當前國際能源供需矛盾突出，能源安全日益成為各國關注的焦點，煤層氣勘探開發聚焦了世界的目光。主要大國出于經濟和政治利益的考慮，加大了對煤層氣的投入。煤層氣在采礦業被看作是危險的因素，但作為一種儲量豐富的清潔能源，煤層氣有巨大的發展潛力。發達國家煤層氣勘探開發技術日趨成熟，通過對世界煤層氣資源勘探開發現狀的研究，實現煤層氣資源的優化利用，改善勘探開發效果。最近的一些技術新進展正在成為我們開發這一非常規資源的得力助手。其中有些方法源于對常規油氣作業中所使用的技術方法的改進，有些則是針對煤炭的獨有特征而專門設計的新型技術方法。

    1. 煤層氣新型壓裂液技術

    水力壓裂是煤層氣增產的首選方法，美國2/3 以上的煤層氣井采取水力壓裂技術進行改造，以提高產量。傳統壓裂液能夠改變煤層基質的潤濕性，不利于煤層脫水。斯倫貝謝公司新型CoalFRAC 壓裂液技術，添加專為煤層氣生產開發的CBMA 添加劑，能夠加強煤層脫水。這種添加劑不僅能夠保持煤層表面的潤濕性，還能減少微粒運移。添加到常規增產液的表面活性劑會改變地層流體性質，并影響對啟動煤層氣生產至關重要的脫水過程。斯倫貝謝公司針對煤層氣儲層開發的CBMA 添加劑可以優化脫水，并有助于控制生產過程中的微粒。微粒會降低產液量，堵塞井筒，損壞生產設備。黑勇士（Black Warrior）盆地的煤層氣井在開始脫水后不久就顯示出CoalFRAC壓裂液的增產效果—比周圍那些用其他壓裂液處理的井產量高38%。

    2. 注CO2 提高煤層氣產量技術

    注氣開采煤層氣就是向儲層注入N2、CO2、煙道氣等氣體，其實質是向煤層注入能量,改變壓力傳導特性和增大或保持擴散速率不變,從而達到提高產量和采收率的目的。煤基質表面對氣體分子的吸附能力是一定的,向煤層中注入氮氣、二氧化碳氣,其氣體分子會在一定程度上置換甲烷分子,使甲烷分子脫離煤基質束縛而進入游離狀態,混入流動的氣流中,從而達到提高煤層氣產量的目的。

    西南地區碳封存合作伙伴（SWP）在美國新墨西哥州北部圣胡安盆地Pump Canyon地區進行先導試驗，將CO2注入到難以采掘的深煤層進行埋存，同時提高煤層氣的產量（ECBM），目的是為了測試CO2 提高煤層氣產量以及埋存的效果。試驗由康菲石油公司實施，在一個現有的煤層氣開采井網中，新鉆了一口CO2 注入井，深度達到白堊紀晚期Fruitland 煤層。康菲公司在井中部署了各種監測、驗證和計算（MVA）設備，用來跟蹤CO2 的運移軌跡，并實施了一個詳細的地質描述和油藏模擬方案，用來再現和理解地層狀況。實踐證明Pump Canyon 的CO2-ECBM 先導試驗是成功的。到2009 年6 月，注入了3 億立方英尺的CO2，注入速度高達350 萬立方英尺/日。MVA 程序正在收集有價值的數據，MVA 方法可以很好地識別CO2 羽狀流，能夠對產出氣體CO2 成分進行有效監測，是一個優良的CO2 先導試驗監測方法。CO2 傳感器也被用來動態監測CO2 突破。

    3. 預測產氣量的煤層模擬技術

    要對煤層氣儲層進行正確適當的評價需要很多數據，包括含氣量、氣體吸附能力、滲透率、儲層壓力、儲層幾何形狀和煤的化學特征等。模擬分析程序根據煤層厚度和展布面積計算煤的體積，然后利用軟件通過巖心數據和測井數據外插估算煤層氣的地質儲量。
 
    澳大利亞一家煤層氣作業公司面臨如下挑戰，即為一個液化氣廠提供12 年的煤層氣，需要根據已知供氣量規劃所需的新井數，同時還要制定最佳鉆井和開采計劃。分析人員利用Petrel 地震模擬程序建立了本地區的三維地質模型，提供了一個三維生產層圖像。工程師把Petrel 模型合并到ECLIPSE 儲層模擬程序中。根據500 多個控制點的生產歷史和標準曲線確定了儲層的生產潛力。研究區內生產井呈現出三種不同的狀態，分別反映了低、中、高三種生產動態。根據輸入值范圍，工程師利用蒙特卡羅模擬程序估算了各種結果。利用已確定的壓力梯度計算出了壓力分布。然后在已確定的輸入值范圍內隨意選擇一組數據，創建了單井生產趨勢，利用12000 個這樣的單井生產趨勢對產量進行了預測。隨后他們著手解決需要多少口井的問題。首先設計了氣田開發模型，并建立了作業計劃，該計劃大大提高了設備利用率，并將井位確定在生產能力最高的區域。綜合考慮了各種限制因素后，工程師借助模型，預測出大約需要800 口井才能滿足液化氣廠的要求。

