10月15至16日,由中國(guó)石油咨詢中心、中國(guó)石油國(guó)際勘探開(kāi)發(fā)公司、中國(guó)石油煤層氣公司和澳大利亞箭牌能源公司聯(lián)合主辦的煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)研討會(huì)在北京召開(kāi),研討會(huì)旨在交流和借鑒國(guó)內(nèi)外煤層氣開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù),改善澳大利亞箭牌煤層氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)效果。來(lái)自11家單位的近60名專家參與了研討。會(huì)議系統(tǒng)介紹箭牌項(xiàng)目博文區(qū)塊情況、國(guó)內(nèi)煤層氣開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀與經(jīng)驗(yàn),深入交流煤層氣鉆完井、人工舉升、壓裂改造、參數(shù)選擇與錄取、儲(chǔ)量評(píng)價(jià)等開(kāi)發(fā)技術(shù),以推動(dòng)箭牌煤層氣項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)有效開(kāi)發(fā)。
中國(guó)煤層氣穩(wěn)步推進(jìn) 已實(shí)現(xiàn)規(guī)模開(kāi)發(fā)
2018年中國(guó)煤層氣產(chǎn)量54億立方米,中國(guó)石油產(chǎn)量約20億立方米,占主導(dǎo)地位。煤層氣,又稱“煤礦瓦斯”,主要成分是甲烷,屬非常規(guī)天然氣。中國(guó)煤層氣資源豐富,儲(chǔ)量位居世界第三位,僅次于俄羅斯和加拿大。據(jù)勘查,埋深小于2000米的煤層氣總儲(chǔ)量約為37萬(wàn)億立方米,大致相當(dāng)陸上常規(guī)天然氣資源量,可采儲(chǔ)量超12萬(wàn)億立方米。
自20世紀(jì)80年代起,中國(guó)逐步在30多個(gè)煤層氣目標(biāo)區(qū)開(kāi)展了前期評(píng)價(jià),2006年進(jìn)入規(guī)模開(kāi)發(fā)階段,目前已實(shí)現(xiàn)規(guī)模開(kāi)發(fā),2018年中國(guó)煤層氣產(chǎn)量54億立方米,其中,中國(guó)石油產(chǎn)量約20億立方米,占主導(dǎo)地位。
目前,包括三大石油公司在內(nèi)的近20家國(guó)內(nèi)外企業(yè)在中國(guó)開(kāi)展煤層氣勘探開(kāi)發(fā)工作,近10所高校、8家專業(yè)研究機(jī)構(gòu)從事煤層氣勘探開(kāi)發(fā)理論及技術(shù)研發(fā)攻關(guān)。國(guó)家有關(guān)部門相繼出臺(tái)了一系列扶持煤層氣發(fā)展的優(yōu)惠政策,包括價(jià)格優(yōu)惠、稅收優(yōu)惠、開(kāi)發(fā)補(bǔ)貼等,鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,例如,中央財(cái)政按每立方米0.3元煤層氣(折純)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)貼。
中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院非常規(guī)研究所二級(jí)專家劉洪林介紹,中國(guó)最早是在2006年啟動(dòng)高階煤層氣開(kāi)發(fā),高階煤層滲透率、含氣量很高,含氣飽和度較低,通過(guò)2006年第一批100口的直井試驗(yàn),確定將來(lái)開(kāi)發(fā)的井網(wǎng)井距,預(yù)測(cè)全區(qū)產(chǎn)量和單井產(chǎn)量,先導(dǎo)試驗(yàn)兩到三年排水采氣達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)效果,為下一步建立20億立方米級(jí)產(chǎn)能奠定了基礎(chǔ)。
針對(duì)不同地區(qū)煤層不同的地質(zhì)特征,中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)逐步推進(jìn)。先是開(kāi)發(fā)沁水盆地高階煤層氣,具有高煤階、低滲透、高含氣量的特點(diǎn),隨后晉城和鄂爾多斯盆地保德地區(qū)煤層氣相繼開(kāi)發(fā)成功,保德地區(qū)為中低階煤,此后開(kāi)發(fā)區(qū)塊擴(kuò)展到鄂爾多斯盆地南部的韓城,還有四川盆地南部蜀南地區(qū)等。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)煤層氣開(kāi)發(fā)800米以淺的中高煤階勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)基本成熟,基本上解決了遇到的工程技術(shù)問(wèn)題,下一步就是要開(kāi)發(fā)深部煤層氣,即1500米以深甚至2000米、2500米深的煤層氣,深層煤層氣資源非常大,中深層800米到2500米這個(gè)深度段的資源占了中國(guó)資源量的2/3。深地層壓力大,滲透率更低,導(dǎo)致煤層的解吸困難,排水降壓也比較困難,需要研發(fā)新的鉆井技術(shù)、壓裂排水工藝技術(shù)等,目前深層技術(shù)還不成熟,這就是我們面臨的挑戰(zhàn),現(xiàn)在我們正在解決這個(gè)問(wèn)題。
