煤層氣工程現(xiàn)在的困難是什么

【專家解說】：我國煤層氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展面臨的幾個問題 雖然目前我國的煤層氣生產(chǎn)和利用規(guī)模已經(jīng)達 到一定數(shù)量, 但和美國、加拿大等國家相比, 規(guī)模 仍然很小, 我國煤層氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的歷程仍然漫 長, 以下幾方面是我國煤層氣產(chǎn)業(yè)化需要面臨的具 體問題: 211 施工設備問題 目前我國煤層氣開發(fā)幾個關鍵工序所用施工設 備供應不夠充足, 設備緊缺, 施工價格偏高。在目 前煤層氣垂直井鉆井施工中, 我國普遍采用煤田地 質(zhì)勘探鉆機和泥漿鉆進, 而對煤層氣開發(fā)有利的空 氣鉆進設備, 目前國內(nèi)僅有有限的幾臺套, 而且是 最近幾年才裝備, 其數(shù)量遠遠不能滿足我國煤層氣 產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要。煤層氣增產(chǎn)所需要的壓裂施工 設備, 目前國內(nèi)除滿足石油天然氣行業(yè)施工以外, 可供煤層氣開發(fā)使用的壓裂設備極其有限, 而且多 為老舊設備, 性能較差, 液氮壓裂泵車更是稀缺, 很難組織規(guī)模化的施工。煤層氣多分支水平井施工 所需要的隨鉆定向設備目前仍依賴于國外。旨在簡 化工藝、降低成本的連續(xù)油管設備, 在我國油氣開 發(fā)中很難達到利用。這些技術(shù)設備的短缺, 不僅使 煤層氣井規(guī)模發(fā)展的速度受到限制, 而且物以稀為 貴, 施工價格較高, 增加了煤層氣開發(fā)的成本, 使 本身經(jīng)濟可行性就差的煤層氣開發(fā)雪上加霜, 難以 靠自身的贏利滾動健康發(fā)展, 在一定程度制約了煤 層氣開發(fā)的產(chǎn)業(yè)化。 相比國內(nèi)而言, 美國、加拿大等西方國家設備 制造力量雄厚, 可供選擇的施工設備充足。全球著 名的壓裂設備制造廠家哈理伯頓公司和雙S 公司都 在美國, 雙S 公司還在加拿大設有子公司。這些公 司每年生產(chǎn)的數(shù)百臺壓裂設備, 首先滿足了本國的 需要, 而且這些設備不存在遠程運輸費用和進口環(huán) 節(jié)費用, 相對折舊低, 施工成本也低, 同時這些設 備的維護也便捷、及時, 這些因素都在很大程度上 促進了美國和加拿大煤層氣的發(fā)展, 也是這兩個國 家煤層氣開發(fā)以垂直井壓裂為主的原因之一。相對 的, 澳大利亞煤層氣開發(fā)主要采用不需要壓裂的U 型井施工工藝。 212 專業(yè)化隊伍建設問題 產(chǎn)業(yè)化需要專業(yè)化的施工和管理隊伍。煤層氣 井施工環(huán)節(jié)眾多, 不同的環(huán)節(jié)涉及到不同的學科, 其中任何一個環(huán)節(jié)的失誤都可能造成煤層氣開發(fā)最 終的失敗, 一些煤層氣開發(fā)的失敗很大程度上起因 于施工環(huán)節(jié)的松懈, 沒有真正落實設計的初衷和意 圖。煤層氣產(chǎn)業(yè)化需要大批專業(yè)化、訓練有素的產(chǎn) 業(yè)隊伍, 從事煤層氣井勘探、施工、地面建設、生 產(chǎn)管理等各個環(huán)節(jié)的施工和管理, 以保證煤層氣井 施工的質(zhì)量和目的。另一方面, 專業(yè)化的施工隊 伍, 能夠降低施工成本、縮短建設周期, 對煤層氣 產(chǎn)業(yè)化起著至關重要的作用。 目前我國垂直井施工中從事煤層氣鉆井的隊伍 多是煤炭地質(zhì)行業(yè)的人員, 垂直井射孔、壓裂、水 平井施工等環(huán)節(jié)多是石油行業(yè)的人員, 兩支隊伍各 有優(yōu)缺點, 但都需要針對煤層氣開發(fā)進行專門的培 訓和學習。 213 煤層氣井管理問題 4 中國煤層氣 第4 期 煤層氣井生產(chǎn)管理在我國煤層氣開發(fā)中一直是 薄弱環(huán)節(jié), 煤層氣井井底流壓控制和排采強度控制 直接影響到煤層氣井的產(chǎn)量和長期產(chǎn)能, 部分煤層 氣項目的失敗主要是在排采環(huán)節(jié)控制不好造成的。 