煤層氣開發(fā)正處于快速發(fā)展拐點
煤層氣俗稱“瓦斯”，既是煤礦瓦斯爆炸事故的根源，也是溫室效應強于二氧化碳的溫室氣體，還是高熱值的清潔能源，主要成分與天然氣相同。加快開發(fā)利用煤層氣，既有利于安全生產，實現碳減排，也能有效緩解我國對進口天然氣的依賴，保障國家能源安全。
作為煤的伴生礦產資源，煤層氣的開采原理是通過降低煤儲層壓力，將“吸附態(tài)”甲烷抽采成“游離態(tài)”，再運至井口。我國煤層氣開發(fā)，包括煤礦井下瓦斯抽采和地面鉆井煤層氣開發(fā)兩種方式。
長期以來，國外對我國煤層氣鉆采技術實行嚴格封鎖和保密。經過20多年探索，我國煤層氣開發(fā)取得了長足的進展，初步形成了一系列勘探、開采的工藝技術，不少煤層氣企業(yè)找到了適合自己的開采方式。
位于山西東南部的沁水煤田，是我國探明儲量最多的煤層氣田，因抽采難度大，曾是世界公認的煤層氣抽采“禁區(qū)”。山西晉煤無煙煤礦業(yè)集團有限責任公司副總經理王保玉說，剛開始探索開采煤層氣時，大多交給外資公司或學習別人的經驗，不少外資公司的勘探開發(fā)技術遭遇“水土不服”，當時沒有人相信中國能采出自己的煤層氣，連銀行都不愿貸款。
“瓦斯和煤炭的關系就像血與肉，割肉必然流血，采血也必然傷肉。”王保玉說，經過探索，一套獨有的“井上井下聯合、采煤采氣一體化”模式應運而生。通過地面打井與煤礦井下抽取相結合，實現煤炭和瓦斯的邊采邊抽，在保證煤礦安全生產的同時，實現煤層氣的開發(fā)利用。如今，沁水煤田已成為我國煤層氣開發(fā)程度最高、生產活動最活躍的地區(qū)，擁有煤層氣生產井11000余口。
不同于沁水煤田大區(qū)塊滾動式開發(fā)，遼寧阜新采用了“小步慢跑”的滾動開發(fā)方式。阜新宏地勘新能源有限公司項目負責人陳兆山表示，他們一年只新開采兩口煤層氣井，邊施工邊研究，找到“甜點”(煤層氣行業(yè)將產氣量高的區(qū)塊稱為“甜點”)。目前，阜新煤層氣日產氣量大于3000立方米的井占總井數的56.3%，平均單井日產氣量3200立方米左右。
經過多年實踐，全國煤層氣勘探開發(fā)投入已達800億元以上。國家重大煤層氣科技專項實施以來，已公布全國煤層氣發(fā)明專利1325項、已授權578項，授權實用新型專利892項，頒布了技術標準、規(guī)范等數百項。煤層氣勘探水平提升的同時，我國低濃度瓦斯提純、乏風瓦斯氧化利用技術也初步取得突破。
適用不同地質條件的勘探開發(fā)技術尚未形成
我國煤層氣勘探開發(fā)存在許多“先天問題”。國家能源委專家咨詢委員會專家孫茂遠表示，與美國、加拿大、澳大利亞等煤層氣開發(fā)條件較好的國家相比，我國經歷過多期次地質構造運動，煤層受到嚴重擠壓破壞，七成煤層氣資源屬于難采資源。僅依靠引進技術是不夠的，必須探索出一條中國特色的煤層氣勘探開發(fā)之路。
產能轉化率低、資源動用率低、單井產量低，是我國煤層氣產業(yè)長期面臨的困擾。北京奧瑞安能源技術開發(fā)有限公司總裁楊陸武說，2017年地面煤層氣產能已達132億立方米，但實際產量只有49.6億立方米，產能轉化率不足40%。且這些產量集中在山西晉城、離柳兩個區(qū)域，兩地含氣總資源量約3090億立方米，相比全國總量，資源動用率不足0.1%。
