煤层气勘探开发历程

国内煤层气勘探开发进展~

一、国内煤层气井下抽采利用情况
（一）中国煤层气井下抽采现状
中国煤层气资源潜力巨大，新一轮评价埋深2000m以浅的资源总量达36.8×1012m3，约占世界煤层气总资源量的13%。煤层气热值一般在33.44kJ/m3左右，中国每年排放的煤层气近200×108m3，相当于烧掉6000×104t标准煤。
根据资料统计，2006年，国有重点煤矿中，有高瓦斯矿井158处、煤与瓦斯突出矿井156处，高瓦斯、突出矿井数量约占49.8%，煤炭产量约占42.0%；主要分布在安徽、四川、重庆、贵州、江西、湖南及河南等省市。
（二）中国主要矿井瓦斯抽采量
中国开始进行井下瓦斯抽采的试验是从20世纪50年代开始的，当时仅有抚顺、阳泉、天府和北票等6个矿井抽采瓦斯，年抽采量约60×106m3；60年代又有中梁山、焦作、淮南、松藻、峰峰等局的20 多个矿井先后开展了抽采瓦斯工作，年抽采量为16×107m3；70年代抽采矿井猛增到83 个，抽采量达24×107m3；80年代抽采矿井达到111个，抽采量达到38×107m3。
最近几年，中国煤矿区瓦斯抽采非常活跃。2009年全国产煤30×108t，635处矿井中高瓦斯矿占24.6%，全年瓦斯安全死亡约2631人（百万吨死亡人数是美国的近19倍），年向大气释放煤层气约200×108m3，264处瓦斯抽放点，全年煤矿瓦斯井下抽采量为61.7×108m3，利用17.7×108m3，利用率28.7%。
（三）中国主要矿井瓦斯抽采率
阳泉、晋城、淮南、盘江、松藻、水城、抚顺、淮北、铁法、平顶山、鹤壁、焦作、鹤岗、峰峰、中梁山、天府、芙蓉、南桐、六枝等矿区是中国目前的主要抽采瓦斯矿区，各主要矿区抽采总量达到18.25×108m3，矿区平均抽采率为40.08%。其中，阳泉、晋城、淮南、盘江、松藻、水城、抚顺7个矿区的瓦斯抽采量最多，年瓦斯抽采量均超过了1×108m3。
除抽采量外，抽采率也是衡量矿井瓦斯抽采工作优劣的主要指标。在全国抽采矿井中，对18个主要矿区中112对矿井的抽采率进行了统计分析。
按照抽采率大小，中国主要瓦斯抽采矿区可以划分为3类：I类矿区：瓦斯抽采率>40%，抽采效果好；II类矿区：瓦斯抽采率25%～40%，抽采效果一般；III类矿区：瓦斯抽采率<25%，抽采效果差。
中国主要瓦斯抽采矿区的总体瓦斯抽采效果不好，平均抽采率30%。I类矿区只有6个，仅占主要瓦斯抽采矿区数的33%，平均抽采率59.3%；瓦斯抽采效果一般的II类矿区也只有4个，占主要瓦斯抽采矿区数的22%，平均抽采率33.5%；瓦斯抽采效果差的III类矿区则多达8个，占主要瓦斯抽采矿区数高达45%，平均抽采率仅为17.8%。如果考虑所有抽采瓦斯矿井，抽采率低于25% 的矿井比例会更多。井下混合瓦斯每年的总释放量达200m3/a，这样估算，中国瓦斯抽采率仅12%左右。大量宝贵的资源泄漏到大气之中，既浪费了资源，又污染了环境。
二、国内煤层气地面勘探开发情况
据不完全统计，截至2009年底全国共钻煤层气井超过4000口，日产气量266×104m3。全国已建成年产能25.0×108m3：其中中石油公司建成6.0×108m3，中联煤层气公司建成3.0×108m3，晋煤集团建成5.5×108m3，其他10.5×108m3，年产气量10.15×108m3（据国家能源局）。基本情况如表2-3所示。

