煤層氣的化學組成有哪些

『壹』 煤層氣是什麼

煤層氣俗稱「瓦斯」，其主要成分是CH4（甲烷），是主要存在於煤礦的伴生氣體，也是造成煤礦井下事故的主要原因之一。它是成煤過程中經過生物化學熱解作用以吸附或游離狀態賦存於煤層及固岩的自儲式天然氣體，屬於非常規天然氣，它是優質的化工和能源原料。煤層氣是熱值高、無污染的新能源。它可以用來發電，用做工業燃料、化工原料和居民生活燃料。煤層氣隨著煤炭的開采泄漏到大氣中，會加劇全球的溫室效應。而如果對煤層氣進行回收利用，在採煤之前先採出煤層氣，煤礦生產中的瓦斯將降低70%~85%。

煤田瓦斯是一種能源資源。因此，各國都積極擴大抽放瓦斯的應用范圍及研究煤田瓦斯開發與利用的技術途徑。從勘察情況看，圍岩瓦斯是可觀的瓦斯源，而且有可能成為煤成氣田。在高瓦斯礦井采後的老采空區中及報廢的礦井中，一般都積存大量的瓦斯。這些瓦斯是很好的瓦斯源地。

我國的撫順勝利煤礦是停產報廢的礦井，但至今仍在抽放瓦斯，年抽放達到2300萬立方米，可供給一個甲醛廠和6635戶居民利用。地面鑽孔預抽煤層瓦斯，是擴大煤田瓦斯開發的重要技術手段，它可以擺脫煤田開采條件的限制，達到提前抽放瓦斯。煤礦開采過程中放出的瓦斯，除抽放一部分外，其餘都是經風流排至地面大氣中。這部分瓦斯比抽放的瓦斯量大10餘倍。科學家正在研究利用這種低濃度瓦斯的技術，如果該技術能達到工業應用水平，將為煤田瓦斯的開發利用開辟廣闊的前景。

『貳』 煤層氣的主要成分是什麼

煤層氣俗稱「瓦斯」,其主要成份為高純度甲烷,是近二十年在世界上崛起的新型能源,其資源總量與常規天然氣相當.煤炭開采中排出的大量煤層氣作為一種新型能源,具有獨特的優勢,是優化一次能源結構的重要組成部分,是優質的能源和基礎化工原料.同時由於煤層氣作為一種有害的危險氣體,排放到大氣中具有很強的溫室效應,既破壞大氣層、污染環境,又因其易燃易爆性嚴重危及著廣大煤礦職工的生命財產安全.
山西是煤層氣資源大省,煤層氣資源量約10×1012m3,佔全國總量的1/3,主要分布在河東、沁水、霍西、寧武、西山五大煤田.經國土資源部審查批准,山西省煤層氣探明儲量402.19×108m3,可采儲量218.39×108m3.其中以沁水和河東煤田最為富集,蘊藏量佔全省煤層氣總量的80％.沁水盆地煤層氣資源量約5.35×1012m3,具有資源分布其中、埋深淺、可采性好、甲烷純度高（大於95％）等特點,是目前全國第一個勘探程度最高、煤層氣儲量條件穩定、開發潛力最好的煤層氣氣田.
煤層氣資源的開發利用將會為社會創造巨額財富.我國具有豐富的煤層氣資源,其開發潛力巨大.按照目前我國石油天然氣資源發現率計算（10％）,31.46萬億立方米的煤層氣資源可獲得3萬億立方米的天然氣,參照目前天然氣的中等價格,即每立方米天然氣約1.0元（城市門站價）計算,將會為社會創造3萬億元的財富.事實上,隨著科學技術的飛速發展,資源發現率將會大幅度上升,經濟價值將不可估量.
開發煤層氣,形成煤層氣產業將對國民經濟發展起到巨大的推動作用.開發煤層氣是一項龐大的系統工程,建設一個煤層氣生產基地將帶動道路、管道、鋼鐵、水泥、化工、電力、生活服務等相關產業的發展,增加就業機會,促進當地經濟的發展.特別是對於我市這樣一個能源重化工基地,發展煤層氣產業對於保護資源、實現煤炭產業深加工及可持續發展、減少溫室氣體排放、改善大氣環境質量,調整產業結構、加快煤化工產業規模化發展、培育新的經濟增長點,都具有十分重要的現實意義和深遠的戰略意義.

