为什么煤层气是非常规天然气？

Wedding Bus 官方 2024-06-06 06:13:54

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广义的煤层气是指储藏在煤层及其周围岩石中的天然气，其来源有三：地层中有机物煤化过程中生成的气体（有机生成）；岩浆岩侵入时产生的气体以及碳酸盐岩受热分解产生的气体（无机生成）；地壳中放射性元素衰变过程中产生的气体以及地下水中释放出的氦、氡等气体（无机生成）。
狭义的煤层气则是指可供能源开发利用的、在煤层及其周围岩石自生自储的以甲烷为主的天然气。这类天然气与石油天然气藏中的气藏气、油层的气顶气、石油中的溶解气等常规的天然气不同，它是被吸附在煤层的表面上的，与石油天然气层中游离在岩层孔隙中的天然气不同，因此也称为非常规天然气。这类煤层气的主要成分是甲烷，根据对美国1380口煤层气井的分析，甲烷占93.2%，乙烷以上的烃类占2.6%，二氧化碳占3.1%，氮气占1.1%；1立方米煤层气燃烧所产生的热量（热值）为3.7×1010焦耳。通常用每吨煤中所吸附甲烷的数量（立方米）作为评价煤层中所含煤层气的指标，这叫甲烷的富集程度。
全世界煤层气的资源量约有124.8万亿立方米，其中99%集中分布在俄罗斯、加拿大、**、澳大利亚、美国、印度尼西亚、印度、德国、波兰、英国、乌克兰、哈萨克等12个**。**在埋藏深度为2000米以浅、甲烷富集程度在4立方米/吨以上的煤层气资源量约14.34万亿立方米，占全世界煤层气资源量的13%～33%，列在俄罗斯和加拿大之后，居世界第三位。
我国的煤层气资源主要分布在华北（占全国的66.63%）和华南（占28.79%），因此，勘探开发煤层气有利于增加我国一次性能源储备和改善能源资源的地理配置，使经济发达的华北、华南有机会获得更多的清洁能源。
勘探开发煤层气还能改善我国的能源结构，2003年全世界能源消费结构中，天然气占23.9%，而我国的天然气消费仅占2.8%，天然气在能源结构中的比例过低，而煤炭比例高，是我国空气污染严重的重要原因。伴随煤层气的开发利用将会增加洁净能源的供应，有利于减轻空气污染、保护生态环境。
煤层气的勘探开发还有利于缓解我国石油进口的快速增长。我国从20世纪90年代以来，石油进口数量的年增长率在30%以上，2003年石油进口已经达到9100万吨，2004年则达到12272万吨，每年用在石油进口上的外汇支出已经达到250亿美元以上。煤层气的开发利用有助于缓解我国能源消费对石油进口的依赖。
我国煤矿矿井中有47%属于高甲烷（**）矿井，煤矿事故多是井下****和火灾。2004年煤矿发生事故死亡6027人，是工矿企业中人员死亡最多的行业。因此，在开采煤以前先将煤层中吸附的煤层气采出，就可以既获得清洁的能源，又减少了煤矿的各种事故。
综上所述，煤层气定位为一种新兴的不可再生清洁能源，而不仅仅是煤矿开发的副产品。
煤层气的开发要求有一套与常规天然气开发有明显区别的钻井、采气、增产等专门技术。例如，常规石油天然气钻井要求井内泥浆柱有足够的压力以保证油气层中的油气在钻井过程中不发生井喷；而煤层气是吸附在煤层表面上的，钻井时需要使井液或泥浆的压力很低，以防止过大的压力使煤层气在开采时不容易析出。另外，煤层气开采一般是用泵抽吸采气，单井日产量不高，而天然气井往往是自喷的，单井日产量很高，因此两者在开采成本上有明显差异。目前美国在煤层气开发方面是最成功的：2001年煤层气的产量超过400亿立方米，占美国国内天然气年产量的8%。
我国的煤层气勘探开发还处在起步阶段，在山西的沁水盆地发现了有工业价值的煤层气田，开始实验性开采，但目前煤层气在能源结构中所占比例还不高。煤层气是将来有希望的清洁能源。 20210311

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