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煤层气采收率的影响因素及提高采收率策略研究煤层气采收率是指在煤层气开采过程中，实际采取的有效采出煤层气量与煤层中可供采出的煤层气总量的比值。
煤层气采收率受多种因素的影响，如煤层气资源属性、煤层地质条件、采收工艺等。
本文将就这些影响因素及提高采收率的策略进行论述。
首先，煤层气资源属性对采收率有着重要影响。
其中，煤层厚度、煤储层渗透率、孔隙度、煤储层压力等是影响煤层气产量和采收率的重要因素。
煤层厚度越大，煤层气产量潜力越高；煤储层渗透率及孔隙度越大，煤层气渗流能力越强；煤储层压力越大，煤层气释放及产出的能力越高。
因此，在选择煤层气开采区块时应注重煤层资源属性的评价和选择。
其次，煤层地质条件对采收率也具有重要影响。
主要包括地层倾角、构造形态及构造应力状态等。
地层倾角对煤层气采收率有直接影响，倾斜度越大，地层越容易产生破裂，增加煤层气的释放和产出能力。
构造形态也直接影响地下煤层气储存的规模和分布，选择盆地内凹陷带或据盆山构造边界区煤层气丰度较高的地区，利于提高采收率。
构造应力状态对煤层气渗流性能影响较大，应合理确定钻井设计参数，以充分开采煤层中的煤层气。
第三，采收工艺对采收率也具有一定影响。
主要包括抽采工艺、注采工艺及增透工艺等。
目前，常见的抽采工艺有常压采气、人工增渗采气和压裂压排采气等。
注采工艺有煤层气水平井注气采出、增气井注入等。
增透工艺主要包括增透剂注入、甲烷抽采、煤层气重新饱和等。
合理选择采取何种采收工艺，能够最大程度地提高采收率。
为了提高煤层气采收率，可以采取以下策略。
首先，优先选择资源丰度较高、煤层厚度足够的区块进行开采，提高煤层气资源的开采效益。
其次，优先选择地质条件较好、地层倾角适中的区块进行开采，增加煤层气的释放能力。
然后，合理选择抽采工艺及注采工艺，如采用压裂和注入增进煤层气释放效果。
此外，还可采取增透工艺，如增透剂注入，提高煤层渗透性，增加采气速度及采收率。
综上所述，煤层气采收率受到煤层气资源属性、煤层地质条件和采收工艺等多种因素的影响。
收稿日期:2008-07-07作者简介:张小五(1973-),男,宁夏隆德人,1998年毕业于西安矿业学院水文地质与工程地质专业,工程师,主要从事石油钻井与煤层气相关研究。
浅述提高煤层气采收率方法张小五1,乔军伟2(1.宁夏煤田地质局,宁夏银川 750002;2.西安科技大学,陕西西安 710054)摘 要:根据我国煤层气的储层特征及储层状况,对影响煤层气采收率的主要因素,以及提高煤层气采收率的开发技术和储层激励技术进行了分析,并介绍相关技术的优缺点。
关键词:煤层气;采收率;储层激励;多分支水平井;中图分类号:P62416 文献标识码:B 文章编号:1671-749X (2008)05-0024-020 引言 我国煤层气资源相当丰富,这不仅是一种巨大的战略性“接替能源”,且是“绿色能源”[1]。
但煤层气也是煤矿灾害的首要因素,是造成大气污染和温室效应的重要来源。
开发煤层气既能增加新资源,又能从根本上改善煤矿的安全和环境的污染。
1 采收率的影响因素煤层气采收率的影响因素包括储层地质条件、开发技术条件以及经济因素等。
影响煤层气采收率的储层地质条件主要有渗透率、储层压力和含气饱和度等。
我国煤层的渗透率普遍偏低,有可能造成煤层气产量过早,导致开发停止,从而使煤层气采收率降低。
储层压力是水和气体从煤中裂隙流向井筒的动力。
含气饱和度是温度、压力、围岩条件、煤吸附能力等综合作用的结果,其影响着煤层气的解吸量。
在废弃压力相同的条件下,压力高的饱和煤层比低压欠饱和的煤层可以解吸更多的气体。
影响煤层气采收率的开发技术条件主要包括井网布置、钻完井技术、排采工艺及强化增产措施等。
常规煤层气开发技术主要以井筒所在“点”为考察对象,以有限的井筒影响范围为假想目标来设计钻井和完井程序以及储层激励措施。
而实际上煤层气的产出更需要以“面”为单位,综合考虑整个气藏范围内流体动力场、地应力场、地热场以及流体化学场的互动影响,特别是当以井筒点为中心的储层激励措施不足以引导“四场”互动从而改善气藏本身的地质缺陷时,常规技术在开发煤层气藏上的作用就非常有限[2]。
