煤层气开采装备技术现状及发展趋势(中)

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我国煤层气开发技术现状与发展方向

我国煤层气开发技术现状与发展方向

我国煤层气开发技术现状与发展方向摘要:我国现如今的煤层气产量已经突破了百亿立方米,符合了当今人们对于煤层气的要求,虽然我国目前的煤层气资源比较丰富,但在其开发技术上却不能够有效地利用丰富的煤层气资源,技术条件有限,还有很多资源没有被开放利用,也是针对这些问题,我国相关专家近几年也一直对煤层气技术开发上加大研究的投入力度,希望本文研究的相关内容可以为相关专家提供有效地参考价值关键词:煤层气;开发技术;现状;发展方向1引言据相关调查研究表明,现阶段我国煤矿关闭中,存在将近5000亿m3的煤层气资源。

虽然其煤层气资源在存储量方面数量庞大,但是大部分煤炭企业的煤层气资源开发利用意识较差。

部分煤矿企业会选择在煤矿关闭之后进行通风口的预留,导致煤层气被直接排放到大气中,不仅造成能源的大量浪费,甚至会对我国生态环境造成严重的污染。

因此,对煤层气资源的开发利用进行研究具有长远发展意义。

2我国煤层气开发技术现状2.1资源总体探明率低,优质资源严重不足目前,我国煤层气资源探明率仅为2.4%,远低于天然气的2.4%。

全国煤层气主要集中分布在9个大型聚煤盆地,但实现规模开发的仅有沁水和鄂尔多斯盆地2个,可供规模开发的优质资源比例小,勘探开发程度极不均衡,急需寻找后备接替区。

高、中、低阶煤煤层气资源占比分别为21%、39%和40%,资源占比最高的低阶煤还未实现规模商业开发,还待新区开发取得规模性突破。

2.2技术储备不足自2003年我国煤层气产业发展进入商业化生产启动阶段以来,技术方面取得了显著成果,资源评价、选区、分析测试、钻完井、压裂增产、排采生产等方面取得了长足进步,煤层气技术开发方面,除了传统的地面抽采和井下抽放,还进行了井上下联合抽采的有益探索。

但在高应力、低渗透性煤、煤与瓦斯突出机理、水平井分段压裂、低浓度煤层气资源的利用等方面尚有许多基础理论和关键技术需要得到根本性突破,同时相关的重大装备水平还待提升。

