10月15至16日,由中國石油咨詢中心、中國石油國際勘探開發公司、中國石油煤層氣公司和澳大利亞箭牌能源公司聯合主辦的煤層氣開發技術研討會在北京召開,研討會旨在交流和借鑒國內外煤層氣開發經驗與技術,改善澳大利亞箭牌煤層氣開發項目開發效果。來自11家單位的近60名專家參與了研討。會議系統介紹箭牌項目博文區塊情況、國內煤層氣開發現狀與經驗,深入交流煤層氣鉆完井、人工舉升、壓裂改造、參數選擇與錄取、儲量評價等開發技術,以推動箭牌煤層氣項目實現有效開發。
中國煤層氣穩步推進 已實現規模開發
2018年中國煤層氣產量54億立方米,中國石油產量約20億立方米,占主導地位。煤層氣,又稱“煤礦瓦斯”,主要成分是甲烷,屬非常規天然氣。中國煤層氣資源豐富,儲量位居世界第三位,僅次于俄羅斯和加拿大。據勘查,埋深小于2000米的煤層氣總儲量約為37萬億立方米,大致相當陸上常規天然氣資源量,可采儲量超12萬億立方米。
自20世紀80年代起,中國逐步在30多個煤層氣目標區開展了前期評價,2006年進入規模開發階段,目前已實現規模開發,2018年中國煤層氣產量54億立方米,其中,中國石油產量約20億立方米,占主導地位。
目前,包括三大石油公司在內的近20家國內外企業在中國開展煤層氣勘探開發工作,近10所高校、8家專業研究機構從事煤層氣勘探開發理論及技術研發攻關。國家有關部門相繼出臺了一系列扶持煤層氣發展的優惠政策,包括價格優惠、稅收優惠、開發補貼等,鼓勵產業發展,例如,中央財政按每立方米0.3元煤層氣(折純)標準進行補貼。
中國石油勘探開發研究院非常規研究所二級專家劉洪林介紹,中國最早是在2006年啟動高階煤層氣開發,高階煤層滲透率、含氣量很高,含氣飽和度較低,通過2006年第一批100口的直井試驗,確定將來開發的井網井距,預測全區產量和單井產量,先導試驗兩到三年排水采氣達到穩產效果,為下一步建立20億立方米級產能奠定了基礎。
針對不同地區煤層不同的地質特征,中國煤層氣開發逐步推進。先是開發沁水盆地高階煤層氣,具有高煤階、低滲透、高含氣量的特點,隨后晉城和鄂爾多斯盆地保德地區煤層氣相繼開發成功,保德地區為中低階煤,此后開發區塊擴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等。
現在國內煤層氣開發800米以淺的中高煤階勘探開發技術基本成熟,基本上解決了遇到的工程技術問題,下一步就是要開發深部煤層氣,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米這個深度段的資源占了中國資源量的2/3。深地層壓力大,滲透率更低,導致煤層的解吸困難,排水降壓也比較困難,需要研發新的鉆井技術、壓裂排水工藝技術等,目前深層技術還不成熟,這就是我們面臨的挑戰,現在我們正在解決這個問題。
復雜特點 鍛造中國煤層氣開發特色技術
中國煤層氣地質條件非常復雜,高、中、低階煤層氣資源各占1/3,資源分布規律受盆地類型控制,氣藏復雜多樣。其次,多期次構造運動導致構造煤發育,煤體結構破碎;煤巖壓實作用強烈,儲層物性差,致密低滲。復雜的地質條件給開發帶來很大難度,反過來也鍛造出中國煤層氣開發一系列的特色技術、高端技術。包括煤層氣三維地震技術、煤層氣水平井及叢式井鉆完井技術、煤層氣壓裂增產技術、煤層氣智能排采技術和煤層氣“三低”集輸工藝等。同時建立了煤層氣標準規范技術體系。
