我国煤层气开发利用的成就、问题和建议

新洁电子 · 发表于 2007-12-22 10:01:20

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作者：仲伟志来源：资源网时间：2007/12/20

[简介] 煤层气是一种洁净的新型能源，煤层气产业在美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、英国、捷克、德国、印度等国家发展迅猛，已经成为常规天然气后又一新兴的天然气产业。与此同时，逐渐纠正了把“煤层气”作为“煤炭当中有害气体”的误解和偏见。形成了科学合理利用煤层气，接替利用煤炭资源，可以一举收到“促进煤炭生产安全、减少环境排放污染、充分利用自然资源”的三重效果，是高瓦斯煤炭生产文明作业重要标志的普遍共识。

煤层气是一种洁净的新型能源，煤层气产业在美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、英国、捷克、德国、印度等国家发展迅猛，已经成为常规天然气后又一新兴的天然气产业。与此同时，逐渐纠正了把“煤层气”作为“煤炭当中有害气体”的误解和偏见。形成了科学合理利用煤层气，接替利用煤炭资源，可以一举收到“促进煤炭生产安全、减少环境排放污染、充分利用自然资源”的三重效果，是高瓦斯煤炭生产文明作业重要标志的普遍共识。

多年来，煤炭资源一直是我国的主能源。但是，由于“高瓦斯煤”居多，适合露天开采少，95％以上只能采取井工作业，致使瓦斯爆炸恶性事故频发，成为煤炭生产的“第一杀手”和牵动上下的热点问题。

一、中国煤层气勘探开发历史和现状

煤层气是一种储存于煤层及其邻近岩层中以自生自储式为主的天然气，包括煤层中的吸附气、煤层外的游离气和水溶气，主要成分为甲烷和重烃气体(占96％)，此外还有二氧化碳、氮气、硫化氢、氩和氢等非烃类气体。俗称“瓦斯”，我国法律法规定名“煤层气”，遵循国际惯例比照石油天然气进行行政执法。我国的煤层气资源十分丰富，据初步测算全国埋深2000米以浅煤层的煤层气储量约为34万亿立方米，列俄罗斯、加拿大之后，居世界第三位。据其发热量折算，我国的煤层气资源量与我国的天然气总量相近，折标量为680亿吨原煤或340亿吨原油，是最现实，最重要的新型能源。

我国煤层气资源的开发利用历史可以追溯到20世纪50年代，当时出于对煤矿瓦斯的治理需要，1952年原煤炭部首先在辽宁抚顺矿务局龙凤煤矿进行了井下瓦斯“抽放”试验并获得成功。随后逐步推广到各高瓦斯矿区，并在一定程度上缓解了瓦斯爆炸。

70年代，随着抽放工作的展开，人们逐渐开始研究如何将瓦斯变害为利的问题，并尝试将抽出来的瓦斯用作矿工生活燃料和工业燃料，甚至用来制造化工原料(如甲醇)等。

80年代开始在抚顺、阳泉等地开展地面回抽利用技术试验。

90年代，煤矿井下瓦斯抽放利用工作普遍在高瓦斯大型煤矿开展，并形成积累了多种抽放方式，煤矿井下瓦斯抽放技术也得到快速发展，由早期的只能对高透气性煤层进行本煤层抽放，而逐渐发展到对低渗透性煤层进行邻近层卸压瓦斯抽放等。但是，回收利用量极小，阳泉是开展抽放最早，抽放量最大的矿山，目前其回收利用也只上升到30--40％左右。

1996年3月，为利于吸收国外资金、技术和先进经验，加速发展我国煤层气产业，国务院批准组建中联煤层气股份有限公司，享有对外合作开采煤层气资源的专营权。同年10月江泽民同志为中联煤公司题词“依靠科技进步发展煤层气产业造福人民”，李鹏同志题词“突破煤层气，开发新能源”。2001年国务院修改《中华人民共和国对外开采陆上石油资源条例》时重申“对外合作开采煤层气资源由中联煤层气有限责任公司实施专营，并参照本条例执行”。据此，截止2005年上半年，中联公司共与10家外国公司签订了21个煤层气产品分成合同，正在执行合同19个，累计完成钻井234口，累计引进外资1．5亿美元。