煤层气开发方案的比选、优化及地质适应性,也要在借鉴常规油气田开发方案上叠加多资源协调开发的影响因素来综合考量,不能简单照搬。

浅析煤层气开采技术与发展趋势

浅析煤层气开采技术与发展趋势

浅析煤层气开采技术与发展趋势煤层气是一种非常重要的能源资源,其开采技术和发展趋势对于我国的能源结构调整和能源安全具有非常重要的意义。

下面我们就来浅析一下煤层气开采技术与发展趋势。

煤层气开采技术是指通过对煤层中的天然气进行采集和利用的技术手段,其主要包括煤层气储集特性、开采方法、地质勘探和开采工艺等内容。

目前煤层气的开采技术主要包括水文压裂、水平井、多点压裂、水煤浆等。

首先是水文压裂,这是一种通过注入水进行煤层气压裂的方法。

在这种方法中,首先需要进行水文勘探,确定煤层气储量和分布情况,然后通过管道将水注入煤层,从而增加煤层气储层的压力,促进气体的释放和采集。

再者是多点压裂,这是一种利用多点压裂技术提高煤层气开采效果的方法。

在这种方法中,通过对煤层气进行多次压裂,增加煤层气的渗透性和产能,从而提高煤层气的开采效率。

最后是水煤浆,这是一种利用水煤浆技术将煤层气转化为燃气的方法。

在这种方法中,首先需要将煤层气转化为水煤浆,然后通过管道将水煤浆输送到相关设备中,最终转化为燃气。

除了开采技术之外,煤层气的发展趋势也是非常值得关注的。

随着我国经济的快速发展和能源需求的增加,煤层气已经成为我国能源结构调整的重要组成部分,其发展前景非常广阔。

煤层气的开采技术将更加智能化。

随着科技的不断发展和应用,煤层气的开采技术将更加智能化,包括自动化控制系统、数字化地质勘探技术和大数据分析等手段的应用,将会提高煤层气的开采效率和安全性。

煤层气的开采将更加环保和可持续。

随着环保意识的增强和能源可持续发展的要求,煤层气的开采将更加注重环保和可持续发展,包括减少排放、提高资源利用率和降低采矿对环境的影响等措施的实施。

煤层气将更多用于城市供暖和工业生产。

随着城市化进程的不断推进和工业化需求的增加,煤层气将更多用于城市供暖和工业生产,为城市和工业提供清洁和高效的能源。

煤层气将更多用于替代传统能源。

随着能源结构调整的推进和煤炭替代能源的需求增加,煤层气将更多用于替代传统能源,为我国的能源结构调整和能源安全作出更大的贡献。

煤炭采选行业现状分析报告及未来五至十年发展趋势

煤炭采选行业现状分析报告及未来五至十年发展趋势

煤炭采选行业现状分析报告及未来五至十年发展趋势随着社会的不断进步和工业化程度的提高,煤炭作为重要的能源资源,一直扮演着不可替代的角色。

然而,随着环保意识的增强和能源结构的转型升级,煤炭采选行业面临着前所未有的挑战和机遇。

本文将对煤炭采选行业现状进行深入分析,并展望未来五至十年的发展趋势。

一、煤炭采选行业现状分析1. 供需关系紧张:煤炭作为我国最主要的能源资源之一,供需关系一直紧张。

随着经济的快速发展和人民生活水平的提高,对煤炭的需求量不断增长,而煤炭产能的扩大却面临诸多困难,导致供需矛盾进一步加剧。

2. 环保压力加大:煤炭开采和利用过程中产生的环境问题引起了广泛关注。

煤炭的高含硫、高灰分等特点使得燃烧过程中排放的二氧化硫、氮氧化物等有害气体严重污染大气,对环境和人体健康造成了严重威胁。

因此,环保压力越来越大,迫使行业向清洁、高效的方向发展。

3. 技术创新迫在眉睫:在传统的煤炭开采过程中,存在着能源浪费、资源浪费和环境污染等问题。

为了解决这些问题,推动煤炭采选行业的可持续发展,技术创新势在必行。

包括发展清洁燃烧技术、高效提煤技术、煤炭表征与利用技术等,这些技术的创新将带来行业转型升级和可持续发展的新机遇。

二、煤炭采选行业未来五至十年的发展趋势1. 产能结构优化:通过淘汰落后产能,推进技术创新,加大对高质量煤炭资源的开采力度,实现煤炭生产的高质量发展。

同时,加大对洁净煤和煤化工产业的支持,提高煤炭产业综合效益。

2. 环保要求提高:在环保要求日益严格的背景下,煤炭企业需要加大对环保设备和技术的投入,掌握先进的煤炭净化技术和燃烧控制技术。

同时,加强环保监管,建立完善的环境保护体系,推动煤炭采选行业向绿色、低碳方向转型。

3. 能源结构调整升级:近年来,我国能源结构调整力度加大,非化石能源的比重持续增加。

煤炭采选行业将面临更多的替代品竞争,需要通过技术创新和结构调整提高自身竞争力。

同时,利用煤炭资源合理开发清洁能源,如煤层气、煤制天然气等,实现煤炭采选行业的转型升级。

煤层气增产技术现状及发展趋势

煤层气增产技术现状及发展趋势

煤层气增产技术现状及发展趋势【摘要】我国煤层普遍存在低压、低渗、低吸附气饱和度的特性,煤层气单井产量低、经济效益比较差, 为获得经济产量就必须对煤层实施增产措施。

常用的增产措施主要有水力压裂、注气增产、羽状水平井技术。

本文主要调研煤层气增产技术的机理及研究现状,并分析其存在的问题,展望发展趋势。

【关键词】煤层气;增产;水力压裂;注气;羽状水平井煤层气主要以吸附状态在承压水作用下储集于煤层中,只有通过大量排出煤层水,将煤层压力大面积整体降至临界解吸压力以下,气体分子才能从煤基质表面大量解吸出来,进入割理、裂隙,最后进入井筒形成气流产出[1]。

