国外煤层气勘探开发现状的启示

（二）国内外煤层气资源勘探开发现状~

煤层气与煤岩是同体共生矿，煤炭资源丰富的国家也是煤层气资源丰富的国家。据BoyerⅡ C M（1995）估算，世界煤炭资源量为24.46×1012t。其中加拿大7.0×1012t，俄罗斯6.5×1012t，中国4.0×1012t，美国3.97×1012t，澳大利亚1.7×1012t。世界2000 m以浅煤层气资源量为（84～270）×1012m3，相当于常规天然气探明储量的2倍。其中加拿大（5.6～76）×1012m3，俄罗斯（17～113）×1012m3，中国（30～35）×1012m3，美国（11.32～24）×1012m3，澳大利亚（8.5～14）×1012m3。
美国是煤层气资源丰富的国家，也是煤层气勘探开发最先取得成功的国家。20世纪初叶煤矿瓦斯抽放技术传播到美国。1915年进行了矿井巷道水平井试验。30年代开始在煤矿采空区上部砂岩抽放瓦斯。1952年取得了140m以浅煤层地面垂直井抽放瓦斯的成功，获得1100m3/d的单井产量。美国真正将煤层气作为矿产资源开发利用，是20世纪60年代以后，时值美国天然气储量下滑能源短缺时期，为了弥补天然气储量短缺而将煤层气列入能源矿产资源评价范围。1971年在沃里尔（黑勇士）盆地进行了五点式井网试验，经过压裂取得单井产量2800m3/d。1978年至1982年间，针对煤层气单井产量进行技术攻关，在沃里尔盆地浅煤层由单井2000m3/d提高到3000～4000m3/d，圣胡安盆地单井产量达42×104m3/d，累计产量5×108m3。1977年至1982年间，美国将煤层气勘探开发列入天然气开采计划，对13个含煤-煤层气盆地，面积158×104km2，埋深1829m（6000ft）以浅的含煤地层进行了远景资源评价。这些沉积盆地主要分布在东部的阿巴拉契亚褶皱带、西部的科迪勒拉褶皱带与中部陆块之间的相对稳定区。东部区有北阿巴拉契亚、中阿巴拉契亚、伊利诺斯、沃里尔、阿科马等石炭、二叠纪含煤-煤层气盆地。西部区有拉顿、圣胡安、皮申斯、犹他、大格林（绿）河、温德河、皮德河、华盛顿等白垩、第三纪含煤-煤层气盆地。其中尤以圣胡安、沃里尔盆地资源丰度高、资源前景好、勘探开发程度较高。80年代后期至90年代的十几年间，圣胡安、沃里尔等盆地开展了大规模的煤层气勘探开发，形成了相当可观的生产能力。目前，已由圣胡安、沃里尔盆地扩展为尤因塔、粉河、拉顿和阿巴拉契亚等六个盆地，并在尤因塔、粉河盆地上白垩统煤系地层取得勘探成功。据不完全统计，1988年美国煤层气钻井数仅为644口，1990年达2000余口，1999年钻井数已达10600口。美国的煤层气年产量1980年至1990年十年间，由不足1×108m3跃升到52×108m3，1990年至1993年间又达到200×108m3，1997年煤层气的年产量已占天然气总产量的6%，到1999年煤层气产量达350×108m3。
1988年美国天然气研究所测算13个含煤-煤层气盆地资源量为11.32×1012m3，测算14个含煤-煤层气盆地1200 m以浅资源量为（11.32～24）×1012m3。1990年估算煤层气资源量为11.32×1012m3，可采地质储量为2.55×1012m3。1992年估算可采储量为（1.75～3.82）×1012m3，占天然气储量的5%。1994年测算18个含煤-煤层气盆地或区块资源量为19×1012m3，可采储量为3×1012m3，剩余探明可采储量占天然气储量的8%。据美国能源信息中心估算，1997年煤层气储量为3247×108m3，比前一年增长8%，是1990年的两倍，占天然气总储量的7%。
加拿大与美国同处北美大陆，加拿大中部的陆块与西部科迪勒拉褶皱带之间发育了广阔的稳定沉积区，古生代以来的沉积岩系发育，晚古生代及中生代发育有含煤岩系。80年代以来在西部阿尔伯特盆地开展了煤层气勘探，评估煤层气资源量为19×1012 m3，可采资源量为7×1012m3。80年代初对煤层气资源进行了广泛的勘探评价，在阿尔伯特盆地施工的4口煤层气井测试见有良好的显示。
