新形勢下中國煤層氣勘探開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

門相勇 韓 征 宮厚健 王彧嫣

1.國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心 2. 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）

近幾年，世界經(jīng)濟(jì)逐步復(fù)蘇，對油氣需求逐步提升，國際油價上漲明顯。中國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)，國家大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)[1]，能源轉(zhuǎn)型步伐加快，增大了對天然氣等清潔能源的需求量。煤層氣屬非常規(guī)天然氣，其主要成分是甲烷（通常含量超過95%），煤層氣開發(fā)除了能夠提供低碳清潔能源外，還有助于降低溫室氣體排放量和煤礦生產(chǎn)安全風(fēng)險。

煤層氣在我國作為獨(dú)立礦種管理，經(jīng)過了20多年的發(fā)展，基本實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，但與發(fā)達(dá)國家相比，我國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度較慢，產(chǎn)氣規(guī)模也較小[2-4]，在我國加快生態(tài)文明建設(shè)的新形勢下，分析我國煤層氣勘探開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇意義重大。為此，筆者介紹了我國煤層氣的勘探開發(fā)現(xiàn)狀，分析了新形勢下我國煤層氣產(chǎn)業(yè)面臨的三大挑戰(zhàn)和三大機(jī)遇，并提出了煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的改革政策建議。

1 中國煤層氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀

1.1 勘探進(jìn)展

截至2017年底，我國共有煤層氣探礦權(quán)118個，面積46 263.67 km2。進(jìn)行煤層氣勘查工作的單位有中石油、中石化、中海油、中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司（以下簡稱中聯(lián)煤）和地方企業(yè)等。我國煤層氣勘探工作主要集中在位于山西省的沁水盆地和和位于晉陜交界的鄂爾多斯盆地東緣，已建成兩個產(chǎn)業(yè)基地，此外，在新疆、四川和貴州等新區(qū)煤層氣勘探取得一些新突破，展示了我國煤層氣勘探具有良好前景[5]。

截至2017年底，我國已發(fā)現(xiàn)沁水、韓城、鄂東、川南、延川南、潘莊、棗園等26個煤層氣田；累計(jì)探明煤層氣地質(zhì)儲量6 345×108m3，累計(jì)探明技術(shù)可采儲量3 193×108m3，累計(jì)探明經(jīng)濟(jì)可采儲量2 537×108m3[6]。根據(jù)截至2017年底的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，我國已探明的煤層氣地質(zhì)儲量分布比較集中：①從行政歸屬看，山西省已探明煤層氣地質(zhì)儲量約占全國的87%，遠(yuǎn)超全國其他省份（圖1）；②從企業(yè)分布看，已探明煤層氣地質(zhì)儲量主要集中在中石油、中聯(lián)煤手中，二者約占全國的88%（圖2）；③從盆地分布看，沁水盆地和鄂爾多斯盆地已探明煤層氣地質(zhì)儲量共約占全國的98%。

1.2 開發(fā)進(jìn)展

圖1 全國煤層氣探明地質(zhì)儲量及技術(shù)可采儲量圖（按省份統(tǒng)計(jì)，截至2017年底）

圖2 全國煤層氣探明地質(zhì)儲量及技術(shù)可采儲量圖（按企業(yè)統(tǒng)計(jì)，截至2017年底）

截至2017年底，我國煤層氣采礦權(quán)13個，面積1 991.88 km2[6]，累計(jì)鉆直井、水平井17 496口，累計(jì)生產(chǎn)煤層氣約280×108m3，占總探明地質(zhì)儲量的4.4%。我國煤層氣開發(fā)總體處于規(guī)模開發(fā)早期階段。據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，2017年我國地面煤層氣年產(chǎn)量49.59×108m3，大約是2009年10.17×108m3的5倍。近兩年，我國煤層氣年產(chǎn)量增速較之前有所放緩（圖3），2017年和2016年相比前一年僅分別增長了10.3 %和1.6 %。目前，我國煤層氣產(chǎn)業(yè)基地主要有在沁水盆地南部和鄂爾多斯盆地東緣，二者的地面煤層氣總產(chǎn)量占全國的90%以上。通過對2017年我國地面煤層氣產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，山西省煤層氣產(chǎn)量最大，約占全國地面煤層氣總產(chǎn)量的88.2%，其次是陜西省和四川省，兩者地面煤層氣產(chǎn)量分別約占全國地面總產(chǎn)量的8.3%和2.0%[7]（圖4）。

