李相方-煤层气生产中的几个问题、原因与建议
煤层气增产措施及存在的问题
收稿日期:2008-09-03作者简介:王东浩(1983-),女,吉林长春人,西南石油大学在读硕士,主要从事煤层气增产技术研究。
煤层气增产措施及存在的问题王东浩1,郭大立1,计 勇1,张鹏飞1,韦书铭2(1.西南石油大学,四川成都 610500;2.新疆油田分公司勘探公司,新疆克拉玛依 834000)摘 要:煤层裂隙系统是煤层气运移的主要通道,但其连通性差、渗透率低,因此需进行增产改造。
文章介绍了煤层气增产的水力压裂、注气驱替、多分支水平井、复合射孔压裂、采煤采气一体化、洞穴完井等几项措施,并对这些煤层气增产措施存在的问题进行了分析,指出了其技术研究的方向。
关键词:煤层气;增产;水力压裂;注气驱替;多分支水平井中图分类号:TD 712 文献标识码:B 文章编号:1005-2798(2008)12-0033-03我国煤层气资源丰富,发展煤层气工业不仅可以减轻石油供给压力、补充常规天然气长远资源量的不足,而且将有效改善煤矿生产安全条件,保护大气环境。
目前,制约我国煤层气开发利用的瓶颈除投资不足、政策扶持力度不够外,主要是针对性的基础研究和技术创新不够,缺乏适应于我国煤层气及其储层特点的重大技术,如资源预测与评价技术、钻井技术、增产改造技术、排采技术、地面建设与监测技术等。
而煤层气增产改造技术是其中的核心和关键,也是国际煤层气产业化所面临的、亟待解决的重大科学问题。
1 几种煤层气增产措施当前,煤层气增产措施主要包括水力压裂、注气驱替、多分支水平井、复合射孔压裂、采煤采气一体化、洞穴完井等。
1.1 水力压裂水力压裂是煤层气增产的首选方法、也是主要措施,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1000m 3/d 以上的煤层气井几乎都是通过水力压裂改造而获得的。
水力压裂主要是利用液体的传压作用,经地面设备将压裂液在大排量条件下注入井内,压开煤层裂缝,加入支撑剂,形成多条具有高导流能力的渗流带,沟通煤层裂隙。
煤层气低产井低产原因及增产改造技术
图 1 压裂裂缝沟通断层及邻近 水层示意图
1 .3 排采制度及管理因素 1 .3 .1 套压控制不合理 , 工作制度调整频繁 套压的合理有效控制是煤层气排采过程中的一大 关键 。套压过高会造成气体大量涌入油管 , 混气水携 带煤粉能力大大增强 , 进而容易造成井筒附近煤层渗 流通道堵塞或卡泵 ;套压过低则会造成套管环空气体 产出速度过快 , 形成井底压力激动 , 导致煤粉容易形成 和产出 , 容易造成井筒附近煤层微孔隙微裂缝堵塞和 卡泵等 , 煤储层渗透率降低 , 单井产量低 , 水平井排采 过程中井底压力激动过大时洞穴直井甚至容易发生煤 层垮塌等事故 。 目前部分煤层气井由于套压控制不合 理 , 工作制度调整太频繁 , 造成液面震荡次数过多 , 对 煤层伤害很大 , 煤粉产出增多 , 导致检泵次数增多 , 排 采效率降低 , 煤层气单井产量低[ 11] 。 1 .3 .2 排采速度过快 排采速度的快慢也是影响煤层气单井产量的决定 性因素之一 。排采速度快 , 液面下降快 , 煤层气井见气
基金项目 :国家重点基础研究发展计划(973 计划)“ 提高煤层气开采效率的煤储层改造基础研究”(编号 :2009CB219607)。 作者简介 :张义 , 1983 年生 , 工程师 , 硕士 ;主要从事煤层气钻采方 面的研究工作 。 地址 :(065007)河北省廊坊市万庄 44 号信 箱 煤层气勘探开发研究所 。 电话 :(010)69213514。 E-mail :zhang yi15 @pet rochina .com .cn
探讨煤层气低产井低产原因及增产改造技术
探讨煤层气低产井低产原因及增产改造技术作者：朱家伟胡海洋易旺来源：《科技资讯》2023年第17期关键词：煤层气钻井储层低产井增产改造中图分类号： TD84 文献标识码： A 文章编号： 1672-3791（2023）17-0183-04我国具有丰富的煤层气，但是从探明的情况来看，煤储层具有低渗、低压、低孔等特点，单井产量低。
可见，加强对煤层气低产井低产原因及增产改造技术的探讨，提高单井产量与经济效益意义重大，必须加强对相关内容的分析。