『叄』 煤層氣組成

煤層氣地球化學分析數據主要來自煤岩解吸氣、瓦斯抽放氣及井口排采氣等樣品，前兩者數據的分布范圍較寬。對中國不同地質時代和不同煤級的358個井田（礦）煤層氣組分的統計顯示，煤層氣組分構成以CH₄為主，其含量變化范圍為66.55%～99.98%，一般為85%～93%；CO₂含量為0%～35.58%，一般＜2%；N₂的含量變化很大，一般＜10%；重烴氣含量隨煤級不同而變化（張新民等，2002）。對美國煤層氣井的795個氣樣的分析結果表明，煤層氣的組分及其平均含量為：CH₄佔93.2%，C_2＋（重烴）佔1.6%，CO₂佔4.4%，N₂佔0.8%（Scott et al.，1994）。從前人統計數據看，井口排採的煤層氣無論是熱成因氣（如美國黑勇士盆地、中國沁水盆地），還是生物成因氣（如美國粉河盆地、中國阜新盆地），煤層氣的組分差別不是很大，主要為甲烷，平均為97%～99.75%；重烴氣及非烴氣含量均很低，一般小於2%（表11-1）。相對於常規天然氣，煤層氣組分比較一致，無論源岩的成熟度高低，煤層氣的組分均顯示為干氣的特徵。來源於煤系的常規天然氣組分，往往受到源岩的成熟度影響，隨著成熟度增大，甲烷含量升高，重烴氣含量降低，過成熟的晚期階段氣體富集甲烷。如高過成熟煤系生成的克拉2氣田甲烷含量達96.58%，C₃以後的烷烴組分基本檢測不到；成熟—高成熟階段生成的牙哈凝析氣田甲烷含量均值只有82.32%，C_2-5含量達11.61%。

表11-1 中國典型煤成氣與國內外煤層氣組分及碳同位素統計

續表

在碳同位素組成上，煤層氣與天然氣（煤成氣）有著明顯的差別（陶明信，2005）。熱成因的常規煤成氣與煤層氣碳同位素最大的區別是，成熟度相近源岩的煤層氣甲烷碳同位素明顯偏輕，如沁水盆地南部二疊系3^#煤層的R_o最高可達3.5%以上，庫車侏羅系煤系源岩R_o小於2%，但庫車克拉2 晚期階段聚集的天然氣甲烷碳同位素為-27.3‰，明顯重於沁水盆地南部過成熟的煤層氣甲烷碳同位素值（-31.95‰），這種現象在其他盆地也普遍存在。造成這種現象的原因主要是受到次生生物作用的影響。

『肆』 請問煤層氣主要成分是什麼

煤層氣地質學，煤層氣成分主要是甲烷、二氧化碳和氮。煤層氣成分主要是甲烷、二氧化碳和氮。從煤層氣里還可能檢測到微量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、氫、一氧化碳、二氧化硫、硫化氫以及氦、氖、氬、氪、氙等成分。在接近地表的煤層內，原生的天然氣向上運移，離開煤層，地面空氣和地表的生物化學和化學反應所產生的氣體向下滲透，進入煤層，從而淺部煤層氣成分形成垂向分帶現象。一般自上而下可分為四個帶：二氧化碳—氮帶、氮帶,氮—甲烷帶、甲烷帶。採煤界將前三個帶統稱為「瓦斯風化帶」。影響煤層氣成分的主要因素是煤岩成分、煤級和氣體運移。在甘肅省窯街礦區和吉林省營城礦區發現個別地段煤層氣的主要成分是二氧化碳，屬由外部運移進入煤層的氣體。煤層氣俗稱「瓦斯」，其主要成分是CH4（甲烷),與煤炭伴生、以吸附狀態儲存於煤層內的非常規天然氣，熱值是通用煤的2-5倍，主要成分為甲烷。1立方米純煤層氣的熱值相當於1.13kg汽油、1.21kg標准煤，其熱值與天然氣相當，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒後很潔凈，幾乎不產生任何廢氣，是上好的工業、化工、發電和居民生活燃料。煤層氣空氣濃度達到5%-16%時，遇明火就會爆炸，這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。煤層氣直接排放到大氣中，其溫室效應約為二氧化碳的21倍，對生態環境破壞性極強。

