新形勢下煤層氣地質(zhì)特點與勘探開發(fā)戰(zhàn)略

杜子靜

（山西省煤炭地質(zhì)148勘查院，山西 太原 030053）

改革開放的背景下，為了能夠促進我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，在經(jīng)濟發(fā)展初期消耗了大量的能源資源，致使現(xiàn)階段我國能源資源出現(xiàn)枯竭之態(tài)，相應(yīng)的依靠能源發(fā)展的領(lǐng)域?qū)㈦y以持續(xù)健康地發(fā)展。為了改變此種局面，加強煤層氣資源的勘探開發(fā)是非常必要的，其能夠改變能源結(jié)構(gòu)，同時促進煤礦安全生產(chǎn)。當(dāng)然，真正做到這一點，需要相關(guān)負責(zé)單位或者地區(qū)政府能夠?qū)γ簩託獾牡刭|(zhì)特點予以了解，進而通過獲取相關(guān)資料和信息，為制訂可行性較高的煤層氣開發(fā)戰(zhàn)略提供重要參考依據(jù)，為安全、高效、可靠地進行煤層氣開發(fā)創(chuàng)造條件。由此看來，新形勢下加強對煤層氣地質(zhì)特點及其勘探開發(fā)的研究具有非常重要的意義。

1 中國煤層氣地質(zhì)特點分析

參考相關(guān)資料并總結(jié)以往煤層氣資源勘探經(jīng)驗，確定我國不同地區(qū)的煤層氣地質(zhì)條件及地理環(huán)境不盡相同，相應(yīng)的地質(zhì)特點也有所不同。所以，筆者以某地煤層氣資源研究為例，著重說明當(dāng)?shù)孛簩託獾刭|(zhì)特點：①煤層氣資源富集地的地層富水性普遍較差，水文地質(zhì)條件比較簡單，而煤層則存在于富水性較弱的碎屑巖地層之中，如果對此處的煤層氣資源予以開發(fā)，難度較大，在鉆井的過程中很可能破壞斷層帶及破碎帶，導(dǎo)致煤層氣資源開發(fā)難以順暢進行；②含煤層氣資源的區(qū)域的空氣構(gòu)造類型多、煤層層數(shù)較多。經(jīng)過深入分析，確定這是底層受到在聚煤期出現(xiàn)強烈震動而發(fā)生了改變，含煤地層被分割賦存于眾多獨立次級向斜單元。

2 新形勢下煤層氣勘探開發(fā)戰(zhàn)略

基于對我國煤層氣地質(zhì)特點的了解，確定良好的進行煤層氣資源的開發(fā)，有利于滿足我國能源資源應(yīng)用需求。但是煤層氣資源的開發(fā)是有一定困難、危險性的，很可能誘發(fā)重大瓦斯爆炸事故，造成嚴(yán)重的生命財產(chǎn)損失。所以，新形勢下制訂切實可行的煤層氣勘探開發(fā)戰(zhàn)略是至關(guān)重要的。如何做到這一點呢？筆者參考相關(guān)資料并總結(jié)自身工作經(jīng)驗，提出的建議如下。

2.1 了解煤層氣資源潛力狀況

為了能夠相對安全、有效地進行煤層氣資源勘探開采，就要深入、詳細地了解煤層氣資源潛力狀況，盡可能地獲得有利信息，為后續(xù)制訂可行性較高的勘探開發(fā)戰(zhàn)略創(chuàng)造條件。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)做出的努力為：①出于對摸清煤層氣資源潛力狀況的考慮，采用先進、適合、有效的評價方法，對已經(jīng)獲得的關(guān)于煤層氣的勘探資料進行客觀、全面的評價，進一步證明全省煤層氣資源的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征，以便通過以上信息能夠相對準(zhǔn)確地分析出煤層氣資源的特性。②深入地研究煤層含氣性、滲透性及儲層能勢，以便能夠參透煤層氣成藏的主要特點及關(guān)鍵地質(zhì)信息，在此基礎(chǔ)上盡可能準(zhǔn)確地預(yù)測煤層氣富集地，以便組織相關(guān)工作人員能夠深入到實地當(dāng)中，進一步勘察和驗證，確定準(zhǔn)確的煤層氣資源的富集地。③從提高煤層氣可采性的角度出發(fā)，對煤層氣富集地的地下水動力場、煤層巖石力學(xué)性質(zhì)、煤層氣地下工程穩(wěn)定性、煤儲層可改造性等方面予以深入分析，為制訂可行性較高的煤層氣開發(fā)戰(zhàn)略提供重要依據(jù)。

