煤层气抽采原理及受控因素分析
发表时间：2018-06-19T16:40:15.813Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：杨传圣[导读] 摘要：煤层气即瓦斯，是赋存在煤层中以CH4-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，是近年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。
新疆维吾尔自治区煤田地质局156煤田地质队 830009 摘要：煤层气即瓦斯，是赋存在煤层中以CH4-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，是近年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。煤层气作为气体能源家族三大成员之一，是主要存在于煤矿的伴生气体，也是造成煤矿井下事故的主要原因之一。目前煤矿瓦斯抽采主要通过地面钻井、矿井钻孔及废矿
井排采等，使用不同的排采方式会使煤矿瓦斯浓度大大降低。在传统煤矿开采作业中，往往将煤层气直接排放于大气中，这虽然能够在一定程度上降低煤矿瓦斯浓度，但是却对环境造成了很大破坏，同时浪费了大量能源，因此，加强对煤层气排采技术水平的提升具有一定的必要性。鉴于此，本文是对煤层气抽采原理及受控因素进行分析，仅供参考。
关键词：煤层气；排采技术；设备优选引言
一、煤层气抽采技术的相关原理
1、煤层气的生成保存原理
煤层气主要是在煤矿形成过程中随之产生的，其主要由CH4构成，煤矿不仅是煤层气的产生地，也是其储存地，由于在煤矿中往往具有足够的空间用于保存煤层气，并可以保证气体正常流通，但是由于煤层气性质的特殊性，使得该气体的储存工作存在一定难度。因此，CH4在煤储层中主要以游离态、溶解态、吸附态三种形式存在。其中，吸附态所占比重最大，其次为游离态，溶解态仅占极少部分。因为煤是双重空隙结构，因此游离态与溶解态的CH4气体主要存储于煤的裂隙中，而吸附态的CH4气体则主要储存于煤基质的细微空隙中。在煤层中，由于煤储层中水、气共存，有一些CH4气体会由于压力溶解于水中，从而形成溶解态CH4气体，不同于溶解态CH4气体，游离状态的CH4气体可以自由游走，因此比较于溶解态CH4气体，游离态CH4气体更具活跃性。而吸附态CH4气体相较于溶解态、游离态CH4气体更具复杂性，吸附态CH4气体是对煤表面的固体分子和煤炭层气体分子进行吸附，因为前一项吸附力大于后一项，因此使煤炭表面形成了一个吸附场，以此来吸附更多气体分子，逐渐形成由吸附质组成的吸附层进行物理吸附，从而以达到热力学平衡。
2、煤层气的运输原理
煤层气的运输原理主要以分离、分流和渗透为主。随着液面高度不断下降，压力不断下降，从而有更多的CH4气体从煤炭分离出来，从而成为自由状态气体，并通过煤炭中细小的空隙向外释放，从而排出地面。分离是随着液面高度不断下降，其压力不断降低，致使吸附在煤储层的气体出现溶解或变成自由状态的过程，当进行生产时，随着压力不断降低，原有平衡被打破，致使原本处于吸附状态的气体停止吸附，分离出来，进入煤炭的一些空隙和裂隙中，成为自由气体，从而形成一种新的平衡，如图1所示。实际上，并不是随着压力的不断降低，处于煤气层的气体就能不断分离出来，煤层气的分离还受到煤储层含气饱和度因素的影响。当气压开始下降时，若煤储层的含气量过低，致使其无法达到饱和状态，即使压力不断下降，也不会从煤炭中分离出来，只有当压力达到临界点，无法再下降时，CH4才能摆脱煤储层的吸附而分离出来。总而言之，只有当煤储层的含气量高时，压力下降，CH4气体才能更容易从煤储层中分离、解吸出来。
图1煤层气的产出及运输过程
二、煤层气抽采的受控因素
1、地质因素
地质条件对于煤层气的抽采来说起着非常重要的作用，如当煤层位于地势较低的位置时，矿井水对产气往往影响较大，而当煤层周围存在断层的情况下，煤层气的储存难度将会大大提升，由于断层的影响，会使本来完整的地层结构与地下水连通，从而使煤层气的水分含量大大提升，另外煤矿的孔隙度、渗透率等条件也会产生变化，同时，煤层气的存在形态与浓度也会随之发生改变。除此之外，由于断层的存在，会使得煤层气发生运移，从而导致煤层气产量相对降低，这在一定程度上增加了煤层气抽采工作的难度。
2、煤储层的渗透性
当煤层渗透能力提升时，压力会随之增大，形成压降漏斗，这会在一定程度上使气体的流动范围大大提升，并且，由于渗透能力提升，使气体更容易向外界扩散，因此，煤层气抽采效率也会得到很大程度的提升。在中国大部分煤层中都普遍存在渗透力低等情况，阳泉矿区也不例外，依据研究区15#煤储层的大裂隙发育特征，对比已知的寿阳太原组煤储层渗透率值，在埋深1000m左右的深度范围内，15#煤的渗透率约为5×10-4μm2。本区15#煤基岩块的孔（微裂）隙度大体上为5%左右，而和顺前南峪、昔阳红土沟和白羊岭却比较高，大多在5%以上。15#煤储层中的大裂隙发育很好，内生裂隙孔隙度较高，裂隙之间的连接也较为充分，其有利于煤层气的流动产出。
3、排采的不连续性
