煤层气的开采与利用
简述煤层气的赋存及开采机理
简述煤层气的赋存及开采机理煤层气是一种以煤层作为富集和储存层的天然气资源。
它与石油和天然气一样，属于化石燃料的一种，具有高热值、清洁环保等特点，被广泛应用于工业、民用和交通等领域。
煤层气的赋存和开采机理涉及到地质学、煤学、岩石力学等多个学科，下面将从煤层气的赋存状态和开采过程两个方面进行简述。
一、煤层气的赋存状态煤层气主要以吸附气和游离气的形式存在于煤层中。
吸附气是指煤层中气体分子与煤质表面发生物理吸附作用形成的气体，它主要存在于孔隙中和煤质表面的微孔中。
游离气是指煤层中气体分子不与煤质发生吸附作用，直接存在于煤体的裂隙中。
煤层中的孔隙主要包括微孔、裂隙和堆积孔隙等，其中微孔是煤层气主要的储存空间。
煤层气的赋存状态与煤质、煤层厚度、地下温度和地下压力等因素密切相关。
二、煤层气的开采过程煤层气的开采过程主要包括勘探、开发、生产和利用四个阶段。
1. 勘探阶段勘探是确定煤层气资源储量和分布的阶段。
通过地质勘探、地球物理勘探和钻探等手段，获取煤层气地质储层参数和地下地质构造信息，以确定适宜的开采地点和开采方式。
2. 开发阶段开发是指利用各种开采技术将地下的煤层气资源转化为可利用的气体。
常见的开发技术包括水平井钻探、压裂和抽采等。
水平井钻探是将钻井技术与井筒完井技术相结合，钻设水平井以提高开采效率。
压裂是指通过注入高压液体将煤层裂缝扩展，以增大气体流动通道。
抽采是通过抽取地下水和降低地下压力，从而促使煤层气向井筒中流动。
3. 生产阶段生产是指煤层气从地下储层中抽采到地面，并进行处理、净化和输送的过程。
煤层气经过地面的分离、除水、脱硫和除尘等工艺处理后，可以供应给工业、民用和交通等领域使用。
4. 利用阶段利用是指将生产的煤层气应用于各个领域。
煤层气可以作为燃料供应给发电厂、工业企业和居民用户使用，也可以作为替代燃料用于交通运输。
煤层气的赋存及开采机理是一个复杂而系统的过程，涉及到多个学科的知识。
通过深入研究煤层气的赋存规律和开采技术，可以有效开发和利用煤层气资源，实现能源的可持续利用。
关于进一步加快 煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用的意见
关于进一步加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的意见为适应煤矿瓦斯防治和煤层气产业化发展的新形势，进一步加大政策扶持力度，加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用，促进煤矿安全生产形势持续稳定好转，经国务院同意，现提出以下意见：一、加大财政资金支持力度（一）提高财政补贴标准。
综合考虑抽采利用成本和市场销售价格等因素，提高煤层气（煤矿瓦斯）开发利用中央财政补贴标准，进一步调动企业积极性。
具体标准由财政部会同发展改革委、能源局等部门研究制定。
（二）强化中央财政奖励资金引导扶持。
落实煤炭行业淘汰落后产能及小煤矿整顿关闭扶持政策，安排中央财政奖励资金重点支持关闭高瓦斯和煤与瓦斯突出小煤矿，加快推进煤炭产业结构调整和煤矿企业兼并重组。
（三）加大中央财政建设投资支持力度。
统筹安排中央财政建设投资支持煤矿瓦斯治理利用，将保护层开采配套工程、井下瓦斯抽采工程纳入煤矿安全改造投资支持范围，输配管网及利用设施、煤层气开发利用示范项目纳入煤炭产业升级改造投资支持范围，治理利用技术装备研发纳入能源自主创新和能源装备投资支持范围。