1 煤层气概述煤层气是指与煤伴生、共生的一种气体资源，其是存在煤层内的一种烃类气体，其成分以甲烷为主，是一种非常规天然气，如果将其直接排放到大气中，不仅严重的浪费了能源，而且会引起温室效应，会破坏生态环境[1]。
开采煤层气主要有井下瓦斯抽放和地面钻井两种，后者是最为常用的一种。
采煤前，开采和抽放煤层内瓦斯，能够减少风排瓦斯量，从而降低煤矿瓦斯爆炸率，提高开采安全性，降低事故的发生率[2]。
由此可见，开采煤层气一举多得，煤层气是一种洁净资源，对其进行开采与应用，具有良好的经济效益与环境效益。
2 分析煤层气低产井低产原因2.1 地质条件差区域内断层发育情况下、煤层埋藏深，这都会导致该区域内储压层、煤层含气量、围岩、煤体结构等各项内容对煤层补给水情况的影响存在显著差异。
通过对不同区域内煤层气低产井低产情况进行分析可以发现，引起此现象的煤储层地质条件差的原因主要体现在以下几个方面。
2.1.1 含气量低含气量低形成煤层气低产井的主要原因。
例如：某地区西南区域，煤层埋深不到580 m，该区域内煤层含气量不足7.6 m3/t，煤层气井稳定产量不到580 m3/d，通过对该区域进行分析可以确定，该区域内煤层气不具有经济开发价值，暂不将作为增长改造的重点内容[3]。
2.1.2 煤层压力传递有限煤层压力传递有限是形成煤层气低产井低产的一项主要原因。
通过分析可以发现，局域地区内煤层气井内的产水量较大，围岩含水层对煤层会进行大量补给，这一情况的存在，将会对煤层结构造成严重破坏，导致煤层结构会以糜棱煤和碎粒煤为主，这也就导致开展排采作业时，煤层内压力难以快速、稳定传递到远处，这也就会在区域内形成煤层气低产井，通过对这一类井进行分析可以发现，其增长难度较大，具体问题分析时，不将其作为增产改造的重点内容[4]。
影响煤层气单井产量的关键因素分析
煤层气单井产量是衡量煤层气开 发效果的重要指标，也是制定煤 层气开发计划和调整开发方案的 重要依据。
煤层气单井产量的影响因素
煤层厚度和煤质
煤层厚度和煤质是影响煤层气单井产量的重要因素。一般来说，煤 层厚度越大，煤质越好，煤层气单井产量越高。
煤层含气量和渗透率
煤层含气量和渗透率也是影响煤层气单井产量的关键因素。煤层含 气量越高，渗透率越好，煤层气单井产量越高。
在煤层气开采的不同阶段，由于地质条件、开采技术等因素的影响，单井产量存在明显 的差异。
采出阶段对煤层气单井产量的影响具有阶段性特征
在煤层气开采的不同阶段，产量随时间的变化趋势不同。
采出阶段与采出程度的关系及其对产量的影响
采出阶段与采出程度相互 关联
采出阶段和采出程度是相互关联的，不同采 出阶段对应不同的采出程度，从而影响煤层 气单井产量。
优化工程设计与施工
总结词
合理的工程设计与施工是提高煤层气单井产 量的关键。
详细描述
根据地质勘探与评估结果，优化煤层气开发 工程的钻井、压裂、排采等工艺设计。采用 先进的钻井技术和设备，提高钻井效率和煤 层气开发效果。优化压裂方案，提高煤层气 在压裂过程中的解吸和扩散效果。加强排采 管理，合理控制排采速度和压力，提高煤层 气的采收率。
04 采出程度与采出阶段对煤 层气单井产量的影响
采出程度对煤层气单井产量的影响
采出程度越高，煤层气单井产量越低
随着煤层气的不断开采，煤层中的压力逐渐降低，导 致产量下降。
采出程度对煤层气单井产量有直接影 响
采出程度越高，煤层气单井产量受到的影响越大。
采出阶段对煤层气单井产量的影响
不同采出阶段煤层气单井产量差异明显
采出阶段与采出程度对产 量的综合影响
煤层气地质导向标准的现状与对策
煤层气地质导向标准的现状与对策煤层气指的就是瓦斯，其属于与煤资源共生的资源，同样也是一种非常规性的天然气种类，在近些年，因为污染问题日益加剧，人们对于清洁型能源的期盼已非常突出，然而煤层气能源具有优质、干净的特点，现已成为三大气体型能源的主要构成部分。
煤层气能源其成分主要是甲烷，能够分解成无污染的气体和水，所以应用的范围比较广，然而这种能源的危险性非常大，煤层气如果保管不好较易形成爆炸，所以是造成煤矿井下安全事故的重要因素。
煤层气能源的勘探与开发是技术型工作，其产生与发展均需有科技的支撑。
现时期，我国煤层气能源的勘探与开发技术的发展非常快，历经多年专研，在各项技术中都有了重大进步。