煤层的不连续排采会使煤层气的液面无法较好地保持平衡，因此，地层压力就不能够稳定下降，这会导致产生关井、卡泵等现象，降低煤层气排采效率。不连续排采对煤层气抽采工作的具体影响主要体现在以下三方面：a）地层压力的变化，由于解析出来的煤层气被重新吸附，极其容易造成气锁现象，而压力的变化会使裂缝关闭，降低渗透率，从而使排采工作难度大大提升；b）不连续排采会使液面高度产生波动，从而影响煤层气的连续解析；c）在修井过程中，由于工程颗粒物的污染，会使敏感的煤层受到一定破坏，甚至会堵塞煤层气产气通道，从而使煤层气的排采效率大大降低。此外，回压的产生会使压力的波动范围大大降低，无法形成降压漏斗，煤层气不能够得到有效渗透，导致煤层气无法连续产出。
YF-ED-J6464 可按资料类型定义编号 论我国煤矿瓦斯抽放技术 实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
论我国煤矿瓦斯抽放技术实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 1.概述 我国瓦斯抽放的历史可追溯到1637年以前，《天工开物》一书记载了利用竹管引排煤中瓦斯的方法。 1938年我国首次在抚顺矿务局龙风矿利用抽放泵进行采空区抽放，五十年代在抚顺、阳泉、天府和北票局开展矿井抽放瓦斯，五十年代末瓦斯抽放量约为 1OOMm3。六十年代又相继在中梁山、焦作、淮南、包头、松藻、峰峰等局的矿井开展了抽放瓦斯工作，抽放瓦斯量达到170Mm3。70年代至90年代中期，抽放矿井数和抽放量都稳步增加。近十年
来，随着煤炭工业的发展，矿井数量及煤炭产量迅速增加，矿井向深部延伸过程中，一些低瓦斯矿井变为高瓦斯矿井和突出矿井，因此需要抽放瓦斯的矿井越来越多，由此带动了中国煤矿瓦斯抽放技术的迅速发展，目前瓦斯抽放技术在煤矿生产中得到了普遍的推广应用。到2000 年我国共有141个矿井建立了地面永久瓦斯泵站进行抽放瓦斯，年抽放量达867 Mm3，至20xx年抽放矿井数达到193个，抽放量达到1146Mm3。瓦斯抽放方法方面，各专业研究单位和有关高等院校与煤矿现场协作，结合我国矿井的地质和开采条件，研究和试验成功了本煤层、邻近层、采空区多种抽放瓦斯方法。主要包括穿层钻孔、平行钻孔、交叉布孔、穿层网格式钻孔、深孔预裂爆破、水力割缝、水力压
煤层气排采技术规范
煤层气企业标准 煤层气井排采工程技术规范 (试行) 2008-08-18发布2008-08-18实施
煤层气企业标准 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
煤层气简介 1、定义 煤层气，是指储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，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。 煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷),与煤炭伴生、以吸附状态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。 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。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效：洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。 2、煤层气与煤矿瓦斯的关系与差异 在煤炭工业界通常将涌入煤矿巷道内的煤层气称之为煤矿瓦斯（Gassy），其气体组分除煤层气组分外，还有煤矿巷道内气体的成分，如氮气（N2）、二氧化碳（CO2）等空气组分以及一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）等采矿活动所产生的气体组分。
在煤层气概念引进初期，有些学者为便于业外人士了解煤层气，通常在煤层气一词后加注“俗称煤矿瓦斯”。 近年来，国内外有些学者为区分两者之间的概念差异，将通过煤矿井下抽放（Gas Drainage in-mine）、采动区（GOB）抽放或废弃矿井（Abandoned Mines）抽排等方式获得的煤层气称为Coal Mine ethane （缩写为CMM）。 2、存在形式 吸附于煤内表面；以游离态存在于煤的天然孔隙中；少量溶解在煤的地层水中。 3、用途 煤层气（煤矿瓦斯）作为一种非常规天然气，可作为瓦斯发电、居民生活和工业锅炉燃料。煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电
煤层气井排采操作手册中石油煤层气公司韩城分公司
目录 一、名词解释 二、煤层气排采基本原则 三、韩城煤层气地质特征 四、韩城煤层气排采特点 五、韩城煤层气井排采制度要求 六、煤层气井排采资料录取要求 七、排采巡井工岗位职责 八、排采住井工岗位职责 九、排采工作业流程 十、排采设备检查保养要求 十一、典型案例 基础篇 一：名词解释 1、煤层气：就是指在煤层内产生和赋存的天然气，其主要成分是 甲烷（CH4），约占70%以上，又称煤层甲烷、煤层吸附气或煤层瓦斯，它是煤层气的一种，是一种非常规天然气。煤层气与常规天然气最大不同点就在于煤岩既是它的储集岩又是生气原岩，它是煤层煤化作用的结果。煤的储集性和煤中天然气的储集是整个成煤作用过程的结果。 2、煤储集岩石学方面的参数：主要指煤阶、煤的显微组分、煤的 显微硬度。煤阶通过测定煤中镜质组反射率（R0）来确定。其余则用反光显微镜区分，同时亦可以求得割理宽度和密度。