復(fù)雜特點(diǎn) 鍛造中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)特色技術(shù)
中國(guó)煤層氣地質(zhì)條件非常復(fù)雜,高、中、低階煤層氣資源各占1/3,資源分布規(guī)律受盆地類型控制,氣藏復(fù)雜多樣。其次,多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致構(gòu)造煤發(fā)育,煤體結(jié)構(gòu)破碎;煤巖壓實(shí)作用強(qiáng)烈,儲(chǔ)層物性差,致密低滲。復(fù)雜的地質(zhì)條件給開(kāi)發(fā)帶來(lái)很大難度,反過(guò)來(lái)也鍛造出中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)一系列的特色技術(shù)、高端技術(shù)。包括煤層氣三維地震技術(shù)、煤層氣水平井及叢式井鉆完井技術(shù)、煤層氣壓裂增產(chǎn)技術(shù)、煤層氣智能排采技術(shù)和煤層氣“三低”集輸工藝等。同時(shí)建立了煤層氣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范技術(shù)體系。
對(duì)于中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù),劉洪林充滿信心與自豪:“現(xiàn)在國(guó)內(nèi)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)水平整體上不比國(guó)外落后,不敢說(shuō)完全等同,但基本上在并跑階段,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織煤層氣技術(shù)委員會(huì)秘書處設(shè)在中國(guó),這是難能可貴的,反映出中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)的高水平,擁有國(guó)際上的話語(yǔ)權(quán),代表中國(guó)煤層氣行業(yè)的地位。”
其實(shí),煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)并不非要多么高端,適合的技術(shù)才是最好的。國(guó)際上煤層氣開(kāi)發(fā)比中國(guó)早,例如美國(guó)煤層氣的開(kāi)發(fā)始于1950年前后,經(jīng)過(guò)50多年的積淀,技術(shù)很成熟,但是美國(guó)技術(shù)在美國(guó)好用,直接搬到中國(guó)也不一定行。最開(kāi)始外國(guó)也到中國(guó)開(kāi)展合作,希望應(yīng)用他們的技術(shù),但是都是高興而來(lái)失望而歸,原因在于外國(guó)技術(shù)并不適用于中國(guó)獨(dú)特的地質(zhì)條件。國(guó)外技術(shù)必須改造,只有認(rèn)識(shí)到這個(gè)地區(qū)的特點(diǎn),然后對(duì)技術(shù)進(jìn)行改造,才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)。劉洪林從哲學(xué)的角度分析這個(gè)問(wèn)題:這就是技術(shù)的普遍性和特殊性的問(wèn)題,國(guó)外技術(shù)必須與中國(guó)實(shí)際情況相結(jié)合,才能發(fā)揮作用。
每個(gè)地區(qū)要想成功開(kāi)發(fā),必須進(jìn)行先導(dǎo)試驗(yàn),目的就是為了試驗(yàn)技術(shù),找到與這個(gè)地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)相符合的配套技術(shù),對(duì)地下煤層氣布局的科學(xué)準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)與合適的技術(shù)手段相結(jié)合,才能達(dá)到預(yù)期的開(kāi)發(fā)效果。
從全球視野看,美國(guó)、澳大利亞煤層盆地地面是平原,而中國(guó)煤層盆地地面復(fù)雜,都是山區(qū),即使有好的技術(shù)也可能無(wú)法使用;中國(guó)地下也很復(fù)雜,斷裂發(fā)育,需要和外國(guó)不同的開(kāi)發(fā)技術(shù),這是一個(gè)大的前提。但是從中國(guó)內(nèi)部看,也有構(gòu)造穩(wěn)定的斷裂不發(fā)育的地區(qū),如果把尺度再降低,站在沁水盆地看,各個(gè)地方的地質(zhì)條件也有差別。煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)有普遍性,但更有特殊性,與地質(zhì)特征相對(duì)應(yīng)。