（四）落实煤炭生产安全费用提取政策。
煤矿企业应严格按照国家有关规定，根据煤矿瓦斯等灾害治理的实际需要，科学合理确定煤炭生产安全费用提取标准，并确保提取到位、专款专用，年度结余资金可结转下年度使用。
二、强化税费政策扶持（五）完善增值税优惠政策。
加快营业税改征增值税改革试点，扩大煤矿企业增值税进项税抵扣范围。
结合资源综合利用增值税政策的调整完善，研究制定煤层气（煤矿瓦斯）发电的增值税优惠政策。
（六）加大所得税优惠力度。
煤层气（煤矿瓦斯）开发利用财政补贴，符合有关专项用途财政性资金企业所得税处理规定的，作为企业所得税不征税收入处理。
财政部、税务总局、安全监管总局等部门，抓紧修改完善安全生产专用设备企业所得税优惠目录。
三、完善煤层气价格和发电上网政策（七）落实煤层气市场定价机制。
各地要严格落实放开煤层气（煤矿瓦斯）出厂价格政策，已纳入地方政府管理的要尽快放开价格，未进入城市公共管网的销售价格由供需双方协商定价，进入城市公共管网的煤层气（煤矿瓦斯）销售价格按不低于同等热值天然气价格确定。
煤层气井采气机理及压降漏斗
煤层气井采气机理及压降漏斗1. 煤层气井采气机理煤层气（Coalbed Methane，简称CBM）是一种天然气，主要存在于煤层中。
煤层气的产生是由于煤层中的有机质在地质历史过程中经过压力和温度的作用，将有机质分解成甲烷等气体。
煤层气的开采是将这些天然气从煤层中采集出来供应给市场。
煤层气井的采气机理主要涉及以下几个方面：1.1 煤层气的吸附和解吸过程煤层气是以吸附形式存在于煤层中的，即气体分子通过静电力和万有引力相互作用，附着在煤表面。
随着压力的增加，煤层气开始解吸，即气体分子从煤表面脱附出来。
1.2 渗流过程煤层气在煤层中的渗流过程主要是通过煤层中的孔隙和裂缝进行的。
煤层中的孔隙主要是由于煤中的胶结物质、粒间隙和微孔隙所形成。
当煤层气压力高于地层压力时，气体就会顺着渗透率较高的通道进行流动。
1.3 煤层气的产量衰减机理在采出一定量的煤层气后，煤层气井的产气速度会逐渐减小，甚至停产。
这是由于煤层中的渗透度减小，孔隙和裂缝被压实等因素造成的。
产气速度衰减的快慢与煤层的物性、渗流路径的连通性以及采气方式等因素有关。
2. 压降漏斗在煤层气井中的应用压降漏斗是一种常用于煤层气井的流体传输设备。
煤层气井中的压降漏斗主要用于以下几个方面：2.1 调节产气速度压降漏斗可以通过调节产气速度，控制煤层气从井中产出的速度。
产气速度过快可能导致煤层中的渗透率不足以支撑气体的流动，造成井壁的塌陷和井内压力的下降。
而产气速度过慢则会降低煤层气的采集效率。
压降漏斗可以通过调节流量来平衡产气速度和煤层渗透率之间的关系，有效地控制产气速度。
2.2 分离沉积物煤层气井中存在着一定量的沉积物，如煤粉和水分。
这些沉积物会对煤层气的采集造成一定的影响。
压降漏斗可以通过设计合理的结构，将沉积物从气流中分离出来，确保采集到的煤层气的纯度。
2.3 减小压力损失在煤层气井中，气体需要克服一定的阻力才能从地层中流出。
压降漏斗可以通过设计合理的结构和优化流体动力学，减小气体在流动过程中的压力损失。
西铭矿煤层气资源安全高效开采利用研究
２１ ０ １年 ９月
・
山 西 焦 煤 科 技
Ｓ ａ ｘ ｋ ｎ ａ ｃ ｅ ｃ ＆ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｈ ｎ ｉＣｏ ｉ ｇ Ｃｏ ｌＳ ｉｎ ｅ ｃ ｏｏ ｙ