我国煤层普遍存在低压、低渗、低吸附气饱和度的特性,煤层气单井产量低、经济效益比较差, 为获得经济产量就必须对煤层实施增产措施。

1.增产技术现状1.1压裂目前煤层气的压裂开采的关键在于压裂液的选择。

目前常用的压裂液有3种:①水基压裂液,水基压裂液主要是线型胶和交联胶。

优点:携砂能力强、滤失低、相对造缝长等优点,能相对大幅度提高产气量,缩短排水期,提前高产峰期。

缺点:在煤层中返排难、对煤层污染严重。

②清洁压裂液:采用阳离子季馁盐与水杨酸钠复配制备粘弹性体系。

优点:不产生滤饼,破胶后没有固相残渣。

缺点:吸附伤害及地层粘土的膨胀伤害煤层。

③活性水压裂液:主要成分是清水。

优点:对煤层污染相对较轻,返排时间不受限制,甚至可以在排水采气时随地层水一同采出。

缺点:携砂能力相对较差,滤失大[2]。

活性水,清洁压裂液,线性胶对煤层的伤害程度比例大致为1∶3∶6。

所以水力压裂(活性水)是煤层气增产的首选方法。

美国90%以上的煤层气井是由水力压裂改造的,我国产气量在1000m3/d以上的煤层气井几乎都是通过水力压裂改造而获得的。

1.2注气目前常用注入气体有CO2、N2以及两者的混合气体(烟道气)。

CO2驱替机理:研究表明,煤对CO2、CH4和N2的吸附能力大小为CO2>CH4>N2,大致比例关系为4:2:1,具体大小与煤阶等因素有关。

浅析煤层气开采技术与发展趋势

浅析煤层气开采技术与发展趋势

浅析煤层气开采技术与发展趋势1. 井网布置技术井网布置是指根据不同的煤层气藏类型和储量分布特点,确定合理的井网布置方案,以提高煤层气开采的效益和效率。

常用的井网布置方式有单井式、直线式和方格式等。

其中,单井式布置适用于单井分散的煤层气田开采,直线式布置适用于长型的煤层气田,而方格式布置则适用于面积较大的煤层气田。

2. 水力压裂技术水力压裂技术是指在煤层气井中注入高压水,并利用水压力将煤层裂缝扩大,以增加天然气的渗透、抽采效果。

水力压裂技术是煤层气井提高采收率、增加开采储量的重要手段之一。

3. 放空抽采技术在压力高的煤层气井,煤层内的天然气与水和煤屑混合形成乳状流体,导致气体无法充分流通,从而影响采收率。

为此,采用放空抽采技术,将其压力释放,同时抽采气体。

该技术可使煤层气的采收率提高30%左右。

1. 煤层气储量规模将不断扩大煤层气储量在国内外都呈现不断扩大的趋势。

据中国煤层气资源潜力评价结果显示,中国煤层气资源总量约为35000亿立方米,其中可开采储量为2100亿立方米。

未来煤层气储量规模将继续扩大,为中国能源消费和环境保护做出更大的贡献。

2. 技术不断创新,开采效率将提升随着科技的进步和创新,新技术将被不断引入煤层气的开采中。

例如,基于人工智能、物联网、大数据等技术的数字化、智能化煤层气开采方案已经开始应用。

这些技术的运用将大大提升煤层气的开采效率,降低生产成本。

3. 煤层气联合开发势头强劲煤层气联合开发是指在煤炭开采的基础上,将煤层气开采与煤炭开采相互补充、协同开发的一种方式。

煤层气联合开发可以降低采掘成本,提高资源的利用效率,促进能源的可持续发展。

未来,煤层气联合开发的势头将更加强劲,成为中国能源发展的新模式。

我国煤层气开发利用现状及发展趋势

我国煤层气开发利用现状及发展趋势

我国煤层气开发利用现状及发展趋势我国煤层气开发利用大体可分为三个阶段:第一阶段(20 世纪50-70 年代末):为减少煤矿矿井瓦斯灾害的井下抽放阶段,很少对其进行利用;第二阶段(20 世纪70-9O 年代初):煤层气勘探开发试验初期和煤层气井下抽放利用阶段;第三阶段(20 世纪90 年代初至今):煤层气勘探开采试验全面展开和井下规模抽放利用段。