表2-3 截至2009年底国内主要公司煤层气勘探开发现状表

初步掌握了一套适合中国煤层气井常规工程施工技术及工艺流程，同时编制了近30项工程技术标准或规程规范，良好地控制了工程质量。
对全国范围内的煤层气资源、分布及储层参数条件有了一个较为全面的认识，对有利地区进行了初步筛选，先后分别在山西沁水，河东，宁武，大宁—吉县，两淮，贵州，六盘水，陕西韩城，云南恩洪—老厂，辽宁沈北，江西萍乐丰城，湖南冷水江等几十个区块进行了钻探或井组试采试验，其中沁水南部和阜新地区大部分单井日产气1800～3500m3，供气比较稳定。
沁水盆地已成为煤层气开发热点，截至2009年底，沁水盆地累计钻井超过3000口，探明地质储量1596.35×108m3（中石油844.04×108m3，占52.9%），日产量达到248×104m3。中石油30×108m3/a煤层气产业化基地已具雏形，一期工程已建成10×108m3/a处理能力，并于2009年9月15日投产，目前每天向西气东输管线供气超过100×104m3。晋煤集团煤层气抽采能力达到了11×108m3，其中井下抽采5×108m3，地面抽采6×108m3。日销售能力达到160×104m3。中联煤层气公司：完成国家示范工程潘河项目建设，形成2×108m3产量。2009年12月21日与华北油田的煤层气输气管道成功对接，日供气量可达10×104m3。亚美大陆煤层气公司在大宁矿区形成约1×108m3/a产能。
鄂尔多斯盆地东缘煤层气勘探开发稳步推进。中国石油在陕西韩城，山西大宁—吉县、三交区块已完成钻井289口（探井63口，生产井226口），二维地震1260km。2009年提交基本探明煤层气地质储量1145×108m3。
三、国内煤层气勘探开发发展历程
近年来，中国煤层气地面开发和井下抽采日益活跃，煤层气产业已经进入快速发展阶段。
中国的煤层气井下抽采始于20世纪50年代，主要是井下瓦斯抽采，起步早，但进展缓慢，最近几年，中国煤矿区瓦斯抽采非常活跃，2009年全国煤矿瓦斯井下抽采量达61.7×108m3，较2006年翻了一番，利用17.7×108m3，利用率28.7%。截至2009年底，煤矿安全死亡2631人（因瓦斯事故死亡750人），百万吨死亡率0.987，首次降至1以下。
中国煤层气地面勘探开发始于20世纪90年代初，近几年发展较快，已初步准备了可供开发的煤层气资源，初步形成了煤层气开发工艺技术，多个区块已取得较好的产气开发效果，并实现了小规模商业化生产。
煤层气地面开发主要集中在沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘，以及阜新盆地的刘家区块，截至2009年底，沁水盆地南部沁水气田钻井超过3000余口，年产气9.7×108m3；鄂尔多斯盆地东缘共钻煤层气井430余口，年产气超过1500×104m3，阜新盆地刘家区块共钻煤层气井70余口，年产气超过3000×104m3。
在国家战略选区和煤层气示范工程等项目的推动下，近年中国煤层气开发取得突破性进展，以直井和多分支水平井为代表的煤层气开发技术逐步成熟，煤层气产业进入快速发展阶段。同时，国家适时出台了一系列优惠政策，极大地促进了煤层气产业的发展，中国煤层气产业进入快速发展阶段。