Ｎｏ． ９ Ｓ ｐ． ｅ ２０１ １
试验研 究 ・
西铭矿煤层气资源安全高效开采利用研究
许 永 将
密 闭抽 采 。２煤层 采 用上邻 近 层 高低 位 钻 孔抽 采 ， ３
煤 目前 未进 行 抽 采 （ 开 采 ） ９ 煤 采 用 上 隅 角 埋 管 未 ，
析， 高抽 巷 费用 与送 底抽 巷费 用差 不多 ， 比之下 ， 相 高 抽 巷送 道 时间长 ， 岩 巷 道 送道 难 度 大 ， 济 上 不 合 全 经
抽巷投资费用、 抽采效果， 论述 了该矿煤层气高效开采利用手段 可多方面考虑， 如底抽巷、 底抽钻场等
可节约成 本 ， 解决 了矿 井 瓦斯 问题 ， 煤 层 气 高效 开 采提 供 保 障 ， 为 同时 对该 矿 瓦斯 抽 采 方 式 、 采 方 抽 法 、 采 规模 等方 面进行 综合 评价 ， 出煤层 气开采 面 临的 问题 及抽 采 方式 的优化 选择 。 抽 指
８ ０ｍ进 入 炭质 页岩 层 后水 平 送 巷 ， 道 全 长 ５ ５ ｍ。 巷 ６ 高抽巷 采用 半 圆拱 形 断 面 ， 面 尺 寸 ： ３ ２ ｍ， 断 高 ． 宽
３４ｍ， 高 １５ｍ， 面 ９ ６ｍ ， 道 支 护形 式 采 用 ． 墙 ． 断 ． 巷
锚 网支 护 （ 杆 、 锚 锚索 加 钢筋 网 ） 。施 工 结束 后 ， 取 采 密 闭措 施 ， 在距 巷道 口 ４ ５ｍ处 ， 石顶 板较 稳定 段施 岩 工 双层 充填 水 泥 砂 浆 密 闭 ， 道 口砌 筑 １道 永 久 密 巷 闭， 并对 密 闭外 ５ｍ 范 围 内巷 道及墙 体 喷浆加 固。在 密 闭墙 上安 装 １趟 Ｄ ６ ０ｍ 聚 乙烯抽 采管 路 ， Ｎ ３ ｍ 抽采
煤层气排采技术(共71张PPT)
WeatherFord公司地面驱动螺杆泵示意图
电缆
油管 导流罩
螺杆泵 吸入口
其中柔性轴、减速器保护 器、减速器、电机下保护
器、电机、电机上保护器
出口等部件均在导流罩里 面。
Progressing Cavity Pumps
The Progressing Cavity Pump (PCP) is a positive displacement pump that consists of a single external helical rotor that rotates
排采设备简况
设备类型
梁式泵 （有杆泵）
型号
CYJY31.5
-6.5HB
理论排量
3
m/d
5.963.85963
8
优点
泵的价格 便宜
缺点
维护量大, 防砂、 粉能力差
螺杆泵
GLB30021
维护量小、 15.2-50 防砂、
煤粉能力强
换泵的价 格
较高
电潜泵
QYB101Q YB101-5050--500S
24-65
水动力联系较弱或无联系时，仅排采煤储层中的 水时，压力更容易传递。〔越流补给；无越流补
给〕 5．储层压力梯度
储层压力梯度是煤储层压力与煤层埋深的综合
反映。从某种程度上反映了地层能量的大小。
假设储层压力梯度较大，说明地层原始能量较高，
在同样的排采强度、供液能力情况下，压力更 容易传递，更容易降压。
排水采气要求
径。
煤层富水性直接关系到压力降低的难易程度。富
水性过强，无疑将增加排采的强度，使煤储层压
力很难降低；
假设煤层富水性弱，那么需根据围岩与煤层的连通状
煤层气开采与集输工艺研究
煤层气开采与集输工艺研究煤层气，又称为煤层甲烷，是一种非常规天然气，其主要成分为甲烷。
