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【摘 要】煤层气的开发，对于充分利用洁净能源、改善煤矿安全生产条件、保护人类赖以生存的大气环境，具有一举三得的重大意义。我国在煤层气开发利用上出台了许多扶持政策并取得了重大突破。
【关键词】煤层气开发；技术研究；发展趋势
在当前发展环境下，能源需求持续增长、环保和安全要求越来越高、能源结构调整加快、资源节约力度加大，煤层气高效开发和利用的实现，对于实现安全、资源、环保、经济等多重效益具有重要意义。如今由于我国对煤层气开发利用的重视，我国在煤层气的开发技术上已经取得了重大进展，但相对而言，由于我国煤层气开发还处于起步阶段，因此我国煤层气开发技术上仍存在一些不足，存在着一些问题。
一、煤层气开采技术现状
（一）排采技术。排采工程是地面煤层气开发的重要环节，是一项长期而又细致的工作，也是一项艰巨繁杂的系统工程。排采设备和排采制度是排采工程技术要求最重要的两个方面。排采设备的选择需要满足不同排采阶段的要求，而排采制度的制定和排采中根据实际产水、产气情况不断的调整是排水采气连续、稳定的基础。目前，我国已实施煤层气井数量较多，考虑排液量、煤粉、井斜及成本因素等影响，直井采用抽油机排水采气、水平井采用螺杆泵排水采气较为常见，而电潜泵、射流泵排采使用相对较少。除排采设备的选型外，排采制度的确定对煤层气井产气效果的影响也较为明显。排采过程中，一般根据井底流压大小确定不同煤层气井液面下降速度的排采工作制度，分阶段、有针对性、区别化地进行。随着矿井开采程度加深，煤层气的排采势必会面临更大的难关。
（二）压裂增产技术。压裂的目的是消除近井带储层伤害并在地层中形成一条或多条具有足够导流能力的裂缝，改善煤层的渗透性，从而获得满意的增产效果。目前国内外常见的传统压裂增产技术主要有高压（大排量）水力压裂、液氮泡沫（加砂）压裂、CO2加砂压裂，近年来出现的连续油管压裂、煤与瓦斯共采、水平井高压水射流改进技术、间接压裂技术以及分段压裂增产技术等，使得煤层气井压裂增产技术呈多样化态势。尽管如此，现有技术对于“解吸”和“扩散”过程几乎没有涉及，形成从根本上制约煤层气增产的“短板”。
（三）数值模拟技术。煤储层数值模拟是随着煤层气研究的不断深入以及计算机技术的发展而逐步发展起来的，是煤层气勘探和开发的关键技术，通过储层数值模拟，可以了解煤层气开发的动态，展现煤层气产出过程，为煤层气开发规划提供科学的决策依据。煤储层数值模拟技术是率先在美国发展起来的，在二十世纪中后期，美国公司开始进行煤储层数值模拟研究，并把该项技术应用于煤层气开发部署。
（四）钻井技术。煤层气储层一般存在低孔隙率、低渗透率等现象，因此，即使在常规的直井中进行压裂作业，其单井产能仍非常有限。针对煤气层储层的这些特点，U型井钻井技术、欠平衡钻井技术、超短半径水平井钻井技术、多分支水平井钻井技术、L型井钻井技术及电磁波导向钻井技术等逐渐被研发出来，保证气井与煤层间接触面积的提升，从而为煤层气井的单井产能提供了保障。
二、煤层气开发技术发展趋势
（一）排采技术的发展趋势。实践应用中，直井排采过程中抽油机排采技术已较为成熟，在水平井排采过程中多采用的有螺杆泵、有杆泵和电潜泵，而井液中自由游离气、煤粉等易造成气锁、卡泵等现象发生。鉴于射流泵在常规气井中的成功经验，对自由游离气敏感性小，对井眼轨迹适应性强，深度和排量易调节更换，且可以处理密度集中的井网系统，或将在煤层气水平井排采中有广阔的应用前景。
