煤層氣井抽采工藝的選擇

煤層氣井抽采工藝的選擇

在采礦和開采過程中，由于沒有采取任何生產(chǎn)措施，采采區(qū)對煤儲存層本身的滲透、100米孔的資源量以及煤儲存層的吸附能力密切相關(guān)?？紤]到目前的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)可行性，及時發(fā)生的煤炭、復(fù)雜結(jié)構(gòu)和強(qiáng)水動力活動的地區(qū)，不利于地面采礦和開采的實施。1煤氣產(chǎn)出條件煤層氣儲集層——煤層的孔隙特征、滲透能力、吸附能力與常規(guī)天然氣儲層的差異性決定了煤層氣的產(chǎn)出與常規(guī)天然氣相比,存在很大差別。因此,對煤層氣產(chǎn)出條件進(jìn)行討論顯得尤為必要。煤層氣的產(chǎn)出條件可從物質(zhì)基礎(chǔ)、流動通道及能量系統(tǒng)等三個方面進(jìn)行闡述。1.1煤層氣開采量的影響煤層氣主要以吸附狀態(tài)儲存在煤層中,資源量的多少直接關(guān)系到其是否具有開采價值。因此,從某種程度上說:一個地區(qū)資源量的多少決定了該區(qū)煤層氣開采潛力的大小,是煤層氣進(jìn)行開采的先決條件之一。資源量的多少又通過含氣量、煤層厚度、資源豐度等指標(biāo)來表征。而含氣量的高低直接關(guān)系到煤層氣是否能采出及采出程度。1.2煤儲層的滲流能力要采出儲集在煤孔隙系統(tǒng)中的煤層氣,必須得有讓氣體從其流出的通道。因此,具有連接煤孔隙系統(tǒng)與外界系統(tǒng)的暢通通道是煤層氣產(chǎn)出的又一條件。煤儲層的滲流能力是煤層中氣體導(dǎo)流能力的反映,它關(guān)系到甲烷氣體在煤中的賦存狀態(tài)和開采的難易程度。滲透率越高,導(dǎo)流通道越暢通,越利于煤層氣的流出。1.3影響煤氣解吸的因素煤層氣是靠排水使壓力降低而產(chǎn)出的,壓力降低的難易決定了煤層氣產(chǎn)出的難易程度。煤儲層的含氣飽和度越大,煤層氣的運移潛勢就越大,排采潛勢就越高。根據(jù)實驗研究表明,煤層氣的吸附—解吸過程可近似看成可逆過程,因此,吸附時間越長,對煤層氣的解吸越不利。煤層氣是靠降壓解吸的,臨/儲壓力比越高,越不利于煤層氣的解吸。綜上可見:資源量是煤層氣開發(fā)的物質(zhì)保證,滲透率是煤層氣運移的通道,而解吸能力的強(qiáng)弱反映出煤層氣采出難易及采收率。2層氣開采模式研究的基礎(chǔ)影響煤層氣開采模式的主控因素研究,是煤層氣開采模式評價理論研究的基礎(chǔ)。從目前的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平來說,煤層氣產(chǎn)出的主控因素可分為資源因素、可采因素和開發(fā)基礎(chǔ)因素三類。2.1煤氣資源量和采出量是目煤層氣主要以吸附狀態(tài)儲存在煤層中,資源量的多少直接關(guān)系到其是否具有開采價值。煤礦區(qū)煤層氣資源因素主要指礦區(qū)煤層氣的剩余資源量。礦區(qū)煤層氣剩余資源量就是煤層氣資源量與煤層氣消耗資源量之差。煤層氣資源量是資源評價和勘探開發(fā)的最終成果。它是編制勘探規(guī)劃、開發(fā)方案、能源調(diào)配和投資決策的重要依據(jù)。煤層氣資源量選用了含氣量、資源豐度、可采煤層厚參數(shù)。煤層氣消耗資源量是指風(fēng)排消耗量和抽放消耗量。(1)含氣量。含氣量是指標(biāo)準(zhǔn)溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓力條件下單位重量煤中所含氣體的體積。它是計算煤層氣資源量,預(yù)測氣井產(chǎn)量的重要參數(shù)之一。含氣量含氣量的高低直接關(guān)系到煤層氣是否能采出及采出程度,對煤層氣生產(chǎn)能力的影響是顯而易見的,含氣量越高越有利。(2)資源豐度。在特定的地質(zhì)單元內(nèi),單位面積內(nèi)的煤層氣地質(zhì)資源量,單位采用108m3/km2。(3)可采煤層總厚?？鄢龏A矸層的可采煤層厚度統(tǒng)計求和。(4)已采資源量。已采出的煤層氣資源量由抽放待利用量和風(fēng)排瓦斯消耗量兩部分組成風(fēng)排消耗量。2.2煤的地質(zhì)條件評價煤層氣開采模式的可采因素主要包括:滲透性、解析能力、煤體結(jié)構(gòu)和地質(zhì)條件。(1)滲透性。煤儲層的滲流能力是煤層中氣體導(dǎo)流能力的反映,它關(guān)系到甲烷氣體在煤中的賦存狀態(tài)和開采抽放的難易程度。煤層氣存在于煤的雙孔隙系統(tǒng)中,煤的雙孔隙系統(tǒng)為基質(zhì)孔隙和裂縫孔隙。中等變質(zhì)的肥煤和焦煤,其滲透率最高低變質(zhì)的褐煤、長焰煤和氣煤孔隙度大,滲透率次之;中、高變質(zhì)的瘦煤至無煙煤滲透率最低。煤中惰質(zhì)組含量越高、灰分越低,其滲透率越高。(2)解吸能力。解吸能力的大小將直接影響煤層氣的開采難易程度及采收率。飽和度越大,煤層氣的運移潛勢就越大,煤層氣的排采潛勢就越高。根據(jù)實驗研究表明,煤層氣的吸附一解吸過程可近似看成可逆過程,因此,吸附時間越長,對煤層氣的解吸越不利。煤層氣是靠降壓解吸的,臨/儲壓力比越高,越不利于煤層氣的解吸。(3)煤體結(jié)構(gòu)。煤的堅固性系數(shù)和煤的破壞類型是煤體結(jié)構(gòu)的綜合反映。(4)地質(zhì)條件。水文地質(zhì)因素中水頭高度、含水層與煤儲層關(guān)系、水化學(xué)性質(zhì)、補(bǔ)給區(qū)與匯集區(qū)關(guān)系、地下水徑流特征等作用于煤儲層,從而對煤層氣風(fēng)化帶深度、含氣性等產(chǎn)生影響,特別是對煤儲層壓力系統(tǒng)往往有決定性作用。2.3構(gòu)建評價模型評價煤層氣開采模式的開發(fā)因素包括:地形地貌條件、煤層埋深、市場條件、基礎(chǔ)設(shè)施條件等一系列定性描述或半定量的參數(shù),在本項目中我們建立了相對統(tǒng)一的分值尺度,旨在標(biāo)準(zhǔn)化地評價全部對象。3氣氣開采發(fā)生條件確定本文對影響煤層氣開采模式的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了分析總結(jié),指出煤層氣開采的三大先決條件,即:一