煤层气的开发利用对于能源安全、环境保护以及气候变化等方面具有重要意义。
然而，煤层气开采与集输工艺的研究仍面临许多挑战，如低渗透性、水气共存、地层复杂等多方面问题。
本文将探讨煤层气开采与集输工艺的研究现状及存在问题，并提出可能的改进途径。
近年来，国内外学者针对煤层气开采与集输工艺进行了广泛研究。
在开采方面，主要有水力压裂、注气增产等工艺技术。
其中，水力压裂通过将高压水流注入煤层，使煤层产生裂缝，从而提高煤层气的产量。
在集输方面，主要有管道输送、压缩天然气（CNG）输送等技术。
管道输送具有高效、节能、安全等优点，但建设成本较高；CNG输送则适用于远距离运输，但压缩效率较低。
然而，煤层气开采与集输工艺在实际应用中仍存在诸多问题。
水力压裂虽然可提高产量，但易导致煤层过度压裂，影响煤层稳定性。
管道输送过程中易出现泄漏、堵塞等问题，需要加强维护管理。
CNG输送的压缩效率较低，导致运输成本较高。
本文采用文献综述和实验研究相结合的方法，对煤层气开采与集输工艺进行研究。
收集国内外相关文献资料，系统梳理煤层气开采与集输工艺的研究现状及存在问题。
然后，设计并进行集输工艺实验，通过模拟不同工况条件下的集输过程，对管道堵塞、泄漏等问题进行检测和评估。
实验过程中采用先进的测量仪器，确保数据的准确性和可靠性。
运用统计分析方法对实验数据进行处理和分析。
实验结果表明，在煤层气开采过程中，水力压裂可显著提高煤层气的产量，但同时可能导致煤层稳定性的降低。
集输过程中管道易发生堵塞和泄漏，严重影响集输效率。
针对这些问题，本文提出以下改进途径：优化水力压裂技术，控制压裂液的成分和注入量，以减少对煤层的损害，提高煤层稳定性。
加强管道维护管理，定期进行巡检和检测，发现泄漏、堵塞等问题及时处理。
结合CNG输送技术，提高压缩效率，降低运输成本，适用于远距离运输。
煤层气排采工艺
煤层气排采工艺：排水→降压→采气
煤层气排采工艺
•
煤层气排采就是排水采气，煤层气在煤层中主要有溶 解气，游离气和吸附气三种形态存在。所谓溶解气就是少 量溶解在煤层水中煤层气，游离气就是游离状态存在的气 体，我们目前在做的采气，就是采煤层中的吸附气。要把 吸附于煤层内吸附气最大限度的开采出来，首先就是要不 断降低煤层的液柱压力而排水工作就是在降压，因为吸附 气的解析与压力有非常直接的关系，压力越低越容易解析 ，反之相反。
煤层气排采工艺 • 动液面的测试
• 检查和准备 • 1、仔细察看原始数据 （音标、泵深、吸入口 、煤层及完井数据）和 近期套压及动面深度记 录。 • 2、选择合适的测试仪 ，认真检查校对好测试 仪、井口连接器等相关 配套设施。 • 3、认真检查测试区域 、判断是否具备测试条 件。
煤层气排采工艺
• 动液面的测试 • 1.侧身将套管和井口连接器连接好，并拧紧。缓慢将套管 阀门打开，严禁正对闸门操作。 • 3.用通讯电缆将井口连接器与记录仪相连接。 • 4.打开记录仪电源，选择液位测试，调节闭记录仪开关，拔下连接电缆。 • 7.关闭套管阀门。 • 8.打开放空阀，释放压力。 • 9.将井口连接器卸下。 • 10.液面测试完成
煤层气排采工艺
• 煤层气的开采方式： • 一是地面钻井开采；二是井下煤层气抽采。 • 地面钻井开采的煤层气和抽放瓦斯都是可以利用的，通过 地面开采和抽放后可以大大减少风排瓦斯的数量，降低了 煤矿对通风的要求，改善了矿工的安全生产条件。
原始条件煤层气地面开发