2.2 分析各類煤層氣開發(fā)技術(shù)的適用性

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，研究和推出的煤層氣開發(fā)技術(shù)較多，但不同煤層氣開發(fā)技術(shù)的優(yōu)勢不同，相應(yīng)的其適用性也不盡相同。為了能夠保證煤層氣開發(fā)順暢、安全、有效，選擇最適合的煤層氣開發(fā)技術(shù)是非常重要的?；诖?，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)加強對各類煤層氣開發(fā)技術(shù)適應(yīng)性的研究，也就是圍繞哪些先進技術(shù)適合于煤層氣地質(zhì)條件？傳統(tǒng)技術(shù)能否滿足煤層氣資源開發(fā)的需求？為了有效開發(fā)煤層氣資源，需要自主研發(fā)哪些適合技術(shù)？通過這3個問題展開分析和探討。

通常情況下需要從提高煤層滲透效果和改造效果的角度出發(fā)，參考煤層氣相關(guān)資料對不同鉆井、完井及增產(chǎn)方案的實施效果予以綜合分析，進一步了解空氣泡沫的產(chǎn)生量、清水鉆井的負面影響、凝膠加沙壓裂效果、不同類型井組的應(yīng)用效果等，如此可以選擇最為適合的煤層氣開發(fā)技術(shù)，并初步規(guī)劃制訂煤層氣資源開發(fā)技術(shù)方案。

2.3 合理規(guī)劃和制訂戰(zhàn)略方案

立足于現(xiàn)實層面，確定煤層氣資源的開發(fā)能夠改善能源結(jié)構(gòu)，也能夠促進煤礦安全生產(chǎn)，當(dāng)然前提是安全、高效、可靠的開發(fā)煤層氣資源。為了能夠做到這一點，制訂切實可行的戰(zhàn)略方案至關(guān)重要，尤其是明確開發(fā)模式、開發(fā)步驟及利用方式。因此，在具體規(guī)劃編制煤層氣資源開發(fā)戰(zhàn)略的過程中，需要有前期工作資料作支撐，比如適用的煤層氣開發(fā)技術(shù)資料、煤層氣勘探資料等，還要參考國內(nèi)前期煤層氣資源開發(fā)實踐與經(jīng)驗，耦合分析上述成果，得到具有較高的應(yīng)用價值的信息，進而科學(xué)化、合理化、規(guī)范化地設(shè)計開發(fā)模式、開發(fā)步驟，從而得到具有較高應(yīng)用價值的煤層氣開發(fā)戰(zhàn)略方案。

3 應(yīng)注意的要點

對于當(dāng)前的煤層氣產(chǎn)業(yè)而言，有關(guān)部門仍需緊密結(jié)合特定區(qū)域現(xiàn)有的煤層氣特征，依照因地制宜的根本思路來開發(fā)煤層氣。與此同時，有關(guān)部門針對煤層氣如果要全面開發(fā)，則通常而言還將會面對較大的安全威脅。這是由于煤層氣存量較大，可能將會誘發(fā)瓦斯爆炸。因此，為了從源頭入手來防控安全威脅，并提升現(xiàn)有的煤層氣開發(fā)實效性，有關(guān)部門就要全面明晰開發(fā)煤層氣以及勘探煤層氣所處的真實地質(zhì)狀況，進而選擇與之相適應(yīng)的開發(fā)戰(zhàn)略。具體而言，勘探與開發(fā)煤層氣有必要關(guān)注以下的關(guān)鍵點。