3、煤阶：表示煤在埋藏历史中，沉积物有机质在成分和结构上经 历了一系列变化，其过程称之为煤的变质作用或煤化作用。可 以用多种物理和化学参数来表征煤的变质程度，常见的煤阶参 数有固定碳含量、镜质组反射率、水分含量。煤阶是影响割理 发育的主要因素。通常，低媒阶的煤割理不甚发育，到烟煤系 列时割理发育。割理面最密集的主要发生在低挥发分烟煤煤阶 附近，高于低挥发分烟煤煤阶，割理或裂缝又不发育，标本上 表现为割理封闭。 4、煤岩工业分析参数：该类参数是指煤的固定碳、挥发分、灰分、 水分，目的是对煤岩性能质量作出评价以及在煤储层评价中校 正含气量。 5、煤显微硬度：显微镜下可识别的煤的显微组分的抗压强度。不 同煤级和不同显微组分的显微硬度不同。在研究中，一般以均 质镜质体的显微硬度为代表。它是用专门的显微硬度仪进行测 定的。随着煤级的增高，煤显微硬度也有变化。 从褐煤到超无烟煤，煤的显微硬度值是增大的；同一煤级中，当镜质组还原性增强时，煤显微硬度略微降低；同一煤样中，煤显微硬度最大值与最小值间亦存在微小差异，反映出非均一性。 6、煤层含气量：是散失气量、解析气量和残余气量之和。散失气 量是指现场取出的含气煤心在装入解析罐之前释放出的气量； 解析气量是指煤心装入解析罐之后解析出的气体总量；残余气 量是指终止解析后仍留在煤中的那部分气量。对煤层气开采有 实际意义的是散失气量和自然解析气量，两项之和占总含气量 百分率越大，对煤层气开采越有利。 7、煤储层压力：是指煤层孔隙内流体所承受的压力，即通常所说 的孔隙流体压力。 8、临界解析压力：临界解析压力是指在煤层降压过程中气体开始 析出时所对应的压力值。可以根据临界解析压力与煤层压力了 解煤层气早期排采动态，临界解析压力越接近地层压力，排水 采气中需要降低的压力越小，越有利于气体降压开采，据此可 为制定煤层气排采方案提供重要依据。 9、地解比：地解比是临界解析压力与原始地层压力的比值。据此 比值可以预测产气高峰期到来的时间及是否可以高产。临界解 析压力越接近原始地层压力，含气饱和度愈高，高产富集条件 愈优越。据已勘探开发的数据，可将地解比划分为高地解比(＞
煤层气的开采与利用 （包括不限于新旧技术的介绍与对比、国内外技术对比，目的是搞清楚煤层气作为一种自然资源是如何实现经济效益的）； 一.煤层气背景介绍 1.我国煤层气资源分布 我国大型煤矿区煤层气资源丰富,13个大型煤炭基地煤矿区埋藏深度1500m以浅,煤 ,煤 2. 12起,。3. 程等。 地质载体特殊性 煤层气的地质载体为煤层,煤炭本身就是能源开发的重要对象,这一自然属性更是有别于其他所有的化石能源矿产。煤层气与煤炭资源的同源同体的伴生性决定了这2种资源的开发必然有密不可分的内在关联。煤矿区煤炭资源的开采引起矿区岩层移
动的时空关系,影响着煤层气资源开发的钻井(孔)的布设、采气方法的选择和抽采效果等多个方面。 鉴于上述特殊性,煤层气勘探开发技术既有常规天然气勘探开发技术的来源、借鉴甚至直接移植,又有自己的独特性,还有与采煤技术交叉融合的耦合特性,是一个与常规天然气和煤炭开发技术既有联系又有区别的复杂技术系统。 1. 三(多) , 2. 创新, 3. 前提下，协同开采技术得以发展和进步。如解放层开采、井上下联合抽采、煤炭与煤层气共同开采等就是其典型实例。 4.煤层卸压增透技术
对于煤层渗透率低和含气饱和度低的矿区须探索应用煤层卸压增透技术,提高煤层气 抽采率。此类技术主要包括保护层开采卸压增透技术、深孔预裂爆破技术、深穿透 射孔技术、高能气体压裂技术和高压水力增透技术等。 三.近年来我国煤层气开采技术发展 1.勘探技术手段深化 （eg 2~3倍； 管、。）2. 活性 变排量控制缝高技术、前置液粉砂多级段塞降滤失技术、前置液阶段停泵测试技术、大粒径/高强度支撑剂尾追技术、压后合理放喷控制技术等。 针对多煤层地区,采用煤层和岩层组合分段压裂技术,可以有效提高单井产量和资源 利用效率。
煤层气井排采制度探讨总结 1、稳定生产阶段。这一阶段储层特性将决定气、水产量和生产时间。此时环空液面应低于生产层，而且井口压力应接近大气压。随着排采的进行，压力的下降，在近井地带形成一个很小的低含水饱和区，有助于解吸气体流人井筒。此时，生产制度平稳，不要频繁更换油嘴改变生产压差。尽管在开始排采的前几周，产气量较低，达不到设计产量，但从长远的观点看，有助于保证今后生产的正常进行，减少故障发生。（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12（5）：66-68.） 2、当储层压力接近解吸压力时要特别注意，这时易产生一个突变，一般表现为气产量突然增大，套压增大，有时气会将环空水带出，造成环空液面突然下降。（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12（5）：66-68.） 3、由于继续排水，液面缓慢下降，同时逐步加大油嘴使套压降低，减小套压利于储层中更多的水进入井筒并疏干井筒附近的水，目的是在环空液面降低到泵的吸人口后，地面压力长期保持在正常工作的范围(O.05～0.1MPa)。（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12（5）：66-68.） 4、加大油嘴直径，套压下降，产气量上升；反之，减小油嘴直径，套压上升，产气量下降。一般油嘴直径为3～7mm，套压不低于0.05MPa。（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12（5）：66-68.） 