煤层气工程现在的困难是什么

【专家解说】：我国煤层气产业化发展面临的几个问题 虽然目前我国的煤层气生产和利用规模已经达 到一定数量, 但和美国、加拿大等国家相比, 规模 仍然很小, 我国煤层气产业化发展的历程仍然漫 长, 以下几方面是我国煤层气产业化需要面临的具 体问题: 211 施工设备问题 目前我国煤层气开发几个关键工序所用施工设 备供应不够充足, 设备紧缺, 施工价格偏高。在目 前煤层气垂直井钻井施工中, 我国普遍采用煤田地 质勘探钻机和泥浆钻进, 而对煤层气开发有利的空 气钻进设备, 目前国内仅有有限的几台套, 而且是 最近几年才装备, 其数量远远不能满足我国煤层气 产业化发展的需要。煤层气增产所需要的压裂施工 设备, 目前国内除满足石油天然气行业施工以外, 可供煤层气开发使用的压裂设备极其有限, 而且多 为老旧设备, 性能较差, 液氮压裂泵车更是稀缺, 很难组织规模化的施工。煤层气多分支水平井施工 所需要的随钻定向设备目前仍依赖于国外。旨在简 化工艺、降低成本的连续油管设备, 在我国油气开 发中很难达到利用。这些技术设备的短缺, 不仅使 煤层气井规模发展的速度受到限制, 而且物以稀为 贵, 施工价格较高, 增加了煤层气开发的成本, 使 本身经济可行性就差的煤层气开发雪上加霜, 难以 靠自身的赢利滚动健康发展, 在一定程度制约了煤 层气开发的产业化。 相比国内而言, 美国、加拿大等西方国家设备 制造力量雄厚, 可供选择的施工设备充足。全球著 名的压裂设备制造厂家哈理伯顿公司和双S 公司都 在美国, 双S 公司还在加拿大设有子公司。这些公 司每年生产的数百台压裂设备, 首先满足了本国的 需要, 而且这些设备不存在远程运输费用和进口环 节费用, 相对折旧低, 施工成本也低, 同时这些设 备的维护也便捷、及时, 这些因素都在很大程度上 促进了美国和加拿大煤层气的发展, 也是这两个国 家煤层气开发以垂直井压裂为主的原因之一。相对 的, 澳大利亚煤层气开发主要采用不需要压裂的U 型井施工工艺。 212 专业化队伍建设问题 产业化需要专业化的施工和管理队伍。煤层气 井施工环节众多, 不同的环节涉及到不同的学科, 其中任何一个环节的失误都可能造成煤层气开发最 终的失败, 一些煤层气开发的失败很大程度上起因 于施工环节的松懈, 没有真正落实设计的初衷和意 图。煤层气产业化需要大批专业化、训练有素的产 业队伍, 从事煤层气井勘探、施工、地面建设、生 产管理等各个环节的施工和管理, 以保证煤层气井 施工的质量和目的。另一方面, 专业化的施工队 伍, 能够降低施工成本、缩短建设周期, 对煤层气 产业化起着至关重要的作用。 目前我国垂直井施工中从事煤层气钻井的队伍 多是煤炭地质行业的人员, 垂直井射孔、压裂、水 平井施工等环节多是石油行业的人员, 两支队伍各 有优缺点, 但都需要针对煤层气开发进行专门的培 训和学习。 213 煤层气井管理问题 4 中国煤层气 第4 期 煤层气井生产管理在我国煤层气开发中一直是 薄弱环节, 煤层气井井底流压控制和排采强度控制 直接影响到煤层气井的产量和长期产能, 部分煤层 气项目的失败主要是在排采环节控制不好造成的。 因此需要针对不同的地质和水文条件摸索经验, 形 成相应的排采管理技术规范。 另一方面, 煤层气开发产业化将投运大批的煤 层气井, 这就需要摸索在我国国情下的煤层气井生 产管理经验和模式。西方国家劳动力成本高, 煤层 气井和设备多采用无人值守模式, 自动化程度高。 我国目前多采用人工值守, 定期巡检模式。随着煤 层气产业化的发展, 大量煤层气井投入生产, 采用 何种生产管理模式、设备的自动化程度、巡井制 度、数据收集制度、人为破坏因素等, 都需要进行 考虑, 需要形成一个有效的、经济可行的生产管理 模式。 214 开发技术体系完善和自主创新问题 我国幅员辽阔, 煤炭和煤层气资源遍布全国, 煤炭品种多样, 地质条件差别较大, 不同煤层气资 源区块的煤层气开发工艺也需要作相应调整和完 善。目前我国煤层气开发工艺以垂直井压裂和多分 支水平井为主, 施工手段相对单一, 其他工艺如U 形井、液氮压裂、二氧化碳注入、洞穴完井等也进 行过尝试, 但都没有规模应用。这些开发工艺多是 在借鉴国外的工艺技术基础上发展起来的, 这些工 艺适应当地的地质条件和国情, 在其相应的国家获 得成功。我们借鉴未尝不可, 但要研究这些工艺的 原理和适用条件, 同时加强对我国不同盆地地质条 件、水文条件的研究, 研究与当地地质条件相适应 的开发工艺和技术手段, 使煤层气井的单井平均产 气量达到具有工业开采价值的水平, 使项目具有相 应的经济可行性, 才能真正促进我国煤层气的产业 化的进程。一项技术的突破往往能带动一个产业的 发展, 加拿大采用连续油管液氮压裂工艺成功之 后, 煤层气产业才得以快速发展。 其次, 煤层气集输体系作为煤层气开发的一个 重要环节, 技术方案需要完善。此前我国的煤层气 开发主要基于勘探和开发试验, 随着煤层气开发产 业化和商业化, 煤层气的利用也要一并纳入考虑范 畴, 整个煤层气开发体系包括勘探、施工、生产、 集输和利用, 这个体系中的各个环节都是相互关 联、相互影响的, 是一个系统工程。煤层气储层低 压的特点决定了其生产管理和集输工艺的特殊性, 尤其是煤层气集气系统, 在煤层气的生产和利用环 节中起着桥梁作用, 集气系统的集气方式、站点控 制范围、增压点分布、系统进出口压力, 以及对煤 层气井生产的反馈影响、对利用项目进口压力的影 响等因素, 都需要深入研究, 相互匹配, 才能使整 个煤层气开发系统流畅运行。 研究内容方面, 以往我国的煤层气开发以勘探 和试验为主, 国内专家和学者的关注也主要集中在 煤层气资源勘探、选区评价、地质条件分析等方 面, 随着我国煤层气产业化的发展, 研究的内容需 要更多关注生产方面的问题, 要基于生产实践, 解 决生产实际问题, 研究煤层气的生产工艺和设备改 进, 研究煤层气利用和转化的有效方式等, 为煤层 气产业化提供基础依据。