3.1 全面評價分布狀態(tài)以及質(zhì)量、數(shù)量

針對煤層氣，如果要著眼于全面加以開采，則不能夠欠缺全方位的先期評價。這是因為全面評價當(dāng)前現(xiàn)有的煤層氣蘊藏總量，此項舉措有助于優(yōu)化開發(fā)煤層氣能夠達到的整體水準(zhǔn)。因此，對于有關(guān)部門而言，其應(yīng)當(dāng)能夠全面明晰當(dāng)?shù)孛簩託馍婕暗降母黝惖刭|(zhì)信息，其中包含現(xiàn)有的蘊藏資源總數(shù)、資源分布的現(xiàn)狀以及煤層氣的整體質(zhì)量。在全面明晰上述各項要素的前提下，針對煤層氣資源就能夠著眼于全面加以開挖。與此同時，煤層氣具備優(yōu)良的滲透性、含氣性以及其他顯著特征，因此，應(yīng)當(dāng)因地制宜給出與之相適應(yīng)的開發(fā)模式。針對煤層氣具備的基本演進規(guī)律而言，對此有必要加以全方位闡釋，運用精細化的預(yù)測方式給出后期開挖與勘測煤層氣的基本方向。比如近年來，很多地區(qū)都在著眼于全面評價當(dāng)?shù)孛簩託饩邆涞目刹尚蕴卣鳎_保能夠從全方位的視角入手來測評煤層氣現(xiàn)有的地下水動力場、巖層的力學(xué)特性、地下煤層氣具備的穩(wěn)定性、可改造性及其他特性。

3.2 判斷地質(zhì)條件是否具備適應(yīng)性

近年來，有關(guān)部門正在著眼于全面引進可行性更強的煤層氣挖掘措施與相關(guān)技術(shù)手段。但從整體上來講，當(dāng)前較多地區(qū)并沒能達到最優(yōu)的煤層氣綜合挖掘效果。探究其中的根源，就在于當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的地質(zhì)要素并不適應(yīng)全方位的開發(fā)煤層氣。因此，為了轉(zhuǎn)變現(xiàn)狀，有關(guān)部門針對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)是否具備適應(yīng)性就要予以更多的關(guān)注。在全面明晰地質(zhì)要素的前提下，才能夠給出針對性較強的開發(fā)規(guī)劃。

3.3 擬定可行性的勘探規(guī)劃

從整個省區(qū)的視角著眼來擬定煤層氣的相關(guān)勘探規(guī)劃，此項舉措在根本上符合了開發(fā)煤層氣的宗旨與目標(biāo)。在目前現(xiàn)狀下，針對特定的地質(zhì)選區(qū)應(yīng)當(dāng)擬定與之相符的開發(fā)模式、勘探煤層氣的方向、利用煤層氣的方式以及相應(yīng)開發(fā)步驟。在全面結(jié)合分布特征的基礎(chǔ)上，顯著優(yōu)化開發(fā)效果。

4 結(jié)束語

基于對我國煤層氣地質(zhì)特點的了解，確定煤層氣地質(zhì)條件是非常復(fù)雜的，加之煤層氣開發(fā)具有一定的危險性，可能誘發(fā)瓦斯爆炸事故發(fā)生，這極大程度上加劇了煤層氣開發(fā)的難度。但鑒于我國對能源資源的迫切需求，應(yīng)當(dāng)在新形勢下根據(jù)煤層氣地質(zhì)信息、煤層氣開發(fā)技術(shù)信息及以往實踐經(jīng)驗，制訂科學(xué)、合理的煤層氣開發(fā)戰(zhàn)略方案，為更加安全、高效、可靠地開發(fā)煤層氣資源創(chuàng)造條件，經(jīng)過本文一系列分析，建議側(cè)重于切實有效的摸清煤層氣資源潛力狀況、分析各類煤層氣開發(fā)技術(shù)的適用性、合理規(guī)劃和制訂煤層氣資源勘探開發(fā)戰(zhàn)略方案這幾方面的研究。