煤层气利用技术简介(正式版)

煤炭资源的煤层气开发与利用煤炭是我国最重要的能源资源之一，而煤层气则是煤炭资源的重要组成部分。

煤层气是一种天然气，在煤炭矿井中存在，通过开采可以转化为清洁能源。

本文将探讨煤层气的开发与利用，并探究其重要性和可持续性发展。

一、煤层气开发的背景与现状中国拥有丰富的煤层气资源，其开采与利用具有重要的战略意义。

煤层气的开发可以提供清洁能源，减少对石油和天然气的依赖，促进能源结构的优化与升级。

目前，中国的煤层气储量居世界第一，但开发利用率却不高，亟需加大开发力度。

二、煤层气开发的技术与方法煤层气开发主要采用的技术有水平挖掘、水平井钻探、压裂注水以及煤层气井的钻探等。

其中，水平挖掘技术是最主要且最具发展潜力的开采技术之一，通过在煤层中挖掘水平巷道，实现煤层气的有效开采和提高开采率。

此外，压裂注水技术在煤层气开发中也占有重要地位，通过向煤层注入水和一定压力，破坏煤层的微细裂缝，提高煤层气的渗透性和产能。

三、煤层气的利用与应用领域煤层气作为一种清洁能源，广泛应用于工业、民生和交通等多个领域。

在工业方面，煤层气可以用于发电、制造化工产品等。

在民生方面，煤层气可以用于居民供暖和炊事。

在交通方面，煤层气可以用于汽车燃料，减少对传统燃油的消耗，提高能源利用效率。

四、煤层气开发与环境保护煤层气开发与利用需要兼顾经济效益与环境保护。

在开采过程中，需要加强环境监测和治理，避免地质灾害和水源污染等问题。

此外，煤层气开发也应注重提高煤层气的利用率，减少排放，优化能源结构，推动可持续发展。

五、煤层气开发的挑战与机遇煤层气开发面临着诸多挑战，如地质条件复杂、技术难度高和投资回报周期长等。

然而，正视这些挑战，加大科研力度，推动技术创新，改善开采条件，加大政策支持，可以使煤层气开发迎来更多机遇，推动我国能源结构的升级和转型。

六、煤层气开发的前景展望煤层气的开发与利用是我国能源领域的重要战略选择。

我国在煤层气开发方面已经取得了一定的成绩，但与世界先进水平相比仍有差距。

煤层气的综合利用摘要：我国是煤炭大国，每年排放煤层气近200亿立方，既污染环境，又造成资源浪费，所以应加强煤层气的有效利用，改善国家能源结构，改善生态环境。

关键词：煤层气；开发；利用1、煤层气概论煤层气是煤炭的伴生气体，是以甲烷为主的有害气体，无色、无味、无臭，可以燃烧、爆炸，难溶于水，扩散性很强，浓度较高时，还会引起窒息事故，它在煤炭生产中，容易造成重特大的安全事故，造成重大人员伤亡和财产损失。

同时甲烷是造成环境温室效应的三种主要气体(甲烷、二氧化碳和氟利昂)之一，其温室效应很强，比二氧化碳作用大20倍。

甲烷排入大气，不仅因其温室效应将引起气候异常，而且还消耗大气平流层的臭氧，它对臭氧层的破坏能力是二氧化碳的７倍，削弱了地球对太阳紫外线侵袭的防护作用，危害人类健康。

我国每年因采煤向大气排放的甲烷量为150—200亿立方，占世界采煤排放甲烷总量的三分之一，据世界首位。

煤层气主要成分(通常占90%以上)是甲烷(CH4)。

在常温下其热值为34—37兆焦/每立方米（MJ/M⁳），与天然气的热值相当，是一种很好的高效清洁气体燃料，属于非常规天然气，可以作为新的接替能源加以开发利用，长期以来，煤矿为了避免瓦斯爆炸事故而采取的最主要方法是“通风”，即向矿井内鼓入大量空气，把矿井中的煤层气排出放空，这样既浪费了资源，同时污染了环境，破坏了生态，如能将抽出的瓦斯有效利用，是变害为利的重要措施。