大洋洲的煤层气勘探主要是澳大利亚和新西兰。澳大利亚煤层气资源量为（8.5～14.6）×1012m3。主要集中在东部的悉尼、冈尼达、博恩、加利利等二叠—三叠纪含煤盆地。澳大利亚为了寻找距东南部沿海经济发达城市更近的天然气资源，开展了煤层气勘探，从而成为煤层气勘探开发商业性突破较早的国家。在20世纪70年代末至90年代初，澳大利亚煤层气钻井已经运用了水力压裂技术，但是未能取得成功，直至90年代初，煤层气勘探试验都未能取得重大突破。澳大利亚煤层气勘探之所以较长时间未能成功的原因，是未能将引进的美国现代煤层气勘探开发技术更好地结合澳大利亚复杂的地质构造条件的实际。近年来，澳大利亚加大勘探力度，煤层气钻井已超过百口，勘探开发有了新的突破，由勘探转入开发生产，一些生产井区已经进行商业经营。
澳大利亚的煤层气勘探主要集中在东部沿海的塔斯曼褶皱带与西部的澳大利亚陆块之间较为稳定的加利利盆地，近南北走向的博恩盆地、冈尼达盆地和悉尼盆地，以及克拉伦斯—莫顿、依普斯威奇、劳腊等二叠至三叠纪含煤-煤层气盆地，广泛发育的二叠系煤系地层是煤层气勘探的目标煤层。
1994年在悉尼盆地有6口煤层气勘探井对3×104km2面积评估煤层气资源量为3.68×1012m3。冈尼达盆地在1993至1995年钻探2口评价井，测试渗透率达45×10-3μm2。加利利盆地面积23.4×104km2，钻探了8口探井及测试井，测试渗透率达（13～52）×10-3μm2，评价煤层气地质储量为400×108m3。近年来在博恩盆地取得了成功，1994年至1995年17口钻井经测试有2口井产量大于2.8×104m3/d，盆地东缘的2口井7.1×104m3/d和3.6×104m3/d。至1996年盆地中南部投产的单井产量达到4000m3/d，商业生产达10.58×104m3/d，同时投产的5口水平井，井深1000～1300 m，产量为（1～2）×104m3/d。
欧洲是利用煤田瓦斯的始祖，但近代已经落伍，采用现代地面垂向钻井开采技术是在20世纪90年代之后。英国和中欧大陆国家同处北海-中欧盆地，石炭纪以来形成的煤系地层发育，有良好的煤层气资源前景。英国、西班牙、法国、比利时、捷克、波兰、匈牙利等都先后开展了煤层气勘探。1992年以来，在不同地域勘探试验，进行了资源评价。1992年初，英国完成了井深1074.4 m的第一口煤层气井，钻遇煤层厚22 m，并进行了压裂处理。近期在中部煤区完成3口煤层气井，单井日产量超过1000 m3。比利时在东北部的凯平盆地建立了煤层气试验区，1992年曾经钻探一口煤层气井并进行了生产测试。捷克在俄斯特拉发-卡尔菲纳盆地石炭系煤系地层进行了煤层气勘探开发试验，测算3个区块资源量为（150～200）×108m3。在取得勘探试验成功后，1998年已有2×108m3/a的生产能力。
俄罗斯及乌克兰等独联体国家横跨欧亚大陆，煤层气资源与煤炭资源均居世界之首。但是煤层气勘探开发起步较晚，尚处在资源评价阶段，1998年在乌克兰西南部里沃夫-沃伦煤田施工了3口400～500 m的煤层气井。
印度近年也开展了煤层气勘探。印度板块大部分面积为古老地块（地盾），沉积盆地主要分布在北部及沿海周缘地区，目前开展煤层气勘探主要位于西部稳定陆块的裂谷盆地——坎贝盆地，白垩系、第三系煤系地层是主要目标煤层。印度煤层气资源量为0.8×1012m3，也具有相当的资源潜力。
印度尼西亚群岛煤层气资源具有一定的潜力，煤炭储量为320×108t，石炭纪以来的沉积岩系都很发育，下第三系含煤岩系是较好的煤层气勘探目标煤层。印度尼西亚的煤层气勘探还刚刚起步。
在南美洲，智利和阿根廷也开展了煤层气勘探。在麦哲伦盆地发育有第三纪湖相沉积，有可供煤层气勘探的目标煤层。
在非洲南部开展煤层气勘探的有南非和津巴布韦。南非的煤层气资源量为0.72×1012m3，具有相当的资源潜力。津巴布韦含煤沉积盆地并不很大，石炭系卡鲁群和二叠系万基煤系发育了较好的含煤岩系。1994年以来已经施工了煤层气井，对沉积盆地一些区块进行勘探评价。