20世纪70年代，美国对天然气需求大幅度增加，但自20世纪80年代中期起，天然气的产量开始逐步下降。据美国能源部(DOE)预测，美国到2030年非常规天然气资源(煤层气、油砂、致密砂岩气)将成为天然气供应不足的重要补充，美国非常规天然气产量会从90年代占整个天然气产量的15%上升到2030年的50%［67］。为了保证天然气供需平衡，20世纪70年代初期美国开始在黑勇士和圣胡安盆地进行煤层气资源普查，并在这两个盆地投入了大量的试验研究，煤层气勘探技术迅速发展。1977年黑勇士盆地煤层气井投产，1980年圣胡安盆地煤层气田也相继建成并投入开发。自此，美国开始实施煤层气大规模开发计划。
20世纪80年代后期，美国基本完成了全国煤层气资源调查，初步确定全国煤层气资源量在2.02×1012m3～24.35×1012m3之间。从20世纪80年代初期到末期，美国政府先后投资4亿美元，启动了全国范围内的煤层气成藏与开发条件研究，得出煤层气产能(可采性)取决于煤级、含气量、渗透性、水动力条件、构造背景、沉积体系等六大因素的研究成果，形成了煤层气产出遵循“排水—降压—采气”的开发理论，这是美国煤层气产业化启动和得以快速发展的必要条件［24］。如圣胡安盆地是美国煤层气开发最成功的盆地之一，其煤层气开发成功的主要原因是该盆地的地质条件好。圣胡安盆地于1927年发现，地处科罗拉多州西南部和新墨西哥州西北部，盆地近圆形，南北长约161km，东西宽约145km，盆地面积大约为23345km2。盆地呈不对称形，基地平坦。盆地轴呈北西—南东向，位于东北部。圣胡安盆地的高产区煤层厚(大于18m)、煤阶高(R0大于0.75)、含气量高(大于15m3/t)、构造裂缝发育，且煤层的裂缝网络是张开的，非常适合使用裸眼洞穴完井技术开采煤层气［65］。到2005年底共有煤层气生产井约6000口，其中平均单井产量达到15000m3/d的井近100口，最高可达到76544m3/d，累计产量达到3243×108m3。但美国在其他十几个盆地做了大量煤层气地质研究和勘探开发工作，表明这些地区均为边际煤层气区。1994年所有这些盆地共生产煤层气不到10×108m3。如皮申斯盆地是一个深层含煤盆地，估算的煤层气资源量为2.4×1012m3以上，但由于煤层渗透率低(一般不到1×10－3μm2)、埋深大(75%的煤层埋深大于914m，最深可达3660m)，因此煤层气开采难度大，而在裂缝渗透率发育的地区和盆地中的超压区，水产量又往往很高，降压效果不明显，因此整个盆地的煤层气开发进展缓慢。另一个含煤盆地———桑德沃什盆地也是如此。最初由于该盆地在地质条件上与圣胡安盆地有类似之处，因而对其煤层气开采潜力给予很高的评价，但是后来的钻井和开采实践表明，尽管煤储层条件好，但是煤层含气量低(一般不到5.7m3/t)，煤层与供水区的连通性较好，不易形成压降，从而也不利于煤层气脱附，到1993年桑德沃什盆地累计产气量仅380×104m3，而产水逾108×104m3。其他许多盆地也存在类似情况［65］。说明有煤层气分布的地区，煤层气不一定富集，也不一定可采。
1980年，美国由于受到能源危机的影响，政府出台《能源意外获利法》。所谓“意外获利”的起因是:20世纪70年代，美国大部分原油和成品油的价格是受政府管制的。1979年4月，美国总统卡特宣布，到1981年9月30日政府将取消石油价格管制。这样，石油生产商可以期待在政府取消价格控制后因提高石油售价而获得更高的利润，即意外获利。美国政府希望通过制定《能源意外获利法》对市场价格造成的原油意外获利来征税(即暴利税)，防止石油价格的过度增长。同时，《能源意外获利法》第二十九条是关于非常规能源开发的税收补贴政策。其中对煤层气资源的生产，美国实行“先征后返”的政策，即先按照联邦税法征税(联邦与州所得税、开采税)，然后根据《能源意外获利法》第二十九条税收优惠政策再给予返还或补贴。
美国政府制定《能源意外获利法》，目的是鼓励非常规能源的开发，稳定国内能源的供应，减少对进口能源的依赖。由于美国煤炭资源丰富，煤层气当时是这项鼓励政策的最大受益者，该法案增强了煤层气和天然气的竞争能力，促进了美国煤层气产业的形成。自1981年美国黑勇士和圣胡安两大盆地开始煤层气商业性生产以后，至1988年美国煤层气年产量突破10×108m3，这是美国煤层气产业发展过程的关键转折点，从此，美国煤层气产业进入快速发展时期。1984年美国有煤层气井2840口，1990年上升到2982口，1995年为7256口，2000年为13986口，2006年则达到30000口。自1990年以来，煤层气生产井几乎每5年翻一番。煤层气产量也直线上升，1989年为26×108m3，2005年为491×108m3，2006年达到540×108m3，占美国天然气总产量的10%［68］(图4－1)。

图4－1 美国煤层气生产井数和产量［68］

我国煤层气勘探开发和利用，主要经历了3个发展阶段。

1.矿井瓦斯抽放发展阶段（1952～1989年）

1952年我国在抚顺矿务局龙凤矿建立起瓦斯抽放站，此后至1989年期间我国煤层气勘探开发主要处于矿井瓦斯抽放发展阶段，主要进行井下瓦斯抽放及利用、煤的吸附性能和煤层气含量测定工作。该期间的工作成果，为后来全国煤层气资源预测和有利区块选择等积累了重要的实际资料。

