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《煤層氣開發(fā)技術(shù)與現(xiàn)狀》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、維普資訊http://www.cqvip.com第8卷第3期天然氣地球科學(xué)Vo1．8No．31997年6月NATURALGASGEOSCIENCEJun．l997一煤層氣開發(fā)技術(shù)與現(xiàn)狀7／7童旦堡編譯(中國科學(xué)院蘭州文獻情報中心蘭州730000)摘要介紹了世界主要產(chǎn)煤國的煤炭資源量和與煤層氣開發(fā)有關(guān)的煤、煤層的物理特性以及煤層氣的開發(fā)技術(shù)指出了煤層氣開發(fā)的現(xiàn)狀與問題。關(guān)鍵詞絲苧：、)．7荽癢孑最近，有關(guān)煤層氣的開發(fā)受到了世界各國的極大關(guān)注。煤層氣又稱煤層甲烷(Co~bedMethane，簡稱CBM)，指儲存在煤層中的以甲烷為主的、可從地面上進行采收的非常規(guī)天然氣。目前
2、，雖然只有美國真正進入了煤層氣的商業(yè)化生產(chǎn)，但是進行煤層氣勘探的有許多國家，如澳大利亞、法國、德國、英國、波蘭、捷克斯洛伐克、加拿大、中國等。美國煤層氣開發(fā)的高潮始于本世紀7O年代末。當時美國的常規(guī)天然氣產(chǎn)量年年下降，急需開發(fā)新的替代資源，因此美國政府采取了稅制優(yōu)惠措施，鼓勵煤層氣資源的開發(fā)并獲得了很好的效果。美國開發(fā)煤層氣的實績，證明了煤層氣作為資源的真正價值，喚起了全世界對煤層氣開發(fā)的關(guān)注。據(jù)有關(guān)專家根據(jù)世界煤炭儲量測算，全世界的煤層氣資源量至少有l(wèi)4O×10m。。根據(jù)美國的報告，煤層氣的采收率為30～6O，最高達8O左右。煤層氣的發(fā)熱量也很高，達8O。O～900
3、0k~l／m，相當于常規(guī)天然氣發(fā)熱量的90以上。由此可見煤層氣開發(fā)的潛力是很大的。此外，煤層氣可謂是天然氣中少有的潔掙能源，它不含C。(丙烷)以上的重質(zhì)氣態(tài)烴類，甲烷含量達95以上，而且也不含或含有極少的硫化氫，其燃燒時僅產(chǎn)生少量的CO。而且，事先除去了煤層中的瓦斯氣體，也有利于井下采煤的安全。因此煤層氣的開發(fā)也具有重要的社會意義。另一方面，煤層氣開發(fā)的鉆井深度一般都不超過1000m，使用一般的鉆井設(shè)備就可以完成鉆探，因壓力不高故而也不需要高壓的并口裝置，管道也只需一般的管道就行。因此，煤層氣開發(fā)的成本也較低，即使不高的產(chǎn)量也能獲得很好的經(jīng)擠效益。我國煤炭資源豐富，煤
4、層分布廣，因此具有很大的開發(fā)和利用煤層氣資源的潛力。毫無疑問，煤層氣的開發(fā)和利用，將有利于提高我國自然資源的有效利用，減少煤礦瓦斯災(zāi)害，對促進我國社會與經(jīng)擠的發(fā)展具有重大的意義。1煤層氣資源量有關(guān)煤層氣資源量的計算公式如下：G1P=(GCt+GCa)·h·A·d(1)式中：GIP為煤層氣資源量iGC，為游離氣含量(平均單位重量)；0為吸附氣含量(平均單位重量)；h為全炭量；A為面積；為煤的比重收藕日期：1996一O3一O1維普資訊http://www.cqvip.com24天然氣地球科學(xué)V01．8目前，只有美國對煤層氣資源量進行了詳細的地質(zhì)調(diào)查。美國的煤層氣資源量約有
5、11×l012m。關(guān)于其它國家_的煤層氣資源量，有的研究者根據(jù)一些國家的煤炭儲量或主要煤礦的產(chǎn)量，考慮煤層氣與煤化度、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、煤層深度之間的關(guān)系，對開發(fā)潛力大的幾個國家的煤層氣資源量進行了預(yù)測(表1)。此外，還有人以美國的煤層氣資源量為基礎(chǔ)，根據(jù)含氣量較多的瀝青煤和無煙煤的儲量預(yù)測了世界的煤層氣資源量，按探明煤儲量算約為46×10”m。，按預(yù)測煤儲量算約為8l×lO”m，如再加上深、淺層煤儲量，預(yù)測出的世界煤層氣資源量可達140×10”m。衰1世彝主耍產(chǎn)燃國采的燃量氣資蠢■(單位：10’me)2與煤層氣開發(fā)有關(guān)的煤和煤層的物理特性煤層氣的鉆探、生產(chǎn)技術(shù)的研制與煤和煤
6、層的許多物理、化學(xué)、力學(xué)特性有著密切的關(guān)系。例如，與煤有關(guān)的：組分及檄組分含量、鏡質(zhì)體反射率、孔隙率、毛細管壓力、內(nèi)部表面積}與煤層有關(guān)的：吸附等溫線、脫附速度、煤層滲透率(透過率)、加壓參透率、相對滲透率；與水壓破碎有關(guān)的：力學(xué)特性(楊氏摸量、泊松比)、壓縮強度?，F(xiàn)就其中與煤層氣特別有關(guān)的和重要的特性簡單介紹如下。2．1含氣■儲集在煤中的氣體，有存在于煤孔隙中的游離態(tài)氣體和吸罩II在煤內(nèi)部表面上的吸附態(tài)氣體。游離態(tài)氣的含量可根據(jù)煤中孔隙的容積、壓力和溫度，由氣體狀態(tài)方程式算出。吸附態(tài)氣的含量也是壓力和溫度的函數(shù)，一般都以一定溫度下的吸附等溫線來表示。煤與氣體的吸附等
7、溫線一般都用蘭米爾公式：VP—VL·(aP)／(1十a(chǎn)P)=VL尸／(尸L十尸)(2)式中,Vp為壓力P時的吸附量；V為壓力無限太時的吸附量(蘭米爾容積)；n為常數(shù)}尸為壓力{PL為蘭米爾壓力(=l／a)。．實際計算煤層的含氣量，有直接法和間接法兩種方法。直接法是采集鉆粉或鉆芯試樣直接測量其含氣量。間接法是先測出吸附等溫線，再根據(jù)實鍘的煤層中的氣體壓力來計算吉氣量一般，吸附量是隨壓力的降低而相應(yīng)地減少的，被減少部分的氣體即被釋放出的氣體，也就是脫附的氣體。從脫附的擴散作用考慮，脫附量與時間有關(guān)，可由下式表示：Q／Qo一[1一exp(一4D／]“(3)