    4. 煤層氣電潛泵新技術
 
    在粉河盆地，主要是在懷俄明州，必須大量排水來減小地層壓力，使氣體從煤層中釋放出來，這也是煤層氣田普遍面臨的挑戰。最實用和經濟的煤層氣井脫水方法是通過使用電潛泵，但是電潛泵伴隨著一些典型的問題，包括：出砂和煤粉、氣鎖、腐蝕等。

    煤層氣井出砂可以導致泵腐蝕或堵塞，Global 公司在泵上方安裝一個疊片篩網或防砂罩，有效地保持砂和煤粉不進入泵，防止元器件堵塞或腐蝕。煤層氣氣鎖影響了80％的安井，Global 公司通過在泵上游安裝先進的離心機氣體分離器來處理這個問題，將氣體分離進入油套環空，并從環空流到地面。腐蝕通常與CO2或H2S 的存在有關，使用涂層泵部件或制造出耐腐蝕合金的葉輪和擴散器可以耐腐蝕。在俄克拉荷馬州，生產商選擇了Global 公司在10～20 口煤層氣井中安裝電潛泵，同時安裝泵監視器來避免附帶損害。這樣，只要泵出現將要發生問題的跡象，如電機繞線溫度過高或者過度振動，它都可以在嚴重損害發生之前自動關閉或報警。對未損壞的泵進行改造的費用平均約為600 美元，而換泵每次需要花費數千美元的成本。作業公司已經看到單井產氣量由原來的5 萬立方英尺/天，上升到45 萬立方英尺/天，同時產液量由400 桶/天增加到1200 桶/天。到目前為止，在安裝新裝備的井中，產氣量已經提高了400%，同時產水量下降了57%。

    5. 降低煤層氣開采成本的最優化自噴設備

    馬拉松石油公司成功地投入了一種新工具, 改變了煤層氣機械排水生產的方法，可以代替煤氣井內的容積泵和電潛泵。該方法由于去掉了井下泵抽吸裝置, 使各種租借礦區操作費用大幅度下降, 從每月875 美元降到每月15 美元。每套組合工具和安裝服務費用大約是6000 美元，考慮安裝成本,新工具大約在7 個月內即可收回投資,以前使用的人工舉升設備可以在其他的煤氣井上使用或作為廢品出售。氣體攜帶水最終將水排出, 可以保證煤層氣持續、平穩的生產,避免了產量損失。粉河盆地內的大多數煤層都含有大量的水。所以, 在開采煤層氣之前, 需要先排水。新工具可以直接啟動而無需排去井底的水。在任何情況下, 工具安裝后關井一夜即可建立起壓力體系, 開啟油管使低壓表面分離器開始工作。該工具平穩的操作運行以及水進入水收集系統使泵氣鎖消除,避免了產量損失, 確保了煤層氣持續、平穩的生產。在兩個應用實例中, 由于消除了設備檢修停產時間, 估計單井每年可實現增產217×106 立方英尺氣, 收益達10000 美元, 足以支付井下工具的安裝費用。

    6. 煤層氣產出水處理技術

    Big Cat 能源公司生產的ARID 含水層回注系統，是煤層氣產出水處理的新技術，每桶水的處理成本只有0.03 美元。Big Cat 能源公司正和煤層氣井開發商一起工作，幫助他們實施最經濟有效的、對環境最友好的方法來處理產出水。Big Cat 能源公司的ARID 井內含水層回注系統和服務，可以使煤層氣生產商通過將煤層氣井產出水回注來節約大量的資金，消除地面排放，為未來的需求保持有用的水資源。

    Big Cat 目前正和澳大利亞的一個業務供應商進行商討評價，將ARID 井內含水層回注系統用于澳大利亞的煤層氣產出水處理。Big Cat 目前正在研究煤層氣這一新市場的潛力，相信對Big Cat 來說，在澳大利亞有一個較大的機會，這里的煤層氣生產商正在尋找經濟可行且不傷害環境的方法來進行產出水處理。