煤矿区煤层气开发
煤层气排采工艺
• 煤层气的排采
煤层气排采工艺
• "贾敏效应"
• 解吸产气后，发生长时间 停抽，近井地带地层压力 逐渐恢复，煤储层裂隙被 再次填充，使得煤层喉道 处的流动空间变下，甲烷 气体流动阻力增大，在喉 道处发生“贾敏效应”， 致使气体不能顺利通过喉 道，阻止煤层气继续向井 筒运移，造成供气能力不 足，产气量下降。
煤层气开采技术应用现状及其改进
233煤层气是一种新型清洁能源，属于非常规天然气中的一种。
开采煤层气不仅可以对现有的能源结构进行优化和完善，而且还可以对大气环境起到保护作用，同时保障煤矿整个生产过程更加安全、可靠。
当前，我国正处于能源转型的重要时期，从煤层气资源大国逐渐朝着煤层气生产大国发展。
虽然现阶段煤层气在整个勘探和开采过程中已经取得一定的发展成效，但是在实践中仍然存在很多问题。
要想实现煤层气产业更加高效发展，就必须要针对当前存在的诸多问题进行客观分析和处理，提出有针对性的改进措施，为煤层气开采技术的发展提供有力支撑。
1 煤层气开采技术应用现状1.1 钻井成本普遍比较高煤层气开采在实际应用过程中，钻井成本占投入比例较高。
经过详细的统计计算分析发现其在总成本中的占比在50%以上。
虽然在目前钻井工艺中，以欠平衡钻井技术为主，该技术在实践过程中也有很多优势，但在对钻井液的选择和利用上，仍然面临很多问题。
主要表现为空气、泡沫等类型的钻井液只适用于在浅煤层中，而对于超过1000米的深部煤层，通常还是以使用泥浆携带钻屑的钻进液为主[1]。
这就造成一旦操作不当，很容易导致煤层受到严重污染，其自身的渗透性也会大幅降低，对后期煤层气排采造成非常不利的影响。
针对这种情况，研发低伤害、低污染、高携带性能的钻井液体系尤为突出，同时还要考虑低成本钻井的开发要求，达到钻井效果与成本控制的有机统一，这样才能保证煤层气开发效果达到预期。
1.2 压裂技术问题水力压裂是当前煤层气开发比较成熟的一种增产技术手段，该技术在实际应用过程中，由于煤层煤质较软，所以石英砂等支撑剂在煤层中很容易就会直接镶嵌进去，造成裂缝孔隙性下降，孔隙出现严重的闭合，造成增产改造效果差。
此外，部分遇水膨胀的煤层水力压裂后，其自身的渗透率就会下降，同样影响增产改造效果。
同时在进行压裂液选择时，不同类型压裂液体系成本相差较大，例如纤维压裂液体系、胍胶压裂液体系成本还比较高，清水、滑溜水等压裂液体系存在改造液量大、砂量大等问题，都会变相提高增产改造风险，延长投资回报周期。
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煤层气的开采与利用
（包括不限于新旧技术的介绍与对比、国内外技术对比，目的是搞清楚煤层气作为一种
自然资源是如何实现经济效益的）；
一.煤层气背景介绍
1.我国煤层气资源分布
我国大型煤矿区煤层气资源丰富,13个大型煤炭基地煤矿区埋藏深
度1500 m以浅,煤层气原地资源量为9. 97万亿m3 ,煤层气技术可采
资源量为4. 64万亿m3 ; 从煤层气资源规模看,晋中、晋东、神东和云
贵这4个大型煤炭基地应是我国煤矿区煤层气资源开发重点布局的
区域; 煤层气富集区是我国经济比较发达、人口相对密集的地带,煤矿
区煤层气开发区位优势突出,市场十分广阔。
2.煤层气的开采事故频发
瓦斯是我国煤矿重特大灾害事故的主要根源, 2011年全国发生重大
以上瓦斯事故12起,死亡207人,分别占全国煤矿重大以上事故起数和