中国是煤炭资源大国，也是煤层气资源丰富的国家。中国的成煤期与世界其它地区大体相似，主要是晚石炭世、二叠纪、晚三叠世、早中侏罗世、晚侏罗—早白垩世和第三纪。中国大陆基本构造单元是以陆块为代表的稳定区和以陆缘为代表的活动带。按板块构造划分，中国大陆及海域跨越了六个板块构造，其中范围较大的四个板块除藏滇板块外，含煤-煤层气盆地主要分布在塔里木-华北板块、华南板块和在中国境内的西伯利亚板块准噶尔-兴安活动带。根据煤层气盆地研究统计资料，中国含煤盆地煤层气资源总量为201205×108m3，其中煤层埋深8m3，煤层埋深1500～2000 m资源量为35915.3×108m3。主要分布在三个板块构造单元：塔里木-华北板块，其中主要分布在华北陆块，煤层埋深8m3，煤层埋深1500～2000 m资源量为27522.5×108m3，总计资源量为153365.1×108m3；华南板块，主要分布在扬子陆块，煤层埋深8m3，煤层埋深1500～2000 m资源量为6325.7×108m3，总计资源量为41191.4×108m3。西伯利亚板块的准噶尔-兴安活动带（包括天山-赤峰活动带），煤层埋深8m3，煤层埋深1500～2000 m资源量为2020.8×108m3，总计资源量为6308.2×108m3。
煤层气资源量按含煤盆地不同层位统计：石炭、二叠系，煤层埋深8m3，煤层埋深1500～2000 m资源量为34111.2×108m3，总计资源量为156539.9×108m3；上三叠统煤层埋深8m3，煤层埋深1500～2000 m资源量为0×108m3，总计资源量为71.6×108m3；侏罗系煤层埋深8m3，煤层埋深1500～2000 m资源量为739.5×108m3，总计资源量41025.8×108；下白垩统煤层埋深8m3，煤层埋深1500～2000 m资源量为1033.3×108m3，总计资源量为3493.6×108m3；第三系煤层埋深8m3，煤层埋深1500～2000 m资源量为31.4×108m3，总计资源量为74.2×108m3。
煤层气资源量按含煤岩系不同煤级（阶）统计：无烟煤、贫煤阶，煤层埋深8m3，煤层埋深1500～2000 m资源量为71.1×108m3，总计资源量为1877.8×108m3；瘦煤、焦煤、肥煤阶，煤层埋深8m3，煤层埋深1500～2000 m资源量为35825.2×108m3，总计资源量为160986.1×108m3；气煤、长焰煤阶，煤层埋深8m3，煤层埋深1500～2000 m资源量为19×108m3，总计资源量为38341.1×108m3。
中国自20世纪80年代已经开始研究美国现代煤层气勘探开发技术，系统编译了煤层气勘探开发资料，在一些煤田矿区进行勘探试验，与外国公司合作直接引进勘探开发技术，取得了许多宝贵资料和经验。为了适应经济发展的需要和环境保护长远利益，政府十分重视煤层气工业的发展，90年代以来加快了勘探开发的进程。煤炭部组建了煤层气领导小组（1993年），将煤层气勘探开发利用列为三大发展战略之一，作为第二煤炭资源进行开发。煤炭部、地矿部和石油天然气总公司联合组建了中联煤层气公司（1996年）。召开了国内、国际煤层气发展战略和专业研讨会议。国家计委会同地矿部将《煤层气勘探开发评价选区及工程工艺技术攻关研究》列入“八五”国家重点科技攻关项目。国家经贸部会同煤炭部、地矿部分别实施了“中国煤层气资源开发”（UNDP/CPR/92/G93）、“深层煤层气勘探”（UNDP/CPR/91/214）等联合国开发计划署资助的煤层气勘探开发项目。煤炭、地矿、石油等部门及地方省市在不同地区相继开展了煤层气勘探，同时还与美、澳等外国公司合作在河东、淮南等处开展了煤层气勘探，至2001年底在不同地区先后施工了200余口煤层气勘探井，对一些含煤-煤层气盆地或区块进行了预探评价，在河东、沁水、铁法等地区相继实现了勘探试验的突破。煤层气勘探、试验井主要部署在华北陆块和扬子陆块。分布在华北陆块的勘探、试验井有180口左右，其中鄂尔多斯盆地东缘50余口，沁水盆地东南缘近50口，还有近80口井分布在华北盆地的北缘及南缘。扬子陆块的13口煤层气勘探井分布在湘中涟邵、赣北萍乐盆地和六盘水。仅有5口煤层气井分布在准噶尔微陆块吐哈盆地和嫩松-佳木斯微陆块鹤岗盆地。从煤层气井的勘探层位来分析，部署在华北陆块的绝大多数井的目标层位是石炭系太原组和二叠系山西组，扬子陆块的目标层位是二叠系龙潭组，仅有吐哈盆地、鄂尔多斯盆地彬长地区目标层位为下中侏罗统，铁法、鹤岗盆地勘探目标层位是下白垩统。
鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带的黄河以东地区（简称河东地区），联合国资助华北石油局实施的“深层煤层气勘探”项目评价了石炭系太原组和二叠系山西组煤层气成藏条件，在柳林试验区施工的井网于1994年8月排采获得成功，7口井全部出气，单井平均产量3000m3/d，柳5井最高产量达7050m3/d。近年在对外合作勘探开发区块离石鼻状隆起北翼碛口试验区5口井井网试获单井最高产量达5500m3/d。离石鼻状隆起北翼三交林家坪试验区9口井井网试获单井最高产量达7000m3/d。在沁水盆地南缘斜坡带固县枣园形成十口井井网进行排采试验。在沁水盆地南缘斜坡带，中联煤层气公司在潘庄区块164 km2控制面积取得402×108m3煤层气探明储量，并在TL-7井获16303 m3/d产气量。中国石油集团在樊庄区块六口煤层气井井网，182.22 km2控制面积取得353.26×108m3煤层气探明储量。同时，扬子陆块黔西盆地群盘关向斜（六盘水）对南方二叠系含煤岩系进行煤层气勘探试验，还在阜新盆地、铁法盆地对侏罗系、下白垩统含煤岩系进行勘探试验，并在铁法盆地取得成功，获取煤层气单井最高产量8928 m3/d。
在加强煤层气勘探开发进程的同时，同步进行了煤层气勘探技术攻关和地质评价研究。新星石油公司华北石油局自20世纪80年代以来，系统地研究了国外煤层气勘探开发技术，首刊了《煤层气译文集》，90年代以来，对华北盆地石炭、二叠系煤层气赋存条件进行评价研究，撰写了“华北及邻区煤层气煤层气地质特征及评价选区研究”。与此同时，新星石油公司华北、西南、中南、华东、东北石油局分别对鄂尔多斯盆地、四川盆地、湘中南盆地群、下扬子地区、松辽盆地等进行煤层气赋存条件及评价选区研究，撰写了专项报告。华北石油局于九十年代初启动了“华北煤层气勘探开发试验”项目的同时，开始了“煤层气勘探开发评价选区及工程工艺技术攻关研究”国家重点科技攻关项目及“深层煤层气勘探”联合国开发计划署资助项目，通过三位一体项目实施，取得了一批国内领先水平的研究成果和资助项目的成功。与此同时，国内同行均在加快煤层气勘探的进程中，加强了煤层气地质理论及勘探技术方面的研究。中国石油集团煤层气勘探部及时勘探，及时总结，对大城、沁水、河东等区块勘探后均进行了总结评价，还结合国内外资料撰写了《煤层气地质与勘探技术》、《世界煤层气工业发展现状》、《中国煤层气地质》、《中国煤层气地质评价与勘探技术新进展》。西安煤炭研究分院1991年刊出《中国的煤层甲烷》（张新民、张遂安），中国煤田地质总局编写、编制了《中国煤层气资源》及《中国煤层气资源图》（1∶200万）。中联煤层气公司与国内研究部门合作，对沁水盆地、三江盆地、辽中地区及六盘水地区等煤层气勘探前景进行评价研究，并着眼于全国进行了选区评价研究，同时编写了《煤层气开发利用手册》（孙茂远等）。除此，还有《国外煤层气勘探开发研究实例》（王新民等），《煤层甲烷储层评价及生产技术》（秦勇等），《黔西滇东煤层气地质与勘探》（桂宝林）。
中国煤层气勘探试验的突破具有重要的战略意义，说明在北美大陆板块地史上所发生的事件，在欧亚大陆中国板块也有类似的事件同时发生，进而证明了含煤-煤层气盆地和煤层气藏成生及演化的规律性有着全球意义。中国煤层气勘探试验的突破，鄂尔多斯盆地东缘柳林试验区勘探试验的成果，不单单证明鄂尔多斯盆地石炭、二叠系含煤岩系的煤层气勘探前景，它与沁水盆地勘探试验的成果，以及其它勘探成果，同时预示着华北陆块古生代以来的沉积盆地广泛分布的石炭、二叠系含煤岩系具有煤层气勘探前景。松辽盆地东南缘的铁法断陷盆地是在古老基岩上发育的中生代断陷，下白垩统有较发育的含煤岩系，也预示了松辽盆地同样具有良好的煤层气勘探前景。