我国煤层气研发理论成果煤层气来源于大量聚集的成煤有机物质,是煤化同时热降解而生成的气。

以煤层为储集层的煤层气,主要以吸附状态附着在煤岩基质微细颗粒的表面,在一定的地质条件下,也有一些溶解在煤岩基质孔隙、裂隙的水中或是游离在孔隙、裂隙的空间。

我国煤层气现阶段存在的问题尽管我国在煤层气勘探开发方面进行了不懈努力,并已取得初步成效,我国煤层气的开发程度远不及美国、加拿大等煤层气产业已成功实行了商业化运作的国家,在煤层气的开发利用中我国仍存在一些问题:(1)地质构造复杂:我国煤田地质构造形态多样,煤层及煤层气资源赋存条件在大中型盆地中较为简单,但在中小盆地较为复杂,由于不同的盆地储气层具有不同的性质, 因而开采技术也不同;所以储层性质有待深入研究。

(2)煤层气抽采难度大:我国高瓦斯矿井多,煤层气含量高,但煤层较软、透气性低、压力大、抽采难度大。

目前我国重点煤矿矿井平均开采深度约为420m,而开采深度超过l000m 的有10 余处,随着矿井开采深度的加大,瓦斯压力和地应力增加,瓦斯抽采难度进一步增大;(3)缺乏有力的扶持政策:我国现行的煤层气开发利用政策与法规,只是比照常规天然气的通常做法,没有出台更优惠、更适宜煤层气产业的激励政策。

财政部自2001 年1月1 日起,对利用煤矸石、煤泥、油母页岩和风力生产的电力、部分新型墙体材料产品,实行按增值税应纳税额减半征收的政策。

煤层气与煤矸石同类,但利用煤层气发的电力和生产加工的产品,却未被列入减免税范畴;(4)缺乏资金投入:由于煤炭价格与价值长期背离,煤矿效益低下,长期处于亏损补贴和困难阶段,自身缺乏资金积累,建设瓦斯发电项目的前期投入和运营管理费用都比较高,单靠企业很难进行瓦斯利用和治理投资,这是限制瓦斯大规模开发利用的主要原因之一;(5)相关科研工作薄弱:目前国内专门从事煤层气开发利用研究的单位很少,科研力量薄弱。

煤层气开采技术与发展趋势

煤层气开采技术与发展趋势由于我国拥有较为丰富的煤层气资源,所以目前我国将天然气开发的重点逐渐放到了煤层气开采上面。

在此过程中,煤层气开采技术得到了不断提升与改进,推动了开采产量与效率的持续提升。

不过,虽然已有的煤层气开采技术都已经能够较好地适应我国的煤层气开采工作,但就技术本身而言仍有待进一步成熟和完善,所以未来重点仍应放在技术革新上面,并要不断完善产业链,加大政策支持。

标签:煤层气;开采技术;发展趋势煤层气是成煤母质在煤化作用过程中形成的,主要以吸附状态赋存于煤层或煤系地层中,以甲烷为主要成分的非常规天然气资源。

它俗称瓦斯,是一种新型洁净的能源,它不同于呈液态赋存的石油,又有别于主要以游离态存在于地层中的常规天然气。

经过十几年国内各部门自行的勘探工作,尽管未能取得煤层气商业开发的突破,但是,在引进、消化、吸收美国成功经验的基础上,在地质选区、实验室测试、钻井的工程工艺、试井、压裂和排采等方面取得了一些突破性的进展。

1常用的煤层气开采技术浅析(1)煤层气勘探技术,在进行煤层气开采之前,首先应当要对煤层气进行有效的勘探,充分了解煤层气藏的情况。

研究发现,地下构造在很大程度上影响着煤层气的储集和富集程度。

相关实践表明,一般能够产出大量天然气的煤层气藏,均属于压力圈闭气藏,其中又以水压圈闭气藏为主,其大多分布于向斜底部或者单斜底部;还有部分是气压圈闭气藏,其与普通的油气圈的形成原理类似,只不过是在煤层的微孔隙中储集。

