气，通过在煤层上钻井并深入到煤层中，然后利用钻井杆将煤层中的天然气吸到地面。

2. 瓦斯抽采法：采用煤层的瓦斯后期回收的方式，通常在开采期结束时才开始运用。

3. 瓦斯抽放法：也称瓦斯抽采前点火排放法，主要用于瓦斯爆炸危险的采矿地点。

采用钻孔上深入开采工作面，从而将瓦斯提取到地面进行处理。

4. 水力压裂法：采用高压水把煤层内部压裂，从而提高煤层透气性，增加天然气产出。

二、煤层气采气工艺煤层气采气的工艺过程通常包括以下步骤：1. 钻井：使用特殊的钻机和杆道在地面上钻出井眼，然后逐步加深到煤层所在的位置，直到可采气位置。

2. 钻孔装置：将钻机转移到所选定的位置上并安装好各种包括管柱、液体输送装置在内的设备。

3. 注水：通过钻井机将水注入钻孔中，将煤层内部的天然气推出，然后将天然气运输到处理设备。

4. 煤层气净化：使用煤层气净化设备去除其中的杂质和水份。

5. 煤层气输送和储存：利用管道将净化后的天然气运输到目的地，并储存备用。

三、煤层气采气设备1. 钻头：钻头通常用于钻井和采气的过程中，通过钻孔有针对性地深入到煤层中，以便对煤层进行采气和控制。

2. 采气管道：将从煤层中采集出来的天然气输送到采气站或输送管道上进行处理和存储。

一般采气管道使用高强度合金钢制造。

3. 采气压缩机：将天然气向输送管线输送时，必须将其进行压缩。

采气压缩机可以将天然气压缩到高压。

4. 膨胀机：将高压气缸中的天然气膨胀到低压下。

5. 处理设备：将采集的天然气进行净化、脱水和除尘等工序以确保天然气的质量。

煤层气开采是通过特殊的技术将煤层中蕴藏的天然气采集出来，使其成为可再生的能源资源。

浅谈煤层气的开发与利用

浅谈煤层气的开发与利用摘要煤层气是一种宝贵而清洁的能源，有很大的利用价值，加大对煤层气的开发利用，形成煤层气产业将对国民经济发展起到巨大的推动作用。

其带来效益对缓解国民经济发展中能源的供求矛盾，改善我国的能源结构，减少煤矿瓦斯灾害，改善大气环境以及促进我国社会与经济的协调可持续发展等方面都具有重大的现实意义和战略意义。

尤其是在当前国际国内经济高速发展、能源日渐短缺、环境压力和煤矿安全生产的严峻形势下，煤层气有效、合理的开采工作显得更加急迫与重要。

本文在研究我国煤层气资源分布，排采技术，煤层气的综合利用技术，煤层气产业存在的主要问题等，在翻阅相关书籍资料，查阅网站上一些关于煤层气开发利用的最新动态后,形成自我对于煤层气开发利用的认识和理解并完成本文。

关键字煤层气产业煤层气开发利用序言中国明确提出加大煤层气的开采利用力度，把煤层气作为第二煤炭资源进行开发，发展煤层气产业。

煤层气作为宝贵而清洁的能源，其所带来的产业将对国民经济发展起到巨大的推动作用，可谓是利国利民。

据国家开发和改革委员会制定的“煤层气开发利用‘十二五’规划”，今后将逐步建立煤层气和煤矿开发利用的产业体系。

故加大对煤层气开发利用的研究具有很大的现实和经济意义。

一、煤层气的开发1、煤层气的介绍煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷）,与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，热值是通用煤的2-5倍，主要成分为甲烷。

1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。

煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。

煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。

在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。

煤层气的开发利用具有一举多得的功效：提高瓦斯事故防范水平，具有安全效应；有效减排温室气体，产生良好的环保效应；作为一种高效、洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。

