中國煤層氣優(yōu)化開采水平著力點研究

單祥斌

摘 要：煤層氣作為非常規(guī)資源的重要組成部分，近些年發(fā)展迅速，美國為世界上煤層氣商業(yè)化開發(fā)最成功的國家，我國也積極在相關領域迅速發(fā)展。綜述了我國煤層氣的開采現(xiàn)狀，并對目前煤層氣開采過程中存在的困難進行了分析研究，對比了優(yōu)化煤層氣開采過程的國內外先進技術，為我國煤層氣開采水平的不斷提升注入了動力。

關 鍵 詞：煤層氣；優(yōu)化開采；能源格局

中圖分類號：TQ 530 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2016）08-1968-03

Abstract： Coalbed methane is an important part of unconventional resources， CBM industry rapidly develops in recent years， and the United States is the most successful country of CBM commercial development in the world. In this paper， current situation of coal bed methane exploitation in China was reviewed， and current difficulties in the process of coal-bed methane exploitation were analyzed and studied， optimized advanced technologies of coal-bed methane exploitation at home and abroad were compared.

Key words： coalbed methane （CBM）； optimization of exploitation； energy landscape

煤層氣是一種在煤化作用過程中形成，蘊藏于煤層中，以甲烷為主的混合氣體，其主要成分與天然氣相似，是非常規(guī)天然氣的重要組成部分，具有巨大開發(fā)潛力。在我國經濟騰飛的背景下，加快煤層氣開發(fā)可在一定程度上緩解常規(guī)天然氣供應不足的局面，并能改善中國能源安全局勢及煤礦生產條件，還能為我國溫室氣體減排做出突出貢獻。

1 國內煤層氣開采現(xiàn)狀

我國的煤層氣世界排名第三，42個主要含氣盆地埋深小于2 000 m的地質資源達到36.71萬億m3，與路上常規(guī)天然氣資源量38萬億m3相近[1]，資源分布情況與煤炭資源分布狀況基本一致，地面開發(fā)開始于上世紀70年代，而在上世紀90年代開發(fā)試驗出現(xiàn)熱潮，現(xiàn)在已進入快速發(fā)展階段。至2005年，全國共施工先導性試驗井組8個，各類煤層氣井615口，其中多分支的水平井7口[2]，還處于初步階段（表1）。

在“十一五”（2006-2010年）期間，中國新增煤層氣探明地質儲量1 980×108 m3，共建煤層氣井5 400余口，產能31×108 m3[3]。中國目前的常規(guī)天然氣已處于高速發(fā)展階段，離開發(fā)后期還為時尚早，由于我國能源結構的不平衡性，從側面要求我國的常規(guī)能源與非常規(guī)能源同時開發(fā)，同時發(fā)展，齊頭并進，不能走先發(fā)展常規(guī)能源再發(fā)展非常規(guī)能源的格局。同時由于美國煤層氣的發(fā)展已較為成熟，為我國煤層氣的發(fā)展提供借鑒，也會從一定層次上促進我國煤層氣行業(yè)的快速發(fā)展。中國煤層氣產氣剖面戰(zhàn)略規(guī)劃情況[4]如圖1所示，2010-2012年和2012-2014年期間地面鉆井煤層氣產量變化情況[5]如表2所示。

2 國內煤層氣開采過程困難

2.1 地質條件較差

中國的晚古生代、中生代煤層中的煤層氣資源豐富，但是大部分的聚煤盆地經歷多期次構造運動的疊加破壞，地質條件復雜。儲層具有低飽和度、低儲層壓力、低滲透率、低資源豐度和高變質程度的“四低一高”特點，它們是決定煤層氣單井和先導性開發(fā)試驗井組穩(wěn)定日產氣量高低的重要因素。煤層氣儲層的此種特征在很大程度上制約了我國煤層氣產業(yè)的發(fā)展。

中國的煤層氣儲層特點為原地應力較大，這很大程度上影響煤層裂縫的發(fā)育及煤層割理與裂隙之間的貫通，降低了煤儲層的滲透性，使得氣體的流動降低，從而造成煤層氣井產能低。在有限的開發(fā)范圍內，煤層氣的開采不能成為降壓漏斗形勢，從而達不到預期的干擾效果，使得井網之間的單井產量會存在比較大的差距。