通常裂缝发育昭示着高渗透带,向斜底部或者单斜底部的裂缝发育,乃是水压圈闭气藏的吸附气富集区。

如果煤层的位置在构造强烈变形的地方,或是断裂发育带上,那么将会大大增加煤层气的保存难度。

再者,若遇到火山岩活动,如果较强烈的话会破坏煤层,而如果活动幅度较小的话则反而有利于煤阶的升高及煤层有机质向气态的转化。

另外对煤层含气量具有较大影响的还有煤层顶底板的岩性,若其比较致密,则煤层含气量就会较高。

总而言之,先要经勘探查明地下构造的形态及地质条件、特征等,才能够拟定合适的煤层气开采方案。

我国煤层气产业技术现状与发展方向

我国煤层气产业技术现状与发展方向煤层气作为一种重要的能源,在我国能源结构中的地位日益凸显。

近年来,随着国家对清洁能源的大力推广和应用,煤层气产业得到了快速发展。

然而,与发达国家相比,我国煤层气产业在技术方面还存在一定的差距。

本文将从我国煤层气产业技术现状和发展方向两个方面进行探讨。

一、我国煤层气产业技术现状目前,我国煤层气产业在技术方面已经取得了一定的进展。

在勘探方面,通过引进国外先进技术和设备,我国已经初步形成了适合我国煤层气地质特点的勘探技术体系。

在开采方面,我国已经成功研发了多种煤层气开采技术,如水平井、定向井、多分支井等,有效提高了煤层气的开采效率。

然而,与发达国家相比,我国煤层气产业在技术方面还存在以下问题:一是技术研发水平不够高,缺乏核心技术和自主创新能力;二是技术装备水平相对较低,部分关键设备仍需进口;三是技术人员素质和技术管理水平有待提高。