本文章首先从煤层气能源的勘探和开发技术现状着手，对各类技术其发展过程进行了详细分析，并同时对各类技术的发展方向做了阐述望可以为本行业的发展奠定基础。
关键词：煤层气；勘探与开发；开发技术；现状与发展方向。
我国煤层气能源量非常丰富，对其研究起步比较晚，然而经过几十年的专研探究，我国在煤层气能源的很多方面均都获得了较大的进步，但是煤层气整体产量仍然非常低，需进行大力的开发，所以，对煤层气钻井技术进行研究具有非常重大的意义，我国需不断在煤层气勘探技术方面加强研究，在发展方向加大投入力度，同时还需确保煤层气能源开采安全，防止安全事故的形成。
1、煤层气勘探与开发技术简介煤层气与常规性的天然气有所不同，对此类能源的储存与开发均都有非常高的要求，煤层气的有机储存特别突出，所以，对于煤层气能源的储存形态、地质要求、出产的机制、开发的路径与出产的特点都与天然气有较大的差别。
例如，地层状态下的煤层气能源是用吸附方式来进行储存的，所以在开采的时候需对其采取降压解吸的方式，开采的方式不单单限制在地面钻井，单井产量是由低至高再回落到低的特点。
除此之外，煤层气能源因其本身能源的开发都是在煤层上，所以对于煤层气能源的开采必然是与别的化石类能源开发有所不同。
煤层气总结
煤层气总结第一篇：煤层气总结煤层气勘探开发意义：1是一种新型能源，弥补常规油气资源不足。
2减轻矿井灾害程度和降低矿井生产成本。
3减少温室气体排放，保护环境。
三高一低：低渗、低压、低饱和、高地质变动程度煤层气开发挑战：1政策性问题2技术性问题3科学研究问题4工艺性问题煤层气开发工作顺序：1可行性评价2试验井施工3开采井施工4管网布置煤层气开发工作方法：1地面垂直井开发2井下抽放3采空区地面垂直井采气4组合开发方式资源保存条件：1、埋藏深度2、直接盖层岩性及厚度3、构造条件4、水文地质条件5、地温储层的解吸、吸附特征：煤对气体的解吸是可逆的。
其吸附特性一般用三种方法确定：1、在恒压条件下测定不同温度时的吸附线（等压线）2、吸附物质的量或体积一定时，比较不同温度下的压力变化3、在恒温条件下测定不同压力时被吸附物质的总量（等温线）。
目前常用等温线法煤层的有效厚度是指扣除夹矸层的煤层厚底，又称净厚度煤层气含量测定原则：1、计算探明地质储量时，应采用现场煤芯直接解析法实测含气量，煤田勘查煤芯分析法测定的含气量也可参考应用，但宜进行必要的校正。
2、计算未探明地质储量时，可采用现场煤芯直接解吸法和煤田勘查煤芯分析法测定含气量3、矿井相对瓦斯涌出量在综合分析煤层顶、底板和邻近层以及采空区的有关地质环境与构造条件后可作为计算推测资源量时含气量的参考值4、气成分测定参考GB/T 1360-92中的气体组分分析。
煤层气储量应根据气体成分的不同计算，一般测定值中应提出浓度超过10%的非烃气体成分采收率评价方法1经验类比法2等温吸附曲线法3数值模拟法煤层气可行性评价程序：1资料收集、采集2资料的整理和归纳3初步分析评价煤层气钻井常用三种钻井方式：采空区钻井、水平井及垂直井煤层气完井分类：裸眼完井、套管完井、混合完井、裸眼洞穴完井、水平排孔衬管完井煤层气钻井完井一般程序：1、确定井类2、设计钻井方式3、设计完井方式4、确定固井方式5、钻井中期作业6、确定煤层入口方式7、经济与成本的可行性评价8、作钻井和完井设计瓦斯：是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。
煤层气多分支水平井钻井常见问题及保障措施
第18卷第2期2021年4月中国煤层气CHINA COALBED METHANEVol. 18 No.4April.2021煤层气多分支水平井钻井常见问题及保障措施刘天授(中联煤层气有限责任公司，北京100016)摘要：煤层气多分支水平井具有单井产量高、采出程度高、经济效益好等优势。
通过对已有煤 层气多分支水平井钻井过程中固完井、井身结构及井眼轨迹、钻具组合、钻井液、钻井参数等方 面进行分析，总结现阶段多分支水平井实钻中常见的主要问题，分析其发生的原因，并找出优化 后的保障措施，为未来煤层气多分支水平井钻井工程提出建议。