澳大利亞箭牌項(xiàng)目是中國(guó)石油在非常規(guī)領(lǐng)域走出國(guó)門開(kāi)展國(guó)際合作第一個(gè)項(xiàng)目,加拿大油砂也是非常規(guī)項(xiàng)目,箭牌項(xiàng)目啟動(dòng)了好幾年,現(xiàn)在進(jìn)入規(guī)模開(kāi)發(fā)的前期準(zhǔn)備階段,需要找到正確的適用的技術(shù),實(shí)現(xiàn)效益開(kāi)發(fā)。油氣開(kāi)發(fā)要實(shí)事求是,講究實(shí)用和創(chuàng)新,用8個(gè)字總結(jié)就是求實(shí)、實(shí)用、創(chuàng)新、高效,這也是煤層氣開(kāi)發(fā)的必然之路。
煤層氣開(kāi)發(fā) “一石三鳥”前景光明
除了作為清潔能源,煤層氣開(kāi)發(fā)能保障煤礦安全、減少溫室氣體甲烷排放,社會(huì)效益明顯。煤層氣產(chǎn)量相對(duì)低,單純從能源經(jīng)濟(jì)效益上看,煤層氣不如頁(yè)巖氣,頁(yè)巖氣主要是游離氣,產(chǎn)量高。然而煤層氣有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),煤層氣穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng),有些井生產(chǎn)20年仍然維持開(kāi)始的產(chǎn)量,而頁(yè)巖氣的特點(diǎn)是高產(chǎn)但遞減快,可能第二年產(chǎn)量只有開(kāi)始的30%甚至20%,所以要不斷地補(bǔ)充打井。
煤層氣開(kāi)發(fā)可“一石三鳥”。首先,煤層氣是清潔能源,其不含無(wú)機(jī)雜質(zhì),甲烷成分很高甚至高達(dá)99%,可以直接進(jìn)入管線外輸使用,其利用可改善中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)、減少二氧化碳排放、改善大氣環(huán)境。其次,煤層氣開(kāi)發(fā)在保障煤礦開(kāi)采安全上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。煤層氣在煤礦業(yè)被稱為“瓦斯”,采煤前如果不抽走瓦斯,瓦斯就會(huì)隨著煤炭的開(kāi)采釋放到礦道中,極易發(fā)生爆炸,瓦斯爆炸是煤礦安全最主要的威脅。煤層氣的開(kāi)發(fā)從根本上杜絕瓦斯爆炸,保障煤礦及煤礦工人的安全。最后,煤層氣開(kāi)發(fā)極大減少溫室氣體甲烷的排放,保護(hù)大氣環(huán)境。如果不抽采煤層氣,其就會(huì)在煤礦開(kāi)采過(guò)程中,逐漸釋放到大氣中,而甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的幾十倍。
劉洪林表示,從事煤層氣開(kāi)發(fā)20年來(lái),總覺(jué)得很多人對(duì)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的認(rèn)識(shí)不夠,煤層氣開(kāi)發(fā)不能只站在能源角度,只關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益,還要考慮社會(huì)效益。
中國(guó)煤炭資源非常豐富,在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比很高,2018年占到59%,而且這種結(jié)構(gòu)局面在未來(lái)的20到30年都不可能改變,未來(lái)幾十年煤炭仍然是中國(guó)主要的能源,在這種情況下必然不斷開(kāi)采煤炭,就要面臨瓦斯爆炸和甲烷泄漏問(wèn)題。煤層氣的開(kāi)發(fā)恰好可以解決這兩大問(wèn)題,中國(guó)煤層氣規(guī)模開(kāi)發(fā)之后,有效降低了礦難事故發(fā)生,具備明顯的社會(huì)效益。
但煤層氣仍處于規(guī)模開(kāi)發(fā)初級(jí)階段,國(guó)家仍需保持政策的連續(xù)性,“十四五”期間繼續(xù)補(bǔ)貼煤層氣,而且要進(jìn)一步給予煤層氣產(chǎn)業(yè)政策扶持,這樣才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展,也可以一定程度解決環(huán)境污染、煤礦安全、溫室效應(yīng)等一系列問(wèn)題。
盡管煤層氣發(fā)展道路曲折,但前景光明,除了國(guó)家的政策支持,需要給予更多關(guān)注,加大投資做大產(chǎn)業(yè)。高陡煤層、多厚煤層是未來(lái)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)重要領(lǐng)域,深層煤層氣資源是下一步開(kāi)發(fā)重點(diǎn),深層高溫高壓,開(kāi)發(fā)更加困難,需加快技術(shù)研發(fā)。一旦找到合適的技術(shù),釋放深層煤層氣的潛力,產(chǎn)量和效益將會(huì)很可觀。中國(guó)石油將不斷加大煤層氣研發(fā)力度和勘探開(kāi)發(fā)投入,力爭(zhēng)產(chǎn)量達(dá)到100億立方米,為煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
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