煤層氣勘探與開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展方向

蔣保雙

摘 要：與國內(nèi)常見的天然氣相比而言，煤層氣的保存和產(chǎn)出具有明顯特殊性。其中最特殊的地方在于煤層氣的儲存成分為有機(jī)質(zhì)，因此就使得煤層氣的狀態(tài)、空氣因素、產(chǎn)出因素、開采水平、產(chǎn)出的特點(diǎn)都有所不同。除此之外，煤層氣以煤層為地質(zhì)載體，煤炭自身是能源開發(fā)的對象之一，因此，鑒于這一自然屬性更是和其它化石類能源礦產(chǎn)有極大的區(qū)別。不難看出煤層氣由于具有以上特殊性，因此所使用的勘探技術(shù)和開發(fā)技術(shù)會借鑒一部分常規(guī)天然氣的勘探開發(fā)技術(shù)，甚至直接使用，但同時(shí)又具有自己的獨(dú)特性，有時(shí)還會出現(xiàn)交叉使用的情況。

關(guān)鍵詞：煤層氣;勘探;開發(fā)技術(shù)

前言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對能源的使用也有著新的要求。煤層氣屬于一種新型的清潔資源，近些來年才被開發(fā)利用。近年來，我國在進(jìn)行煤層氣勘探開發(fā)上也取得了的很大的進(jìn)展。煤層氣在全世界范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的生產(chǎn)潛力。針對煤層氣進(jìn)行開發(fā)可以緩解現(xiàn)階段能源供應(yīng)與需求之間的矛盾，要切實(shí)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略，保護(hù)人類賴以生存的自然環(huán)境，解決如何對煤炭進(jìn)行安全的開采等一系列問題有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，在一定程度上也能夠引起各個(gè)國家對煤層氣勘探開發(fā)的關(guān)注。

一.我國煤層氣勘探和開發(fā)技術(shù)系統(tǒng)論述

在宏觀意義上來講，煤層氣勘探和地面開發(fā)技術(shù)無法區(qū)分開來，勘探時(shí)其自身需要進(jìn)行試采評價(jià)，探井在勘探之后通常直接轉(zhuǎn)為地面開發(fā)，深井勘探的主要目的在于解決在何處進(jìn)行采氣的問題;開發(fā)則需要對如何以最經(jīng)濟(jì)的方式有效開發(fā)煤層氣的問題進(jìn)行解決。在微觀角度上而言這兩者依舊可分為勘探技術(shù)和地面開發(fā)技術(shù)兩大種類。針對開采方式的不同之處，因?yàn)槊簹鈱雍兔禾抠Y源都具有在地質(zhì)中進(jìn)行開采的自然屬性和特征，很多地區(qū)的部分煤層氣不僅要在礦井下被抽采。

由更高技術(shù)層面對煤層氣勘探和開發(fā)技術(shù)進(jìn)行分析，整體煤層氣勘探與開發(fā)技術(shù)機(jī)制都貫穿若干技術(shù)保障系統(tǒng)的工作，如果地質(zhì)體和地質(zhì)廠含有煤層氣系統(tǒng)就一定要在勘探階段進(jìn)行查證，使得工作人員能夠隨著開發(fā)的進(jìn)程不斷對方案進(jìn)行動態(tài)變化和調(diào)整。地質(zhì)保障系統(tǒng)對于煤層氣產(chǎn)能建設(shè)和先進(jìn)性開發(fā)而言產(chǎn)生重要的影響，勘探和開發(fā)的效果首先會由技術(shù)裝備的先進(jìn)程度與完備程度決定。

二.煤層氣勘探技術(shù)和開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.煤層氣地上鉆井經(jīng)濟(jì)型增產(chǎn)技藝

當(dāng)前國內(nèi)煤層氣經(jīng)濟(jì)型增產(chǎn)的首選技藝為水力壓裂法，缺點(diǎn)是無法實(shí)時(shí)觀察和監(jiān)測壓裂過程和最終的壓力結(jié)果，工作人員需要通過前期的數(shù)值模擬進(jìn)行預(yù)測，并通過物探方式進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)前國外已建立4類擬三維裂縫模型和2種全三維裂縫模型，國內(nèi)將工作重點(diǎn)放在擬三維裂縫模型的優(yōu)化和建立方面。但由于煤層是有機(jī)質(zhì)儲層，無機(jī)質(zhì)儲層的壓裂模擬與設(shè)計(jì)在本質(zhì)而言存在許多的差異之處，如果直接在煤層壓裂期間使用常規(guī)地層壓力技術(shù)不具有較強(qiáng)的針對性和適應(yīng)性。

2.煤層氣勘探技術(shù)