死亡人数的57. 1%和59. 1% 。
3.煤层气相比常规天然气的特殊性
储层特殊性
储层为 “有机” 储层,由此导致煤层气赋存状态、控气地质因素、
产出机理、开采方式、产出特征的不同, 例如,地层状态下的煤层气赋
存以吸附态为主,产 出过程必须经历降压解吸阶段,开采方式不局限
于 地面钻孔,单井产量曲线经历先增长后衰减的过程等。
地质载体特殊性
煤层气的地质载体为煤层,煤炭本身就是能源开发的重要对象,这一
自然属性更是有别于其他所有的化石能源矿产。煤层气与煤炭资源的
同源同体的伴生性决定了这 2 种资源的开发必然有密不可分的内在
关联。煤矿区煤炭资源的开采引起矿区岩层移动的时空关系,影响着
煤层气资源开发的钻井(孔)的布设、采气方法的选择和抽采效果等多
个方面。
鉴于上述特殊性,煤层气勘探开发技术既有常规天然气勘探开发技
术的来源、借鉴甚至直接移植,又有自己的独特性,还有与采煤技术交
叉融合的耦合特性,是一个与常规天然气和煤炭开发技术既有联系又
有区别的复杂技术系统。
二.我国煤层气开采技术概述
1. 地面煤层气开发技术（地面井开采）
地面煤层气开发技术包括垂直井、多分支水平井、丛式井和U型井
( V型井) 、“一井三(多) 用”技术等。在我国现有的煤层气开发活动
中,多分支水平井几乎全部采用裸眼洞穴完井,多数直井采用套管完井
方式,裸眼洞穴完井技术对煤储层条件要求较高,实践成功较少。
2. 煤层气井下抽采技术（矿井开采）
井下抽采技术主要有模块化区域递进式抽采技术、分源双系统抽采
技术、保护层抽采技术、卸压层抽采技术和采空区抽采技术等。煤矿
区根据不同的地质采矿条件探索出不同的抽采方式,将本煤层抽采、
煤层顶底板抽采和采空区抽采方法有机组合或创新,形成多种多样的
立体的煤层气井下抽采体系。
3.协同开采技术
为了提高开发效率和降低开发成本,在技术装备先进、完备，其保
障系统得以保证的前提下，协同开采技术得以发展和进步。如解放层
开采、井上下联合抽采、煤炭与煤层气共同开采等就是其典型实例。
4. 煤层卸压增透技术
对于煤层渗透率低和含气饱和度低的矿区须探索应用煤层卸压增
透技术,提高煤层气抽采率。此类技术主要包括保护层开采卸压增透
技术、深孔预裂爆破技术、深穿透射孔技术、高能气体压裂技术和高
压水力增透技术等。
三.近年来我国煤层气开采技术发展
1.勘探技术手段深化
目标：提高探测精度,提高施工效率
新型低频电磁波透视仪器、高频电磁波透视仪器、损失气含量模拟
试验装置、矿井煤层密闭取心装置等仪器装置。
（eg：研发的新型低频电磁波透视仪器采用收发一体化、多频点发射、
多通道接收、数字滤波等技术,增强了对弱信号的采集能力,提高了探
测精度,施工效率提高了2 ~ 3倍；高频电磁波透视仪器发射及接收天
线经改进后发射距离更远,灵敏度更高,在示范矿区进行了多次现场试
验,取得较好的地质探测效果；矿井煤层密闭取心装置由取心内管、
球阀、液压总成、投球装置等构成,比常规取心装置测试的气含量高
20% ~ 23%。）
2.增产技术不断探索
活性水携砂压裂仍然是煤层气增产改造的主流技术,而且针对储层
性质的不同,活性水携砂压裂工艺不断优化,目前已趋于成熟。其技术
的主体包括: 煤粉悬浮活性水技术、变排量控制缝高技术、前置液粉
砂多级段塞降滤失技术、前置液阶段停泵测试技术、大粒径/高强度
支撑剂尾追技术、压后合理放喷控制技术等。
针对多煤层地区,采用煤层和岩层组合分段压裂技术,可以有效提高
单井产量和资源利用效率。
3.