5、对产水量大的井，需长期的排采才能使压力逐步下降，不可能在很短时间内将液面降低到要求的范围。因此，有些供液能力强的井，需要一个很长的排采周期。（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12（5）：66-68.） 6、检泵时最好不洗井,一旦需要检泵，在砂面不埋煤层的情况下最好不要洗井，如必须洗井，最好用煤层产出的水，这样可防止煤层污染。另外，尽量缩短检泵作业时间，可缩短恢复产气的时间。检泵后，排采降液仍需一个缓慢的过程，切不可降液幅度太大，急于产气。（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12（5）：66-68.） 7、排采流压的控制依靠控制液面来实现，要及时调整排采工作制度，使环
煤层气抽采技术专业建设方案
中央支持高等职业学校 提升专业服务产业发展能力项目 煤层气抽采技术专业 建设方案 渤海石油职业学院 二○一一年十一月
目录 专业建设负责人 ............................................................. 错误!未定义书签。专业建设小组成员 ......................................................... 错误!未定义书签。 一、建设背景与基础 .................................................... 错误!未定义书签。 ( 一) 建设背景........................................................... 错误!未定义书签。 ( 二) 建设基础........................................................... 错误!未定义书签。 二、建设思路与目标 .................................................... 错误!未定义书签。 ( 一) 建设思路........................................................... 错误!未定义书签。 ( 二) 建设目标........................................................... 错误!未定义书签。 三、建设内容 ................................................................ 错误!未定义书签。 ( 一) 人才培养模式与课程体系改革....................... 错误!未定义书签。 ( 二) 专业教学团队建设........................................... 错误!未定义书签。 ( 三) 校内外实训基地建设....................................... 错误!未定义书签。 ( 四) 服务产业发展能力建设................................... 错误!未定义书签。 ( 五) 专业文化建设................................................... 错误!未定义书签。 ( 六) 专业群建设....................................................... 错误!未定义书签。 四、建设资金预算 ........................................................ 错误!未定义书签。 五、改革举措 ................................................................ 错误!未定义书签。 ( 一) 开展”实践先行, 教学做一体”相互融合的校企合作错误!未定义书签。 ( 二) 校企合作共同实施”气田课堂、学做合一”人才培养模式 ..................................................................................... 错误!未定义书签。
1.前言 国家能源局日前正式发布了《煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十二五”规划》.《规划》明确提出，2015年，煤层气（煤矿瓦斯）产量达到300亿立方米，其中地面开发160亿立方米.在煤层气井的地面排采过程中，为达成满意的目标产能，必须在整个项目开发周期内推行精细化的管理思路，提倡智慧的综合管理，这一点已成为煤层气开发利用的共识. 1.目前排采过程中发生的问题 目前在生产井的排采过程中,往往会发生一些问题,突出的一般有以下几种: 2.1 动液面测量精度问题. 目前普遍采用回声仪测量动液面, 在煤层气井开采初期，用回声仪的确能测量出井下的液位，并通过换算能知道井下的大概压力。但是当快到临界解吸压力时，井下有煤层气析出时，会有一个纯气流段、混流段、纯液段时，用回声仪测量液位会产生很大的误差，有时甚至会相差100多米，这时用回声仪测量的数据实际上已失去了意义. 2.2 巡时间问题. 