（二）压裂增产技术的发展趋势。目前压裂增产技术已相对成熟，而针对不同地区不同煤层其适应性不同。通过煤层气储层裂隙机理、地应力、天然微裂隙、井斜、射孔密度等方面研究分析起裂过程，分析煤层气储层的解吸及扩散过程，寻求适合不同地区不同煤层的压裂增产技术是今后煤层气开发利用过程中亟待解决的问题。
（三）数值模拟技术的发展趋势。现下的煤层气数值模拟研究一般侧重于描述储层内流体的运移规律，而没有考虑井筒内流动与储层流动的相互作用。未来的煤层气数值模拟软件的基础将以多孔隙、多组分模拟、双渗透率和全气田范围的模型，可以通过水蒸发引起脱水效应，通过注入惰性气体对甲烷强化开采，还具有解决气体不纯影响等问题的功能；实现自动化更高的格块储层参数获取和网格划分，并有向无构造网格发展的趋势；同时会对历史拟合工具进行广泛的应用。
（四）钻井技术的发展趋势。由于煤层气藏在孔渗和流动机理方面与常规油气藏存在较大区别，因此煤层气钻井技术必然会向超短半径钻井水平井、多分支井水平井、L型井、U型井及丛式井的方向发展。为了钻井速度的提高和钻井过程中钻井液给地层带来伤害的减少，今后空气钻井液、膨润土钻井液、泡沫钻井液及空心玻璃漂珠钻井液等新型钻井液将被高度重视和研发利用。
三、结语
我国煤层气经过长时间的探索实践，已经逐渐步入正轨。部分地区的煤层气产业已经实现了规模化、商业化、产业化，表明了我国煤层气开发的良好前景。但我国煤层气开发仍处于起步阶段，在技术方面仍然有很大的提升空间，许多瓶颈问题尚未解决。我们要在现有的煤层气开发技术基础上，总结经验，坚持创新，提升煤层气开发技术水平，实现煤层气的更好开发和利用。
参考文献
[1] 张遂安，袁语，孟凡圆.我国煤层气开发技术进展[J].煤炭科学技术，2016，44（05）.
[2] 王正喜.王坡煤矿地面煤层气开发井网优化部署研究[D].煤炭科学研究总院，2013.
作者简介：马壮（1987.09- ），男，硕士，研究方向：地质勘探及煤层气开发与利用。
【关键词】煤层气开发；技术研究；发展趋势
在当前发展环境下，能源需求持续增长、环保和安全要求越来越高、能源结构调整加快、资源节约力度加大，煤层气高效开发和利用的实现，对于实现安全、资源、环保、经济等多重效益具有重要意义。如今由于我国对煤层气开发利用的重视，我国在煤层气的开发技术上已经取得了重大进展，但相对而言，由于我国煤层气开发还处于起步阶段，因此我国煤层气开发技术上仍存在一些不足，存在着一些问题。
一、煤层气开采技术现状
（一）排采技术。排采工程是地面煤层气开发的重要环节，是一项长期而又细致的工作，也是一项艰巨繁杂的系统工程。排采设备和排采制度是排采工程技术要求最重要的两个方面。排采设备的选择需要满足不同排采阶段的要求，而排采制度的制定和排采中根据实际产水、产气情况不断的调整是排水采气连续、稳定的基础。目前，我国已实施煤层气井数量较多，考虑排液量、煤粉、井斜及成本因素等影响，直井采用抽油机排水采气、水平井采用螺杆泵排水采气较为常见，而电潜泵、射流泵排采使用相对较少。除排采设备的选型外，排采制度的确定对煤层气井产气效果的影响也较为明显。排采过程中，一般根据井底流压大小确定不同煤层气井液面下降速度的排采工作制度，分阶段、有针对性、区别化地进行。随着矿井开采程度加深，煤层气的排采势必会面临更大的难关。
（二）压裂增产技术。压裂的目的是消除近井带储层伤害并在地层中形成一条或多条具有足够导流能力的裂缝，改善煤层的渗透性，从而获得满意的增产效果。目前国内外常见的传统压裂增产技术主要有高压（大排量）水力压裂、液氮泡沫（加砂）压裂、CO2加砂压裂，近年来出现的连续油管压裂、煤与瓦斯共采、水平井高压水射流改进技术、间接压裂技术以及分段压裂增产技术等，使得煤层气井压裂增产技术呈多样化态势。尽管如此，现有技术对于“解吸”和“扩散”过程几乎没有涉及，形成从根本上制约煤层气增产的“短板”。