十五届世界石油大会上人们普遍关注由于石油短缺在未来世纪会出现能源危机，大会肯定了21世纪50年代前，石油、天然气等矿物燃料仍然是人类生存的主要能源。但是，人类也清醒地认识到在地球上石油、天然气、煤炭等等不可再生的矿物燃料终归是有限的。Marchctti（1979）编制的能源系统变迁和理论替代模式图，预示了自1850年至2050年200年间能源结构演变趋势。自从人类用矿物燃料替代了木质能源后，在2000年之前的一个半世纪中，煤炭（1920年）和石油（1980年）都曾上升为能源构成比率的高峰，转而走向低谷，天然气将于2020年达到顶峰，同时太阳能及核能渐趋上势。
在未来世纪的能源构成中，煤炭所占比率将逐步缩小，但其采掘量的绝对值并不一定缩减，因此无论从煤炭采掘业需要不断地运用新技术加大对矿田巷道瓦斯的抽放，或是运用地面垂向钻井开采技术对未开采的煤层先期抽放或对已开采的巷道后期抽空，都是减少矿田瓦斯灾害不可缺少的措施，在加大科技进步保证矿业安全生产的同时，必然会促进煤层气工业的发展。
中国是瓦斯排放量较高的国家之一，排放量占世界的1/3。为了将煤矿巷道瓦斯排放到大气中，不但造成严重的大气污染，还要耗费大量的动力资源。环球臭氧层的保护已经是人类关心自我生存环境的重大事件，甲烷（CH4）排放造成的温室效应高于二氧化碳的20倍，穿透臭氧层的能力高出7倍，为了维护生存环境保护地球大气圈的需要，人类要将煤层气的开发利用列入21世纪议程，也必然促使煤层气工业加快发展。
在全球经济一体化的进程中，环境和资源都是重大命题，中国经济发展也必将顺应世界潮流，加快发展洁净能源，天然气必然是首选。中国能源资源评价预测：常规天然气远景资源量为38×1012m3，可采资源量为10.5×1012m3。1997年中国天然气产量近210×108m3/a，近几年一直维持在200×108m3/a左右水平，2000年产量262×108m3/a，预测2005年可达到500×108m3/a，2010年储量为（5.1～5.6）×1012m3，产量（660～770）×108m3/a，2020年储量（7.4～8.15）×1012m3，产量（970～1200）×108m3/a。预测2000年至2020年天然气储量将翻一番，产量增长2倍，是天然气工业高速发展的阶段。从中国国民经济对天然气需求预测：2010年天然气消费量需要增加50%～100%，2010年前消费量需要翻一番，2010年至2020年的十年间需要增加1000×108m3，天然气在能源消费中占10%。2020年我国天然气需求量将达到（1877～2088）×108m3/a。上述资料表明，根据国民经济增长预测的天然气需求量远大于资源预测的天然气工业增长的产量，可见发展天然气工业的市场潜力十分巨大。
从异军突起的中国煤层气工业来看，2000年前实现了勘探试验的突破，开始进入区域勘探阶段，初步完成了高速发展前准备阶段的历史使命。可以设想，2000年至2010年是煤层气工业发展的关键时期，将由储量、产量的零点起步，实现由1×108m3/a—10×108m3/a—100×108m3/a两个数量级增长的飞跃，2020年再实现（200～300）×108m3/a产量的翻番。实现了这个目标，也就相当于天然气工业发展预测目标的（970～1200）×108m3/a总产量中包含的（150～230）×108m3/a煤层气和液化气份额值，也只有这样才能基本适应国民经济发展的需要。
中国煤层气资源潜力巨大，远景资源量为20×1012m3，与美国煤层气资源量（11.32～24）×1012m3相当，是世界煤层气资源量240×1012m3的8%，相当于中国常规天然气远景资源量38×1012m3的一半，因此从资源保有程度而言，实现21世纪初期煤层气工业高速发展的设想目标是完全有条件的。