煤层气藏工程原理
煤层气藏工程主要是通过钻井、水力压裂等方式来提高煤层气的采收率，其原理包括以下几个方面：
1. 煤层气运移规律：煤层气处于煤层孔隙和吸附态之间，存在于煤层中的毛细管、微孔和微缝中。
在煤层中，煤层气的运移主要取决于渗透性、孔隙度和岩石物性等因素。
2. 压裂技术：通过利用高压液体将水或气等注入到煤层中，使煤层裂开，以增加渗透性，从而提高煤层气的采收率。
3. 孔隙压缩：煤层气被压缩在煤层中，当煤层被抽取时，煤层内部的压力会下降，这将导致煤层气从孔隙中释放出来。
4. 井筒参数控制：在钻井过程中，井筒的直径、壁面质量和物理性质等参数对煤层气的开采产生影响。
正确地控制井筒参数可以增加煤层气的产出。
总之，煤层气藏工程原理是通过改变煤层内部的渗透性、压力和孔隙度等因素，来提高煤层气的采收率。
第40卷第9期 辽 宁 化 工 Vol.40，No.9 2011年9月 Liaoning Chemical Industry September，2011收稿日期： 2010-04-11 提高煤层气采收率措施研究孙 敏 娜（西安石油大学石油工程学院， 陕西 西安 710065）摘 要： 20世纪90年代我国开始试验性的进行煤层气的工业化开采。
由于我国煤层气存在“高储低渗”的问题，所以单井产量低，开采利用非常困难。
本文将针对以上问题对提高煤层气采收率的多种措施进行概述。
关 键 词：煤层气藏；煤层气开发； 提高采收率中图分类号：TD 823 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2011）09-0975-03我国的煤矿井下煤层气抽放始于20世纪50年代，随着对新能源的开发利用，煤层气由单纯的井下抽放逐步向地面开发发展，90年代开始试验性的进行煤层气的工业化开采，但大部分的产气量不高。
造成这种现象的主要原因是：我国煤层气地质条件复杂，大多具有低压（压力系数小于0.8）、低渗（小于1×10-3 μm2）、低饱和（小于70%）三低现象，低压使气流驱动能力不足，低渗无法形成以抽放钻孔为半径的大范围的解吸-扩散-渗流圈，低饱和是温度、压力、围岩条件、煤的等温吸附性质等综合作用的结果。
在目前的技术条件下，“三低”煤层抽放特别困难。
以下将对多种提高煤层气采收率的技术进行概述。
1 煤储层压裂技术煤储层压裂技术是目前煤层气开发普遍采用的增产措施。
这是因为人工压裂形成的诱导裂缝降低或消除了煤层的近井眼伤害，强化了煤层中的天然裂隙网络，扩大了有效“井眼半径”和煤层气解吸渗流面积，加强了井眼稳定性，在井眼周围形成了有效的煤层气渗流通道，有效地提高了煤层气井的产能。
压裂措施最关键的技术就是破裂压力和瞬时关井压力的设计。
煤层气井与常规油气井在水力压裂技术方法和压裂结果上，既有相似性又有差异性。
其差异性主要表现在以下两个方面：①煤层中甲烷气主要以吸附状态赋存于煤岩裂隙和基质孔隙（微孔隙）的内表面上，其赋存和产出机理与砂岩天然气完全不同；②煤岩在成分、结构、构造以及力学物理性质上与油气储层有显著差异。
二氧化碳增加煤层气采收率技术下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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定向钻井煤层气高效开采技术
定向钻井是一种高效开采煤层气的技术，其通过在地面上设置定向钻井设备，然后利用水平定向钻井等技术，在地下准确定位和开采煤层气，从而实现高效率、高产量的煤层气开采。
定向钻井技术在煤层气开采中的优势主要有以下几个方面：
1.提高煤层气采收率：定向钻井技术可以使钻井井眼在有效气层中滑行，从而在垂直钻井的难以达到的位置开采到煤层气，提高煤层气的采收率。
2.减少钻探开发成本：定向钻井技术可以一次性钻探多个气层，减少了多次钻探的成本和周期。
3.减少对地表环境的影响：定向钻井技术可以减少坡地开挖距离，降低了对环境的影响。
同时，自动化流程和完善的封闭管道系统也有助于减少排放和污染。
4.提高开发效率：定向钻井技术可以将钻探和开发的成本缩短至最短，从而可以在极短的时间内快速进行煤层气的开发。
因此，定向钻井技术是煤层气高效开采的关键技术之一。