目前采用安排巡井人员定时巡井测量水位采集数据,在排采初期,一般4小时就要测量一下水位,如果发生下雨下雪等情况导致不能上山,测量工作就要暂停,得不到及时的数据进而影响排采制度的制定. 2.3井人员业务水平问题. 机器已经有了异常,但还能工作,巡井人员检查时没有发现问题,直到机器故障扩大后才发现,从而造成经济损失. 2.4 排采制度实施问题. 当井底压力快到临解吸压力时,需要不停的调整排采强度,来保证井底压力均匀缓慢的下降,靠井场人员手工操作,往往不能达到满意的效果. 2.5 排采过程中各项数据的收集汇总问题. 随着正常工作的井的数目增加,把每口井每天的各种数据收集汇总,并制成报表,也是一个相当繁琐的过程. 3常州凯锐提供的解决方案 常州凯锐是一家专注于煤层气智能排采系统研发的科技型企业,所有产品均通过ISO9000认证.现为沁水亚美大陆,河南平煤集团,中联煤柳林项目井场智能控制系统设备供应商.在煤层气排采方面有较丰富的经验. 3.1 直读式井下压力计. 针对以上1,2问题,常州凯锐建议用户使用井下压力计.压力计臵于井底,采用一根铠装电缆与井口显示设备连接,每15秒读取一次井底压力及温度,并自动转换成实时水位在显示器上显示,完全不受混流段干扰,液位可精确到0.1米,更可在显示设备上加装无线远传模块,使工程师在任何一个有电脑可上网的地方就可以看到井场的实时数据,做出合理的排采安排.井下压力计不但测量井底压力,同时也测量井底温度,如果井底温度非正常升高,则有可能是发生沙埋,卡泵等现象,对工程师调整机器转速和判断是否需要捞沙作业也有一定帮助. 常州凯锐生产的煤层气专用井下压力计,拥有三项专利(包含一项发明专利),在已安装使用的上百口井中,未发生一例漏水现象,受到用户一致好评,常州凯锐郑重承诺,任何凯锐的压力计,在使用三个月内发生漏水等故障的,不但免费更换压力计,并且承担所有起下井费用,彻底解决用户的后顾之忧.
煤层气排采技术规范 煤层气企业标准 煤层气井排采工程技术规范 (试行) 2008-08-18发布 2008-08-18实施 煤层气企业标准 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 1 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;
煤层气开发工艺及排采技术 一、产出理论（前言） 煤层气开采通过抽排煤层及上覆岩层中的地下水，从而降低煤储 层的压力，促使煤层中吸附的甲烷气体解吸释放出来。煤储层条件和 煤层气赋存环境条件是煤层气开发的基本地质条件，煤层气开发是在 充分认识这些基本地质条件基础上通过特定的工程（钻井、压裂、排 采等工艺）改变煤层气赋存环境条件（地应力、地下水压力、地温环境）使煤储层条件发生变化的过程，从而使煤层中吸附的甲烷气解吸 出来。煤层气的排采是一个“解吸-扩散-渗流”的连续过程，在实际 排采中可分为三个阶段，Ⅰ阶段为排水降压阶段，煤储层压力高于煤 层气解吸压力，该阶段主要是产水，并有少量的游离器和溶解气产出；Ⅱ阶段为稳定生产阶段，煤储层压力降至煤层气解吸压力之下，产气 量相对稳定，并逐渐达到产量高峰（一般在3年左右），产水量下降 到较低水平；Ⅲ阶段为产气量下降阶段，产少量水或不产水，该阶段 的开采时间最长。由于煤层气抽采目的、对象、条件和资源条件的不同，形成了不同的煤层气开发模式，总体上分为煤矿井下抽采和地面 钻井抽采两大类。
图表 1典型煤层气井的气、水产量变化示意图 时间 产 量 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 产气量 产水量 临界解 压力 压力
二、煤层气的开发工艺 煤层气开发的目的主要是有效地开发和利用煤层气资源、最大 限度的改善煤矿安全生产条件（降低瓦斯）、更好的保护环境等几 个方面。按照煤层气开发服务目的不同，煤层气开发总体上分为煤 矿井下抽采和地面钻井开发两大类，而我们公司目前所实行的“采 煤采气一体化”的瓦斯治理模式是把上述两种开发方式的有效结合，它不仅有效的服务了煤矿的安全生产而且实现了煤矿瓦斯利用的最 大化。 （一）、煤矿井下抽采 目前煤矿井下抽采技术已由单一的本煤层抽采发展到本煤层抽采、邻近层抽采、采动区抽采等多对象抽采；抽采技术也由单一的 钻孔抽采发展到钻孔、巷道、地面井和混合抽采等。 按抽采对象的不同 煤矿井下抽采开采层抽采 邻近层抽采 围岩抽采 采空区抽采 采动区抽采 废弃矿井抽采
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
煤矿瓦斯抽采基本指标 AQ1026-2006 前言 本标准全部内容为强制性条文。 本标准由国家煤矿安全监察局提出。 本标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆分院、中国矿业大学、煤炭科学研究总院抚顺分院、阳泉矿业（集团）有限责任公司、淮南矿业（集团）有限责任公司、芙蓉（集团）实业有限责任公司。 本标准主要起草人：胡千庭、文光才、俞合香、王魁军、李宝玉、周德昶、高正强、龙伍见。 1 范围 本标准规定了煤矿瓦斯抽采应达到的指标及其测算方法。 本标准适用于井工煤矿。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 MT/T638 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定法 MT/T77 煤层气测定方法（解吸法） AQ1025 煤井瓦斯等级鉴定规范 3 必须进行瓦斯抽采的矿井 有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统： a) 一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理时； b) 矿井绝对涌出量达到以下条件的：