煤层气作为接替能源的重要战略价值及开采煤层气对煤矿安全生产和环保的重要意义已经受到越来越多能源生产国的高度重视(傅雪海等,2007;苏现波等,2001)。据统计,全球范围内的74个国家煤层气资源量总计为268×1012m3,其主要分布在俄罗斯、中国、加拿大、美国、澳大利亚、德国、波兰、英国、乌克兰、哈萨克斯坦、印度和南非等12个国家,其中,美国、加拿大和澳大利亚等国家的煤层气地面开发及煤矿瓦斯抽采已形成产业(李鸿业,1995;李旭,2006;陈懿等,2008;Jack et al.,1998;Antonette,1998;Hanabeth et al.,2014;Thomas et al.,2014)。
煤层气的赋存、生产过程与常规天然气完全不同,研究有针对性的煤层气开发理论和技术对煤层气的开发至关重要(吴佩芳等,2000;王红岩等,2005)。美国、加拿大和澳大利亚煤层气产业化的迅速发展,均得益于针对本国开采技术难题而进行的技术革命和创新(Hacquebard,2002;Jack et al.,2003)。
美国是最早开发煤层气资源的国家,其煤层气年产量自1984～1995年从2.8×108m3增至265.74×108m3(傅雪海,2007),目前产气量逐渐稳定,2008年达到560×108m3。20世纪70年代,美国通过地面钻孔的方式,第一次将煤层气作为资源开采(Daniel et al.,2012)。20世纪80年代开始进行系统的煤层气地质基础研究,形成了“煤储层双孔隙几何模型”、“中阶煤选区评价理论”和“煤储层数值模拟技术”等为核心的煤层气勘探开发理论体系,并在此基础理论支撑下,形成了“地面钻井-完井-试井-压裂-排采”为核心的工艺技术流程(Sevket et al.,2013;Jerneja et al.,2014)。目前,美国已经有6个盆地开始大规模开采煤层气。开发煤层气已成为美国天然气行业中发展最快、最活跃的一个独立分支(李旭,2006;陈懿等,2008;宫诚,2005)。
加拿大煤层气总资源量为76×1012m3,煤层气主要开发区位于西部的Albert。开发初期由于简单套用美国现有的开采技术,历时20余年仍然未能形成产量突破,到2001年还几乎没有产量(Gentzis,2009;Thomas,2008;Katrina et al.,2010)。2002年以来,加拿大根据本国煤层气地质条件特点(变质程度低、含气量低、致密、低压、低渗),鉴于在浅层气开发中的成功经验,发明了连续油管钻井和大量氮气泡沫压裂等技术,并成功应用于煤层气开发。连续油管钻井技术既降低了储层伤害,也降低了钻井成本。而大排量氮气泡沫压裂技术则改变了传统压裂(水力压裂、氮气泡沫压裂、液态二氧化碳压裂)后压裂液返排少、几乎没有气体产出的状况,不仅可以避免水基压裂液对储层的伤害,还可以促进甲烷的解吸,提高煤层气的采收率。此外,采用美国的多分支井技术,有效增加了泄气面积和地层渗透率,在提高单井产量的同时,降低了开发成本和占地面积(张亚蒲等,2006,Gunter et al.,1997;Katrina et al.,2008;Thomas et al.,2006)。加拿大煤层气从2002年起步到2005年产量增加到30×108m3,使得煤层气产业开始高速发展。在2007年产量达到86×108m3。2009年Albert 盆地生产井7700口,产量60×108m3。
澳大利亚是目前除美国外煤层气商业化开发最成功的国家,煤层气总资源量为14×1012m3,煤层气开发区主要分布在东部3个含煤盆地:苏拉特、悉尼、鲍恩盆地。澳大利亚结合自身的煤层气地质特征,进行了特色技术的研究(Daniel et al.,2013;Cienfuegos et al.,2010;Satya et al.,2010)。在选区方面,进行煤层原位地应力研究,提出在原位地应力测量基础上的数值应力分析(模拟)方法来寻找低应力高渗透性地段;在钻井方面,开发出适合本国的煤层气特色技术——斜井、U形水平井、丛式井钻井技术,成本低且能有效增大煤层渗透率;在压裂方面,着重强调压裂效果,确保压裂裂缝与面割理连通,不像其他国家那样重视压裂规模;在排采方面,采用天然气发动机来驱动井口动力装置以进行排水降压,实现煤层气井连续生产,数据传输则利用太阳能,以此降低煤层气试采成本。此外,为了降低煤层气单井成本,引进LF90钻机,大大降低了作业成本(赵庆波,2010)。通过应用新技术降低了开发煤层气的投资和成本,兼之天然气价格的上涨,极大地促进了澳大利亚煤层气产业的发展。从1996年以来,煤层气(包括矿井瓦斯抽放)产量连年增长,2005年,生产井为1300口,产量达到12×108m3,到2009年已达到了48×108m3,约80%的产量集中在鲍恩二叠纪盆地,同时在侏罗纪盆地(如苏拉特盆地、克拉伦斯盆地等)和古近纪—新近纪褐煤盆地也有新的突破(赵庆波,2010)。目前煤层气已成为澳大利亚天然气供应多元化的一个重要组成部分。