对于煤层气生产商和开发商，其应该注重技术的投入和研发，以求从长远效益的角度进行开采和管理。
此外，政府应该制定
针对煤层气产业的标准和规范，以更为全面的视角考虑煤层气开发产业化的问题。
总之，未来煤层气的开采既面临技术挑战，也需要考虑到生态与社会的问题。
本文所提及的定向钻井是其中关键和核心的部分。
在这方面的研发和技术投入都是必不可少的。
同时，产业方面需要彻底调查和研究市场，包括资源储备、开采条件、成本分析、技术发展和政策支持等，来理性分析煤层气的产业化与推广。
煤层气采收率改进的地质工程方法研究煤层气是一种重要的清洁能源资源，其开发利用对于促进能源结构优化、保护环境、实现经济可持续发展具有重要意义。
然而，在煤层气开采过程中，煤层气的采收率一直是一个关键难题。
为了改进煤层气的采收率，地质工程方法被广泛应用于实践中，本文从多个方面探讨了煤层气采收率改进的地质工程方法。
首先，煤层气采收率的改进需要准确了解煤层储量和气藏地质特征。
这要求进行详细的地质勘探工作，包括地质剖面、地质钻探、地震勘探等多种方法。
通过这些手段，可以确定煤层的分布、含气量、孔隙结构等关键参数，为后续的采气工程设计提供准确的数据支持。
其次，针对不同的煤层气开采阶段，需要采用不同的地质工程方法进行改进。
在投产初期，提高煤层气的采收率可以使用压裂技术。
该技术通过注入高压液体进入煤层，使煤层裂缝扩张，从而增加煤层的渗透性和透水性，提高气体采出率。
压裂技术的改进可以包括改变注入压力、液体黏度、断裂液体组成等方面。
此外，还可以使用减压脱附技术，通过减少煤层中的孔隙压力，促进煤层气体的解吸，提高气体采收率。
另外，地质工程方法中的注水采气技术也是改进煤层气采收率的重要手段之一。
该技术通过注入水来增加煤层中的压力，提高煤层气体的渗透性和透水性。
注水采气技术的改进可以包括改变注水量、注水位置、注水压力等方面。
此外，还可以结合其他增采技术，如电加热、微生物改造等技术，进一步提高煤层气的采收率。
此外，改进煤层气采收率的地质工程方法还包括注气增采技术。
该技术利用压力差，通过注入二氧化碳、氮气等非常规气体来驱动煤层气的产出。
注气增采技术的改进可以包括改变注气量、注气压力、注气时间等方面。
此外，可以结合水平井、多次压裂等技术，进一步提高煤层气的采收率。
最后，改进煤层气采收率的地质工程方法还包括工程监测与调控技术。
通过建立合理的监测与调控体系，可以实时监测煤层气开采的情况，并根据监测结果进行调整和优化。
其中，包括监测地应力变化、孔隙压力变化、渗透率变化等参数，以及根据监测结果进行改进措施的制定和实施。
提高煤层气采收率方法硕11级15班韩明彬 201120263摘要:煤层气将成为我国继煤炭和石油天然气之后的战略性接替能源,它的开发和利用既能决我国天然气的不足,又能从根本上消除了煤炭开采中造成的瓦斯突出等灾害,还可以减少了大量瓦斯排放到大气中造成的环境污染以及改善我国的能源结构。
论文详细阐述了煤层气赋存状态、煤层气吸附与吸机理、煤层气开采基础与提高采收率方法,分析了注气增产法开发煤层气机理,指出了注气增产法开发煤层气的研究方向。
关键词:注二氧化碳; 煤层气开采; 采收率; 进展Abstract: Coalbed methane will be come a strategically substitute resource of coal oil and natural gas in China. The development and utilization of coalbed methane can not only make up for the deficiency of natural gas, but also eliminate the disaster of gas outburst during coalmining more over, reduce the air pollution from gas emission and optimize the energy structures in China. This paper illustrates occurrences, adsorption, desorption, mining mechanism and