——大于或等于40m3/min； ——年产量1.0~1.5Mt的矿井，大于30m3/min； ——年产量0.6~1.0Mt的矿井，大于25m3/min； ——年产量0.4~0.6Mt的矿井，大于20m3/min； ——年产量等于或小于0.4Mt的矿井，大于15m3/min； c) 开采有煤与瓦斯突出危险煤层。 4 瓦斯抽采应达到的指标 4.1 突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，则必须将煤层瓦斯含量降到8m3m/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa（表压）以下。控制范围如下： a) 石门（井筒）揭煤工作面控制范围应根据煤层的实际突出危险程度确定，但必须控制到巷道轮廓外8m以上（煤层倾角>8°时，底部或下帮5m）。钻孔必须穿透煤层的顶（底）板0.5m以上。若不能穿透煤层全厚，必须控制到工作面前方15m以上。 b) 煤巷掘进工作面控制范围为：巷道轮廓线外8m以上（煤层倾角>8°时，底部或下帮5m）及工作面前方10m以上。 c) 采煤工作面控制范围为：工作面前方20m以上。 4.2 瓦斯涌出量主要来自于邻近层或围岩的采煤工作面瓦斯抽采率应满足表1规定，瓦斯涌出量来自于开采层的采煤工作面前方20m以上范围内煤的可解吸瓦斯量应满足表2规定。 表1 采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标 4.3 采掘工作面风速不得超过4m/s，回风流中瓦斯浓度不得超过1%。 4.4 矿井瓦斯抽采率应满足表3规定。 表3 矿井瓦斯抽采率应达到的指标
煤层气企业标准 煤层气井排采工程技术规范 （试行） 2008-08-18 发布2008-08-18 实施
煤层气企业标准 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 油水井常规修井作业 油水井常规修井作业 油水井常规修井作业 油水井常规修井作业 油气田水分析方法 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、 补芯咼。 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 SY/T 5587.6-93 SY/T 5587.7-93 SY/T 5587.16-93 SY/T 5587.5-93 SY/T5523-92 起下油管作业规程 洗井作业规程 通井、刮削套管作业规程 探砂面、冲砂作业规程 SY/T6258-1996 有杆泵系统设计计算方法
煤层气资源/储量规范 (DZ/T0216-2002) 目次 前言 69 1 范围 70 2 规范性引用文件 70 3 总则 70 4 定义 70 4.1 煤层气 70 4.2 煤层气资源 70 4.3 煤层气勘查 71 4.4 煤层气开发 71 5 煤层气资源/储量的分类与分级 71 5.1 分类分级原则 71 5.2 分类 72 5.3 分级 72 5.4 煤层气资源/储量分类、分级体系 72 6 煤层气资源/储量计算 72 6.1 储量起算条件和计算单元 72 6.2 储量计算方法 75 7 煤层气资源/储量计算参数的选用和取值 77 7.1 体积法参数确定 77 7.2 数值模拟法和产量递减法参数的确定 79 7.3 储量计算参数取值 79 8 煤层气储量评价 79 8.1 地质综合评价 79
8.2 经济评价 81 8.3 储量报告 81 附录A（规范性附录）煤层气储量计算参数名称、符号、单位及取值有效位数的规定 82 附录B（规范性附录）煤层气探明地质储量计算关于储层的基本井（孔）控要求 84 附录C（资料性附录）煤层气探明储量报告的编写要求 85 C.1 报告正文 85 C.2 报告附图表 85 C.3 报告附件 85 国土资源部2002-12-17发布 2003-03-01实施 -------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------- 煤层气资源/储量规范 (DZ/T0216-2002) -------------------------------------------------------------------------------- 前言 煤层气是重要的洁净新能源，制定一个适合我国国情并与国际（油气）准则相衔接的煤层气储量计算、评价和管理规范，可以促进煤层气资源的合理利用。由于目前没有通用的储量分类标准和计算方法，为规范我国煤层气资源/储量分类和计算，并促进国际交流，根据GBn/T270-88《天然气储量规范》、GB/T17766-1999《固体矿产资源/储量分类》，并参考了美国石油工程师学会 (SPE)和世界石油大会(WPC)、联合国经济和社会委员会以及美国证券交易管理委员会(SEC)等颁布的有关储量分类标准，制定本标准。 本标准自实施之日起，凡报批的煤层气储量报告，均应符合本标准的规定。 本标准的附录A、附录B是规范性附录。 本标准的附录C是资料性附录。 本标准由中华人民共和国国土资源部提出。 本标准由全国地质矿产标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：中联煤层气有限责任公司。
