煤層氣的“技術(shù)性”惡循環(huán)

武魏楠

盡管煤層氣面臨諸多政策困境，但其自身的“技術(shù)坎”始終是所有玩家都繞不過去的難題。

在山西柳林縣的西南方向，佇立著一些井架。這是1991年華北石油地質(zhì)局在這里打下的煤層氣氣井。然而，這個開發(fā)最早的中國煤層氣井網(wǎng)區(qū)域、同時也是中國煤層氣儲層滲透率最高的地區(qū)至今還尚未能實現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化開發(fā)。

自上世紀(jì)80年代中后期中國開始針對煤層氣資源開始進(jìn)行系統(tǒng)的資源調(diào)查，已經(jīng)過去了近三十年的時間。與不斷新增的資源量相比，中國煤層氣的產(chǎn)量多年來卻一直逡巡不前，遲遲無法突破100億立方米的瓶頸。

1996年中聯(lián)煤成立，獨家享有了與國外企業(yè)合作開發(fā)煤層氣區(qū)塊的權(quán)益，但其煤層氣主業(yè)依然萎靡不前。

所有煤層氣開發(fā)公司都面臨著這樣或那樣的問題，一系列技術(shù)瓶頸限制著中國煤層氣產(chǎn)業(yè)的起飛。

勘探失誤的惡性循環(huán)

“煤層氣的開采是一個有別于常規(guī)天然氣的全新系統(tǒng)。然而整個系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)，我們都面臨著缺乏適用性技術(shù)的問題?！敝惺涂碧窖芯吭豪确环衷好簩託庋芯克鶎＜阴U清英對《能源》雜志記者說道。

資源評價、鉆井。這兩者是煤層氣勘探過程中最核心的步驟?？碧介_發(fā)的結(jié)果直接決定了煤層氣企業(yè)對上游開采的投資，而勘探評價的結(jié)果更是直接決定了企業(yè)投資回報的最終結(jié)果。

就是在這樣一個決定企業(yè)戰(zhàn)略投資效果的環(huán)節(jié)上，國內(nèi)相應(yīng)技術(shù)的缺失，給企業(yè)的煤層氣開發(fā)計劃帶來了直接的負(fù)面效果。

在勘探階段，煤層氣井取芯鉆進(jìn)目前多采用繩索取芯鉆進(jìn)技術(shù)，基本上可滿足國內(nèi)中、高煤階煤層氣勘探開發(fā)的需求。但是，低煤階煤儲層吸附能力弱，游離氣比例相對較高，目前的取芯鉆進(jìn)技術(shù)通常導(dǎo)致煤層含氣量測試結(jié)果失真，影響到對煤層氣資源的客觀評價。

而我國煤層氣資源量有將近一半屬于低煤階煤層氣?！耙驗椴煌簩拥奈叫圆灰粯?。吸附性越強(qiáng)，如果按現(xiàn)在的常規(guī)技術(shù)，它到達(dá)井口展示的量就越小。你比如煤階越高，它吸附性越強(qiáng)，影響力就越小。煤階越低，它這個量相對比例比較大。這種情況下，就會出現(xiàn)儲量相對估計不準(zhǔn)的情況?！?鮑清英解釋道。

總面積27萬平方公里的沁水盆地足以稱得上是煤層氣開發(fā)典范的地區(qū)。但是即便是這里，也需要面對煤層氣井里面各種層出不窮的新情況?！皻饩碌臍饬鞑⒉蝗缬坞x氣氣井下的氣流穩(wěn)定。其運動的方向和流量還都不是非常規(guī)律。”

氣井的穩(wěn)產(chǎn)與否直接決定了一口鉆井、乃至整個井網(wǎng)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)效益。而經(jīng)濟(jì)效益，則直接決定了一個煤層氣企業(yè)的生死存亡。

井網(wǎng)區(qū)域的布局是資源勘探評價之外，煤層氣企業(yè)另一大重要的勘探準(zhǔn)備工作。井網(wǎng)布局直接決定了未來整個井網(wǎng)區(qū)域的采收率。這其中包括：布井、井網(wǎng)、井型、排采工藝、以及這些技術(shù)支持下的單井產(chǎn)量測算等等。

“這些工作是以前期準(zhǔn)備為主的。如果沒有很好的測算，井間距大了，盡管生產(chǎn)年限延長了，但是單井產(chǎn)量就會很低，沒有經(jīng)濟(jì)效益。如果井間距過小，單井產(chǎn)量很容易上去，但是生產(chǎn)年限被壓縮了，還是不能收回成本?！?/p>