关键词：煤层气多分支水平井钻井工程Common Problems and Guarantee Measures of CBMMulti-lateral Horizontal WellL IU Tianshou(China United C BM Co. ,Ltd,Beijing 100016)Abstract：C BM multi-lateral horizontal wells have the advantages of high single well production,high recovery degree and good economic benefits.Through the analysis from the aspects of solid completion, wellbore structure,well trajectory,BHA,drilling fluid,drilling parameters,ect.in the drilling process of existing C B M multi-lateral horizontal wells,this paper summarizes the common problems in the actual drilling of multi-lateral horizontal wells at present,analyzes the causes of their occurrence,and finds out the optimized guarantee measures,so as to put forw ard the suggests for the drilling engineering of C B M multi-lateral horizontal well in the future.Keywords：C B M；multi-lateral horizontal wells；drilling engineering.钻井是煤层气勘探与开发的主要手段，钻井工 程质量的优劣和钻井速度的快慢，直接关系到钻井 成本的高低和煤层气勘探开发的综合经济效益。
煤矿生产存在的主要问题及解决方案
煤矿生产存在的主要问题及解决方案煤矿生产是中国能源工业的重要组成部分，然而其生产过程中存在着一系列的问题。
本文将探讨煤矿生产存在的主要问题，并提出相应的解决方案。
首先，煤矿生产中存在的一个主要问题是安全事故频发。
由于煤炭的开采过程中需要进行钻孔、爆破和运输等工作，这些工作往往伴随着极高的风险。
同时，由于部分企业为了追求高产量和高效益，安全意识不强，忽视安全规定，导致了安全事故频发的情况。
解决这个问题的关键是加强安全生产教育培训，提升员工的安全意识。
企业需要定期组织安全培训，加强对员工的安全教育，提高其对安全事故的防范能力。
同时，政府应该加强对煤矿企业的监督，严格执行安全规定，对存在安全隐患的煤矿及时采取整改措施，确保煤矿生产的安全。
其次，煤矿生产中还存在着资源浪费的问题。
在煤矿的开采过程中，由于工艺和设备的不合理使用，导致煤炭资源的浪费。
解决这个问题的关键是引入先进的技术和设备，优化煤矿生产工艺流程。
煤矿企业可以引进更高效、更节能的采煤、输煤和提煤技术设备，提高资源利用率。
同时，政府可以出台相应的政策，鼓励企业进行技术创新和设备升级，促进煤炭资源的有效利用。
再次，煤矿生产中的环境污染问题也值得关注。
煤矿生产过程中产生的大量粉尘、废水和废气等污染物直接排放进入大气和水体中，严重影响周围环境的质量。
解决这个问题的关键是加强环境保护意识，改善煤矿生产过程中的污染防治措施。
煤矿企业应当建立完善的环境管理体系，加强对粉尘、废水和废气的治理工作。
政府可以加强对煤矿企业的环境监管，强化环境执法力度，严惩环境违法行为，促进煤矿生产的环境友好型转型。
最后，煤矿生产中存在的一个重要问题是劳动条件艰苦。
由于煤矿作业环境恶劣，温度高、湿度大、空气污浊，给矿工的身体健康带来了很大的威胁。
解决这个问题的关键是改善劳动条件，提升矿工的工作环境。
煤矿企业可以通过改善通风设备，降低温度和湿度，改善工作环境。
政府可以出台相关政策，要求煤矿企业提供良好的劳动条件，保障矿工的身体健康和权益。
煤层气增产措施及存在的问题
缝， 而主要是在煤层发生塑性形变 ， 使得一些煤层压