1998年，国土资源部为扶持煤层气的开发利用，与辽宁省国土厅和阜新市政府共同努力，在辽宁省阜新市刘家矿区开展了采前预抽煤层气的试点工作。2000年3月刘家煤形成了小井网供气格局，日产甲烷气2万方，井口甲烷含量达97％，按1∶3混气后向阜新市供气，解决了阜新市三分之一城市居民的日常生活用气，成为我国煤层气商业性开发利用的典范，得到了当地群众的拥护和好评，也为我国大规模地面开发利用煤层气积累了经验。

今年，为了加快煤层气产业的形成和发展，国家发改委决定在沁水盆地建立国家煤层气开发利用试验区并给予了相应的扶持。与此同时，依据国务院第81次常务会议精神，结合煤炭矿山“瓦斯”治理工作，一并提出了扶持煤层气产业发展的初步意见。

综上可见，我国是研究治理煤层气较早的国家，在煤层气的开发利用方面既积累了丰富的经验也取得了明显的成效。存在的主要问题，从地面利用的情况看：总体上还处于起步阶段，包括阜新项目还在继续扩大供气规模；沁水盆地的示范项目虽然已经完井100多口，初步形成了较大的供气场面，但是气价和入网的谈判尚在进行之中；宁武、晋城四口水平钻完钻不久，出气量还在继续上升，测试稳定供气能力的试气工作还没有结束等等。

从井下抽放的情况看：一是，由于抽排工作只在一部分大型矿山开展，而全部大中型矿山的煤炭产量只占全部产量的四分之一，已经开展抽排工作的矿山还主要采取所谓“边掘边抽、边采边抽、采后抽放”等在煤矿开采、掘进时一并进行，危险性依然很大。因此，恶性瓦斯爆炸事故难以根本杜绝，瓦斯爆炸的事故率与以往相比虽有降低，但与其他煤炭大国相比仍然很高。我国公开的数字是百万吨煤死亡4人左右。美国近5年煤矿总死亡人数基本控制在40人以内，百万吨死亡率控制在0．04以下，其中重大瓦斯事故类人员死亡基本得到了控制。2004年美国产煤10亿吨，各类事故死亡人员为27人，百万吨死亡率0.027。加拿大、澳大利亚等国煤炭生产都基本保持了零死亡，横向对比差距巨大。

二是，由于井下抽放是在开放系统下进行的，因此降低了甲烷浓度(30--50％)，致使抽放的煤层气不能直接入网，也限制了对甲烷含量要求较高领域的利用。虽然开展抽放矿山的抽放总量从1990年的4．34亿立方米上升到2004年的18．6亿立方米，但真正利用的总量只有4亿立方米左右。加上大量矿山直接排空的煤层气(美国环保局1992年向联合国提交的报告称我国当时甲烷排放量即为194亿方)为100亿方(我国认可的数字)，这种“用少弃多”的做法，造成了煤层气资源的大量排空，以100亿方热值当量折算，相当于每年丢弃两千万吨原煤或一千多万吨原油，资源损失浪费相当惊人。

三是，由于大量煤层气抽排放空，也带来了严重的环境后果。自1992年里约环发会议签署了《联合国气候变化框架公约》后，为实现“公约”确定的减排温室气体的最终目标，1997年12月在京都签署制定了《京都议定书》，我国于1998年5月29日签署了该议定书，2002年8月30日向联合国秘书长交存了中国政府核准《京都议定书》的核准书。按照《京都议定书》的规定，自2008--2012年温室气体的排放量要在1990年的基础上，至少减排5％。2005年2月16日《京都议定书》开始生效，我国虽不承担发达国家率先减排的义务，但也必须积极采取有效措施，加快减排能力建设，切实节制减少温室气体排放，以便向国际社会作出与我国国际地位相称的贡献。