2.现代煤层气技术引进阶段（1989～1995年）

1989～1995年为我国现代煤层气技术引进阶段。原能源部于1989年9月邀请美国有关煤层气专家来华介绍情况，并于1989年11月在沈阳市召开了我国第一次煤层气会议“能源部开发煤层气研讨会”。随后，国家“八五”攻关和地方企业、全球环境基金（GEF）资助设立了多个煤层气的研究项目，并在河北大城、山西柳林进行了煤层气的勘探试验，1991年出版了我国第一部煤层气学术专著—《中国的煤层甲烷》。同时，许多外国公司也纷纷出资在我国进行煤层气风险勘探。在这期间，我国引进了煤层气专用测试设备和应用软件，设备的引进和人员交流使我国在煤层气资源评价、储层测试技术、开采技术等方面取得了较大的发展。

3.煤层气产业逐渐形成发展阶段（1996年后）

为了加快我国煤层气开发，国务院于1996年初批准成立了中联煤层气有限责任公司。“九五”和“十五”国家科技攻关都设立了煤层气研究和试验项目，同期国家计委设立了“中国煤层气资源评价”国家一类研究项目。这些项目和其他相关研究工作使煤层气在选区评价方法、有利区块优选、富集规律及其控制因素等方面取得了新的进展。上述工作大力促进了我国煤层气勘探开发工作，在30多个地区进行了钻井评价，在沁水南部和北部、大宁—吉县区块、韩城区块、神府—保德、阜新盆地、大同—宁武、准噶尔盆地、恩洪—老场区块、沈北—铁法地区等10个地区取得重要勘探成果；韩城、沁水端氏、大宁—吉县、宁武、沁水樊庄、沁水大宁等6个项目准备进行开发试验；国家级沁南潘河煤层气开发示范项目、晋城寺河煤层气开发项目、沁南枣园煤层气开发试验项目和阜新煤层气开发试验项目等4个项目先后进入煤层气商业化开发示范阶段。

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蒙阴县13046619905： 中国地面煤层气开发现状怎样??中国煤层气有哪些重点企业? - ？
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蒙阴县13046619905： 求助煤层气专家及业内人士 - ？
佼冒福善： 我不是什么专家.只是从事煤层气工作,我觉得部门都没那么死,但人员是需要这些的,首先选区勘探需要地质人员,钻井一般是雇钻井队钻,但需要钻井监督,当然也需录井、测井的监督,如果是直井,一般需要压裂,还需要压裂监督,这些...

蒙阴县13046619905： 煤层气是什么东西 - ？
佼冒福善： 煤层气俗称“瓦斯”,其主要成分是CH4(甲烷),与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气,热值是通用煤的2-5倍,主要成分为甲烷.1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤,其热值与天然气相当,可以与天...

蒙阴县13046619905： 如何开采煤层气 - ？
佼冒福善： 煤层气不同于常规油气,它是以吸附态为主吸附于煤层孔隙中.目前开采煤层气的主要方式就是排水降压,通过抽取承压含水层中的水,使煤层孔隙中的气体获得更大的活动空间,由于PV=NRT,故活动的增大,使得的压力降低,当压力降到一定程度,甲烷气体就能从孔隙表面解吸出来,之后通过扩散到达裂隙系统中,最后渗流到井筒附近产出.再由气水分离器分离出气体,即可得到煤层气.

蒙阴县13046619905： 我国当前煤层气开采利用情况怎么样? - ？
佼冒福善：煤炭科学研究院重庆分院瓦斯研究所所长文光才说,我国埋深在2000米以内的煤层中含煤层气资源量达30万亿-35万亿立方米,是世界上第三大煤层气储量国,煤层气开发前景非常可观...

蒙阴县13046619905： 贵州省煤层气的开发利用现状?商业化进程怎样? - ？
佼冒福善： 贵州素以“西南煤海”著称,煤炭资源丰富,在煤层中蕴藏有大量可供开发利用的煤层气.全省埋深2000m以浅的煤层气资源量达3.15万亿立方米,总量少于山西,居全国第二,其中富甲烷的煤层气占贵州省总资源量的92.7%.全省煤层气的分...

蒙阴县13046619905： 关于煤层气的开采,先打穿层钻孔,再顺层? - ？
佼冒福善： 呵呵,很多都是经验性的.尤其是煤层气开采,中国起步较晚,目前也才不过10多年时间,而且相对于成功开发煤层气工业气流的美国,我们国家的煤层气田地质构造,煤层其藏地质情况也大不同于美国.所以很多都是经验性的东西,暂时还没有一套非常规范的标准和规定.拿某些资深专家的话说,目前中国煤层气的开采开发,其实就是摸着石头过河.不过随着石油公司加大对在山西晋城、陕西韩城等比较具有开采价值的煤层气田的投入,相信我国煤层气事业将会取得很大成功

蒙阴县13046619905： 我国物产丰富的句子和段落, - ？
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