recovery of coalbed methane, analyzes the mining mechanism via gas injection to increase coalbed methane recovery and presents a study direction for gas injection to mine coalbed methane. Key words: carbon dioxide injection; mining coalbed methane; recovery; advance煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH（甲烷),与煤炭伴生、以吸附状态4储存于煤层内的非常规天然气，热值是通用煤的2-5倍，主要成分为甲烷。
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。
开发利用煤层气可以改善煤矿安全生产，提高经济效益在煤炭开采过程产生的煤层气俗称“瓦斯”。
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。
采煤之前先采出煤层气，有利于从根本上防止煤矿瓦斯事故，改善煤矿的安全生产条件，同时还能减少矿井建设费用（巷道建设和通风费用减少1/4左右），从而提高煤矿的生产效率和经济效益，改善煤矿的社会形象。
开发利用煤层气可以在一定程度上改善我国的能源结构，增加洁净的气体能源能源作为人类经济社会发展的三大支柱之一，将在世界经济可持续发展的战略中具有举足轻重的作用。
随着我国国民经济的快速发展，对能源的需求也越来越大，特别随着我国经济的飞速发展，国内油、气供需缺口急剧增大。
开发和利用煤层气可以现实、有效地弥补我国常规天然气在地域分布和供给量上的不足。
有些资深专家早就提出21世纪是煤层气大发展的时代，煤层气是我国常规天然气最现实可靠的替代能源。
开发利用煤层气可以有效减排温室气体，改善大气环境煤层气（甲烷）又是一种温室气体，其温室效应是CO的20～24倍。
甲烷的温室效应在全球气候变2暖中的份额为15%，仅次于CO。
我国是煤炭生产大国，只要采煤就会向大气中2排放煤层气。
1994年，据联合国统计我国每年因采煤向大气排放的甲烷气体达190亿 m3，居世界第一，约占我国工业生产中甲烷排放量的三分之一，占世界采煤排放甲烷总量的三分之一，已引起国际社会的普遍关注。
由于近年来煤炭产量剧增，这一问题更加突出。
因此开发和利用煤层气不仅可以避免因采煤造成的煤层气这种不可再生资源的浪费，还在减少温室气体排放、改善大气环境方面具有非常重要的意义。
开发利用煤层气也将拉动相关产业的发展任何一个新产业的形成与发展都与其他行业密切相关，开发利用煤层气也将为拉动相关产业起到推动作用。
煤层气产业是一项庞大的系统工程，建设一个煤层气生产基地将带动运输、钢铁、水泥、化工、电力、生活服务等相关产业的发展，增加就业机会，促进当地经济的发展。
综上所述，煤层气的开发和利用不仅可以缓解我国优质能源供需矛盾，一定程度上改善能源结构的需要，也可以从根本上保障煤矿安全生产和改善全球大气环境。
同时，煤层气产业还将成为我国国民经济新的增长点。
开发利用煤层气在我国具有特殊的紧迫性和重要性，因为我国是世界采煤大国，煤层气如不及时开发利用，将伴随着采煤过程继续大量排入大气，既浪费了宝贵资源又造成温室效应。
一言以蔽之，开发利用煤层气有百利而无一害，功在当代，利在千秋。
1．影响我国煤层气采收率的主要因素煤层气在采出过程中首先从煤中解吸并以煤层的孔、裂隙系统作为运移通道, 因此煤层气地质特征控制着煤层气采收率, 主要包括渗透率、储层压力和含气饱和度等。
与美国相比, 我国的煤储层渗透率要低3-4 个数量级,低渗无法形成以抽采井为半径的大范围的解吸扩散渗流圈。
可能造成煤层气产量过早低于经济产量,导致开发停止, 从而使煤层气采收率降低。
煤储层压力对煤层气含量、气体赋存状态起着重要作用。
不仅如此,储层压力也是水和气体从煤裂隙流向井筒的能量,当降低煤储层压力,煤孔隙中吸附的气体开始解吸,向裂隙方向扩散,在压差作用下从裂隙向井筒流动。
煤层气开采就是根据这一原理,通过排水降低储层压力而达到采气的目的。