『伍』 煤層氣成因

1.煤層氣的形成過程

煤層氣主要有生物成因和熱成因兩種成因機制。低煤階泥炭和褐煤具有較高的孔隙度，含水量較高，在低溫條件下形成生物成因甲烷和少量其他流體。成熟度增加，水被排出，孔隙度減小，溫度上升到細菌生存的上限而使得生物成因甲烷減少，同時復雜有機質裂解作用釋放出甲烷和重烴，並伴有部分非烴氣體的形成。煤岩成熟度達到R_o＝0.6%時，熱成因烴類氣開始生成，並一直貫穿整個煤化作用過程（圖 11-1）（Clayton，1998）。

圖11-1 煤化作用過程中不同組分天然氣的產率

（據Clayton，1998）

目前開發的煤層氣均位於1500m以淺的淺部煤層，煤層多經歷了構造抬升作用，當煤層抬升到適合生物生存的溫度范圍時，煤層中有機質和CO₂在生物作用下轉變為甲烷形成次生生物氣，即使是高演化程度的煤岩，在抬升過程中仍有次生生物氣混入，表現為甲烷碳同位素值輕於-55‰，不同盆地、不同構造背景這種混入的程度有所差別（圖11-2）。

往往通過數值模擬和物理模擬預測煤的生氣潛力。早期由Macrae（1954）、Juntgen（1975）等提出的預測模型，通過觀察煤化作用過程中元素成分的變化，計算出甲烷的生成量和殘留在煤中的量。這些模型在後來的研究中廣為採用，並與其他模型進行對比。根據這些研究結果，煤的生氣潛力范圍為100～300L/kg（Juntgen，1975；Rice，1993）。

圖11-2 煤層沉積埋藏和抬升過程中不同成因煤層氣的形成

2.煤層氣的成因鑒別

經過40多年的研究，國內外對煤層氣的成因有了一定的認識，總體上將有機成因煤層氣劃分為三大類、五小類，分別是：生物氣，包括原生生物氣和次生生物氣；熱成因氣，包括熱降解氣和熱裂解氣；以及混合氣。這些分類主要採用煤層氣的組分組成、甲烷碳氫同位素組成、乙烷碳同位素以及煤岩熱演化程度等指標，通常採用圖示方法對煤層氣成因進行鑒別，典型圖版有 Bernard（1978）圖版、Schoell（1983）圖版、戴金星（1996）圖版和Whiticar（1999）C-D圖版，這些圖版均採用組分含量和穩定碳同位素或者甲烷碳、氫同位素的二維數據組合對煤層氣成因進行判別。

由於煤層氣的成因具有明顯的階段性和復雜性，不同地區、不同地質背景煤層氣成因類型不同，判別煤層氣成因時需綜合考慮各種因素。本節在前人研究的基礎上，根據實測數據，利用煤層氣成因判別常用的甲烷碳同位素、氫同位素和組分含量3個參數的信息，建立擴展的C-D鑒別圖版（圖11-3），結合研究區的地質特徵，對煤層氣的成因進行綜合判別。擴展的C-D鑒別圖版中，X軸和Y軸分別為甲烷的氫同位素和碳同位素，穩定同位素是煤層氣的指紋特徵，利用這兩者能夠比較好地分辨出生物氣和熱成因氣，以及生物氣中的不同作用類型，同時還能反映煤層氣所經歷的次生作用；圖版中以氣泡體積的大小表示煤層氣烴類氣體組分含量值，即C₁/C_2＋，烴類組分含量可以反映煤層的演化階段和煤層氣所經歷的次生作用等信息。