（三）数值模拟技术。煤储层数值模拟是随着煤层气研究的不断深入以及计算机技术的发展而逐步发展起来的，是煤层气勘探和开发的关键技术，通过储层数值模拟，可以了解煤层气开发的动态，展现煤层气产出过程，为煤层气开发规划提供科学的决策依据。煤储层数值模拟技术是率先在美国发展起来的，在二十世纪中后期，美国公司开始进行煤储层数值模拟研究，并把该项技术应用于煤层气开发部署。
（四）钻井技术。煤层气储层一般存在低孔隙率、低渗透率等现象，因此，即使在常规的直井中进行压裂作业，其单井产能仍非常有限。针对煤气层储层的这些特点，U型井钻井技术、欠平衡钻井技术、超短半径水平井钻井技术、多分支水平井钻井技术、L型井钻井技术及电磁波导向钻井技术等逐渐被研发出来，保证气井与煤层间接触面积的提升，从而为煤层气井的单井产能提供了保障。
二、煤层气开发技术发展趋势
（一）排采技术的发展趋势。实践应用中，直井排采过程中抽油机排采技术已较为成熟，在水平井排采过程中多采用的有螺杆泵、有杆泵和电潜泵，而井液中自由游离气、煤粉等易造成气锁、卡泵等现象发生。鉴于射流泵在常规气井中的成功经验，对自由游离气敏感性小，对井眼轨迹适应性强，深度和排量易调节更换，且可以处理密度集中的井网系统，或将在煤层气水平井排采中有广阔的应用前景。
（二）压裂增产技术的发展趋势。目前压裂增产技术已相对成熟，而针对不同地区不同煤层其适应性不同。通过煤层气储层裂隙机理、地应力、天然微裂隙、井斜、射孔密度等方面研究分析起裂过程，分析煤层气储层的解吸及扩散过程，寻求适合不同地区不同煤层的压裂增产技术是今后煤层气开发利用过程中亟待解决的问题。
（三）数值模拟技术的发展趋势。现下的煤层气数值模拟研究一般侧重于描述储层内流体的运移规律，而没有考虑井筒内流动与储层流动的相互作用。未来的煤层气数值模拟软件的基础将以多孔隙、多组分模拟、双渗透率和全气田范围的模型，可以通过水蒸发引起脱水效应，通过注入惰性气体对甲烷强化开采，还具有解决气体不纯影响等问题的功能；实现自动化更高的格块储层参数获取和网格划分，并有向无构造网格发展的趋势；同时会对历史拟合工具进行广泛的应用。
（四）钻井技术的发展趋势。由于煤层气藏在孔渗和流动机理方面与常规油气藏存在较大区别，因此煤层气钻井技术必然会向超短半径钻井水平井、多分支井水平井、L型井、U型井及丛式井的方向发展。为了钻井速度的提高和钻井过程中钻井液给地层带来伤害的减少，今后空气钻井液、膨润土钻井液、泡沫钻井液及空心玻璃漂珠钻井液等新型钻井液将被高度重视和研发利用。
三、结语
我国煤层气经过长时间的探索实践，已经逐渐步入正轨。部分地区的煤层气产业已经实现了规模化、商业化、产业化，表明了我国煤层气开发的良好前景。但我国煤层气开发仍处于起步阶段，在技术方面仍然有很大的提升空间，许多瓶颈问题尚未解决。我们要在现有的煤层气开发技术基础上，总结经验，坚持创新，提升煤层气开发技术水平，实现煤层气的更好开发和利用。
参考文献
[1] 张遂安，袁语，孟凡圆.我国煤层气开发技术进展[J].煤炭科学技术，2016，44（05）.
[2] 王正喜.王坡煤矿地面煤层气开发井网优化部署研究[D].煤炭科学研究总院，2013.
作者简介：马壮（1987.09- ），男，硕士，研究方向：地质勘探及煤层气开发与利用。