新洁电子 · 发表于 2007-12-22 10:01:57

综上可见，我国煤层气的开发利用成就是明显的，问题也是突出的。长远发展方向应该是：坚持井下、地面两条腿走路，共同促进煤层气产业成长壮大的方针。井下抽放工作要力戒资源浪费、环境污染的弊病，在已生产、在建的“高瓦斯”矿井推广普及井下抽放技术，切实把重点放在加强回收利用能力建设和提高回收利用水平上；地面勘探开发利用工作，要加快勘探步伐，评价确定“先采气后采煤”区块，采取先进适用技术，形成较大规模商业性开发利用场面，并为后续新建煤矿的煤炭资源开发利用奠定基础，实现“以抽促采、以抽保采”煤层气和煤炭生产科学规划，接替进行，良性循环的格局。

二、煤层气产业面临机遇和挑战

刚刚闭幕的党的十六届五中全会审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》中，十分强调“发展必须是科学发展，要坚持以人为本，转变发展观念、创新发展模式、提高发展质量”，明确提出了“建设资源节约型、环境友好型社会”和“开发利用煤层气”的战略决策。这既为我国煤炭生产注入了要兼顾“安全、资源和环保”的更新、更高的发展理念，也为我国煤层气产业描绘了良好发展的前景。这是我国煤层气合理开放利用的最大的政策、最好的机遇。

与此同时，我们具备了以下有利条件：

一是，我国煤层气资源丰富，发展潜力巨大。我国煤层气资源总量约34万亿立方米。其中大于1万亿的盆地为8个，集中了28．1万亿煤层气资源，占总资源量的83．6％。

二是，经过多年的实践探索，我国井下抽放积累了一些经验，地面开发利用也具备了相当的基础和成功范例，已经为我国煤层气产业的形成和发展壮大搭建了较好的平台。只要我们在政策上强调井下加大回收利用的引导，地面加大开发利用的规模和力度，我国煤层气产业的前景是相当乐观的。

三是，随着国际上对煤层气开发利用重视程度的不断提高，近年来外国公司到我国寻求煤层气勘探开发机会的越来越多，他们不仅带来了资金、技术、管理的先进经验，同时也带来了煤层气开发利用的新的理念，这对我国煤层气产业发展乃至如何理性对待煤炭生产，避免大起大落都不乏积极意义。

四是，在我国能源供需矛盾的压力和国际发展煤层气新型能源的趋势引导下，我国中石油、中石化等一些大企业纷纷准备了数十亿资金，设立了非常规油气勘探开发专门机构，加快了介入煤层气勘探开发的步伐。据统计，目前中石油已经登记6．93万平方公里，中联煤登记3．86万平方公里，中石化登记了1．62万平方公里，各地方和社会资金登记1．79万平方公里，合计14．2万平方公里。预计煤层气资源前景约23．7万亿方。基本形成了多方关注、市场投入煤层气的局面，这是我国煤层气产业成长的必要基础。

五是，经过近年来的努力，已探明煤层气开采资源总量1．26万亿方。完成了引进消化世界最新的“定向羽状分支水平井”技术的工作，中石油已经在沁水盆地成功完钻两口井。单井进尺分别为7993米和8100米。单井主支长为2000米，10个分支长为300--686米，分支间距为140米。单井试气日产气量已达2万方以上，是常规垂直井的10倍。中联煤与晋城联合与外资合作完井一口，结果也十分理想。

煤层气产业发展面临的挑战主要有：

一是，复杂的地质赋存条件。我国煤层气资源构成以早-中侏罗和石炭二迭纪为主，一般都经历了多次构造运动影响，地质条件复杂，岩浆活动频繁，煤炭变质程度高。因此，煤层厚度不大，横向变化大，储层压力低、含气饱和度低，渗透率低。这些客观条件都将直接影响和限制煤层气开发的单井产量、投资回收期、综合经济效益等一系列生产指标。决定了我国煤层气产业的兴旺发展不仅要依靠企业自身的科技积累和科技进步，同时也必须依靠良好的外部政策发展环境。

二是，薄弱管网设施基础。我国没有现成的燃气输送管网，很多城市也没有大规模普及燃气管网，这从基础设施上增加了煤层气进入市场的难度和成本，限制了煤层气的商业化开发。

三是，扭曲的价格体系。由于现行的天然气、包括煤层气价格不能按照市场规律运作，只相当于18-20美元／桶的原油价格。因此，影响天然气和煤层气的进一步发展。因此，如果不能适时放开气价市场或重新合理定价，很难启动和发展煤层气产业。

