中國煤層氣資源潛力究竟有多大？

        煤層氣是煤層中吸附的甲烷，俗稱瓦斯。是優質的潔凈能源。在煤層氣資源豐富的美國、加拿大、澳大利亞等國，煤層氣開發已是成熟的產業。由于我國經濟建設持續、快速發展，能源需求總量日益增加，自20世紀90年代中期后，油氣生產已遠不能滿足經濟建設和人民群眾日益提高的生活對潔凈能源的需求。

　　在中國石油股份公司登記的煤層氣、石油、天然氣礦權區內，大都蘊藏著豐富的煤層氣資源。據中國石油勘探開發研究院廊坊分院專家估計，中國石油礦權區內的煤層氣有利勘探面積近7萬平方公里，預測煤層氣資源量14.3萬億立方米，占全國煤層氣資源量的近二分之一。其中，大部分分布在山西、陜西、內蒙古、新疆等地。在中國石油股份公司所屬長慶油田、新疆油田、吐哈油田、華北油田等油氣田及其鄰近地區，有比較成熟的石油天然氣管網等基礎設施和下游市場，十分有利煤層氣的開發。少部分煤層氣資源分布在東北、湘贛、滇黔及川南等地中國石油登記區，其中湘、贛、滇、黔都是能源匱乏地區和能源輸入大省，這些地區的煤層氣資源開發對經濟發展、改善居民生活水平具有重要意義。

　　開發潛力巨大：煤層氣儲量1130億立方米

　　我國已成為世界第三大石油進口國，是世界排名第二的石油消耗大國，石油進口依存度達40％。據最新油氣資源評價顯示，我國2000米以上的煤層氣資源量約為36.8萬億立方米，與常規天然氣資源量基本相當，煤層氣資源及開發潛力巨大，目前已經探明煤層氣儲量1130億立方米，具備形成煤層氣產業的資源基礎。

　　美國經過技術攻關和政策扶持，煤層氣產量從1980年的不足1億立方米，發展到2005年的520億立方米，煤層氣產業發展的步伐遠遠快于常規天然氣的發展，這說明煤層氣的產業化發展是可以在近期內實現的。

　　國外煤層氣發展和我國煤層氣開發規劃顯示，在保證必要投入和扶持政策支持的條件下，2015年，我國煤層氣年產量將實現100億立方米，約占同期國內天然氣年產量的12%%—13%%，可以實現對天然氣的有效補充。

　　煤層氣開發：能源戰略接替的選擇

　　我國是目前世界第一產煤大國，煤層氣資源也十分豐富。隨著經濟持續快速增長，國內能源短缺、尤其是潔凈能源緊張的狀況日益凸顯。開發國內豐富的煤層氣資源，是實現我國能源戰略接替和經濟可持續發展的重要選擇。同時還可以進一步保障能源安全、改善能源結構，減少甲烷等溫室氣體排放，促進煤礦生產安全，變害為利，變廢為寶，是建設環境友好型和諧社會的重要舉措。

　　煤層氣開發近年來已受到政府和國內大型能源企業的高度重視，中國石油天然氣股份公司做出很大努力并取得了顯著成效。作為大型國有企業的中國石油，正為承擔社會責任、國家責任作出自己的貢獻，充分體現了中國石油所倡導的“創造能源，奉獻和諧”的企業精神。

　　煤層氣：實現規模化抽采

　　隨著我國煤炭產量的不斷增加，近年來，煤炭生產面臨重大瓦斯災害的局面。據統計，我國百萬噸煤炭產量的死亡率是美國的100倍，瓦斯災害不但成為制約我國煤炭高效開采的關鍵因素之一，同時，也帶來了嚴重的負面影響。如果不重視和解決“先采氣、后采煤”的各項技術攻關和合理開采模式的推廣應用，探討在煤礦接替區內，用地面鉆井的方法，提前實現煤層氣規模化抽采，一旦煤礦向深部延伸，煤炭開采規模加大，高瓦斯礦井越多，瓦斯災害必將嚴重，不利于和諧社會的發展。

