煤层气开采工艺技术

摘
要 系统的对煤层气开采工艺技术进行 了综述 。介绍 了煤层气开采 工艺技 术和提 高煤层 气采收率工 艺技术等 ， 着重对煤层气
井 开采 工 艺 技 术 、 层 气井 用压 裂 液研 究 及 添 加 剂优 选 、 层 压 裂 支 撑 剂 选择 和煤 层 气 Ｃ ２ 产技 术 等进 行 了较 为详 细 的 介 绍 。 煤 煤 Ｏ 增 最 后 给 出 了几 点 结 论 和 建议 。
煤 层气 开 采对 新疆 油 田公 司来 讲 是一 个新 课 题 ， 无 论是 钻井 、 井 、 完 开采 和 增产 处 理措 施 ， 都将 与 我们 比较 熟 悉 的石 油 开 发 所积 累 的大 量 经验 、 识 、 艺 知 工 方 法 有 所 区别 。对 于 煤层 气 开 采 这 一新 的经 济 增 长 点 ．我 们必 须及 早 重视 相 关开 采工 艺 技术 的研 究 ， 为
新 疆 石 油 科 技
２ １ 第 ４期 （ ２ ０ ０年 第 ０卷 ）
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煤 层 气 开 采 工 艺 技 术
张 怀 文①
新 疆 油 田公 司采 油 工 艺研 究 院 。３ ０ ０ 新 疆 克拉 玛依 ８４ ０
程 维 恒
中 国 石 油 阿 姆 河 天 然 气 公 司
产量 加 上 天然 气 的进 口量 ，与 需求 相 比缺 口达 ５ ０ ０ｘ １８， ０ｍ 左右 。煤 层 气是 补 充这 个缺 口的重 要 非常 规气
煤层 气 的大 规模 开发 的到 来 ， 做好 技术 准备 。
２ 煤 层 气 开 采 工 艺 技 术
当前 ， 全 世 界 的煤 层 气 工 业 界 ， 在 已大 量 采 用 的
成熟 开 发方 式是 压 力衰 竭 法 。 即利 用不 同方 法 使煤层 中的气 体 压 力 降低 ， 着气 体 压 力 的降低 ， 层 气 由 随 煤
吸 附态经 过解 吸变 为游 离态 。 离态 煤 层气 通 过各种 游 裂 隙 （ ） 人 煤 层 气井 ， 至煤 层 中气体 压 力 很 低 。 缝 流 直 压力 衰竭 法包 括 地 面垂 直井 、 动 区井 （ Ｏ ＷＥ Ｌ 、 采 Ｇ Ｂ Ｌ ） 煤 矿 井下 水平 井 等开 采方 式 。 ３种 方 式在 我 国都不 这 同程 度 地 被采 用 。 由于 技术 进 步 ，现 已 出现 了注气
“ 噶尔盆地 南 缘拿 出一部 分矿 权 面积 ，开展 对外 合 准
作 ，争 取 尽 快 在 那 里 拿 到 （０ ～ ｏ ） ｌ ５ 。 层 ８ ０ １０ ０ ｘ ０ ｎ 煤 气 。 ” 疆 油 田公 司总 经理 陈新 发 认 为准 噶尔 盆地 的 新 煤 层 气 资源 很 丰 富 ， 约 有 ２ １ Ｉ 资 源 量 ， 天 然 大 ｘ ０２ｌ Ｉ 与
研 究及 应用 成果 。
层 气作 为一 种 资源 进行 大规 模 开发 利 用则 始 于美 国 。
１８ ９ ０年 １ ２月 １ 日美 国阿 拉 巴马 州 黑 勇 士 盆 地 的 ２ Ｏ ｋＧ ｏｅ 层 气 田的建 成 投产 ，标志 着现 代 煤层 气 ａ ｒｖ 煤
工 业 的诞 生 。此 后 ，美 国煤 层 气 工业 迅 速 发 展 。到
（ ：Ｃ ： 产 、羽状水 平 井等 先 进 的煤层 气 开 发方 Ｎ 、 Ｏ ）增 式 ， 以 大大 提 高 煤 层气 的采 收 率 ； 些 技 术 目前 仅 可 这
在 美 国 、加 拿 大 等少 数 国家 的局 部地 区进 行 过试 验 ，
２０ ０ ８年 ． 产量 已超 过 ５ ０ １Ｓ 。 年 ９ ｘ ０ｍ 。约 占美 国全 部 天 然气 产 量 的 ｌ％。 ０
我 国煤层 气 总资源 量 约为 ３ ． １ 由于我 国 ６８ ０２ 。 ｘ ｍ
的天 然气 缺 口将 长期 存 在 ， 据预 测 ， ２ １ 到 ０ ５年 天然 气
主题 词 煤层 气 开采 工艺 排 水采 气 压 裂 压 裂液 压 裂液 添加 剂 支撑 剂 注 Ｃ ２ 注 Ｎ Ｏ ｚ调 研
ｌ并且 埋 藏浅 ， 发前景 良好 。 开
在“ 十一 五 ” 间 ， 国开展 了利 用地 球 物理 方法 期 我
源。 中国 ２ ０ 年 煤层 气产 量 ５ ｘ ０ ｎ， ０８ ０ １ ５ 纯煤 层 气产量 ５ ｌＳ 目前 ， ｘ ０ｍ 。 纯煤 层 气 开发 生 产 能 力 约 ２ ｘ ０ｍ ０ １。 ， 按 “ 一 五 ” 计 划 ，０ ０年 煤 层 气 产 量 达 到 １ ｏ 十 ２１ ０ｘ １ ８ 煤 层 气 利 用 量 ８ ｘ ０ｍ ，０ ０年 产 量 达 到 ０Ｉ ， ｌ ｌ ０ ｌＳ ２ ２ ４ ０ ｌＳ ０ ９年 ４月 ， ０ ｘ ０ｍ 。２ ０ 中国政 府 又确定 新 的 目标 ， 大力 发展安 全 、 环保 的煤 层气 作 为煤 的替代 品。 在 ２０ ０ ５年 １ ２月 ８日中 国石 油 天 然 气股 份 有 限 公 司在 北京 组 织 召 开 的准 噶 尔 盆 地 勘探 工作 汇报 会 上 ，进 行 的 战 略 部 署 的 主 要 内 容 之 一 就 是 ， 在
煤 层气 是 煤层 中所 生 成 的 以甲烷 为 主 （ 甲烷含 量
一
般 为 ９ ％ ９ ０ ９ ％）的天 然气 ，也是 人们 常 叫 的 瓦斯
评 价煤 层 气含 气 量 的技术 、 层 气井 压裂 效果 评 价及 煤 裂 缝 监 测 技术 、 高 煤层 气 采 收 率技 术 、 部 煤层 的 提 深
气。
煤 层气 抽排 最 初是 以防害 为 目的进行 的 ， 而将 煤
煤 层 气 开 采技 术 、常 规 天然 气 与 煤 层 气 合作 开采 技
术、 煤层 气 高 效 液 化 技术 、 附加 值 的煤 层气 加工 利 高
用 技术 等 ７大 煤层 气 开发 技术 的研究 ， 得 了可 喜 的 取