四是，过热煤炭生产和片面追求煤炭增产的形势压力。近年来，由于我国煤炭需求过旺，煤炭生产效益大增，加上煤炭生产瓦斯排放的鼓励政策推动，致使煤炭勘查开发生产积极性十分高涨，一些地方甚至滋生了轻视、抵触煤层气勘查开发的情绪，越权发证和侵权开采的情况时有发生，目前已经勘探的煤层气区块内普遍有小煤矿进入，给煤层气的正常勘探开发增加了新的人为难度。

三、可资借鉴的国外成功经验

美国、加拿大、澳大利亚是目前世界上煤层气勘探与开发最成功的国家，也是世界各国纷纷学习借鉴的方向和目标。他们的成功经验对中国的煤层气勘探开发同样具有启迪作用。

美国是世界上开发利用煤层气资源最早和商业开发最成功的国家。自1953年在新墨西哥州圣胡安盆地试验第一口煤层气井获得成功后，即开始加强了专项技术的攻关和管道开放、财税补贴等配套政策的制定工作，并于1980年出台了《原油意外获利法》(美国煤层气与常规天然气一样受美国石油法调整)。按照该法，每生产1方煤层气享受政府补贴2．82美分。80年代初，阿拉巴马州的黑勇士盆地采用常规天然气开采方式技术，建成了世界上第一个商业性煤层气田，1997年产气达31．4亿方。同年圣胡安盆地产气达212．4亿方，成为美国煤层气产量最大的盆地。位于蒙大拿州的粉河盆地从低煤阶的实际情况出发，积极探索了洞穴完井技术，创造了施工简便，成本低廉，产量快速增长的新鲜经验，成为美国企业效益最高的典范。在上述公司的带动下，20多家公司迅速崛起，煤层气产业快速成长，全美煤层气产量从1983年到1995年的12年间，煤层气年产量从1．7亿方猛增至250亿方，基本形成产业化规模。2004年全美煤层气年产量达500亿方，折合原油约5000万吨，相当于在美国建成一个“大庆”。

澳大利亚是世界上除美国之外煤层气开发力度最大的国家之一。澳大利亚的煤层气起步较晚，真正规模发展是在2001年以后，四年多取得长足进展，今年煤层气地面产量达12亿方，加上煤矿井下回收总计15亿方。煤层气的勘探和生产已经成为澳大利亚天然气工业的基本部分。其主要做法：一是，澳大利亚立法规定，煤炭中甲烷含量大于3m3／t的，必须先采气，再采煤。采煤时必须回收甲烷降至1％以下时，才能通过通风渠道排放，这就迫使煤矿必须千方百计地降低煤层瓦斯含量，采取包括地面抽排在内的各种技术措施，从根本上杜绝了煤矿瓦斯安全事故的发生。二是同美国一样煤层气按照石油天然气管理。按照澳大利亚《石油法》的规定，石油和煤炭租赁区内都可授予煤层气开采权。煤层气和煤在地面允许同时作业，但应通过协议避免相互间的潜在影响。三是，注重技术创新。澳大利亚在短短的四年内煤层气产量快速增长，得益于技术创新。悉尼盆地煤的渗透率往往比美国差，BHPB公司没有照搬美国的一些成熟技术，而是针对本区块不同的地质条件研发了裸眼完井技术和占U型水平井等钻井技术，大幅度提高了单井产量，形成了低成本开发技术系列。四是，由于煤层气与常规天然气比较，产量一般偏低，前期投入大，地面建设费用也高。澳大利亚煤层气作业者BHBP公司采用各种措施，最大限度降低单井成本。他们在研制开发了一系列新技术提高产量和效率的同时，还通过将煤层气产品加工转化发电的方式，避开了直接销售煤层气带来的效益低下的矛盾，拉长了产业链，提高了企业效益。