2.2 開采技術不成熟

目前我國煤層氣開采技術還不成熟，距離高速發(fā)展還需一定時間，主要困難如下：我國地質構造復雜，煤層氣處于較差環(huán)境，具有低儲層壓力、低滲和低飽和度的問題；資金和科研目前投入還不充足，缺乏綜合開發(fā)利用、治理和創(chuàng)新工作；采煤和采氣的礦權管理部門不統(tǒng)一，形成氣權分離的局面，導致政府對其監(jiān)管力度不夠；缺乏行之有效的積極政策，企業(yè)開采收益率不高，導致積極性不大；抽采技術與設備不先進，抽采率低，平均僅為23%，遠低于其他先進國家。非常規(guī)的油氣與常規(guī)油氣的儲存情況直接影響其開采技術，指標的不同使的開采技術需各自開發(fā)，造成開采過程的較大難度。非常規(guī)油氣與常規(guī)油氣的對比情況如表3所示。

雖然我國煤層氣在開采過程中存在種種困難，但作為非常規(guī)天然氣的重要組成部分，我國有必要并且有能力不斷推進煤層氣的開采進程，從能源戰(zhàn)略結構上來講，發(fā)展煤層氣對我國能源結構的調整和對外油氣資源的依存度的下降都會帶來空前好處，有助于提高我國油氣資源的安全穩(wěn)定系數(shù)。

3 優(yōu)化國內煤層氣開采水平措施

針對國內煤層氣開采過程中存在的困難，需從政府、企業(yè)、科研機構等多方面共同努力，不斷推進我國煤層氣事業(yè)的發(fā)展。

3.1 政府出臺支持政策，推進行業(yè)發(fā)展

政府作為行業(yè)發(fā)展的后續(xù)推動力，需從政策制度上給予大力支持。政府不斷出臺新政策，完善已有政策，扶持和補貼煤層氣發(fā)展，切實落實已有的優(yōu)惠政策，引導企業(yè)成為煤層氣發(fā)展的主題。

3.2 企業(yè)不斷創(chuàng)新技術，完善產業(yè)體系機制

國家政策指出，了解市場規(guī)律，把握技術創(chuàng)新方向，使得市場成為資源優(yōu)化配置的重要手段，企業(yè)作為核心，掌握著技術革新的主動作用，更應令知識產權制度推進技術創(chuàng)新的變革。企業(yè)不斷采用國外較為先進的開采技術，推進技術革新和科技的創(chuàng)新，建立健全煤層氣開發(fā)利用的監(jiān)督管理體制，加強宏觀調控和管理，實施采氣采煤一體化。

3.3 科研院校加大科研力度，改進開采方式

高校、科研所等科研機構應加強對國內煤層氣資源基礎數(shù)據(jù)的探測，研究適合我國煤層氣結構形式的開采技術，完善煤層氣鉆井完井技術[6]，優(yōu)選裸眼完井、套管完井、裸眼/套管混合完井、裸眼洞穴完井和水平排空襯管完井五種完井技術對我國的實用情況，并探究壓裂[7]、注氣[8]及羽狀水平井等增產技術的應用臨界條件，不斷改進增產方法，為煤層氣的開采提供技術支持。

4 結束語

中國具有豐富的煤層氣資源，煤層氣產業(yè)有望在未來得到蓬勃發(fā)展，然而，目前中國不完善的煤層氣產業(yè)政策還需要進一步調整，以支持煤層氣產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[9]。煤層氣的開發(fā)比常規(guī)油氣開發(fā)相比難度大、不集中，但從能源戰(zhàn)略角度，煤層氣的開發(fā)利用市場潛力很大，社會效益和經濟效益顯著。隨我國能源結構的調整以及天然氣的清潔優(yōu)點，我國的用氣量將會不斷增大，有效的開發(fā)煤層氣對滿足我國對氣源的需求有重要意義。在技術進步、政策扶持和效益可期的推動下，中國的非常規(guī)天然氣的發(fā)展速度將穩(wěn)步上升，在不久的將來，非常規(guī)天然氣對我國能源結構必將做出突出貢獻。

參考文獻：

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