圖3 全國煤層氣歷年產(chǎn)氣量統(tǒng)計(jì)圖

圖4 2017年相關(guān)省區(qū)煤層氣年產(chǎn)氣量占比圖

2 中國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的三大挑戰(zhàn)

2.1 煤層氣企業(yè)效益總體較差，企業(yè)信心不足，投資積極性不高

根據(jù)近幾年對中石油、中聯(lián)煤、中石化等數(shù)家國內(nèi)煤層氣企業(yè)的調(diào)研，煤層氣企業(yè)產(chǎn)氣成本總體偏高，低氣價下多數(shù)企業(yè)效益均不佳，行業(yè)經(jīng)營總體利潤低、投資風(fēng)險高。主要表現(xiàn)在：①我國煤層氣單井產(chǎn)量低，直井單井產(chǎn)氣量平均為994 m3/d，僅為美國的1/4[3]，這是導(dǎo)致煤層氣生產(chǎn)成本居高不下的主要原因；②受前幾年低油價的影響，國內(nèi)煤層氣氣價降低0.5元/m3左右，與此同時生產(chǎn)材料、人工費(fèi)用等較快增長，多數(shù)企業(yè)在國家財(cái)政補(bǔ)貼0.3元/m3的情況下，處于微利保本甚至虧損狀態(tài)。例如某煤層氣公司煤層氣生產(chǎn)成本為1.67元 /m3，財(cái)政補(bǔ)貼之后利潤僅為0.07元/m3[5]；而某煤層氣企業(yè)雖然在國內(nèi)外率先實(shí)現(xiàn)了中深層（埋深介于1 000～1 500 m）煤層氣規(guī)模開發(fā)的突破，意義重大，但由于生產(chǎn)成本高，企業(yè)處于虧損狀態(tài)。

近幾年，企業(yè)低利潤、投資高風(fēng)險影響了企業(yè)對煤層氣勘探開發(fā)的投資信心，我國投資煤層氣的積極性呈逐年下降趨勢。對2002—2017年我國煤層氣勘探投入數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，2012年我國煤層氣勘探投入強(qiáng)度達(dá)到最高峰，為6.36萬元/km2，此后不斷下降，至2017年為3.24萬元/km2（圖5）。隨著國家對環(huán)保要求的加強(qiáng)，煤層氣鉆井液不落地、排采水嚴(yán)格達(dá)標(biāo)排放等要求會進(jìn)一步提高生產(chǎn)成本，目前我國自然保護(hù)區(qū)等生態(tài)紅線正在劃定之中，在生態(tài)紅線內(nèi)的煤層氣礦業(yè)權(quán)將依法退出[8]。這些都會對企業(yè)投資煤層氣勘探開發(fā)的積極性產(chǎn)生影響。

2.2 現(xiàn)有成熟開發(fā)技術(shù)尚不能大范圍有效推廣，制約了產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