二、我国煤层气产业技术发展方向针对以上问题,我国煤层气产业技术发展方向应该着重从以下几个方面进行:加强技术研发和创新。

加大科研投入,加强产学研合作,推动煤层气产业技术创新和成果转化,提高核心技术和自主创新能力。

提升技术装备水平。

加强与国际先进企业的合作,引进和消化吸收国外先进技术和装备,提高我国煤层气产业技术装备水平。

加强人才培养和管理。

加强煤层气产业技术人才的培养和管理,提高技术人员的素质和技术管理水平,为煤层气产业的可持续发展提供人才保障。

推动产业升级和转型。

以市场需求为导向,推动煤层气产业升级和转型,发展高端、高效、环保的煤层气产业,提高我国煤层气产业的整体竞争力。

综上所述,我国煤层气产业在技术方面还存在一定的差距,需要加强技术研发和创新,提升技术装备水平,加强人才培养和管理,推动产业升级和转型。

只有这样,才能推动我国煤层气产业的可持续发展,为我国的能源安全和经济发展做出更大的贡献。

2024年煤层气开发市场分析现状

2024年煤层气开发市场分析现状1. 引言随着全球能源需求的增长和环境意识的提升,清洁能源成为全球能源开发的重要方向之一。

煤层气作为一种可再生的清洁能源,正逐渐成为能源市场的关注焦点之一。

本文将对煤层气开发市场的现状进行分析,并探讨其未来发展趋势。

2. 市场规模煤层气开发市场在过去几年经历了快速增长。

根据市场调研数据显示,全球煤层气市场规模在XX年达到了XX亿美元,预计将在未来几年保持平稳增长。

尽管煤层气开发在全球范围内还相对较新,但其巨大的潜力吸引了众多的投资者和能源公司。

3. 市场驱动因素煤层气开发市场的增长得益于多个重要的市场驱动因素。

首先,全球对清洁能源的需求不断增加,煤层气作为一种相对低碳排放的能源形式,受到了政府和企业的关注。

其次,煤炭资源丰富的国家对煤层气开发代表了巨大的经济利益,这进一步推动了煤层气开发市场的发展。

此外,煤层气开发技术和设备的不断创新也为市场增长提供了有力支撑。

4. 市场现状目前,美国、澳大利亚和中国是全球煤层气开发市场的主要参与者。

美国以其丰富的煤炭资源和先进的技术在煤层气产业领域占据主导地位,成为全球煤层气开发的领先国家。

澳大利亚的煤层气产业也取得了显著的发展,主要依靠出口市场支持其经济增长。

中国作为全球最大的煤炭消费国,具有巨大的煤层气潜力和开发需求,正在加大投资力度推动煤层气产业的发展。

5. 市场挑战与机遇尽管煤层气开发市场前景广阔,但仍面临一些挑战。

首先,煤层气开发涉及的技术和设备相对复杂,投资成本高,需要长期的技术积累和资金支持。

此外,由于煤层气开发涉及的地质条件差异较大,导致了开发难度的增加。

然而,随着技术的进步和经验的积累,这些挑战将逐渐得到解决。

在市场挑战的背后,存在着巨大的市场机遇。

煤层气作为一种可再生的清洁能源,具有巨大的潜力应对全球能源需求和环境问题。

同时,随着全球清洁能源政策的推进和技术的不断创新,煤层气开发市场将迎来更多的商机和投资。

6. 发展趋势未来煤层气开发市场的发展趋势将受多种因素的影响。

煤层气开发与利用的技术前沿与发展趋势

煤层气开发与利用的技术前沿与发展趋势煤层气是一种重要的清洁能源资源,其开发与利用已经成为世界各国关注的焦点。

煤层气的开发与利用技术在过去几十年中取得了长足的进展,但仍然面临着一些挑战和限制。

本文将探讨煤层气开发与利用的技术前沿与发展趋势。

首先,煤层气开发技术的前沿正在向更高效和环保的方向发展。

传统的煤层气开发技术主要包括煤层气井钻探、压裂、抽采等过程,但这些技术存在着能源消耗大、环境污染等问题。

因此,目前煤层气开发技术正在向更加环保和高效的方向发展。

例如,通过采用水力压裂技术替代传统的化学压裂技术,可以减少对地下水资源的污染,提高煤层气开采效率。

其次,煤层气利用技术的前沿正在向多元化和综合利用方向发展。

传统的煤层气利用主要是通过燃烧产生热能,但这种利用方式存在着能源浪费和环境污染等问题。

因此,煤层气利用技术正在向多元化和综合利用方向发展。

例如,煤层气可以通过气化技术转化为合成天然气或液化石油气,从而实现煤层气的高效利用。

此外,煤层气还可以用于发电、供热、制氢等领域,实现能源的多元化利用。

第三,煤层气开发与利用技术的前沿正在向数字化和智能化方向发展。

随着信息技术的快速发展,煤层气开发与利用技术正在向数字化和智能化方向发展。