與以往的煤層氣成因判別圖版相比，擴展的C-D圖版除了能對生物氣（乙酸發酵，CO₂還原作用）、熱成因氣和混合氣進行判別外，還可以對低熟熱成因氣、熱降解氣和熱裂解氣進行區分。低熟熱成因氣地球化學特徵表現為分布在熱成因氣的范疇之內，其甲烷碳同位素為-40‰≥δ¹³C₁≥-45‰，比生物成因煤層氣δ¹³C₁略重，C₁/C_2＋比生物氣（小於4000）大，介於4000～10000之間，同時煤層熱演化程度較低，R_o在0.5%左右，如阜新盆地煤層氣屬於典型的低熟熱成因氣。熱降解氣的典型特徵是分布在熱成因氣范疇的中部，與低熟熱成因氣相比具有較重的甲烷δ¹³C₁值（大於-40‰）和δD值（-150‰≥δD≥-200‰），以及較小的C₁/C_2＋值（與生物氣C₁/C_2＋值相近），主要是因為煤層在熱降解氣生氣階段，以濕氣為主。聖胡安盆地煤層氣是熱降解氣典型的例子。熱裂解氣的標志是具有很高的甲烷δ¹³C₁值（大於-40‰）和δD值（大於-200‰），同時C₁/C_2＋值也很高，由於此階段天然氣的重烴組分等其他組分在溫度的作用下遭受了裂解，使甲烷含量相對增加，熱裂解氣的煤岩熱演化程度高，R_o在2.5%以上。

圖11-3 煤層氣成因擴展的C-D鑒別圖版

沁水盆地南部煤層氣的樣品均落在圖11-3所示圖版中熱成因氣的熱裂解氣以及與岩漿等熱事件有關的熱成因氣區域，即沁水盆地南部煤層氣以熱裂解氣與異常熱事件有關的熱成因氣為主。結合實際地質條件，沁水盆地南部煤層氣熱演化程度較高，R_o值在3.0%左右，達到了高變質無煙煤階段，如果假設研究區主要以單一深成變質作用為主，石炭-二疊系的煤層所處溫度在83～153℃之間，最大的R_o值不會超過1.5%，僅靠深成變質作用不能完全解釋沁水盆地南部煤岩進入高演化程度現象。研究區包裹體、磷灰石、鋯石裂變徑跡和礦物岩石學等方面均證明，區域岩漿熱變質作用是沁水盆地南部煤岩進入高演化階段的主要原因。岩漿熱事件使煤層溫度迅速升高，一方面會導致煤層生氣量的增加，另一方面使原先生成的烴類發生裂解。在晚侏羅世，燕山構造運動使沁水盆地煤層強烈抬升，造成煤層出露於地表並遭受地表水的滲入，原始煤層氣的同位素在水動力條件下發生分餾效應，構造抬升過程中煤層溫度和壓力的改變又可能發生煤層氣的解吸-擴散效應和生物改造作用，改變了原始煤層氣的地球化學特徵。因此，沁水盆地煤層氣為與岩漿相關的熱裂解氣，且經歷了次生改造作用。

與沁水盆地南部不同，韓城地區煤層氣的主要來源為熱降解氣成因，韓城地區煤層熱演化程度處於貧煤階段，R_o值在1.6%～2.2%的范圍內，屬於熱降解氣生成階段。在白堊紀末期，燕山構造運動使韓城地區煤層抬升，煤層出露並接受地表水的補給和滲入，水動力條件、生物作用及解吸-擴散作用使煤層氣發生同位素分餾效應。

阜新盆地煤處於低成熟熱演化階段，R_o主要分布於0.5%～0.6%之間，受輝綠岩牆侵入引起的接觸變質作用的影響，局部煤層R_o可達到1%以上。根據判別圖版，阜新盆地煤層氣主要屬低成熟熱降解氣，並有次生生物氣的混合。

『陸』 煤層氣的組成特徵

根據對本區煤層氣成分的統計分析（表6.1），得到以下幾點認識：

1）各煤層氣體均是以CH₄、N₂、CO₂為主要成分的混合氣體。盡管它們的體積分數有一定變化，但CH₄占絕對優勢，在各煤層中均達70%以上，平均75.78%；N₂次之，在15%～22%之間，平均17.95%；CO₂相對較低，平均小於10%。

2）除北區的11^＃煤層和南區的3^＃煤層CH₄體積分數稍低於全區平均值外，其餘各煤層的CH₄體積分數均相對較高。根據我們在下峪口礦1317工作面對3^＃煤層打鑽現場取氣樣進行氣成分分析，CH₄體積分數高達98.76%。說明本區煤層氣CH₄體積分數很高。

