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山西煤层气技术的开发利用研究

李小冬  
【摘要】: 山西是全国重要的能源化工基地,煤炭资源丰富,遍及全省94个县(市区),含煤面积6万平方公里,约占全省总面积的40%。山西省埋藏小于2000米的煤炭资源储量为6552亿吨,查明保有资源储量为2652.8亿吨,约占全国煤炭资源储量总量的1/3。煤层气是煤层在漫长的煤化变质过程中形成的与煤层共生的以甲烷为主要成分的非常规天然气。 丰富的煤炭资源使得山西省在煤层气资源方面占有绝对优势。经调查,山西省每吨煤层中煤层气含量大于2m~3/t以上,埋藏深度小于2000m的煤层气资源量约为9.1万亿立方米,占资源量的91%。煤层气具有甲烷浓度高(一般为30—60%,最高可达80%)、发热量高(达33.44—37.62MJ/m~3)、埋藏较浅(一般为600—2000m)及勘探开发成本相对较低的特点,更重要的是煤层气是一种新型清洁能源,开发和利用这一新型能源将对缓解我省经济发展中的能源供需矛盾、改善我省的能源结构需要、减少煤矿瓦斯灾害、减排温室气体、改善大气环境、保护人类生存环境以及培育新的经济增长点和促进我省社会经济协调可持续发展具有十分重要的现实意义和深远的战略意义。 山西煤层气地面开发的历史可追溯到二十世纪七十年代,1975年前后,为解决矿井瓦斯问题,国家投资在阳泉施工了一些瓦斯地面抽放孔,有些钻孔还进行过井下压裂以提高煤层瓦斯产量。但是,限于当时的技术条件和认识水平,这些井陆续关闭,终止了进一步的研究和探索工作。在这其中遇到的主要问题有:钻井技术不过关,施工周期太长,井内气体饱和度低、储层压力低,虽然瓦斯含量很高,但抽放困难。 八十年代末期,在美国煤层气开发成功的启示下,中国掀起了煤层气研究和利用地面钻井开发煤层气的热潮。山西丰富的煤炭资源、煤层气资源的美好前景,吸引了众多的国内外开发商,成为中国煤层气开发的热点地区。煤层气开发工作在山西如火如荼地开展起来。当前,开发利用煤层气对于山西省具有特殊的紧迫性和重要性,煤层气若不及时开发利用,将伴随着采煤过程继续大量排入大气,即浪费了宝贵资源又造成温室效应。一言以蔽之,开发利用煤层气有百利而无一害,功在当代,利在千秋。 全文内容安排如下: 第一章论述了国内外煤层气技术的发展状况,介绍了煤层气技术的基本概??念和国内外煤层气技术的开发状况。 第二章对山西煤层气技术开发利用的历史机遇进行了分析,包括煤层气与其它能源的竞争力分析,从煤矿安全、环境因素、经济利益三个方面论述了山西煤层气开发的社会经济效益。 第三章对山西煤层气技术开发与应用的现状作了分析,一是从煤层气的抽采技术、钻井技术、地面开发与矿井生产技术在山西的应用三个方面介绍了煤层气技术在山西的开发与应用现状。二是深入分析了山西煤层气技术所面临的问题与挑战。 第四章这是本文的核心部分,深入分析了山西煤层气技术发展的对策与建议,从煤层气技术的改造方向,煤层气液化技术(LNG)的前景展望,煤层气技术的政策导向研究等四个方面作了深入剖析。 第五章结论与展望。对山西煤层气技术的开发利用作了概括性总结,并对山西煤层气技术的未来发展作了展望。


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