圖5 2002—2017年中國煤層氣年度勘探投入強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)圖

我國煤層氣資源賦存條件比較復(fù)雜，由于煤層氣經(jīng)歷構(gòu)造運(yùn)動多，后期改造破壞程度大，在擠壓構(gòu)造帶往往構(gòu)造煤比較發(fā)育，如南華北板塊、華北板塊北緣和鄂爾多斯盆地西緣等[9-10]。另外，中深煤層氣資源開采難度較大[11-12]，我國埋深介于1 000～2 000 m煤層氣地質(zhì)資源量約占62.81%[13]。沁水盆地南部和鄂爾多斯盆地東緣等煤層氣高產(chǎn)富集區(qū)一般具備煤層氣資源富集、滲透率較高等有利地質(zhì)條件[14]，該類地區(qū)已經(jīng)初步形成了成熟的勘探開發(fā)技術(shù)系列，實(shí)現(xiàn)了有效開發(fā)。但生產(chǎn)實(shí)踐表明，由于我國煤層氣地質(zhì)條件相對復(fù)雜，儲層非均質(zhì)強(qiáng)，有利區(qū)的成熟技術(shù)往往難以直接復(fù)制推廣。據(jù)對某煤層氣田的調(diào)研結(jié)果，其在埋深淺于800 m的富氣高滲帶已全部探明并實(shí)現(xiàn)了效益開發(fā)，平均煤層氣日產(chǎn)量超過1 500 m3，但對于因埋深較大導(dǎo)致滲透率低或者受斷裂帶活動影響破壞較大的煤層氣資源，一般煤層氣井日產(chǎn)量低于500 m3，資源高效開發(fā)難度大[5]。

2.3 煤層氣產(chǎn)業(yè)管理體制機(jī)制還不能完全與煤層氣產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)相適應(yīng)

煤層氣資源具有與油氣資源不同的特點(diǎn)：①生產(chǎn)需要連續(xù)、穩(wěn)定、長期；②與另一個重要能源礦產(chǎn)——煤炭相伴生。當(dāng)前我國煤層氣產(chǎn)業(yè)管理體制機(jī)制還不能完全與之相適應(yīng)，主要存在以下問題：①目前行政審批與煤層氣生產(chǎn)特點(diǎn)不完全適應(yīng)問題，例如辦理采礦權(quán)時所需要的環(huán)境評價審批通常需要1～3年，審批時間長與煤層氣生產(chǎn)需要連續(xù)穩(wěn)定的需求不適應(yīng)；②采氣、采煤和諧發(fā)展問題，我國淺層煤層氣礦業(yè)權(quán)往往與煤炭礦業(yè)權(quán)相重疊，屬于不同礦業(yè)權(quán)人，易產(chǎn)生矛盾，雖然經(jīng)國土資源部等部門出臺了相關(guān)管理政策[15]，并取得了一些進(jìn)展，但要實(shí)現(xiàn)采氣、采煤和諧發(fā)展的目標(biāo)仍需不懈努力；③企業(yè)征地困難較大問題，煤層氣區(qū)塊往往位于山區(qū)，土地資源稀缺，而由于單井產(chǎn)量低，產(chǎn)能建設(shè)往往用地量大，同時永久性占地也常出現(xiàn)煤炭資源壓覆的問題。

3 中國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的三大機(jī)遇

3.1 國家大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，要求實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，這對于能滿足清潔能源、環(huán)保和安全要求的煤層氣開發(fā)產(chǎn)業(yè)是難得的發(fā)展機(jī)遇

煤層氣開發(fā)利用有助于降低煤礦開采安全事故、減少溫室氣體排放、增加清潔能供應(yīng)[5]。國家生態(tài)文明建設(shè)要求綠色、環(huán)保和安全等高質(zhì)量發(fā)展，這為煤層氣資源的開發(fā)利用提供了一個難得的機(jī)遇。近兩年對山西省煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的跟蹤研究表明，煤層氣銷售市場發(fā)生了明顯的變化，2018年夏季煤層氣市場需求淡季不淡，銷售市場供不應(yīng)求，與2017年夏季煤層氣銷售不暢而出現(xiàn)排空現(xiàn)象有明顯改觀。

煤層氣開發(fā)對于推動我國生態(tài)文明建設(shè)的意義主要表現(xiàn)在以下3個方面：①煤層氣開發(fā)能有效降低煤炭瓦斯含量，促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)。過去瓦斯事故占到我國煤礦特大事故的80%以上，由于國家制定了一系列政策措施，強(qiáng)力推進(jìn)煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用，煤礦瓦斯抽采利用規(guī)模逐年快速增長，煤礦瓦斯防治能力明顯提高， 據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì)，2015年全國煤礦發(fā)生瓦斯事故比2010年下降69.0%[16]。②增加清潔能源供應(yīng)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2017年底，全國地面累計(jì)生產(chǎn)煤層氣約280×108m3，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3 360×104t。③降低溫室氣體排放，保護(hù)大氣環(huán)境。煤層氣（甲烷）是一種溫室氣體，其溫室效應(yīng)是二氧化碳的20～24倍，是地球上的第二大溫室氣體。“十二五”期間減排二氧化碳 5.1×108t[16]。