煤层气开发钻井工艺及设备选择方案 APE OGGO 李向前 2010-12 煤层气简介 煤层气(Coal Bed Methane/CBM。煤层气俗称“ 瓦斯” ,其主要成分是甲烷,它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期,纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。甲烷通常是由水压支撑在煤层气中。煤层气的主要组成部分(95%是天然气。因此,煤层气具有热值/每立方米与天然气几乎一样,可与天然气混合运输。
煤层气就像天然气,相对便宜,是清洁燃料。 CBM 是 21世纪重点发展的替代能源。 CBM 开发技术基本成熟,在中国潜力巨大。 煤层气储量 中国煤层气产业数据概览: 36.8万亿立方米可开采资源总量占世界总量的 12% 41. 5万平方公里煤层气产区面积 2010年地面产量为 15亿立方米; 2015年地面产量为 110亿立方米; 2020年达240亿立方米。 中国 9大煤层气富集盆地: 沁水盆地,鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、滇东黔西、二连、吐哈、塔里木、天山和海拉尔等含气盆地(群、 121个含气区带。
中国煤层气资源丰富,发展前景广阔,资源分布集中,适于开发资源比例大, 煤层气产业刚刚起步,煤层气市场逐步步入商业化阶段,煤层气资源量与常规天然气相当,有效勘探开发可以对常规天然气形成重要补充。 目前能够商业化的煤层气主要目标市场为山西沁水、韩城、河南、湖北、湖南等中部地区 储存特点:低渗透,低压力,开发难度较大。 煤层气开发与常规天然气开发技术不同
煤层气开发流程 -地面开发 第一步:勘查规划(国家投资带动外资 第二步:招商引资(区块开采权:中石油,中联,煤业集团第三步:钻井、固井、压裂、排采(承包商承包:煤田地质勘探队; 钻井工程公司等等 第四步:运输(井口压缩机,管道输送 第五步:应用(煤层气发电,加气站,工厂,民用
煤层气排采技术规 范
煤层气企业标准 煤层气井排采工程技术规范 (试行) -08-18发布 -08-18实施
煤层气企业标准 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，经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
I If 编号：SM-ZD-16333 煤层气开米模式探讨 Orga nize enterp rise safety man ageme nt planning, guida nee, inspection and decisi on-mak ing. en sure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制: 审核: 时间: 本文档下载后可任意修改
煤层气开采模式探讨 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 20xx年国家煤矿安全监察局制定了“先抽后采，以风定 产，监测监控”的煤矿瓦斯防治方针，强化了瓦斯抽采在治理瓦斯灾害中的地位。但目前的井下瓦斯抽采远远不能满足瓦斯治理的要求，“地面钻采”煤层瓦斯日益提上日程。如何将“地面钻采+井下抽采”有机结合，则是摆在我们面前的难题。本文在分析了两种开采模式差异基础上，利用“系统工程事故树分析法+多层模糊数学综合评价法”，最后提出了不同类型矿井的煤层气开采模式。 1两种开采模式的异同 1.1开采机理的差异(1)井下煤层气抽采机理。所谓井下煤层气抽采就是借助 煤炭开采工作面和巷道，通过煤矿井下抽采、采动区抽采、废弃矿井抽采等方法来开采煤层气资源。井下煤层气抽采机理是：当煤层采动以后，破坏了原岩石力学平衡，造成了煤层的卸压，由于瓦斯气体90%以上以物理吸附状态存在于煤层中，为了继续保持平衡，煤层中的瓦斯涌出，通过人工改造使其成为密闭系统，从而持续维持卸压区域.这样，煤层瓦斯将源源不断被抽出。由此可见：使井下煤层气得以抽采的2个基本条件是：在小范围内有足够的煤层气资源及使煤层瓦斯得以释放的煤层透气性大小。 (2)地面钻采煤层气机理。地面钻采煤层气就是利用垂直 井或定向井技术来开采原始储层中的煤层气资源。地面钻采煤层气的机理是：当储层压力降低到临界解吸压力以下时，甲烷气体从煤基质微孔隙内表面解吸出来；由于瓦斯浓度差异而发生扩散到煤的裂隙系统，最后以达西流形式流到井筒。 解吸是煤层气进行地面钻采的前提，降压是解吸的前提。由此可见：地面钻采煤层气能否发生的根本在于煤层气是否能降压解吸。