近年來，隨著電子科技的進(jìn)步與發(fā)展，石油勘測手段也在被不斷實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，勘測的方法也在逐漸邁入到高科技時(shí)代，測井法已經(jīng)由原本的數(shù)控測井儀轉(zhuǎn)變?yōu)槌上駵y井儀，不僅提高了數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)男剩疫€增加了單位時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸量，同時(shí)利用組合的方式，增大了勘測感知的覆蓋面積，提高了數(shù)據(jù)信息的采樣效率和分辨效率，已經(jīng)成為石油企業(yè)發(fā)展重要的技術(shù)手段。三維地震勘探法是一種較為常用的勘探方法，在使用中可以對油田進(jìn)行一體化、多方位和多角度的勘探。在使用這種方式前，應(yīng)先根據(jù)開采地區(qū)的石油勘探需要，加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，確保在使用中可以有效的發(fā)揮數(shù)據(jù)采集、野外施工組織、數(shù)據(jù)信息處理、數(shù)據(jù)分析、屬性提取、波長模擬和地質(zhì)建模等功能，實(shí)現(xiàn)對地震勘探數(shù)據(jù)的順利獲取，進(jìn)一步加強(qiáng)對工程開采設(shè)計(jì)方案的全面合理設(shè)計(jì)，避免在開采過程中出現(xiàn)較多的開采問題，提高開采的效率。

三.我國煤層氣勘探技術(shù)和開發(fā)技術(shù)的未來發(fā)展前景論述

在現(xiàn)階段，我國的煤層氣勘探技術(shù)的開發(fā)有一定的發(fā)展?jié)摿?，煤層氣也有現(xiàn)有現(xiàn)實(shí)意義的利用價(jià)值，煤層氣在未來很長一段內(nèi)都是接替常規(guī)天然氣的潔凈能源。從能源潔凈、安全的角度來說，煤層氣的不斷開發(fā)和利用，對于實(shí)現(xiàn)我國能源資源的綜合利用、對我國能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化、對能源供給需求方面的緩解、在一定程度的減少大氣污染，對實(shí)現(xiàn)我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展也有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)性意義。

1.近期計(jì)劃

在此階段，主要對國內(nèi)不同地質(zhì)條件煤層、地質(zhì)的成長過程和成長效益進(jìn)行分析和探討，深入挖掘煤炭儲層的地球物理法則信息，并發(fā)展為闡明技術(shù);制定出煤層和煤炭資源綜合勘探與地域選址的相關(guān)規(guī)范;開展有關(guān)現(xiàn)階段應(yīng)用技術(shù)對國內(nèi)盆地地區(qū)煤層氣地質(zhì)條件適應(yīng)程度的研究和探討;重點(diǎn)對煤層氣鉆機(jī)制造、煤層物性地球物理精細(xì)闡明、低成本傷害良性循環(huán)液研發(fā)等問題進(jìn)行研究和突破。

2.中期計(jì)劃

在此階段主要需要工作人員研究出煤構(gòu)造和低煤階段的煤層氣勘探和地質(zhì)選擇技術(shù);發(fā)展煤層氣、頁巖氣、致密性氣體等綜合勘探技術(shù)，優(yōu)化高效率、低成本的定向鉆孔技術(shù)。針對地質(zhì)條件進(jìn)而構(gòu)建出煤層氣地質(zhì)評價(jià)和選區(qū)技術(shù)，重點(diǎn)對構(gòu)造水平井、水平井鉆機(jī)國產(chǎn)化、多層井鉆井、電磁波地質(zhì)工具等國產(chǎn)化勘探技術(shù)進(jìn)行突破和研究;制定煤層氣綜合勘探技術(shù)的使用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

3.遠(yuǎn)期計(jì)劃

在此階段主要針對國內(nèi)地質(zhì)條件的使用性特征選取低成本、高成功率、高效益的煤層氣勘探技術(shù)和綜合選區(qū)技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全面勘探與開發(fā)煤層氣的開采目的。由此一來，就能跟上時(shí)代發(fā)展潮流，不斷增強(qiáng)煤層氣開發(fā)企業(yè)的行業(yè)競爭力。

結(jié)束語

綜上，可以看出我國煤層氣勘探技術(shù)和開發(fā)技術(shù)具有復(fù)雜化、系統(tǒng)化、綜合性強(qiáng)等特征，其中集結(jié)了多項(xiàng)復(fù)雜技術(shù)，和常規(guī)天然氣開發(fā)技術(shù)、煤炭資源開發(fā)技術(shù)既有本質(zhì)的聯(lián)系又有本質(zhì)的區(qū)別?，F(xiàn)階段國內(nèi)煤層氣的開采在前期發(fā)展階段已實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)量突破百億立方米生產(chǎn)規(guī)模大關(guān)，但產(chǎn)業(yè)的中期持續(xù)發(fā)展和長期持續(xù)發(fā)展仍需適配性技術(shù)的進(jìn)一步革新與進(jìn)步，才可以保障煤層氣勘探企業(yè)跟上時(shí)代發(fā)展潮流。

參考文獻(xiàn)

[1] 苗寶，萬夢，杜繼成.煤層氣研究現(xiàn)狀及展望[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2017（14）：11-12.

[2] 雷敏剛.我國煤層氣勘探與開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].城市地理，2017.