3.2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)方面，我國在煤層氣資源認(rèn)識、技術(shù)攻關(guān)和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)等方面具備了較好的條件

1）在煤層氣資源認(rèn)識方面，根據(jù)2015年資源評價結(jié)果，我國2 000 m以淺煤層氣資源豐富，地質(zhì)資源量達(dá)30.05×1012m3[2,13]，經(jīng)過20年的探索實(shí)踐和長期地質(zhì)研究，已經(jīng)對我國煤層氣構(gòu)造復(fù)雜性、有利區(qū)分布和工程適應(yīng)性等方面都有了較為深入的認(rèn)識。

2）在煤層氣開發(fā)技術(shù)工藝方面，直井、叢式井、水平羽狀井、水平井分段壓裂等工程技術(shù)日趨成熟，在壓裂改造、生產(chǎn)測試、排采生產(chǎn)方面研發(fā)了針對性的專項(xiàng)技術(shù)，基本形成了一套較為成熟的中淺層煤層氣勘探開發(fā)技術(shù)系列[17-23]。

3）在煤層氣規(guī)模開發(fā)經(jīng)驗(yàn)方面，我國已經(jīng)在沁水盆地南部首次實(shí)現(xiàn)了煤層氣商業(yè)性開發(fā)，是世界上最早獲得高煤階煤層氣規(guī)模開發(fā)的國家；在鄂爾多斯盆地東緣北部獲得中低煤階煤層氣高效開發(fā)；在鄂爾多盆地東緣南部實(shí)現(xiàn)了深層（埋深介于1 000～1500 m）煤層氣規(guī)模開發(fā)，已完成5×108m3產(chǎn)能建設(shè)[24]，達(dá)產(chǎn)率超過60%，相關(guān)指標(biāo)走在了世界的前列。這些成果都為我國下一步煤層氣更大規(guī)模的勘探開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.3 油氣體制改革方面，正在制定和部分已經(jīng)出臺的相關(guān)政策，將有利于促進(jìn)煤層氣產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展

我國煤層氣同石油、天然氣一樣，實(shí)行礦業(yè)權(quán)部一級登記管理制度。按照中共中央、國務(wù)院于2017年5月印發(fā)的《關(guān)于深化石油天然氣體制改革的若干意見》[25]，相關(guān)部門正在制定相關(guān)改革細(xì)化方案，將對煤層氣勘探開發(fā)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。2017年6月，國土資源部發(fā)布75號部長令，決定委托山西、福建、江西、湖北、貴州、新疆維吾爾自治區(qū)等6個省區(qū)級國土資源部門，在本行政區(qū)域內(nèi)實(shí)施包括煤炭及煤層氣勘查、資源儲量規(guī)模中小型的煤層氣以及資源儲量規(guī)模10×108t以下的煤炭開采等審批登記[26]。其中山西省于2016年開始煤層氣改革試點(diǎn)，取得積極進(jìn)展：①山西省政府出臺了延長試采年限、支持土地利用、解決重疊區(qū)爭議等一系列配套政策[27]，打通制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“關(guān)節(jié)”，例如，規(guī)定將煤層氣試采時間由1年可延長至3年；②出臺了礦權(quán)出讓工作方案[28]，以招標(biāo)方式出讓10個煤層氣區(qū)塊，這是我國首次實(shí)施煤層氣勘查區(qū)塊競爭出讓。通過改革試點(diǎn)將有利于進(jìn)一步完善試采證和環(huán)境評價等審批制度，解決采氣采煤和諧發(fā)展和企地關(guān)系矛盾等問題[29]，改革試點(diǎn)成熟后可考慮向全國推廣。

4 相關(guān)建議

針對新形勢下我國煤層氣勘探開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，建議“多措并舉、綜合施策”，積極穩(wěn)妥地將我國的煤層氣產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。具體建議如下：