3）煤層氣的組分與煤層埋深之間有明顯的關系，表現在淺部由於受風化作用、生物作用、化學作用等影響，CH₄含量較低，N₂含量較高，而隨著煤層埋深增大，CH₄含量逐漸增高，N₂逐漸降低。全區平均埋深在300m以深地區，CH₄體積分數平均在73%以上。

4）煤層氣組成中，除CH₄、N₂及CO₂外，還含有少量甲烷同系物即重烴（C₂～C₈）。從本區20世紀60～70年代地質勘探階段所做的瓦斯成分分析結果上均未見有重烴的記載，但據1985年以來韓城礦務局地質勘探隊在本區桑樹坪、下峪口等井田補勘期間所施工的鑽孔進行瓦斯樣品分析鑒定結果來看，2^＃、3^＃及11^＃煤層均不同程度的含有重烴（表6.2），其中2^＃煤層重烴含量平均0.083mL/g，占氣體成分組成的2.51%；3^＃煤層重烴含量平均0.102mL/g，占氣體成分組成的1.40%；11^＃煤層重烴含量平均0.091mL/g，占氣體成分組成的2.92%。從現有資料看，盡管重烴含量及成分很低，但重烴的出現較為普遍，其中2^＃、3^＃及11^＃煤層分別有75%、71%、及57%的鑽孔有重烴存在，顯示出隨煤層變質程度增高，即焦煤向貧煤過渡，重烴產率逐漸減少。

5）按照天然氣一般的劃分辦法，乙烷以上的重烴在烴類氣體組分中體積分數小於5%，為干氣，即乾燥系數C₁/

大於19。反之，乾燥系數小於19為濕氣。本區煤層重烴體積分數在1.40%～2.92%之間，乾燥系數在24～55之間，除個別鑽孔煤層氣顯示濕氣外，基本皆屬干氣。

『柒』 煤成氣與煤層氣的區別

煤成氣(油)與煤層氣雖然在有機質類型及煤化過程中的生氣機制等諸多方面有相同之處，氣源也難以截然分開，但是煤成氣(油)與煤層氣的成藏條件有比較明顯的差異。

(1)煤成氣(油)源廣於煤層氣源

煤成氣不僅源自煤層，也源自含煤岩系中的炭質泥岩和暗色泥質岩，並且在一些含煤盆地中，炭質泥岩和暗色泥質岩比煤岩更重要，是主要氣源岩；「煤層氣」主要生自含煤岩系中的煤層，炭質泥岩和暗色泥質岩不可能是「煤層氣」的主要源岩，故煤成氣(油)烴源較煤層氣廣。

(2)演化成氣作用不同

雖然煤成氣與煤層氣都可以經過生物化學作用及熱演化作用生成，但是世界上具有工業價值的煤成氣田主要是以熱演化作用為主形成的，煤層氣則以早期和晚期生化作用生成為主。煤層氣雖然可以分布在不同煤階，但其生氣機理比較復雜，可以與有機質成熟度沒有關系，可以是未成熟，也可以處在高成熟階段；其成因可以是熱演化作用，但是早期和晚期生化作用的影響很大，即煤層經歷過抬升剝蝕，進入生物大量活動的范圍，地下水帶入大量細菌和營養物質，對其中的有機質進行降解，產生煤層甲烷，故也有人稱之為煤層生物氣。

(3)氣體組分、性質有較大差別

1)煤層氣的氣體組分更干。通常煤層氣烴類組分甲烷大於98%～99%(除去非烴氣體統計)，占絕對優勢，一般不含重烴，乾燥系數C₁/C_1-4一般在0.99～1。

2)煤層氣碳同位素值δ¹³C₁值跨度很大，並且偏輕。δ¹³C₁值為-24‰～-70‰(以＜-50‰為主)，跨進了生物氣的分布區，如唐山、峰峰、鶴壁以及柳林、吳堡的煤層氣 δ¹³C₁值為-55‰～-70‰，說明了埋藏較淺的煤層氣具有生物成因特徵。