通过应用物联网、大数据和人工智能等技术,可以实现对煤层气井的远程监控和智能化管理,提高煤层气开发与利用的效率和安全性。

此外,数字化技术还可以实现对煤层气资源的精细化管理和优化配置,从而提高煤层气的开采效率。

最后,煤层气开发与利用技术的前沿还需要解决一些技术难题。

虽然煤层气开发与利用技术取得了长足的进展,但仍然面临着一些技术难题。

例如,煤层气开采过程中存在着瓦斯抽采难、瓦斯突出等问题,需要进一步研究和解决。

此外,煤层气开发与利用技术还需要与环境保护和可持续发展相结合,实现煤层气资源的可持续利用。

综上所述,煤层气开发与利用的技术前沿与发展趋势主要包括向更高效和环保的方向发展、向多元化和综合利用方向发展、向数字化和智能化方向发展。

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(9)石油、天然气的勘探开发已经形成规模、投入成本大、产出效益 好,所以石油钻机的配置比较豪华、冗余备用功能多。煤层气的开发利用 刚刚开始,起点比较低,要求煤层气钻机经济性好,价格低,初次投入少 ,使用维修成本低。
2.2 煤层气钻机和水源钻机的区别[5]
水源钻机是为勘察水源、钻探水井而设计的,虽然它的钻探深度和煤 层气钻机差不多,但二者之间仍有功能差异[5] 。 (1)水源钻机用钻井液钻井,钻后必须洗井,故配备有钻井液循环系统 ;煤层气钻机用压缩空气钻井,必须配备空压机及其动力系统。 (2)水源钻机不需要取芯作业,煤层气钻机却要从事大量的取芯作业。
(5)水源钻机由于用钻井液钻进,钻遇的是水,所以钻机所配备的电 器元件一般都不防爆,金属材料一般都不需防H2S;煤层气钻机用压缩空气 钻井,钻遇的是瓦斯气,具有爆炸危险性,因此要求电器元件必须防爆, 金属材料必须防H2S。 (6)水源钻机一般为机械驱动,转盘钻进;煤层气钻机有机械驱动、 液压驱动,一般用动力水龙头钻进。
3.国内外煤层气钻机技术分析
3.1 国外煤层气钻机发展状况
国外生产煤层气钻机的企业主要集中在美国和德国,最知名的是 美国的雪姆(SCHRAMM)钻机、阿特拉斯(ATLAS)钻机和德国宝俄 (BOHRTECHNIK)钻机。雪姆的代表产品: (1)T685WS钻机:提升能力340kN, 适合于井深1000m内的空气钻进,配有空 压机、钻井液、注水、注泡沫管线,可实 现钻井液、泡沫、空气等多种钻井方式;
(2)T130XD钻机:提升力590kN,适合于井深2000m内的空气钻进,采用 伸缩桅杆技术,动力头净空行程高达15.24m,直接用液压桅杆升举和下放 钻具,可完成比较复杂的钻井工艺; (3)T200XD钻机:提升能力900kN,满足2800m深度钻进,动力头双档设 计,适合水平井,羽状井等特殊施工需要。
雪姆钻机性能特点表现在:
(1)钻井效率高,采用高效空气潜孔锤钻井工艺,最快进尺40m/h;设 备整合度高,所有操作均在控制台上完成;自动化程度高,缩短辅助时间 ;设备结构紧凑、机动灵活,全面缩短搬家时间。 (2)可靠性好、寿命长,从野外苛刻工作条件出发,总结多年的生产经 验、及各地用户反馈的实际使用效果,不断完善设备,大幅度提高钻机的 可靠性,延长钻机寿命。
(1)煤层的埋藏深度一般比石油的埋藏深度浅,因此煤层气井 比油井浅,井深一般在1000m左右,山西煤层气井深大约在650m左右。 可见同样井深煤层气钻机需要的载荷比石油钻机小。
O
Hale Waihona Puke (2)煤层气钻机要求旋转扭矩比较大、而转速比较低。石油钻机(钻深 1000m左右)最大扭矩一般为10~20kNm,最高转速一般为300r/min;同样 钻深的煤层气钻机最大扭矩一般为20~30kNm,最高转速不超200r/min。
(3)煤层气在煤层中的吸附与解吸和液体的石油、水在地层中的渗透 流动不同,因此煤层气钻井和石油钻井的造穴方式不同、开采工艺不同、 钻井介质也不同。石油钻机一般用泥浆钻井,必须配备钻井泵和钻井液循 环净化系统;煤层气钻机因解吸需要,一般用压缩空气钻井,必须配备空 气压缩机以及空气净化系统,有些煤层气钻井完井后要洗井,还需要配备 小功率泥浆泵。
(3)测录井设备
煤层气测井技术是基于石油测井 和煤田测井技术发展起来的。 由于煤储层的自身特点决定其物 性为非均质性和各向异性,造成储层 地质与测井响应之间关系的进一步复 杂化,呈现更加明显的非线性特征, 现有的油气藏测井基础理论不太适合 于煤层气测井,给测井资料的解释造 成更大困难,也给解释结果带来更大 的多解性、模糊性和不确定性。 石油天然气测井有比较先进的成 像技术,但信息处理和解释评价软件 有待于提高。
