学文网摘要 系统的对煤层气开采工艺技术进行了综述。介绍了煤层气开采工艺技术和提高煤层气采收率工艺技术等，着重对煤层气井开采工艺技术、ECBM技术、进行了较为详细的介绍。最后给出了几点结论性总结。
关键词 煤层气;开采工艺;排水采气;压裂 ECBM技术
1 前言
煤层气是煤层中所生成的以甲烷为主(甲烷含量一般为90％-99％)的天然气，也是人们常叫的瓦斯气。
我国煤层气总资源量约为36．8x10 2m3。由于我国的天然气缺口将长期存在，据预测，到2015年天然气产量加上天然气的进口量，与需求相比缺口达500x108m3，左右。煤层气是补充这个缺口的重要非常规气源。中国2008年煤层气产量50x108m3，纯煤层气产量5xl0 8m3。目前，纯煤层气开发生产能力约20x108m3，按"十一五"计划，2010年煤层气产量达到100x108m3，煤层气利用量80xl0 8m3，2020年产量达到400xl0 8m3。2009年4月，中国***府又确定新的目标，大力发展安全、环保的煤层气作为煤的替代品。
2 煤层气开采工艺技术
当前，在全世界的煤层气工业界，已大量采用的成熟开发方式是压力衰竭法。即利用不同方法使煤层中的气体压力降低，随着气体压力的降低，煤层气由吸附态经过解吸变为游离态。游离态煤层气通过各种裂隙(缝)流人煤层气井，直至煤层中气体压力很低。压力衰竭法包括地面垂直井、采动区井(GOBWELL)、煤矿井下水平井等开采方式。这3种方式在我国都不同程度地被采用。由于技术进步，现已出现了注气(N2、CO2)增产、羽状水平井等先进的煤层气开发方式，可以大大提高煤层气的采收率；这些技术目前仅在美国、加拿大等少数国家的局部地区进行过试验，尚未被大规模采用。基于这些情况，当前我国煤层气资源评价所依据的现今开发技术是压力衰竭法，以地面垂直井为主要开采方式。
2.1 开采机理。煤层气的开采机理与常规储气层有本质不同。赋存于煤层中的天然气有3种状态，即游离状态、吸附状态和溶解状态，实际上很少有或没有游离气。煤层中绝大部***缝空间被水饱和。即使有一些游离气，其中大多数也吸附在煤的表面。
当煤层压力降至煤层气解吸压力临界值时，煤中被吸附的CH 开始与微孔隙表面分离，叫做解吸。由于割理中的压力降低，解吸作用也可在煤层的割理一基质界面上发生。解吸的气体通过基岩和微孔隙扩散进入裂缝网络中。再经裂缝网络流向井筒。
对应煤层气的开采机理，煤层气井生产也有3个生产阶段。
第l阶段为脱水降压阶段。主要产水，生产时间可能几天或数月；
第2阶段为稳定生产阶段。产气量相对稳定，产水量逐渐下降，一般为高峰产气阶段；
第3阶段为气产量下降阶段。此阶段随着压力下降，产气量下降，并出少量水或微量水。
这3个阶段是连续的过程。随着时间的延长．由井眼沿径向逐渐向周围的煤层中推进，这是一递进过程。脱水降压时间越长，受影响的面积越大，CH4解吸和排放的面积也越来越大。煤层CH 产量常呈负的下降曲线，即"产量逐年增加"，通常3～5年达到最高产量，然后逐渐下降而持续很长时间，这一阶段开采期达到10多年至20年不等，甚至有的开采30多年仍可生产。
2.2 煤层气的开采施工技术简述
2.2.1 洗井。洗井是在完井之后或在压裂前进行。目的是清洗完井后留在井筒的各种碎屑物。如煤粉、泥岩和页岩等岩屑、残留水泥等，以避免这些碎屑物对地层造成损害。
洗井方法包括清水洗井和高速气流洗井。清水洗井分正洗与反洗。高速气流洗通常用空气或氮气，也有正洗与反洗之分。
2.2.2 排水采气工艺技术
煤层气排水采气要求：
(1)排液速度快，不怕井间干扰；
(2)降低井底流压，排水设备的吸液口一般都要求下到煤层以下；
(3)要求有可靠的防煤屑、煤粉危害的措施。
目前开采煤层气排水的方法为有杆泵法、电潜泵法、螺杆泵法、气举法、水力喷射泵法、泡沫法、优选管柱法等。
2.2.3 煤层气开发地面设备。煤层气井一般是在较低的井底压力条件下采气。在完成人工举升排水之后，还需要一整套地面设备，包括气、水分离设备和集气增压设施等。
从井中采出的气体到达地面之后，压力一般不足1.5大气压，需要采取低压采集、脱水、高压输送方式才能将气体送到用户。
低压采集系统一般包括一个脱水分离器，一个压力控制器，一个水蒸气分离器，一个装有标准压力补偿器的涡轮流量计，一个泄压安全阀。该系统将低压气体输送到中央增压压缩站，将压力增至2.0-3.4MPa。被压缩的气体经过脱水器后，气体中的蒸汽含量降低，获得的干燥气体通过输气管线供给用户。
2.2.4 排水采气方法的优化选择。为了使煤层气开采获得较高的经济效益，应根据区域水文地质条件。预测产水量．然后优化选择排水采气方法及其设备。选择要求；
(1)气井的产水量变化大，早期会产出大量的水，往后产水量相对减少．甚至很小。所选用的排水采气方法应兼顾前后期变化，适用范围较大；
(2)必须满足在最小井底压力下采出最大水量的要求，以保证在尽可能短的时间里，将储层压力降到解吸压力以下，使气井尽早产气；
(3)提高采收率，降低煤层气生产成本。
3 结论及总结
(1)煤储层和常规砂岩储层有许多不同，这就决定了各自的开采工艺也有许多不同之处：
(2)煤层气井生产分3个阶段，一是脱水降压阶段；二是稳定生产阶段；三是气产量下降阶段；
(3)煤层气的开采，约96％的都需要进行压裂等增产作业处理：目前推荐采用的压裂液有活性水、线性胶及冻胶；支撑剂则最好先选用小粒径支撑剂，而后再加入大粒径支撑剂；
(4)煤层气开采将是未来能源的新增长点，因此，应积极开展煤层气开发工艺技术的研究；
(5)压裂是煤层气开发中的必要增产措施，根据其特殊要求，应及早对煤层气压裂用液、添加剂和支撑剂进行研究；
(6)加强施工后管理工作，确保效果不打折；
(7)继续做好增注工艺的研究工作，储备一些其它新工艺。确保增注后有效期较长。
参考文献
［1］ 刘银仓，向素丽等．煤层气压裂工艺技术研究及应用．断块油气田，l998，5(5)：54～56
［2］ 张志全，张***等．煤层气井水力压裂设计．江汉石油学院学报，2001，23(2)：32-33