3)煤層氣沒有也不可能形成煤層油。

4)儲集條件不同。煤層氣是基本沒有經過運移的煤型氣，以煤層作為儲層，煤層氣的儲層是以煤層中的孔隙和割理為主體，煤中的天然裂隙以割理為主，是煤中流體(氣體和水)滲流的主要通道；煤成氣是經過運移的煤型氣，可以運移至含煤岩系之外，在合適的地層中儲存，並聚集形成煤成氣藏，其儲層特點可以是單孔隙結構和雙重孔隙結構，裂隙以構造裂隙為主。因此，「煤成氣(油)」有明確的生、儲、蓋層及其組合，「煤層氣」沒有明確的生、儲、蓋層之分。

5)聚集條件不同。煤成氣肯定是經過一定規模的運移、聚集過程，與其他類型天然氣(油)一樣，有明確的儲蓋組合、運聚成藏和圈閉條件；煤層氣主要賦存在煤層的顆粒和裂隙表面，以吸附作用為主。因此煤層氣藏是在地層壓力作用下「圈閉」的有一定數量的煤岩體；「煤層氣」藏的形成取決於煤層有機質生成的量和被煤層表面所吸附的氣量。雖然煤層氣在煤層中有自由(游離)和吸附兩種狀態賦存，其游離狀態的煤層氣是指「往返運動於煤層內生裂隙和外生裂隙中」的氣體分子；吸附狀態的煤層氣則「以分子引力吸附於煤層裂隙表面和煤層的微孔隙內」。雖然煤層的孔隙度很小，但是孔隙內表面積高達100～400m²/g的煤，可以將大量的CH₄分子吸附在微孔隙內表面上，從而在煤層中儲藏有不可忽視的以CH₄為主的煤層氣。在地下狀態，這兩種狀態的煤層氣在地層壓力和溫度條件下處於動平衡狀態。若壓力增加、溫度降低，游離態煤層氣可轉化為吸附狀態；反之，若壓力降低，吸附狀態的煤層氣可轉化為游離狀態，即煤層氣的「解吸過程」，從而形成具有工業開采價值的煤層氣藏。

6)儲量計算與開采方式完全不同。煤成氣與油型氣一樣，是用孔隙體積及圈閉法、儲層壓力等生產動態資料綜合進行地質儲量與可采儲量計算，上述方法對於煤層氣不適用。生產方式也完全不同，煤層氣開采需要先實施排水使壓力降至負壓、煤層孔隙表面吸附的氣體進行解吸采氣；而煤成氣則需要努力保持儲層壓力以確保高產。

7)煤層氣產能高低與地下水活動性關系密切，地下水的分布和流動規律是控制煤層氣藏形成與產能的關鍵因素。煤層氣可以有儲量，但儲量豐度總體較低。限於當前的工藝水平和經濟技術條件，適宜開發的煤層氣埋藏深度通常＜1200m。

總之，雖然煤成氣(油)與煤層氣都是成煤作用演化過程中形成的副產物，但是成藏條件有本質區別。煤成氣(油)藏屬常規天然氣(油)藏范疇，煤層氣藏屬於非常規天然氣藏范疇。研究、評價思路及勘探技術方法各具特色，勘探前景差異甚大。煤成氣(油)藏可以形成大型、特大型氣田，具有較大的經濟價值；煤層氣則必需實行較大面積連片開采，才具有一定的經濟價值。

由於煤成氣已成為世界許多大型、超大型工業氣田的重要氣源，在少數含煤盆地還可以形成煤成油田。為了加速中國天然氣工業的發展，結合中國具體地質條件，本書將重點論述含煤盆地轉化為含煤-含氣(油)盆地的地質條件，主要總結煤成氣成藏機理和勘探成果，以及中國煤成氣(油)田的形成條件及其勘探前景。

『捌』 什麼是煤層氣

在煤的形成過程中伴隨著3種副產品生成——甲烷、二氧化碳和水。由於甲烷是可燃性氣體，又深藏在煤層之中，所以人們稱它為「煤層氣」。

甲烷一旦產生，便吸附在煤的表面上。甲烷的產生量與煤層深淺有關。一般來講，煤層越深，煤層氣越多。

理想的煤層氣條件是：煤層深度300米~900米，覆蓋層厚度超過300米，煤層厚度大於1.5米，噸煤含氣量大於8.51立方米，裂縫密度大於1.5米／條為好。

開采甲烷的關鍵問題有2個：一是使甲烷從煤的表面解吸下來，一般是靠降低煤層壓力來解決，主要辦法是通過深水移走來降低壓力；二是讓從煤層表面解吸下來的甲烷順利穿過裂縫進入井孔。