對上游資源的勘探正在成長為整個油氣行業(yè)中，所有油氣企業(yè)爭相搶奪的最核心領(lǐng)域。然而中國的煤層氣企業(yè)卻在這一環(huán)節(jié)中遭遇到了尷尬的技術(shù)瓶頸。對資源評價和前期布井工作的不完善往往會直接導(dǎo)致煤層氣企業(yè)的投資失敗，反過頭來又影響到企業(yè)，乃至整個行業(yè)對煤層氣上游資源勘探的投入。

這種惡性循環(huán)帶來的惡果就是煤層氣上游勘探的投入越來越少，煤層氣的產(chǎn)出也就一直逡巡不前。不過更令人擔(dān)憂的是，國內(nèi)對于采排和增產(chǎn)技術(shù)的不足，很可能會導(dǎo)致現(xiàn)有煤層氣井產(chǎn)量受到更為直接的影響。

西體中用的局限性

20世紀(jì)80年代初開始，大井組直井壓裂技術(shù)和小井網(wǎng)工藝等一系列關(guān)鍵的技術(shù)突破，讓美國成為世界上第一個成功實現(xiàn)煤層氣商業(yè)化開發(fā)的國家。

技術(shù)上領(lǐng)先的美國公司很快就成為了中國煤層氣開發(fā)公司的合作對象?！翱捣?、安然、德士古這些知名的美國煤層氣開采服務(wù)公司都和中聯(lián)煤做過技術(shù)合作。但是都沒能實現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化開發(fā)”，鮑清英對《能源》雜志記者說。

技術(shù)的撞墻首先來自于不同的地質(zhì)條件。中國煤層氣地質(zhì)條件復(fù)雜， 煤儲層具有低壓、低滲透的特點， 單井產(chǎn)量普遍偏低。

中國特殊的地質(zhì)背景造就了高煤階典型的高含氣量、低滲透率、低儲層壓力和低含氣飽和度的特征， 這些都給美國煤層氣技術(shù)在中國的運用帶來了極大的困難。

針對低煤階、高滲透、厚煤層鉆井易坍塌和煤層污染等問題，美國的技術(shù)公司采用了煤層段裸眼下篩管完井或者是洞穴完井的方式，以增加煤層裸露面積，提高單井產(chǎn)量。該項技術(shù)在美國圣胡安和粉河盆地區(qū)塊的大范圍運用，讓這一地區(qū)成為了煤層氣開采最為成功的案例。

然而這項堪稱革命性的技術(shù)卻在以滲透率低為主的中國煤層儲藏結(jié)構(gòu)面前碰了壁。無論是低滲透率的河北、河南或者是江西地區(qū)，還是高滲透率的沁水地區(qū)，這一煤層氣井增產(chǎn)技術(shù)在中國煤層氣井上的實際運用都不成功，即無法保證煤層氣井或者是區(qū)域井網(wǎng)能夠產(chǎn)出工業(yè)氣流。

鄂爾多斯和沁水兩大中國煤層氣產(chǎn)區(qū)目前都以活性水壓裂技術(shù)為主要方式。

“無論是裸眼技術(shù)、洞穴技術(shù)，還是氮氣技術(shù)都使用了一遍，這些在美國能使用的常規(guī)技術(shù)都不能保證沁水盆地煤層氣有經(jīng)濟(jì)效益的開采。在外資公司都放棄之后，晉煤集團(tuán)旗下專司煤層氣地面抽采的藍(lán)焰煤層氣公司在對國外水力壓裂技術(shù)改造的基礎(chǔ)上設(shè)計出了自己的壓裂方案，最終獲得了工業(yè)氣流?！鄙鲜鰧＜覍Α赌茉础冯s志記者說。

這個現(xiàn)象正折射出了在煤層氣技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域的一個現(xiàn)狀。由于地質(zhì)條件更好，滲透率和含氣量都很高，美國煤層氣企業(yè)針對復(fù)雜和困難地質(zhì)條件下的煤層氣開發(fā)技術(shù)儲備實際上并不充足。

過去三十年的時間，引進(jìn)的勘探及地面開發(fā)主體技術(shù)與裝備經(jīng)過消化和改良，支撐了我國煤層氣地面井開發(fā)的發(fā)展，但是“并非所有煤層氣資源都適合用地面井的方式開發(fā)。中國有很多地方用礦井開采，就取得了比地面井更好的效果?！?/p>

因此，在今后幾十年的時間里，北美等國家很可能會因為頁巖氣相對更高的單井產(chǎn)量以及隨之而來很高的經(jīng)濟(jì)效益而失去了創(chuàng)新煤層氣勘探開發(fā)技術(shù)的動力。因此了解現(xiàn)有技術(shù)的成熟程度，分析現(xiàn)有技術(shù)適應(yīng)性及其缺口，將會是中國煤層氣企業(yè)未來很長一段時間內(nèi)都要面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。