矿井瓦斯的有效利用在发达国家发展较早，美国于1976年开始了煤层气的开发利用工作。

美国对煤层气的开发利用采取了大幅度退税等优惠政策，使美国成为目前煤层气开发利用最成功的国家，美国煤层气开发只用十年时间就走上商业规模利用的道路，煤层气已成为美国的重要能源，1999年产量约350亿立方米，从而引起世界产煤国家的关注，掀起开发利用煤层气的热潮。

英、德、澳大利亚、波兰、印度、加拿大、俄罗斯等20多个国家相继开展了煤层气的研究与开发试验，其中澳大利亚在低渗透率煤层中开发煤层气的研究中取得了重要进展。

中联煤层气有限责任公司煤层气行业标准煤层气井排采工程技术规范1999-04-01发布 1999-05-01实施中联煤层气有限责任公司发布中联煤层气有限责任公司煤层气行业标准煤层气井排采工程技术规范1范围本标准规定了煤层气井排采工程施工过程中各工序的技术标准，包括排采总体方案的制定、泵抽系统、排采设备及地面流程的安装、场地标准、下泵作业、洗井、探冲砂、资料录取、分析化验、总结报告编制等技术要求。

本标准适用于煤层气井的排采作业工程。

2引用标准下列标准所包含的条文，通过对标准的引用而成为本规范的条文。

中联煤层气有限责任公司煤层气井排采作业管理暂行办法SY/T 5587.6-93 油水井常规修井作业 起下油管作业规程 SY/T 5587.7-93 油水井常规修井作业 洗井作业规程SY/T 5587.16-93 油水井常规修井作业 通井、刮削套管作业规程SY/T 5587.5-93 油水井常规修井作业 探砂面、冲砂作业规程 SY/T5523-92 油气田水分析方法SY/T6258-1996 有杆泵系统设计计算方法3 排采总体方案的制定3.1基本数据3.1.1钻井基本数据钻井基本数据包括地理位置、构造位置、井别、井型、施工单位、目的层、开钻日期、完钻日期、完井日期、钻井周期、完钻井深、完钻层位、最大井斜、井深、方位、人工井底、补芯高。

3.1.2完成套管程序完成程序包括套管规范、下深、钢级、壁厚、水泥返高、固井质量、短套管、油补距。

3.1.3煤层深度、厚度及射孔井段3.1.4解吸/吸附分析成果包括含气量、含气饱和度、临界压力3.1.5注入/压降测试及原地应力测试数据包括渗透率、表皮系数、储层压力、压力梯度、研究半径、煤层温度、闭合压力、闭合压力梯度、破裂压力等。

3.2 排采总体方案3.2.1排采目的3.2.2排采目的层及排采方式3.2.3排采设备及工艺流程设计3.2.4排采周期3.3工艺技术要求3.3.1动力系统3.3.2抽油机3.3.3泵挂组合3.3.4 地面排采流程a.采气系统；b.排液系统；3.4排采作业管理3.4.1设备管理3.4.2排采场地、人员3.4.3排采资料录取3.4.4排采动态跟踪3.4.5排采汇报制度3.5安全、环保及质量要求3.6应提交的资料、报告3.6.1施工设计书(一式十份)3.6.2排采资料(一式两份)a.排采日报、班报b.排采水样半分析原始记录c.排采水样全分析报告d.排采气样全分析报告e.排采水、气产量动态曲线f.液面资料、示功图资料g.修井资料h.阶段性总结报告3.6.3总结报告（一式十份）3.7排采主要设备、材料4 泵抽系统及地面流程的安装4.1泵抽系统4.1.1执行《中联煤层气有限责任公司煤层气井排采作业管理暂行办法》。

国内外煤层气开发利用状况及其技术水平简介摘要：本文介绍了国内外煤层气资源的利用现状，国外的主要介绍了美国、加拿大和澳大利亚以及俄罗斯的煤层气资源的分布、储量以及开发现状,并对其勘探开发理论和开发技术进行了介绍和分析。