煤層氣如果得不到充分利用，會帶來2大害處：一是在煤層開采過程中以瓦斯爆炸的形式威脅礦工的生命安全；二是每年全球有上千億立方米的瓦斯進入大氣中，對環境造成巨大污染。所以，在很早以前人們就想把煤層氣作為資源加以利用，讓它化害為利，這便是人們開發利用煤層氣的最初動因。

進入20世紀70年代後，受能源危機的影響，人們在尋找新能源方面的積極性空前高漲。在有天然氣資源的地方，天然氣備受青睞；在沒有天然氣的地區，煤層氣便成為人們尋找中的理想新能源。此外，隨著開采和應用技術的進步以及顯著的經濟效益，又給煤層氣的開發利用注入了新的動力。

開發煤層氣在經濟上的優越性表現在幾個方面：勘探費用低、利潤高、風險小、生產期長。其勘探費用低於石油的勘探費用，生產氣井的成本也較低。一般來講，煤層氣的鑽井成功率可達到90％以上，打一口井只需要2~10天。淺層井的生產壽命為16~25年，4米井的生產壽命為23~25年。

現有資料表明：全世界煤層氣資源為113.2×1012~198.1×1012立方米。國外對煤層氣的小規模開發利用始於上個世紀50年代，大規模開發利用則是從80年代開始的。

目前，美國煤層氣的開採在世界上居領先地位，每天煤層氣產量已超過2800萬立方米。中國煤炭儲量為1×1012噸，產量居世界首位，煤層氣資源為35×1012立方米，相當於450億噸標准煤，與中國常規天然氣資源相當，已成為世界上最具煤層氣開發潛力的國家之一。

『玖』 煤層氣的理化性質有哪些

主要成分是甲烷，一般默認甲烷為其理化性質。
理化性質包括化學性質和物理性質。

甲烷的化學性質 
CH4,最簡單的烷烴,具有烷烴的通性:由於甲烷中碳原子與氫原子間的化學鍵為較穩定的σ鍵,化學性質相當穩定,跟強酸、強鹼或強氧化劑(如KMnO4)等一般不起反應。在適當條件下會發生氧化、熱解及鹵代等反應
(1)甲烷和空氣成適當比例的混合物,遇火花會發生爆炸,即可燃性。 CH4 + 2O2 →點燃→ CO2 + 2H2O,作燃料(沼氣、天然氣) 2CH4+3O2→點燃→2CO+4H2O(不完全燃燒); CH4 + O2 →點燃→C + 2H2O(極不完全燃燒)(2)與鹵素的化學反應:當甲烷與氯在黑暗中混合時,兩者不會產生化學反應,如果把混合物加熱或以紫外光照射,以下反應(取代反應)會發生:CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl;CH3Cl + Cl2 →。 1..把製得的甲烷氣體通入盛有****溶液(加幾滴稀硫酸)的試管里,沒有變化。再把甲烷氣體通入溴水,溴水不褪色。 
甲烷的物理性質
甲烷分子式CH4。最簡單的有機化合物。甲烷是沒有顏色、沒有氣味的氣體,沸點-161.4℃,比空氣輕,它是極難溶於水的可燃性氣體。甲烷和空氣成適當比例的混合物,遇火花會發生爆炸。化學性質相當穩定,跟強酸、強鹼或強氧化劑(如KMnO4)等一般不起反應。在適當條件下會發生氧化、熱解及鹵代等反應。甲烷在自然界分布很廣,是天然氣、沼氣、坑氣及煤氣的主要成分之一。它可用作燃料及製造氫、一氧化碳、炭黑、乙炔、氫*酸及文字甲醛等物質的原料。
甲烷物理性質
甲烷是無色、可燃和無毒的氣體。沸點為-161.49℃。甲烷對空氣的重量比是0.54,比空氣約輕一半。甲烷溶解度很少,在20℃、0.1千帕時,100單位體積的水,只能溶解3個單位體積的甲烷。