(4)煤层气主要存在于上覆岩层和下覆岩层之间的煤层中,由于埋藏 深度比较浅,煤层气的压力很低,所以煤层气钻机对井控系统要求不高, 井口一般不安装防喷器,或安装简易的胶芯防喷置,不象石油钻机必须安 装单闸板、双闸板、环型等一系列井控设备。井场防爆要求也没有石油钻 机高。
(6)煤层气钻探作业大多处于矿山、煤田,井场面积小(井场占地 面积大约为20×20m)、道路运输条件差,要求煤层气钻机尺寸紧凑, 重量轻,便于移运,方便安装。
(5)压裂设备
直井是煤层气井的主要开采方式,直井压裂技术是国内外煤层气 井增产的主要手段。煤层气压裂施工的特点为:在相同区块井位分布 密集,施工要求低压大排量(20 〜 30MPa、6 〜 8 m3 /Min),多采 用清水加砂工艺,要求压裂设备具有快速移运性,低压、大排量。
(6)采气设备
煤层气的采气设备和采油设备基本一样,抽油机、螺杆泵、电 潜泵等,没有特殊要求。
(7)为了集中生产设施、减少现场准备成本、减少铺设地下管线网、便 于抽采,煤层气井多设计为丛式井、多分支井和水平井。这样便要求煤层 气钻机具有定向钻井的功能,必须配备先进的定向钻井控制器,以获取精 确的方位角和斜度。
(8)石油钻机井架静空比较大,一般都是起下双立根或三立根,效率比 较高;煤层气钻机一般是单根起下钻,效率低,有些煤层气钻机受钻塔高 度的限制,只能使用特制的6m长的钻杆钻井。
(1)物探设备
煤层气物探与石油物探一样多采用地震勘探,施工方式也基本 相同,石油物探装备可以沿用到煤层气物探,但由于施工深度和数 据采集要求存在差异,二者在设备配套方面也有差异。煤层气物探 设备要求空间采样率高、 时间采样率高,要求轻 便简单灵活兼容性好。
(2)钻井设备
从钻深能力上讲,石油钻机完全可以满足煤层气勘探开发的要 求,但用石油钻机钻煤层气井,存在许多诸如效率、效益之类的问 题,国产石油钻机对煤层气的不适应性恰恰表现在其和世界先进水 平的差距方面,如空气钻进、顶部驱动、钻头加压、液压驱动、自 动化控制等。
2.2 煤层气钻机和水源钻机的区别
(3)水源钻机一般只钻直井,不钻斜井,更不钻水平井,只要具有旋转 和提升功能即可;煤层气钻机除了钻直井外,还大量地钻斜井和水平井, 除了具有旋转和提升功能外还必须具有下压功能。 (4)水源井井底压力一般很小,钻进过程中只考虑维持井壁,不需要压 井作业,钻井泵的功率很小,不需配备井控装置;虽然说煤层气井井底压 力总体不大,但不同的井压力差异大,必须配备较大功率空压机和较低等 级的井控装置。
(4)固井设备
与一般油气井相比,煤层气井固井的难点表现在:煤层机械强度低, 力学稳定性差,破裂压力梯度小,钻井过程中煤层易破碎、易坍塌,形成 不规则的井眼;水泥浆易向地层失水,滤液对煤层伤害严重;水泥浆易漏 失,堵塞空隙;水泥配方设计困难,固井过程复杂,要求能够满足低温 固井的要求。 当钻开煤层后,甲烷气从煤的表面 解析、扩散,通过裂缝流到井内,如果 煤层的空隙和裂缝受到损害,不仅使气 体的渗流通道受阻,而且会影响甲烷气 的解析过程。 目前煤层气固井采用的全是常规的 油井固井设备,但在经济性、实用性上 还有很大的欠缺,可以考虑适当降低泵 组和配套管汇的压力等级,从而减少动 力机功率,以提高其经济性[4] 。
(7)水源钻机因为钻出来的是水,水的开采成本相对较低,投入产出 比低,所以水源钻机一般都比较简陋,自动化程度低,钻工劳动强度大; 煤层气开采成本相对要高一些,煤层气钻机的价格也要高于水源钻机。 (8)水源钻机钻井对井斜没有严格要求,煤层气钻机却必须具有定向 钻井的功能,必须配备先进的定向钻井控制器,以获取精确的方位角和 斜度。
2.煤层气钻机和油水井钻机的区别
2.1 煤层气钻机与石油钻机的区别
煤层气的大规模开发带动了煤层气开采设备需求量的增加,研究、开 发符合我国国情、具有自主知识产权的煤层气钻机具有重要意义。虽然 煤层气钻机和石油钻机一样同属于资源勘探开发设备,都由动力系统、 传动系统、提升系统、旋转系统、循环系统等组成,但由于钻采工艺不 同、钻井深度不同、造穴方式不同、目的层地质结构不同、目的物物理 状态不同,两者之间存在着一定的差异[5]。
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