夏雄飛

摘 要：目前，全球的科學技術(shù)與經(jīng)濟迅速發(fā)展，但是，環(huán)境問題也隨之而來，并且隨著經(jīng)濟的發(fā)展愈加嚴重了。因此，當前的首要問題就是要進行新能源的探索與開發(fā)，煤層氣是目前一種新型的非常規(guī)能源，廣受人們的關(guān)注。根據(jù)調(diào)查可知，我國的煤層氣儲量較為豐富，埋藏在1km以內(nèi)的煤層氣占據(jù)總量的61%。開發(fā)煤層氣的主要流程之中的排采技術(shù)是煤層氣開發(fā)的關(guān)鍵點，但是其作為開發(fā)過程之中的關(guān)鍵部分，并沒有得到大家的重視。本文主要分析了煤層氣排采技術(shù)以及目前排采技術(shù)存在的一些問題，并且根據(jù)這些問題提出了對未來排采技術(shù)的展望，希望可以為以后的一些排采技術(shù)的工作起到一定的參考作用，以求合理開發(fā)此項能源，降低開發(fā)的成本。

關(guān)鍵詞：煤層氣;排采;機理;流程;工藝技術(shù)

煤層是由雙層結(jié)構(gòu)組成的，是一種孔隙結(jié)構(gòu)，分別是割理與機制孔隙，一般意義上的煤層氣是指在煤層與圍巖之中儲藏的天然氣。我國的這項資源開發(fā)的潛力十分大，但是在開采方面進度比較慢，這是因為我國的地質(zhì)煤層的特質(zhì)而導致的。我國與美國的地質(zhì)比較而言，許多儲藏煤資源的盆地會受到多次地質(zhì)構(gòu)造的運動所影響，而且其結(jié)構(gòu)較為繁雜，成煤時期比較早，對地層的壓力要求比較嚴格。

煤層氣的排采，總的來說指的就是利用油管將水抽出來，然后再使用套管生產(chǎn)天然氣。排采是其中的一個關(guān)鍵部分，而且煤層氣的生產(chǎn)過程其實就是將煤層氣之中的水排出來然后再降壓，最后進行開采氣體。所以在排采的過程之中需要將各類參數(shù)測量準確，再對這些數(shù)據(jù)參數(shù)進行分析，由此來建立他們之間的關(guān)系，這是一項非常重要的工作，是進行科學合理工作的基礎，而且還可以利用這些參數(shù)進行排采過程中的指導工作，保證產(chǎn)量的穩(wěn)定與高效，提高低產(chǎn)地區(qū)的質(zhì)量等等。

1 煤層氣排采

1.1 排采機理

包括有單井與井群兩種。其中當煤層出現(xiàn)補給狀況時，會隨著抽水的時間形成壓力然后降落漏斗，最后逐漸穩(wěn)定下來。而且井和井之間會相互干擾，兩個井之間的壓力會交接重疊，而在這之中的壓力就是兩個漏斗壓力的總和。

1.2 排采階段

依據(jù)以往的經(jīng)驗，排采工作一般有三個時期：排水降壓時期：這是開發(fā)初期，首先要做的就是進行排水，使得地質(zhì)層中的壓力降低，只有當壓力降低到一定基礎，才可以開始生產(chǎn)氣體。在這一時期需要的時間長短是由當?shù)氐牡刭|(zhì)特點等原因來決定的，當?shù)刭|(zhì)特點一樣之時，所需時間長短就由排水的速度所決定。產(chǎn)量居于穩(wěn)定時期：隨著第一時期排水的進展，生產(chǎn)量會慢慢增加最后逐漸穩(wěn)定下來，產(chǎn)水量就會慢慢減少。這一時期的時間長短則由各個地區(qū)地質(zhì)之中資源的蘊含量以及其滲透的程度所決定。在這一時期利用排采制度進行控制產(chǎn)量，如果想要增加產(chǎn)量，就需要進行調(diào)整，有兩種情況。第一，就是動液面比較高的時候，這個時候就可以考慮加大工作的強度，加快排水的進度，使得壓差增加，以此來提升氣體生產(chǎn)量;第二，當液面與煤層頂板接近之時，需要進行放壓，降低壓力，增加產(chǎn)量。產(chǎn)量逐漸減少的時期：就是井內(nèi)氣體減少之時，盡管產(chǎn)量降低，但是這一階段的時間會持續(xù)的比較長。

2 排采工藝技術(shù)以及目前存在的問題

2.1 排采工藝技術(shù)

排采工藝分為兩類，分別是單井技術(shù)與井群技術(shù)。單井技術(shù)會根據(jù)地質(zhì)類型的不同，分為幾種類型：在排采過程之中壓力穩(wěn)定;在煤層之中存在斷層，當降壓漏斗到達斷層之時就不會再產(chǎn)生氣體了;在煤層中存在水層之時，當?shù)貙铀难a給與排采相當之時，煤層氣停止產(chǎn)出;煤層之中有逆斷層，在儲存層之中的壓力與井筒相同之時便不會再進行產(chǎn)出了。井群技術(shù)一般就是采取多口井進行工作，其中單井排采技術(shù)是其基礎，但是要比單井技術(shù)復雜許多。

兩者相比較而言，后者在降壓之中存在干擾;在速度方面來說，后者壓力會進行重疊，所以產(chǎn)氣速度也就比較快;在生產(chǎn)量方面來說，井群也比單井產(chǎn)量大。

2.2 目前存在的問題

在目前排采工藝的實際使用之中，排采工藝的制度組合是不科學的，因為煤層氣在排采的過程中會出現(xiàn)速度過快或者速度較慢的問題，控制不好。排采太快會出現(xiàn)使得煤層吐粉現(xiàn)象嚴重，會使得通道出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，甚至導致一口井不能再使用的情況。較快的排采會使得滲透率較低的地方變得更低，壓降漏斗無法發(fā)揮出其本身的作用，這樣就只能將井筒附近的煤層氣解吸出來，減少了煤層氣的產(chǎn)量。與之相反，如果在滲透率與含水率都比較高的井之中排采過慢，就會使得成本增加，開發(fā)商就會放棄對一些產(chǎn)量較好井的開采，出現(xiàn)不合理的情況。

3 排采工藝技術(shù)展望

3.1 鉆完井技術(shù)

隨著導向技術(shù)的逐漸完善，可以根據(jù)煤層氣儲存的特征，發(fā)展多種井型，直井可以發(fā)展成為水平井與垂直井等，還可以持續(xù)發(fā)展成為多分支的水平井以及其他多種類型組合的井。

3.2 壓裂增加產(chǎn)量的技術(shù)

目前我國在煤層氣開采方向利用壓裂增加產(chǎn)量的技術(shù)已經(jīng)有了很大的進步。它可以由以往比較單一的技術(shù)向煤層底或頂板方面發(fā)展，由單一的壓裂向反復壓裂發(fā)展，可以將壓裂發(fā)展成為工廠等等。

3.3 數(shù)值模擬

數(shù)值模擬的發(fā)展方向可以向一體化方向進行研究，將井筒與儲層兩者之間流動的相互作用聯(lián)系在一起。還可以針對我國煤層的特點進行模擬軟件的制作，這樣就可以解決一些復雜井內(nèi)的結(jié)構(gòu)問題以及氣體不純等多種問題。

參考文獻：

[1]郭大立，紀祿軍，趙金洲等.煤層壓裂裂縫三維延伸模擬及產(chǎn)量預測研究[J].應用數(shù)學和力學，2001，22（4）：337-344.