煤层气开采探索新路径!“废弃”资源迎新生

2020-01-17

日前,山西省自然资源厅与省能源局联合下发《关于开展煤炭采空区(废弃矿井)煤层气抽采试验有关事项的通知》(下称《通知》),将引导各类市场主体积极参与、有序实施煤炭采空区煤层气抽采试验,有效开发利用采空区煤层气资源。




开展煤炭采空区煤层气抽采试验,在全国尚属首次,引发业界关注。记者为此造访多位业内人士,他们表示,未来采空区煤层气抽采能否成为煤层气产量增长的有效支撑、资源量实际情况如何、经济性能否吸引多元投资主体、矿权重叠能否有效解决等问题都将对山西产地资源优势转化为产业优势产生影响。


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煤层气主要成分是甲烷,是煤的伴生矿产资源。在煤炭形成过程中,需要经历泥炭化和煤化二个阶段。在泥炭化阶段,由于细菌的作用,可以生成少量甲烷;在煤化阶段,有机质热降解作用已经开始并且逐步加深,热降解产物主要是甲烷等。煤层形成后,形成的甲烷又经历扩散、迁移等多种过程,最终在煤层中形成以甲烷为主要成分(一般占比93%-97%)、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体,称为煤层气。




为了解决上述煤炭矿业权与煤层气矿业权分置、采煤采气不同步的困局,20164月,国土资源部发布《国土资源部关于委托山西省国土资源厅在山西省行政区域内实施部分煤层气勘查开采审批登记的决定》,明确将山西省境内部分煤层气探矿权、占用储量中型及以下采矿权、煤层气试采审批权以及日常监管权,正式委托山西省国土资源厅行使。随后山西省顺势启动了煤层气矿业权委托审批试点,而实施煤层气勘查区块竞争性出让便是重要组成部分。




压裂直井、水平井水力压裂是煤层气增产的首选方法,压裂就是利用高压泵将混合着支撑剂的液体加压注入井底,支撑剂填充裂缝,不让裂缝自然闭合,从而实现排水降压的效果,同时在降低井筒周围压力的同时增大了储层压力,实际数据表明,此时产量和压裂之前相比较,增加了5 20 倍。其次,可以注入二氧化碳,因为二氧化碳对煤的吸附能力是甲烷的4倍,注入后可将甲烷置换出来,提高煤层气的采收率。此外,还可以利用微生物与活性菌的结合提高对煤的降解能力,利用声震法等进行增产。




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