加拿大煤层气资源总量为40万亿方，是仅次于俄罗斯(65万亿方)的第二煤层气资源大国。其煤层气资源主要集中于阿尔伯达省。由于加拿大常规天然气资源供应进入新世纪以来出现负增长，并以每天1400万方的速度下滑，引起政府的高度重视，煤层气产业应运而生。2002年2月Encana和MGV合作建立了加拿大第一个商业性煤层气项目。从此以后，加拿大煤层气产业快速发展，2004年底，阿尔伯达省完成钻井3575口，其中生产井为1735口，煤层气年产量15亿方。与2003年相比钻井数量和产量均增加一倍。加拿大能源部表示2005年煤层气井将再增加一倍，超过6000口，煤层气产量达到30亿方。规划在2020年前将以20％的速度发展，预计到2010年产量达到140亿方，2020年达到280--390亿方。届时，煤层气产量应占天然气产量的15％左右。

综上，有几个共同的做法可供参考借鉴：

一是在煤层气含量高的矿区，采用先地面采气，后井下采煤的做法，是充分利用资源，降低直至杜绝煤炭生产瓦斯事故，减少温室气体排放的科学有效方法；

二是运用常规天然气的法律法规、技术方法管理煤层气是各国行之有效的普遍做法，实践证明，这符合煤层气的地质客观规律；

三是加速煤层气理论和科技进步，加强管线等基础设施建设，是煤层气产业形成发展的必要条件；

四是国家通过政策扶持、鼓励和引导是政府宏观调控煤层气产业的关键环节。

四、几点建议

从我国煤炭生产和煤层气产业发展的实际情况出发，结合国外的先进经验，提出以下建议：

一是，党中央关于“十一五”规划建议中明确提出了“建设资源节约型、环境友好型社会”，“开发利用煤层气”的总体要求和部署。这是一个高屋建瓴的战略决策，站在这样的高度上回顾我国以瓦斯抽放的历史经验，有利于我们在肯定以往“瓦斯抽放”工作的同时，也能客观地看到以往工作的消极性和历史局限性。有利于我们抓住时机，积极配合国家发改委把正在进行中的煤层气开发利用规划认真制定好，并纳入国民经济和社会发展“十一五规划”之中，切实保证今后五年煤层气产业有一个大发展；

二是，大力发展地面采气，切实提高井下采气回收利用水平。认真履行我国政府对执行《京都议定书》作出的承诺，实事求是地制定先采气后采煤的吨煤含气标准和井下排放气体的甲烷含量标准，严格控制井下甲烷排放总量，加大监督检查力度，确保今后五年不再加大甲烷排放总量，力争逐年有所减少回落；

三是，健全完善扶持鼓励煤层气开发利用的政策措施，合理调高或采取市场定价原则，促进煤层气产业的成长壮大，加速井下瓦斯治理工作步伐，降低煤炭生产特、重大恶性瓦斯爆炸事故率；

四是，通过政府投入和吸收社会资金等多种途径，加快管道设施建设进度，放开现有管道和电网，鼓励支持煤层气采取供热、供电、LNG压缩加工等多种方式，开拓、培育、改善市场环境，为民用或工业用途服务，发挥新型能源作用，缓解能源紧张局面；

五是，依法协调煤层气与煤炭开发利用的关系。今后，煤炭探矿权人提交煤炭储量报告或煤层气探矿权人提交煤层气储量报告时，应对煤炭与煤层气进行综合评价。储量评审机构应对煤和煤层气储量进行综合评审认定，不单独评审煤或煤层气的储量。煤层气量低于国家规定标准的(发改委初步意见是6方／吨)，矿权审批登记机关可直接受理煤炭采矿权申请，并办理审批登记手续。煤层气量高于国家规定标准的，采矿申请人必须编制采气或先采气后采煤的开发利用方案，矿权应先办理煤层气审批登记手续，待残留气达到国家标准以下时，方可办理采煤登记手续。这样做既符合中央十六届五中全会精神和现行法律法规，又便于管理机关内部的衔接操作。

wzxc852 · 发表于 2007-12-22 16:44:27

很好的建议，我国应该加大研究、管理，综合利用煤层气，减少采煤死亡率。

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