美国、澳大利亚和加拿大等国家的煤层气勘探开发发展比较迅速，而其他大多数国家尚处于煤层气勘探开发试验阶段。我国煤层气资源丰富，勘探开发起步较晚，且发展缓慢，目前仍处于勘探开发试验阶段。通过深入分析国内外煤层气勘探开发现状，得到以下几点启示。

（1）能源需求、环保要求和经济效益是煤层气产业发展的动力。

20世纪70年代末，美国天然气需求量很大，每年需要从国外引进天然气600×10⁸～800×10⁸m³。美国是煤炭资源大国，拥有较为丰富的煤层气资源。每年因采煤向大气排放大量甲烷气，不仅污染大气，而且耗费劳动力和资金。而且美国联邦和地方政府对环保要求愈来愈严，并促使企业经营者减排降污。因此，能源需求、环保要求和经济效益成为美国煤层气产业发展的动力。

（2）丰富的资源基础奠定了我国煤层气广阔的勘探开发前景。

全球煤层气资源极其丰富，绝大部分煤层气资源量分布在12个主要产煤国，其中俄罗斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚的煤层气资源量均超过10×10¹²m³。相比美国而言，我国煤层气资源更为丰富，因此我国煤层气勘探开发具有坚实的资源基础，前景广阔。