煤层气开发装备取得突破
目标：
（1）降低开采难度（eg：针对松软煤层成孔深度不足、成孔率和抽
采率低等难题,研制了适用于普氏系数 f≤0. 5 松软煤层的高转速大
扭矩螺旋钻进装备、空气套管钻进装备及地 面远距离自动控制钻进
装备。）
（2）多功能高效开采（eg：研制成功ZMK5530PZJ60煤层气地面车
载钻机及配套装备，可用于煤层气竖直井、水平对接井、多分支水平
井施工及大口径救援孔、电缆孔、通风井等施工,在陕西亭南完成了
工业性试验,实现钻孔孔径311. 14 mm,钻孔深度 661 m,为煤矿区煤层
气地面开发提供了重要装备支撑。）
（3）完善开采技术（eg：国内首台最大扭矩12 000 N·m 的大功率
定向钻机,创新开发了深孔随钻测量信号稳定传输技术、煤矿井下泥
浆脉冲无线随钻测量系统,实现了顺煤层定向长钻孔由“探着打”到
“看着打”、随钻测量信号由“有线传输”到“无线传输”的跨越,
成套装备在晋城矿区寺河煤矿完成1880 m井下近水平长钻孔施工,创
造了煤矿井下顺煤层定向钻孔深度新的世界纪录。）
4. 煤层气井排采技术和排采管理更加精细
智能化排采技术不仅提高了排采精细化、自动化，对井底流压、套
压、液柱、冲次等重要参数实现了自动采集、连续监测,达到了连续
稳定缓慢排采要求,而且减少了巡井作业强度和安全隐患。排采中重
视煤粉防治和精细管理。研制防煤粉技术、空心抽油杆洗泵技术, 提
高了泵效,使检泵周期延长到2 ~ 3年。
四.我国煤层气的利用（树状图）
1.煤层气发电
煤层气发电是目前我国煤层气利用的主要方式。目前我国煤层气中
70%以上CH
4
体积分数低于30%,受限于气源,高浓度煤层气发电难以
持续发展,低浓度煤层气发电逐渐成为煤层气发电的主流。
低浓度煤层气主要采用内燃机发电,可以利用CH
4
体积分数为5%
~ 25%的低浓度煤层气,通过自动调节装置控制CH
4
体积分数为6%进
入内燃机发电。（技术难点：开发有效的措施以避免煤层气回火; 发
电设备需具备适应煤层气浓度、压力变化的能力。）
2.煤层气民用
煤层气民用是煤层气传统的利用方式,且在我国煤层气利用量中占
据重要地位，仅次于煤层气发电。煤层气民用方式可利用CH4浓度
为30%以上(主要为 35% ~ 40%)的煤层气。煤层气因含氧的缘故,无
法采用高压输送,因此只能就近利用,满足当地居民和煤矿员工的日常
用气。
优点：煤层气是清洁能源,燃烧后不会带来环境污染, 且煤层气价格
一般低于天然气,可为用户节约开支, 同时给企业带来一定的收入。
缺点：煤层气民用局限性较大: a.煤层气民用只能使用高浓度的煤
层气,但可利用的高浓度煤层气量值较小,利用率较低; b.煤矿区一般
地处偏远山区,居民少且分布点分散,民用规模难以扩大,利用量有限。
3. 煤层气浓缩
煤层气浓缩技术包括变压吸附浓缩、深冷液化分离和溶液吸收法等。
通过脱除煤层气中的氧和氮,将煤层气制成CNG(或LNG)产品,使煤层
气的运输和利用更加灵活。
4. 通风煤层气利用
煤矿开采过程中,大部分煤层气通过通风排出, 我国目前每年通过
矿井通风排放的煤层气为200 ~ 250亿m3。通风煤层气利用潜力巨大,
但因CH4 含量过低(一般在0. 7%以下) ,经济效益差,利用率基本为零,
目前仅有工业示范项目。但依靠煤层气利用财政补贴及税费优惠政策,
通风煤层气利用项目可获得环境效益、社会效益及经济效益多赢。
煤矿通风煤层气主要利用方式有: a.作为主燃料,采用逆流热氧化法
(或催化氧化法) ,不使用其他燃料即可使设备连续正常运行; b.作为辅
助燃料,如充当电厂燃烧空气。
参考文献：
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