对煤层物性 不产生负面影 响， Ｎ 但 ：自注入井 至生 产 井 的优先 迁 移方 向是 沿 着 主要 渗 透 率 方 向 ， 这无 疑将降低区域驱气效率。由于 Ｎ 的成本低 于 Ｃ Ｏ； 同时煤层气的后续净化处理时 Ｎ 较 Ｃ ： ： Ｏ 易与 Ｃ Ｈ 分离 ， 相对 而言 Ｎ 优 于 Ｃ Ｏ。 无 论 向煤层 中注入 Ｃ 还是 Ｎ 都 存在 着 上 述 Ｏ ：
大科 学 问题 。
孔隙度和渗透率及限制煤层气 的解吸， 极大的影 响 了煤 层 气 的产 出 。研 制低 伤害 高效 压裂液 是 当前亟 待解 决 的关键 问题 ， 是今 后 的发展 趋势 。 也
１ ２ 注气驱 替 ．
１ 几种煤层气增产措施
当前 ， 煤层 气增 产措 施 主要包 括水 力压 裂 、 注气 驱替 、 分支水 平 井 、 合 射 孔 压裂 、 煤 采气 一 体 多 复 采 化 、 穴完 井等 。 洞 １ １ 水 力压裂 ． 水力 压裂 是煤 层 气 增 产 的 首选 方 法 、 是 主要 也 措施 ， 国 ９ ％ 以上 的煤层 气 井是 由水 力 压裂 改 造 美 ０
注气 增产 主 要是 通 过 向煤 层 中注入 其 他 气 体 ， 增加煤层 中气体流动的能量和气体的相渗透率 ， 促 进 甲烷 在煤 中的解 吸 。Ｃ Ｎ Ｏ 、 ：以及 它们 的混 合 气 体都 可 以用来 提 高煤层 甲烷 气 的采 收率 。
的 ， 国产气量在 １ ０ ｄ以上 的煤层气井几乎 我 ０ｍ／ ０ 都是 通过 水力 压裂 改造 而获得 的。水 力压 裂主要 是 利用液体的传压作用 ， 经地面设备将压裂液在大排 量条 件下 注入井 内 ， 开 煤 层 裂 缝 ， 入 支 撑 剂 ， 压 加 形 成多 条具 有 高 导 流 能 力 的 渗 流 带 ， 通 煤 层 裂 隙 。 沟 最后 通过 煤层 排 水一 降 压一 解 吸 的 过 程 ， 到 正 常 达 排气 的 目的 。 目前 ， 内外 煤层 气 井 的压 裂 方 法 有 国 凝 胶 压裂 、 加砂水 压裂 、 加砂 水压 裂 、 不 泡沫 压裂 等 。 由于 我 国含 煤地 层一 般都 经历 了成 煤后 的强 烈 构造运动 ， 煤层的原始结构往往遭到很大破坏 ， 塑性 大大增 强 ， 导致水 力压 裂 时 ， 往 既不能 进一 步扩 展 往
煤层气开采相关问题的对策解析
2010年1月（总第227期）法制与经济FAZHIYUJINGJINO.1，2010(Cumulatively，NO.227)[摘要]本文从分析目前我国煤层气开采方面存在的问题入手，简析存在问题的原因。
针对目前存在的登记和开采主体不一致的问题，建议完善“采煤采气一体化”的相关制度。
要出台相应的鼓励行业发展的政策，促进更多的企业加大投资，促进煤层气行业发展。
同时，要完善相应的立法，为该行业的发展提供法律依据和制度保障。
[关键词]煤层气；问题；对策2000年以来，我国煤矿每年事故死亡人数中41%死于瓦斯事故。
对高瓦斯矿井和瓦斯突出矿井而言，在采煤之前先采出煤层气，降低瓦斯涌出量是防范瓦斯事故、减少温室气体的排放以及提高煤矿生产安全保障的治本之策。
因此，如何科学高效地开发利用煤层气资源，正成为我国能源界十分关注的课题，推进煤层气的开采进程不仅可以优化能源供给结构，使清洁能源的消费比例上升，且对于和谐社会的构建也具有积极意义。
煤层气矿权属于一级管理，由国土资源部统一登记和审批；至于煤炭矿权，除国家规划和对国民经济具有重要价值的矿区、领海及中国管辖的其他海域内、外商投资开采领域内归属国土资源部管理外，其余的登记和审批权限均归属各省区国土资源部门。
①两种赋存于相同地质载体的矿产资源，在缺乏探采时空配置规划的情况下分别在不同层次行政部门登记、审批和管理，加之国家管理部门与地方政府前期在这两种矿产资源开采权的登记和审批上没有建立充分畅通的沟通协调机制，难以避免煤炭/煤层气矿权在同一区块上的叠置。
在这种情况下已经导致了很多不利于煤层气和煤炭开采的情况出现。
矿权相互侵权，阻碍资源开发，还导致了垄断，甚至出现了有权不开发沽卖煤层气矿权的现象。
而这些情况大多是因为我国目前煤层气的登记归属与国土资源部，而煤炭的开发登记除国家规划和对国民经济具有重要价值的矿区内、领海及中国管辖的其他海域内、外商投资开采领域内的归属中央政府外，其余均归属各省区，两种伴生资源实行分部门登记。