我国煤储层绝大部分压力偏低,低压一方面表现为没有足够的吸附动力,煤体吸附的气体少; 另一方面使得煤层气开采时气流驱动能力不足,产出速率低。
含气饱和度方面,低饱和是温度、压力、围岩条件、煤的等温吸附性质等综合作用的结果。
在废长期从事油气地质学及煤层气开发方面的研究工作。
2．煤层气赋存状态与吸附、解吸机理特征研究现状2.1煤层气赋存状态与开采的基本理论煤层气赋存状态有三种,吸着态、游离态和溶解态,吸着态又包括吸附态、吸收态和凝聚态三种方式,而其中以吸附态为主与常规油气藏最明显的区别在于,煤层气主要是以吸附状态储存在煤岩层中, 煤岩层即是生气源岩, 煤层气储集层。
煤储层是由气、液、煤基质块和宏观裂隙、显微裂隙、孔隙组成的三相介质与三元结构体系,是由相互关联、相互制约和相互作用的一些部分组成的具有某种功能的组合。
煤层气开采理论的基础是解吸-扩散-渗流, 与之对应的工艺过程是排水-降压-解吸。
气体通过煤基质扩散到煤层内生节理中,扩散行为符合Knudsen扩散 (微孔) 定律Fick扩散 (中、大孔) 定律,扩散速度与甲烷浓度、煤基质内在扩散性能和甲烷运移距离有关;流体达到节理之后的流动特性可用达西定律来描述，随压力梯度而变化。
2.2煤层气吸附、解吸机理研究现状煤层气在煤层中的赋存状态是煤层气开采理论的基础。
吸附是煤层气的主要赋存状态。
对于煤层中气体的吸附,国内外学者做了大量的研究工作。
在吸附作用研究中, Langmuir等温吸附模型和方程长期占统治地位,国外在 20世纪70年代、国内在20世纪90年代开始考虑煤内表面的非均匀性,尝试用势差理论模型、DR方程、GF方程、LF方程描述煤的吸附特征。
对于多组分吸附特征的研究,虽然开始于20世纪60年代末,但主要是 20世纪90年代以后由于勘探开发的需要, 氮气、二氧化碳等其他气体以及不同组分的混合气体的吸附作用才越来越受到重视,研究表明, 煤储层对气体的吸附具有以下规律:(1) 煤对混合气体总的吸附及可选用Langmuir或BET混合气体公式作为理论基础;(2) 煤对常见气体的吸附能力由强到弱为:二氧化碳,甲烷,氮气;(3) 多组分气体总吸附量介于强吸附质和弱吸附质的吸附量之间, 随强(弱) 吸附质比例越大,曲线越靠近强 (弱) 吸附质的吸附曲线;(4) 多组分气体中每一组分的吸附量都小于其在相同分压下单独吸附时的吸附量;(5) 多组分气体中煤的吸附特性受吸附质气体原始含量、物理化学性质和煤的变质程度控制。
组分在气体中的含量越高,其吸附量就越小,其他组分降低某一组分的吸附量因其吸附性质的不同影响程度不同。
在以前的研究工作中,一般在研究压力和温度对煤吸附性能影响时,是对这两个因素分开进行讨论的。
根据温度和吸附量的线性关系, 讨论了压力和温度综合影响下煤吸附性能的变化规律,得出在较低温度和压力区,压力对煤吸附量的影响大于温度的影响,随着温度和压力的增加,煤吸附甲烷量增大;在较高温度和压力区，温度对煤吸附能力的影响大于压力的影响,煤吸附甲烷量减少等结论。
同时研究工作还通过物理模拟实验进一步揭示了气液固三相作用条件下煤层气吸附参数的变化特征。
解吸作用是与吸附作用的相反过程,在煤层气开发中解吸作用的研究十分重要。
与吸附作用研究相比,解吸作用的研究相对薄弱一些。
近年来随着国内煤层气的开发及研究的深入,煤层气解吸作用研究也取得了一些新的认识。
张遂安等通过对不同样品不同单组分气体和不同配比的多组分混合气体的等温吸附解吸实验模拟实验, 提出煤层又是气的具有吸附解吸过程的可逆性和解吸过程的滞后性, 同时进行了煤层气变形双重介质煤层气广义流动分析,建立了变形双重介质煤层气拟稳态和非稳态渗流模型。
3.国内外提高煤层气采收率方法我国的煤矿井下煤层气抽放始于 20 世纪 50 年代，随着对新能源的开发利用，煤层气由单纯的井下抽放逐步向地面开发发展，90 年代开始试验性的进行煤层气的工业化开采，但大部分的产气量不高造成这种现象的主要原因是：我国煤层气地质条件复杂，大多具有低压、低渗、低饱和三低现象，低压使气流驱动能力不足，低渗无法形成以抽放钻孔为半径的大范围的解吸-扩散-渗流圈，低饱和是温度、压力、围岩条件、煤的等温吸附性质等综合作用的结果。
在目前的技术条件下，“三低”煤层抽放特别困难。
