煤层气开采是否具有商业价值,取决于产气率大小、是否具有竞争力的市场价格和规模性的产量。因此,无论采取井下抽采还是地面钻采工艺,都需要有一定的气含量做基础。井下抽采煤层气在开采煤层气过程中由于无采取任何增产措施,这样,它的开采对煤储层本身的渗透性、百米钻孔的资源量和煤储层的解吸能力密切相关;而地面钻采煤层气从目前的经济、技术的可行性考虑,构造煤、构造复杂、水动力活动强的地区不利于地面钻采的实施。综上考虑,决定实施井下抽采还是地面钻采的根本在于:资源量、煤储层的渗透性、煤体结构、水文地质条件和煤储层的解吸能力。
(1)资源量。一定的资源量是进行煤层气开采的基础。而一定的含气量、煤层厚度、资源丰度是一定资源量的保证。
(2)渗透性。煤储层的渗流能力是煤层中气体导流能力的反映,它关系到甲烷气体在煤中的赋存状态和开采抽放的难易程度。煤层气存在于煤的双孔隙系统中,煤的双孔隙系统为基质孔隙和裂缝孔隙。基质孔隙由孔隙大小来反映,是煤层气运移的通道;裂缝孔隙又称为割理,其不仅是储气空间,同时它又可使基质孔隙连通,增强储层的渗透性。煤层渗透率与煤的变质程度、煤岩组分和煤的灰分有密切关系。中等变质的肥煤和焦煤,其渗透率最高低变质的褐煤、长焰煤和气煤孔隙度大,渗透率次之;中、高变质的瘦煤至无烟煤渗透率最低。煤中惰质组含量越高、灰分越低,其渗透率越高。
(3)解吸能力。解吸能力的大小将直接影响煤层气的开采难易程度及采收率。饱和度越大,煤层气的运移潜势就越大,煤层气的排采潜势就越高。根据实验研究表明,煤层气的吸附一解吸过程可近似看成可逆过程,因此,吸附时间越长,对煤层气的解吸越不利。煤层气是靠降压解吸的,临/储压力比越高,越不利于煤层气的解吸。
(4)煤体结构。煤的坚固性系数和煤的破坏类型是煤体结构的综合反映。
(5)地质条件。水动力活动频繁的地区,利于煤层气的运移和扩散,不利于煤层气的保存,也不利于煤层气的排水降压;构造复杂区域,将不利于煤层气进行地面钻采。
综上所述,得出煤层气开采模式的事故树模型,如图1。