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１前
言
晚，于上个世纪末期通过引进外国的经验加上自身
煤层气又称煤矿瓦斯或煤田沼气，是煤系地层中以腐植质为主的有机质在成煤过程中形成．并以
吸附和游离状态赋存于生气源岩（煤层、炭质页岩、泥岩等）中的自储式天然可燃气体。在采煤工业中，煤层气是矿井致爆的主要因素，被称为煤矿“ 第一杀手” 。同时，由于煤层气是一种有害的危险气体，排放到大气中具有很强的温室效应，既破坏大气层、污染环境，又因其易燃易爆而严重危及着广大煤矿职工的生命财产安全。因此．研究煤层气的开发利用，既可以有效解决煤矿瓦斯治理问题，保障采煤安全，又可提供新的洁净能源资源，有利于环境保护，并能够为下游产品提供丰富的基础原料，具有十分重要的意义。煤层气的开发是在美国兴起的，受制于世界能源价格的持续上涨，美国于２０世纪７０年代，开始了煤层气的开发探索阶段，经过数十年的努力现已进入到商业开发阶段。现在美国每年的煤层气产量已经超过中国天然气产量。对于缓解美国能源的紧缺起了相当大的作用。中国的煤层气发展起步较美国
ｂｅｄｍｅｔｈａｎｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｃａｎｂｅｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｃｏｌａｍｉｎｉｎｇｓａｆｅｔｙ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎ￣ａｎｄｃａｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒａｌｏｎｇｔｉｍｅ，ｐｅｏｐｌｅｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｃｏａｌｃｏｎｔａｉｎｓａｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅｇａｓ，ｃｏｍｍｏｎｌｙｋｎｏｗｎａｓ” ｇａｓ ”ａｎｄｔｈｏｕｇｈｔｔｈｉｓｇａｓａｓｔｏｘｉｃ，ｌｆａｍｍａｂｌｅ，ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｇａｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｂｅｕｔｉｌｉｚｅｄｇｏｏｄ．Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐｅｏｐｌｅｒｅｌｉａｚｅｔｈａｔｃｏａｌ —
ＸＵＣｈｅｎｑｓｈｕａｉ
（ＳｉｃｈｕａｎＳａｌｔＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＤｉｒｌｌｉｎｇＢｒｉｇａｄｅＺｉｇｏｎｇＳｉｃｈｕａｎ６４３０００）
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ，ｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅｗｉｌｌｆｏｒｍｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓｙｓｔｅｍ；ｉｔｗｉｌｌｏｃｃｕｐｙａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ＇ｓｆｕｔｕｒｅ
ｉｎｃｒｅａｓｅａｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙａｎｄｃｌｅａｎｎｅｗｅｎｅｒｇｙ．Ｔｈｒｏｕｇｈｃｌｃａｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｅｎｅｒｇｙ
第４６卷
ＶＯ１．４ＮＡＷＥＬＬＡＮＤＲ０ＣＫＳＡＬＴ
浅谈煤层气开采原理及开发意义
徐成帅
（四川盐业地质钻井大队．四川自贡６４３０００）
摘要：长期以来，人们发现煤层中蕴含一种可燃的伴生气，俗称“ 瓦斯” ，一直把煤矿中的这种气当做有毒、易燃、易
爆的有害气体，都没有很好的开发利用。随着科学技术的快速发展。人们认识到煤层气的开发利用可以较好地改善煤矿
开采安全、保护生态环境，并能增加一种优质洁净的新能源。通过对国内煤层气的测算表明：伴随着技术进步和能源结构的调整，煤层气将形成独立的产业体系，将在我国未来的一次能源中占有重要地位，成为常规天然气的战略补充资源。
关键词：煤层气：开采：开发
中图分类号：ＴＳ３２
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１ — ０３３５（２０１５）０４ — ００２４ — ０３
ＢｒｉｅｆＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｔｈｅＥｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎＰｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＣｏａｌＢｅｄＭｅｔｈａｎｅａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＳｉｇｎｉｉｃｆａｎｃｅ
ｅｎｅｒｇｙ，ａｎｄｂｅｃｏｍｅｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｎａｔｕｒａｌｇａｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅ，ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