试论煤层气开采中水文地质条件的影响

2017-03-07何谦中石油煤层气有限责任公司韩城分公司陕西韩城715400

化工管理 2017年36期

何谦(中石油煤层气有限责任公司韩城分公司，陕西韩城 715400)

试论煤层气开采中水文地质条件的影响

何谦(中石油煤层气有限责任公司韩城分公司，陕西韩城 715400)

煤层气开采和水文地质条件紧密相连，在开采过程中，水文地质问题频繁出现，这已成为煤层气开采企业关注的一大焦点问题。煤层气开采企业必须客观分析水文地质条件，准确把握二者影响情况，科学开采煤层气，最大化提高煤层气开采效率与质量。因此，本文从不同角度入手客观分析了煤层气开采中水文地质条件的影响。

煤层气开采;水文地质条件;影响

在经济发展过程中，作为优质的无污染能源，煤层气已被广泛应用到多个领域中，发电、汽车燃料等。在矿区，煤层气资源的“生成、富集、运移”和地层含水量、底层水离子成分等密切相关，在不同水文地质条件作用下，煤层气的“生成、富集、运移”有着本质上的区别。在开采煤层气过程中，开采企业必须以水文地质条件为基点，优化煤层气开采各环节，科学开采煤层气，提高利用价值。

1 煤层气开采区域概况

在了解煤层气开采过程中水文地质条件的影响之前，开采企业要客观分析煤层气开采区域地质整体构造，是否出现断裂构造，煤层具体厚度、含水层埋深、含水层岩石组成、岩层分布情况以及岩层水补给情况。同时，开采企业要准确把握煤层气开采地区煤储层压力，即作用到煤裂隙-空隙二者间的具体流体压力，比如，水压、气压。在开采矿区煤层气过程中，会受到水文地质条件影响，影响动液面测试分析情况，导致其和试井分析结果存在较大误差。在分析水文、地质两大影响因素中，开采企业要以储层压力与梯度为基点，客观分析煤储层压力，科学解决煤层气开采中出现的各类问题，确保各项煤层气开采工作顺利进行。

2 煤层气开采中水文地质条件的影响

2.1 影响

在分析过程中，开采企业可以根据地下水对地区煤层存储具体影响，客观分析水文、地质二者分别对地区煤层气的具体影响，从煤储层、围岩两个角度入手，准确把握煤层渗透性、含水性、原始水压等煤储层水文地质参数，顶底板含水性、水力联系等围岩水文地质参数，明确一系列影响因素以及之间的关系。在此基础上，开采企业要采用先进技术手段，科学模拟地下水疏降流场，在Visual Modflow软件作用下，客观分析开采矿区煤层气过程中各水文地质条件作用下煤储层压力传递情况，明确传递规律，科学开采矿区煤层气。在此过程中，开采企业要科学构建数学模型，利用Visual Modflow软件，全面、深入分析煤层气开采地区地下水流场动态变化规律以及水文地质三维立体模型结构，明确各方面水文地质参数，含水层参数、煤层渗透参数等。此外，在分析水文地质条件中，开采企业要客观分析顶底板渗透率条件作用下煤储层压力变化情况，将其扩大10、20、30倍等情况下，模拟对应的渗流场。会发现煤层渗透率、顶底板渗透率紧密相连，如果前者不小于后者，在顶板渗透率提高的同时，煤层供液面量持续增加，其他含水层补给减少，煤层压力具体传递范围缩小。同时，煤层气开采也会影响矿区的水文地质，钻井中，钻压会持续增加，钻头持续震动会对矿区含水层造成不同程度的破坏，出现断裂等情况，钻井中会应到钻井液，即低固相结钻液、无固相钻井液，会对含水层、岩层造成不同程度的污染，地层孔隙、地层裂缝等被钻井液中的固体物质堵塞，导致含水层水源无法顺利流通。

2.2 优化途径

在开采煤层气过程中，开采企业需要多层次准确把握煤层及其顶底板围岩石在力学性质、水文地质方面存在的巨大差异性，要以水力压裂为基点，科学改造煤层，最大化提高矿区煤层开采率、煤储层具体渗透率。在此基础上，开采企业要将导水裂隙科学设置在顶板、井孔一侧，控制好二者间距离。此外，开采企业要根据煤层气钻井的具体情况以及影响因素，将清水作为换浆液，避免开采中煤层气被污染，降低对岩层、含水层造成的污染程度，最大化提高水层的流通性能，避免废弃钻井液流入地表，导致地表土壤出现板结问题，植物根系被腐蚀，附近农田、地表水体被污染。开采企业要根据开采中煤气层开采、矿区水文地质二者影响情况，优化矿区煤层气开采方案、开采手段、开采方法等，明确开采流程、开采工艺以及应用其中的机械设备，科学开采矿区煤层气，降低煤层气资源污染程度，最大化科学开采煤层气资源。