　　據專家介紹，煤層氣的主要成分為甲烷，甲烷的溫室效應是二氧化碳的20倍。據統計，2006年，我國每年因采煤直接釋放到大氣的甲烷量為200多億立方米，對大氣環境造成了相當的破壞。開展技術攻關，突破技術瓶頸，開發利用煤層氣保護大氣環境，是中國自身經濟社會發展的需要，同時，也是國際社會對中國提出的要求。

　　基于此，以中國石油天然氣股份公司為代表的大型國有能源企業，通過十余年不斷探索，投入大量資金和科研力量，開展了煤層氣勘探和開發試驗。他們在山西南部、江西豐城、遼寧阜新等多個地區取得突破性成果，初步實現了規模開發和商業化銷售，煤層氣開發已邁出堅實的一步。

　　加快煤層氣勘探開發

　　中國石油天然氣股份公司從上世紀80年代開始，密切跟蹤研究國外煤層氣產業發展，并于1994年在其所屬石油勘探開發科學研究院廊坊分院成立專門機構，專業從事煤層氣基礎理論研究、試驗分析、勘探開發技術研發和現場開發試驗活動。

　　截至2006年底，他們已累計投資6.6億元，基礎理論研究取得進展，完成了不同煤級煤層氣生成、富集成藏以及煤層降壓解吸產氣、低滲儲層煤層氣滲流機理研究。尤其是打破了國外“中煤階成藏優勢論”，建立了我國“高煤階成藏理論”，這一理論，得到國內外煤層氣學術界的一致認同。

　　科技人員還完成了我國煤層氣資源評價、高產富集區預測、重點目標區開發前景等研究。制定了煤層氣產業“十一五”規劃和中國石油煤層氣業務中長期發展規劃。先后在河北大城、江西豐城、湖南冷水江、山西沁水、大寧-吉縣、寧武、新疆昌吉等地，開展煤層氣鉆探和試采。共鉆各類探井或井組65口；在沁水、寧武兩個地區成功完成2口多分枝水平井試驗井；在大城、沁水、大寧、吉縣、寧武等地區，獲得具有商業價值的穩定氣流；探明煤層氣儲量460億立方米，控制煤層氣儲量近2000億立方米。同時，還確定了十余個近期勘探目標區。

　　通過走引進消化與自主研發相結合之路，形成了煤層氣目標評價技術、實驗室分析化驗系列技術、繩索取心技術、保護煤層不受傷害的欠平衡鉆井技術、煤層壓裂增產系列技術、壓裂裂縫診斷技術、煤層氣井產能數值模擬技術、多分枝水平井鉆井技術、煤層排水降壓產氣技術以及地面集輸儲運技術等適合我國地質條件的勘探開發系列技術。十多年的探索，為我國煤層氣大規模開發奠定了資源和技術基礎。

　　為煤層氣規模化、

　　產業化探索新路

　　2006年，中國石油股份公司在山西沁水煤層氣田樊莊區塊投資1.5億元，開始探索井組和井網規模的開發試驗，取得一系列成功。通過樊莊煤層氣產業化示范基地建設，為我國煤層氣規模化、產業化發展探索一條新路。煤層氣勘探開發的實踐帶動了煤層氣科技的進步，以中國石油煤層氣以中國石油勘探開發研究院廊坊分院為主的科學研究和攻關取得了如下顯著成效。

　　一是進一步探索我國煤層氣資源評價和選區的方法與理論，基本摸清了我國豐富的煤層氣資源總量。

　　二是初步建立了煤層氣實驗室和野外測試及分析方法、技術、指標體系等。

　　三是建立企業級煤層氣垂直井鉆井、測井、完井、壓裂增產和排采生產的工藝技術體系和規范。

　　四是開展新型的煤層氣勘探開發技術的試驗。主要包括欠平衡鉆井技術、多分枝水平井技術、清潔壓裂液攜砂壓裂及氮氣泡沫壓裂技術和二氧化碳注入技術等。

　　沁水煤層氣田開發效果好

　　1995年，中國石油股份公司開始對沁水盆地煤層氣資源進行評價，并獲得鄭莊區塊煤層氣探礦權1090平方千米，該區預測煤層氣資源量3690億立方米。

　　1997年在該區樊莊區塊完成第一口煤層氣試驗井的鉆探，在埋藏深度480米的煤層內，從厚度5.8米的煤層中獲得日產2800立方米以上的穩定氣流，發現了沁水盆地煤層氣大氣田，揭開沁水盆地煤層氣勘探開發新的篇章。