王保玉表示，目前，無論是煤層氣總產量，還是單井產氣量方面，均未能扭轉長期偏低的現狀，主要原因在于技術的“適應性”不足。以山西、貴州為例，山西煤層較厚，貴州幾乎都是淺層煤，且層數多。加之貴州地表、地下地質復雜，針對不同地質條件，目前仍缺乏成熟的煤層氣開發(fā)技術。
貴州省能源局石油天然氣處處長張棟說，貴州煤層氣利用絕大部分采取井下抽取，而不是地面打井鉆采，技術是制約煤層氣開發(fā)利用的重要因素。盤江煤層氣開發(fā)利用有限公司副總經理周建軍說，公司煤層氣開發(fā)主要是煤礦瓦斯治理以及瓦斯發(fā)電，地面抽采還處于辦理手續(xù)階段。由于成本高、技術不成熟，采出來的氣提取完試驗參數后，只能點燃燒掉。
技術制約也體現在收益上。“按目前單方氣1.74元的收入計算，我們的利潤只有6分錢。”中石油華北油田分公司副總經理朱慶忠指出，受工程技術不適應等影響，區(qū)域內不同產氣井的日產氣量差別大，單井產量遲遲難以提升，這也導致整體盈利水平較低，抗風險能力差。
去年下半年在阜新召開的2018年全國煤層氣學術研討會上，學界業(yè)界專家提到，因為資金投入不足，一些新理念和新技術面臨難以利用和推廣的問題。
緊扣技術“適應性” 因地制宜技術創(chuàng)新
孫茂遠等專家建議，應堅持“低成本”戰(zhàn)略，突出科技創(chuàng)新引領，提升天然氣保供能力。
一方面，加大基礎研究投入，針對不同地質條件研發(fā)不同的煤層氣開發(fā)科技成果。數據顯示，“十三五”期間，國家重大科技專項中，煤層氣的項目數量和中央財政資金投入較“十二五”期間分別下降37.5%和49%。
孫茂遠指出，從長遠看，科技進步和市場化是推動我國煤層氣產業(yè)發(fā)展的兩個重要引擎。要聚焦煤層氣科技瓶頸問題，加強基礎研究和示范工程攻關，逐步探索適用于我國各類煤層氣資源的系列技術、工藝、裝備，培育和支持有條件的煤層氣企業(yè)上市，有效提高煤層氣產業(yè)的經濟效益。
阜新市國土資源局地質勘查科科長戴曉燕說，作為資源枯竭型城市，阜新需要充分利用有效資源。在煤層氣開發(fā)上，一方面是“老井增產”，利用重復壓裂、注熱蒸汽及其他新技術增產，達到增加產氣量，提高采收率的目的;另一方面，阜新很多廢棄礦井采空區(qū)內還有大量的瓦斯存在。此前經過核算，總儲量達99.03億立方米，可采儲量49.5億立方米。“無論是老井增產還是在不同地質條件下采氣，都需要成熟穩(wěn)定的技術和財政支持。”
另一方面，以示范工程引領技術研發(fā)方向，提升裝備水平。中國工程院院士、中國石油大學副校長李根生指出，除基礎理論亟待突破外，當前亟須研發(fā)新的高效經濟的開發(fā)技術。
晉城市能源局有關負責人建議，國家層面設立煤層氣勘探開發(fā)創(chuàng)新專項基金，支持煤層氣勘探開發(fā)的基礎理論研究和開發(fā)利用工藝的探索和研究。依托國家煤層氣質檢中心和煤與煤層氣共采國家重點實驗室牽頭承擔國家煤層氣重大科技研發(fā)任務，加快推動煤層氣技術創(chuàng)新。增加國內外相關企業(yè)之間的相互交流，對于共性問題加快實踐研究，分享經驗教訓并協(xié)同進行技術突破。