之后对国内的煤层气资源分布和分类进行了简要的介绍，简述了我国煤层气开发所取得的进展和遇到的问题。

最后依据国外的开发经验给我国的煤层气开发提出一些建议。

关键字：煤层气国内外开发利用现状开采技术启示0 引言煤层气,又名瓦斯，是一种在煤层生成，主要以吸附状态储集于煤层，成分以甲烷为主的天然气.在20世纪80年代之前，煤层气只是被人们认为是一种对煤矿安全生产具有严重威胁的气体.然而近年来，随着世界能源局势持续紧张，人们已经认识到煤层气是一种新的非常规能源,具有热值高、污染少、安全性高的特点,完全可以成为石油和天然气等常规能源的重要补充。

所以在此之后，世界上一些主要产煤国家纷纷涉足这一领域,在勘探开发理论与开采应用技术方面进行了大量的研究与试验工作,取得了突出的成就，使这一产业得到快速发展。

如今，煤层气已经成为能源家族中的一位新的成员。

1 世界煤层气资源分布根据国际能源署（IEA）的统计资料和我国煤层气资源评价结果，全球煤层气资源量可能超过260 × 1012m3，90%分布在12个主要产煤国，其中俄罗斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚的煤层气资源量均超过10 × 1012m3。

2 国外煤层气开发利用现状美国、加拿大和澳大利亚等国煤层气勘探开发比较活跃，其中美国是世界上煤层气商业化开发最为成功、产量最高的国家。

2。

1 美国美国煤层气总资源量21万亿m3。

全美含煤盆地大约有17个,已有13个进行了资源评价.按照地质理论，这13个盆地可分为东部大盆地和西部大盆地两类。

西部大盆地拥有美国煤层气资源的70%以上。

东部大盆地的煤层气主要分布在上石炭统宾夕法尼亚系的多层薄煤层中,煤层稳定,埋藏较浅，以高挥发分烟煤为主，煤层呈常压或低压状态，煤层气含量和煤层渗透率均较高，以黑劳士盆地为代表;西部大盆地的煤层气主要分布在白垩系——早第三系煤层中，煤层厚度较大，但变化大，煤阶较低，埋深几百至三千米以上，煤层气含量较高，煤层渗透率高，煤层压力从低压到超压，以圣胡安盆地为代表（李鸿业，1995）。

浅析煤层气开采技术与发展趋势煤层气是一种特殊的天然气资源，储存在煤层中，随着能源需求的不断增长，煤层气开采技术得到了广泛关注和发展。

煤层气开采技术与发展趋势备受人们关注，下面我们就来对其进行浅析。

一、煤层气开采技术1. 传统的煤层气开采技术传统的煤层气开采技术主要包括矿井抽采和水力压裂。

矿井抽采是通过开采煤矿时将瓦斯抽出，属于被动式的煤层气开采方式，但这种方式存在安全隐患和资源利用率低的问题。

而水力压裂是通过向煤层注入水，将煤层进行压裂，释放煤层气，但这种方式存在对地下水资源的危害和环境污染的问题。

2. 改进的煤层气开采技术随着科技的不断进步，煤层气开采技术也在不断改进，新兴的煤层气开采技术主要包括水力压裂增产技术、水平井技术、地面气体捕获技术等。

水力压裂增产技术通过改进压裂液体系和增加压裂强度，提高了煤层气开采效率；水平井技术通过在煤层中打出水平井，增加了煤层气的开采面积和渗透性，提高了煤层气的产量；地面气体捕获技术通过对煤层气进行集中捕获和利用，降低了煤矿瓦斯排放，减少了煤矿事故发生的可能性。

3. 煤层气开采目前面临的挑战尽管煤层气开采技术不断改进，但目前仍面临一些挑战。

煤层气的地质条件复杂，不同地区的煤层气特性各异，需要针对性的开采技术；煤层气开采对环境和地下水资源的影响问题备受关注，需要寻求可持续发展的开采模式；煤层气资源的勘探难度大，需要投入大量资金和技术，并且开采周期长，投资回收周期长，对投资者的要求较高。

二、煤层气开采的发展趋势1. 技术创新是煤层气开采的主要发展方向随着煤层气市场需求的不断增长，技术创新是煤层气开采的主要发展方向。

未来，随着水力压裂技术的不断改进和成熟，水平井技术的广泛应用，煤层气的开采效率将得到进一步提高；地下气体捕获和利用技术将得到更多的关注和应用，降低煤矿瓦斯的排放，减少环境污染。