（3）复杂的地质条件决定我国煤层气勘探开发任务的艰巨性。

相对美国含煤盆地较简单的构造演化史而言，我国含煤盆地经受了复杂的构造改造，大多数原型含煤盆地构造破坏严重，煤层气地质条件异常复杂，低阶煤和高阶煤煤层气资源比重大。因此，必须建立起一系列适合我国煤层气地质特点的认识和理论来指导煤层气勘探开发，而理论的建立及应用是一个艰巨的过程。

（4）煤层气地质研究和资源评价是煤层气勘探开发的基础。

自20世纪70年代中后期以来，美国地质调查局（USGS）、天然气技术研究所（GTI）、美国能源部（DOE）等单位对煤层气基本地质条件、富集产出机理和增产措施方面进行了深入研究，组织完成了多次全美煤层气资源评价，加深了对煤层气资源的认识，有效地指导了美国煤层气的勘探开发。

（5）配套的工艺技术是煤层气勘探开发的关键。

煤层气藏是一种特殊的气藏类型，其勘探开发技术在很多方面有别于常规油气。美国经过20多年的煤层气勘探开发实践，已经形成了配套的工艺技术，为其煤层气勘探开发总体水平的提高起到了巨大的推动作用。

（6）足够的勘探开发投入是煤层气产业发展的充分条件。

美国是率先形成煤层气商业化开发的国家，也是迄今为止煤层气产量最高的国家，澳大利亚和加拿大近年来也实现了煤层气商业化开发，而世界上其他国家尚没有大规模开发煤层气，除去其他诸多影响因素，很重要的原因是煤层气资源的勘探开发投入程度，足够的勘探开发投入是煤层气产业发展的充分条件。

（7）制订优于常规天然气的经济扶持政策，以增强其市场竞争能力是煤层气产业发展的必要条件。

20世纪70年代末，美国政府通过众、参两院的听证会将煤层气确定为非常规气体能源，并于1980年颁布《能源意外获利法》的第29条非常规能源开发税收补贴政策，使煤层气成为政府鼓励和支持的主要清洁气体能源。考虑到煤层气开发初期具有产量低、投入大、投资回收期长的特点，无法与常规石油、天然气开发进行竞争，美国政府扶持煤层气开发的指导思想是以煤层气从开发成本、销售价格等方面可与常规天然气竞争为出发点决定税收补贴的程度；同时，补贴政策要有一个相当长的适用期，以培植煤层气产业的成熟。澳大利亚煤层气开发的发展得益于政府政策的宽松和优惠。1997年，昆士兰州政府对煤层气的开发与管理出台了一系列规定与措施，促进煤层气勘探开发的快速发展。

（8）健全的法律是煤层气产业发展的保障。

立法是煤层气生产的关键和保证，只有通过立法才能保证煤层气投资者的合法权益，从而提高煤层气投资者的积极性，最终促进煤层气产量的提高。美国联邦政府和州政府在煤层气勘探开发过程中的管理作用主要以法律、法规的形式体现出来。在颁布煤层气法规后，煤层气产量大幅度上升，由此产生的经济效益和社会效益非常明显。

（9）完善的天然气管网等基础设施促进煤层气产业快速发展。

美国有完善的天然气管道系统，生产的煤层气大部分都进入天然气管网销售给燃气公司，促进了煤层气产业快速发展。而印度等国家，由于天然气管网等基础设施建设跟不上，从一定程度上迟滞了煤层气产业的发展。

（10）煤层气勘探开发具有良好的经济效益和社会效益。

美国的经验证实，煤层气勘探开发一旦取得突破，形成规模生产，可获得明显的经济效益，主要反映在以下几个方面：一是勘探费用低，获利大，风险小；二是生产成本低，生产期长；三是煤层气井经济效益好。更为重要的是，煤层气资源的勘探和开发对缓减我国能源紧缺局面、煤矿安全问题和环境污染问题意义重大，具有良好的社会效益。

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