1）以沁水盆地南部和鄂爾多斯盆地東緣兩大煤層氣產(chǎn)業(yè)基地為重點(diǎn)，加大煤層氣勘探開發(fā)力度，積極尋找優(yōu)質(zhì)儲量，實(shí)現(xiàn)煤層氣產(chǎn)量規(guī)模的快速上升，為我國生態(tài)文明建設(shè)提供更多的清潔能源，為降低溫室氣體排放和提高煤礦生產(chǎn)安全做出更大貢獻(xiàn)。

2）加快深層和新區(qū)煤層氣的勘探開發(fā)步伐，在全國實(shí)現(xiàn)新的開發(fā)試驗(yàn)區(qū)建設(shè)合理布局。在深層煤層氣開發(fā)方面建議推廣中石化延川南區(qū)塊開發(fā)的成功經(jīng)驗(yàn)，在新區(qū)煤層氣開發(fā)方面要以已經(jīng)實(shí)現(xiàn)勘探突破的新疆、貴州和川渝地區(qū)為重點(diǎn)，進(jìn)一步加大政策支持力度，努力實(shí)現(xiàn)我國煤層氣規(guī)模開發(fā)新的增長點(diǎn)。

3）依托煤層氣勘探開發(fā)國家科技重大專項(xiàng)，以企業(yè)為主體，產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合，以提高單井產(chǎn)氣量為目標(biāo)，加強(qiáng)科技攻關(guān)與質(zhì)量管理，探索煤系地層內(nèi)煤層氣、砂巖氣和頁巖氣等的綜合開發(fā)利用技術(shù)和配套政策。

4）以本輪油氣體制改革為契機(jī)，創(chuàng)新煤層氣礦權(quán)管理機(jī)制，堅(jiān)持采氣、采煤和諧發(fā)展的戰(zhàn)略，探索與煤層氣勘探開發(fā)一體化特點(diǎn)相適應(yīng)的管理體制機(jī)制。

5）煤層氣開發(fā)利用是一項(xiàng)長期任務(wù)，只要有保持戰(zhàn)略定力，堅(jiān)定信心，久久為功，突破技術(shù)瓶頸，就一定可以實(shí)現(xiàn)我國煤層氣資源的大規(guī)模開發(fā)。

5 結(jié)論

1）截至2017年底，我國煤層氣勘探已經(jīng)發(fā)現(xiàn)26個煤層氣田，累計(jì)探明煤層氣地質(zhì)儲量6 345×108m3；已有13個區(qū)塊獲得采礦權(quán)，2017年全國年產(chǎn)氣量達(dá)49.59×108m3。總體看，我國煤層氣產(chǎn)業(yè)進(jìn)入規(guī)模開發(fā)初期階段。

2）我國煤層氣產(chǎn)業(yè)面臨三大方面的挑戰(zhàn)：①投資信心方面，企業(yè)效益較差，導(dǎo)致企業(yè)信心不足，投資積極性不高；②開發(fā)技術(shù)方面，資源賦存條件比較復(fù)雜，現(xiàn)有技術(shù)尚不能直接有效推廣；③政策管理方面，目前的煤層氣產(chǎn)業(yè)管理體制機(jī)制還不能完全與煤層氣產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)相適應(yīng)。

3）新形勢下我國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨三大方面的機(jī)遇：①生態(tài)文明建設(shè)要求高質(zhì)量發(fā)展，這對于煤層氣開發(fā)產(chǎn)業(yè)是難得的發(fā)展機(jī)遇；②我國在煤層氣資源認(rèn)識、技術(shù)攻關(guān)和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)等方面具備了較好的發(fā)展基礎(chǔ)；③油氣體制改革方面，正在制定和部分已經(jīng)出臺的相關(guān)政策，將有利于促進(jìn)煤層氣勘探開發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的順利進(jìn)行。

4）針對新形勢下煤層氣勘探開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，提出了“多措并舉、綜合施策”的政策管理方面的改革建議，早日建成具有中國特色的煤層氣產(chǎn)業(yè)。