　　其后幾年，中石油股份公司在該區樊莊區塊開展煤層氣試驗井組試驗，獲得單井日產氣2830—3050立方米的穩定氣流。分布在西部鄭莊、東部樊莊區塊的12口探井也證實了上述兩個相鄰區塊的煤層氣資源富集、含氣量高（每噸原煤含煤層氣達到20—36立方米），而且，煤層埋藏淺、整體含氣開發條件好，是我國目前探明已知少有的高含氣煤層氣田。

　　通過勘探和開發試驗，中國石油在該區樊莊區塊獲得352億立方米煤層氣探明儲量、在鄭莊區塊獲得107.2億立方米探明儲量，2個區塊控制煤層氣儲量近千億立方米，獲得了國土資源部頒發的樊莊區塊110平方公里的煤層氣采礦權許可證，具備了煤層氣規模開發的資源基礎。

　　目前，中國石油股份公司已組織長期進行煤層氣研究與試驗的中國石油勘探開發研究廊坊分院完成沁水煤層氣田綜合開發方案，并在中國石油股份公司下屬的華北油田公司成立山西煤層氣勘探開發分公司，建立了煤層氣開發專業隊伍。

　　2006年，中國石油股份公司投資1.6億元，由上述2家單位合作，在沁水煤層氣田樊莊區塊開展煤層氣開發先導試驗工作，當年共鉆煤層氣開發井230口，同時由廊坊石油分院在同一地區進行多分支水平井鉆井技術試驗，鉆樊平1—1水平試驗井1口，探索沁水高煤階低滲透煤層氣田的經濟開發模式和實用開發技術。目前已完成的230口開發直井，已有60口井完成煤層壓裂改造，并于2007年初開始排采試氣。截至2月底，已有部分井將液面降至煤層臨界解吸壓力以下并開始產氣，近20余口井，單井日產氣達到1500—2500立方米，最高單井日產氣達到5245立方米。在該區已建成1座1200千瓦煤層氣燃氣發電站，架設高低壓輸電線20公里，鋪設集輸管網29公里，可為約200口井排采提供動力。

　　隨著排采繼續，將會有更多的井煤層壓力降至解吸壓力以下并達到實現穩定產氣。經過排采試驗與產量數值模擬，該區平均單井日產氣將達到2000—2500立方米以上。全部開發直井投產將建成年產煤層氣1.5億立方米以上。

　　掌握多分枝水平井煤層氣

　　開發技術

　　水平試驗井技術實驗獲得圓滿成功。據介紹，這種水平試驗井由1口多分支水平井和1口洞穴直井共同組成。洞穴井與直井地面距離189米，洞穴位置位于水平井進入煤層后50米處，并與水平井主井眼連通，主要作用是用于生產階段排水降壓和作為煤層氣產出的通道；水平井眼穿過洞穴后分成2個主支，在主枝兩側共鉆七個分支，總進尺6084米，煤層中的水平進尺5158.5米。鉆水平分支的目的是盡可能多的揭穿煤層，增加煤層產氣和導流能力，達到提高產量和煤層氣采收率的目的。

　　這項技術在國際、國內都處于領先水平，其中，洞穴井強磁導引技術、水平井煤層識別與跟蹤技術、欠平衡煤層保護技術是該井成功的關鍵。目前，該井排采已4個月，連續產氣2個月以上，日產氣已上升到5000立方米以上。預計穩定產氣量可達到1—2萬立方米。

　　該井的鉆井和試采的成功，標志著中國石油股份公司全面掌握了多分枝水平井煤層氣開發技術，為煤層氣的高效開發奠定了技術基礎。

　　2007年，中國石油將繼續加大沁水煤層氣田樊莊煤層氣開發先導試驗區投資和建設力度，計劃鉆直井700余口，多分枝水平井2口，完成地面集氣管網與配套壓縮站建設項目，使產氣井達到千口以上，建設煤層氣產能5億立方米，煤層氣產量達到2億立方米以上。并在今年適時建設連接氣田與南部西氣東輸管道，促進沁水煤層氣田的規模開發。