因此需要針對不同的地質(zhì)和水文條件摸索經(jīng)驗, 形 成相應的排采管理技術(shù)規(guī)范。 另一方面, 煤層氣開發(fā)產(chǎn)業(yè)化將投運大批的煤 層氣井, 這就需要摸索在我國國情下的煤層氣井生 產(chǎn)管理經(jīng)驗和模式。西方國家勞動力成本高, 煤層 氣井和設備多采用無人值守模式, 自動化程度高。 我國目前多采用人工值守, 定期巡檢模式。隨著煤 層氣產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展, 大量煤層氣井投入生產(chǎn), 采用 何種生產(chǎn)管理模式、設備的自動化程度、巡井制 度、數(shù)據(jù)收集制度、人為破壞因素等, 都需要進行 考慮, 需要形成一個有效的、經(jīng)濟可行的生產(chǎn)管理 模式。 214 開發(fā)技術(shù)體系完善和自主創(chuàng)新問題 我國幅員遼闊, 煤炭和煤層氣資源遍布全國, 煤炭品種多樣, 地質(zhì)條件差別較大, 不同煤層氣資 源區(qū)塊的煤層氣開發(fā)工藝也需要作相應調(diào)整和完 善。目前我國煤層氣開發(fā)工藝以垂直井壓裂和多分 支水平井為主, 施工手段相對單一, 其他工藝如U 形井、液氮壓裂、二氧化碳注入、洞穴完井等也進 行過嘗試, 但都沒有規(guī)模應用。這些開發(fā)工藝多是 在借鑒國外的工藝技術(shù)基礎上發(fā)展起來的, 這些工 藝適應當?shù)氐牡刭|(zhì)條件和國情, 在其相應的國家獲 得成功。我們借鑒未嘗不可, 但要研究這些工藝的 原理和適用條件, 同時加強對我國不同盆地地質(zhì)條 件、水文條件的研究, 研究與當?shù)氐刭|(zhì)條件相適應 的開發(fā)工藝和技術(shù)手段, 使煤層氣井的單井平均產(chǎn) 氣量達到具有工業(yè)開采價值的水平, 使項目具有相 應的經(jīng)濟可行性, 才能真正促進我國煤層氣的產(chǎn)業(yè) 化的進程。一項技術(shù)的突破往往能帶動一個產(chǎn)業(yè)的 發(fā)展, 加拿大采用連續(xù)油管液氮壓裂工藝成功之 后, 煤層氣產(chǎn)業(yè)才得以快速發(fā)展。 其次, 煤層氣集輸體系作為煤層氣開發(fā)的一個 重要環(huán)節(jié), 技術(shù)方案需要完善。此前我國的煤層氣 開發(fā)主要基于勘探和開發(fā)試驗, 隨著煤層氣開發(fā)產(chǎn) 業(yè)化和商業(yè)化, 煤層氣的利用也要一并納入考慮范 疇, 整個煤層氣開發(fā)體系包括勘探、施工、生產(chǎn)、 集輸和利用, 這個體系中的各個環(huán)節(jié)都是相互關 聯(lián)、相互影響的, 是一個系統(tǒng)工程。煤層氣儲層低 壓的特點決定了其生產(chǎn)管理和集輸工藝的特殊性, 尤其是煤層氣集氣系統(tǒng), 在煤層氣的生產(chǎn)和利用環(huán) 節(jié)中起著橋梁作用, 集氣系統(tǒng)的集氣方式、站點控 制范圍、增壓點分布、系統(tǒng)進出口壓力, 以及對煤 層氣井生產(chǎn)的反饋影響、對利用項目進口壓力的影 響等因素, 都需要深入研究, 相互匹配, 才能使整 個煤層氣開發(fā)系統(tǒng)流暢運行。 研究內(nèi)容方面, 以往我國的煤層氣開發(fā)以勘探 和試驗為主, 國內(nèi)專家和學者的關注也主要集中在 煤層氣資源勘探、選區(qū)評價、地質(zhì)條件分析等方 面, 隨著我國煤層氣產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展, 研究的內(nèi)容需 要更多關注生產(chǎn)方面的問題, 要基于生產(chǎn)實踐, 解 決生產(chǎn)實際問題, 研究煤層氣的生產(chǎn)工藝和設備改 進, 研究煤層氣利用和轉(zhuǎn)化的有效方式等, 為煤層 氣產(chǎn)業(yè)化提供基礎依據(jù)。