2. 煤层气开采将向低成本、高效益方向发展未来，煤层气开采将向低成本、高效益的方向发展。

煤层气开发与利用本微信由洛阳罗伊机械有限公司提供赞助煤矿瓦斯事故是煤矿安全生产的最大威胁之一。

我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%，瓦斯事故频繁，每年因瓦斯灾害造成的死亡人数达2000人以上。

仅根据最近15年的统计，因瓦斯事故而死亡的人数约占煤炭行业工伤事故死亡人数的30-40%，占重大事故的70-80%，直接经济损失超过500亿元。

瓦斯事故造成的人员伤亡和巨大经济损失，在社会上形成很大负面影响。

另在市场热点显得难以为继的背景下，七大战略产业（节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车）无疑将成为新兴奋点。

窥全豹之一斑，有效的开发利用煤层气尤显意义非凡。

1煤层气相关背景简介1.1性质煤层气：俗称“瓦斯”，赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。

煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。

煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。

煤层气或瓦斯的热值跟甲烷(CH4)含量有关，地面抽采的煤层气甲烷(CH4)含量一般大于96.5%，当甲烷含量97.8%时，在0℃, 101.325kPa下，高热值：QH=38.9311MJ/Nm3(约9299 kcal/ Nm3)低热值：QL=34.5964MJ/Nm3(约8263 kcal/ Nm3)井下抽采的煤层气（瓦斯）目前一般将甲烷(CH4)含量调整到40.8%后利用，此时瓦斯的热值为：（在0℃, 101.325kPa下）低热值：14.63MJ/m3(约3494 kcal/ Nm3)高热值：16.24MJ/m3(约3878 kcal/ Nm3)1.2资源分布情况我国42个主要含气盆地埋深2000m以内浅煤层气地质资源量36.81万亿m3，埋深1500米以内潜煤层气可采资源量10.90万亿m3。

煤层气的输送及储存技术简介目前煤层气的输送有两种方法，一种方法是用管路加压输送，另一种方法是将煤层气液化后输送。

液化煤层气(LNG)是煤层气经净化处理后，通过低温冷凝而成的液态混合物。

为在常压下保持液态，必须冷却至-162℃以下，其体积为原气态体积的1/600。

LNG运达目的地后，可卸入接收站的低温储罐中储存，然后再通过加热再气化后，以气态形式用管道输送至用户。

我国是最早建设输送管道的国家，早在公元221～263年的蜀汉时期，我国四川、重庆地区就有采用楠竹管道输送卤水来制盐的（图一）。

17世纪就有用楠竹管道输气的。

油气管道运输的初具规模是在1928年电弧焊技术问世，以及无缝钢管的应用而得到发展的。

管道输送技术的第一次飞跃是在二次大站期间，由于德国潜艇对油轮的袭击，严重威胁了美国的油料供应。

美国于1942年初开始仅用一年多的时间就紧急建成了一条全长2018千米，管径分别为600毫米(当时最大)和500毫米图一楠竹管道的原油管道，保障了原油的供应。

对保证盟国的战争胜利起了重要作用。

目前煤层气等天然气最先进的储存方式主要有地下盐穴储气技术和吸附储气技术(ANG)。

盐穴库的造价相对低廉，只有地面钢制储罐库的1/3。

目前，全世界有约2000 多个盐穴用于存储原油、成品油、天然气和液化石油气，美国、德国、法国和加拿大等国家均建有这类储备库。

西气东输管道调峰库－金坛储气库一期工程是我国到06年为止唯一建成投产的盐穴库。

我国目前建成的储气库有湖北云应盐穴储气库、河南平顶山储气库和江西南昌麻丘水层储气库。

同时，青岛龙泽燃气公司和北京北燃公司正在青岛黄岛建设库容分别为25×104m3和50×104m3的液化石油气地下储备库。

我国有广大地区的地质与水文条件符合建造地下水封洞库。

由于与地面库相比在安全性、经济性和环保等方面的优势，地下水封洞库在我国具有广阔的发展前景。

天然气的第二种储存方式就是吸附储气技术。