　　2010年：實現煤層氣30億立方米生產能力

　　我國西氣東輸管線、陜京一線、二線等輸氣骨干管網的陸續建成投產，為沿線煤層氣資源開發提供了前所未有的契機。準噶爾盆地、吐哈盆地、鄂爾多斯盆地、沁水盆地、大同-寧武盆地等都位于上述管道沿線，煤層氣資源豐富，也為上述管線提供潛在的資源保障。隨著近年我國經濟高速發展和城市化進程加快，城市輸氣管網逐步建設和完善，城鎮居民生活燃料逐漸“氣化”，為煤層氣資源開發提供了潛力無限的市場條件。中國石油股份公司根據我國政府煤層氣發展“十一五”規劃，制定了中國石油股份公司煤層氣業務發展規劃：立足沁水、大寧、寧武等已有重點煤層氣勘探目標和開發有利區的煤層氣資源，建設山西煤層氣產業基地，完善煤層氣開發配套技術，實現年產煤層氣20億立方米，到2010年，實現煤層氣30億立方米生產能力，初步實現煤層氣產業化。

　　在此基礎上，加大整個沁水盆地、鄂爾多斯盆地以及西北地區準噶爾盆地、吐哈盆地的煤層氣資源勘探和可采性評價，尋找5個以上有利開發目標，力爭探明煤層氣儲量3000億立方米，保障煤層氣開發資源接替。到2030年，中國石油實現煤層氣年產量200—400億立方米，為我國能源可持續發展、支援國家經濟建設做出應有的貢獻。

　　■數字鏈接

　　最新油氣資源評價：

　　2000米以上的煤層氣資源量約為36.8萬億立方米

　　已經探明煤層氣儲量1130億立方米

　　煤層氣資源分布：

　　主要在山西、陜西、內蒙古、新疆等地長慶油田、新疆油田、吐哈油田、華北油田所屬油氣田及其鄰近地區

　　少部分分布在東北、湘贛、滇黔及川南等地

　　煤層氣富集含氣量高：

　　每噸原煤含煤層氣達到20—36立方米

　　煤層埋藏淺、整體含氣開發條件好

　　已知少有的高含氣煤層氣田

　　宏偉目標：

　　“十一五”實現年產煤層氣20億立方米

　　2010年實現煤層氣30億立方米

　　探明煤層氣儲量3000億立方米

　　2015年實現年產量100億立方米

　　2030年實現煤層氣年產量200—400億立方米

　　■技術指南

　　勘探開發系列技術

　　煤層氣目標評價技術實驗室分析化驗系列技術繩索取心技術

　　保護煤層不受傷害的欠平衡鉆井技術

　　煤層壓裂增產系列技術壓裂裂縫診斷技術煤層氣井產能數值模擬技術多分支水平井鉆井技術煤層排水降壓產氣技術地面集輸儲運技術關鍵技術領先世界洞穴井強磁導引技術水平井煤層識別與跟蹤技術欠平衡煤層保護技術

　　■名詞解釋

　　水平試驗井技術

　　水平試驗井由1口多分支水平井和1口洞穴直井共同組成。洞穴井與直井地面距離189米，洞穴位置位于水平井進入煤層后50米處，并與水平井主井眼連通，主要作用是用于生產階段排水降壓和作為煤層氣產出的通道。

　　水平井眼穿過洞穴后分成2個主支，在主枝兩側共鉆7個分支，總進尺6084米，煤層中的水平進尺5158.5米。

　　鉆水平分支的目的，盡可能多地揭穿煤層，增加煤層產氣和導流能力，以達提高產量和煤層氣采收率。

　　用此技術對該井排采4個月，連續產氣2個月以上，日產氣上升5000立方米以上。穩定產氣量可達到1—2萬立方米。

　　■理論方法

　　五大進展

　　●探索煤層氣資源評價和選區的方法與理論，基本摸清了煤層氣資源總量

　　●初步建立煤層氣實驗室和野外測試及分析的方法、技術、指標體系

　　●建立企業煤層氣垂直井鉆井、測井、完井、壓裂增產和排采生產的工藝技術體系和規范

　　●開展新型的煤層氣勘探開發技術試驗

　　●樊莊區塊煤層氣獲單井日產氣2830—3050立方米的穩定氣流