煤层气抽采原理及受控因素分析 发表时间：2018-06-19T16:40:15.813Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：杨传圣[导读] 摘要：煤层气即瓦斯，是赋存在煤层中以CH4-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，是近年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。 新疆维吾尔自治区煤田地质局156煤田地质队 830009 摘要：煤层气即瓦斯，是赋存在煤层中以CH4-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，是近年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。煤层气作为气体能源家族三大成员之一，是主要存在于煤矿的伴生气体，也是造成煤矿井下事故的主要原因之一。目前煤矿瓦斯抽采主要通过地面钻井、矿井钻孔及废矿 井排采等，使用不同的排采方式会使煤矿瓦斯浓度大大降低。在传统煤矿开采作业中，往往将煤层气直接排放于大气中，这虽然能够在一定程度上降低煤矿瓦斯浓度，但是却对环境造成了很大破坏，同时浪费了大量能源，因此，加强对煤层气排采技术水平的提升具有一定的必要性。鉴于此，本文是对煤层气抽采原理及受控因素进行分析，仅供参考。 关键词：煤层气；排采技术；设备优选引言 一、煤层气抽采技术的相关原理 1、煤层气的生成保存原理 煤层气主要是在煤矿形成过程中随之产生的，其主要由CH4构成，煤矿不仅是煤层气的产生地，也是其储存地，由于在煤矿中往往具有足够的空间用于保存煤层气，并可以保证气体正常流通，但是由于煤层气性质的特殊性，使得该气体的储存工作存在一定难度。因此，CH4在煤储层中主要以游离态、溶解态、吸附态三种形式存在。其中，吸附态所占比重最大，其次为游离态，溶解态仅占极少部分。因为煤是双重空隙结构，因此游离态与溶解态的CH4气体主要存储于煤的裂隙中，而吸附态的CH4气体则主要储存于煤基质的细微空隙中。在煤层中，由于煤储层中水、气共存，有一些CH4气体会由于压力溶解于水中，从而形成溶解态CH4气体，不同于溶解态CH4气体，游离状态的CH4气体可以自由游走，因此比较于溶解态CH4气体，游离态CH4气体更具活跃性。而吸附态CH4气体相较于溶解态、游离态CH4气体更具复杂性，吸附态CH4气体是对煤表面的固体分子和煤炭层气体分子进行吸附，因为前一项吸附力大于后一项，因此使煤炭表面形成了一个吸附场，以此来吸附更多气体分子，逐渐形成由吸附质组成的吸附层进行物理吸附，从而以达到热力学平衡。 2、煤层气的运输原理 煤层气的运输原理主要以分离、分流和渗透为主。随着液面高度不断下降，压力不断下降，从而有更多的CH4气体从煤炭分离出来，从而成为自由状态气体，并通过煤炭中细小的空隙向外释放，从而排出地面。分离是随着液面高度不断下降，其压力不断降低，致使吸附在煤储层的气体出现溶解或变成自由状态的过程，当进行生产时，随着压力不断降低，原有平衡被打破，致使原本处于吸附状态的气体停止吸附，分离出来，进入煤炭的一些空隙和裂隙中，成为自由气体，从而形成一种新的平衡，如图1所示。实际上，并不是随着压力的不断降低，处于煤气层的气体就能不断分离出来，煤层气的分离还受到煤储层含气饱和度因素的影响。当气压开始下降时，若煤储层的含气量过低，致使其无法达到饱和状态，即使压力不断下降，也不会从煤炭中分离出来，只有当压力达到临界点，无法再下降时，CH4才能摆脱煤储层的吸附而分离出来。总而言之，只有当煤储层的含气量高时，压力下降，CH4气体才能更容易从煤储层中分离、解吸出来。 图1煤层气的产出及运输过程 二、煤层气抽采的受控因素 1、地质因素 地质条件对于煤层气的抽采来说起着非常重要的作用，如当煤层位于地势较低的位置时，矿井水对产气往往影响较大，而当煤层周围存在断层的情况下，煤层气的储存难度将会大大提升，由于断层的影响，会使本来完整的地层结构与地下水连通，从而使煤层气的水分含量大大提升，另外煤矿的孔隙度、渗透率等条件也会产生变化，同时，煤层气的存在形态与浓度也会随之发生改变。除此之外，由于断层的存在，会使得煤层气发生运移，从而导致煤层气产量相对降低，这在一定程度上增加了煤层气抽采工作的难度。 2、煤储层的渗透性 当煤层渗透能力提升时，压力会随之增大，形成压降漏斗，这会在一定程度上使气体的流动范围大大提升，并且，由于渗透能力提升，使气体更容易向外界扩散，因此，煤层气抽采效率也会得到很大程度的提升。在中国大部分煤层中都普遍存在渗透力低等情况，阳泉矿区也不例外，依据研究区15#煤储层的大裂隙发育特征，对比已知的寿阳太原组煤储层渗透率值，在埋深1000m左右的深度范围内，15#煤的渗透率约为5×10-4μm2。本区15#煤基岩块的孔（微裂）隙度大体上为5%左右，而和顺前南峪、昔阳红土沟和白羊岭却比较高，大多在5%以上。15#煤储层中的大裂隙发育很好，内生裂隙孔隙度较高，裂隙之间的连接也较为充分，其有利于煤层气的流动产出。 3、排采的不连续性 煤层的不连续排采会使煤层气的液面无法较好地保持平衡，因此，地层压力就不能够稳定下降，这会导致产生关井、卡泵等现象，降低煤层气排采效率。不连续排采对煤层气抽采工作的具体影响主要体现在以下三方面：a）地层压力的变化，由于解析出来的煤层气被重新吸附，极其容易造成气锁现象，而压力的变化会使裂缝关闭，降低渗透率，从而使排采工作难度大大提升；b）不连续排采会使液面高度产生波动，从而影响煤层气的连续解析；c）在修井过程中，由于工程颗粒物的污染，会使敏感的煤层受到一定破坏，甚至会堵塞煤层气产气通道，从而使煤层气的排采效率大大降低。此外，回压的产生会使压力的波动范围大大降低，无法形成降压漏斗，煤层气不能够得到有效渗透，导致煤层气无法连续产出。