對于中國煤層氣開發技術,劉洪林充滿信心與自豪:“現在國內煤層氣勘探開發技術水平整體上不比國外落后,不敢說完全等同,但基本上在并跑階段,國際標準化組織煤層氣技術委員會秘書處設在中國,這是難能可貴的,反映出中國煤層氣開發技術的高水平,擁有國際上的話語權,代表中國煤層氣行業的地位。”
其實,煤層氣開發技術并不非要多么高端,適合的技術才是最好的。國際上煤層氣開發比中國早,例如美國煤層氣的開發始于1950年前后,經過50多年的積淀,技術很成熟,但是美國技術在美國好用,直接搬到中國也不一定行。最開始外國也到中國開展合作,希望應用他們的技術,但是都是高興而來失望而歸,原因在于外國技術并不適用于中國獨特的地質條件。國外技術必須改造,只有認識到這個地區的特點,然后對技術進行改造,才能實現經濟有效開發。劉洪林從哲學的角度分析這個問題:這就是技術的普遍性和特殊性的問題,國外技術必須與中國實際情況相結合,才能發揮作用。
每個地區要想成功開發,必須進行先導試驗,目的就是為了試驗技術,找到與這個地區地質特點相符合的配套技術,對地下煤層氣布局的科學準確的認識與合適的技術手段相結合,才能達到預期的開發效果。
從全球視野看,美國、澳大利亞煤層盆地地面是平原,而中國煤層盆地地面復雜,都是山區,即使有好的技術也可能無法使用;中國地下也很復雜,斷裂發育,需要和外國不同的開發技術,這是一個大的前提。但是從中國內部看,也有構造穩定的斷裂不發育的地區,如果把尺度再降低,站在沁水盆地看,各個地方的地質條件也有差別。煤層氣開發技術有普遍性,但更有特殊性,與地質特征相對應。
澳大利亞箭牌項目是中國石油在非常規領域走出國門開展國際合作第一個項目,加拿大油砂也是非常規項目,箭牌項目啟動了好幾年,現在進入規模開發的前期準備階段,需要找到正確的適用的技術,實現效益開發。油氣開發要實事求是,講究實用和創新,用8個字總結就是求實、實用、創新、高效,這也是煤層氣開發的必然之路。
煤層氣開發 “一石三鳥”前景光明
除了作為清潔能源,煤層氣開發能保障煤礦安全、減少溫室氣體甲烷排放,社會效益明顯。煤層氣產量相對低,單純從能源經濟效益上看,煤層氣不如頁巖氣,頁巖氣主要是游離氣,產量高。然而煤層氣有著獨特的優勢,煤層氣穩產時間長,有些井生產20年仍然維持開始的產量,而頁巖氣的特點是高產但遞減快,可能第二年產量只有開始的30%甚至20%,所以要不斷地補充打井。
煤層氣開發可“一石三鳥”。首先,煤層氣是清潔能源,其不含無機雜質,甲烷成分很高甚至高達99%,可以直接進入管線外輸使用,其利用可改善中國的能源結構、減少二氧化碳排放、改善大氣環境。其次,煤層氣開發在保障煤礦開采安全上發揮著至關重要的作用。煤層氣在煤礦業被稱為“瓦斯”,采煤前如果不抽走瓦斯,瓦斯就會隨著煤炭的開采釋放到礦道中,極易發生爆炸,瓦斯爆炸是煤礦安全最主要的威脅。煤層氣的開發從根本上杜絕瓦斯爆炸,保障煤礦及煤礦工人的安全。最后,煤層氣開發極大減少溫室氣體甲烷的排放,保護大氣環境。如果不抽采煤層氣,其就會在煤礦開采過程中,逐漸釋放到大氣中,而甲烷的溫室效應是二氧化碳的幾十倍。
劉洪林表示,從事煤層氣開發20年來,總覺得很多人對煤層氣產業發展的認識不夠,煤層氣開發不能只站在能源角度,只關注經濟效益,還要考慮社會效益。
中國煤炭資源非常豐富,在一次能源消費結構中占比很高,2018年占到59%,而且這種結構局面在未來的20到30年都不可能改變,未來幾十年煤炭仍然是中國主要的能源,在這種情況下必然不斷開采煤炭,就要面臨瓦斯爆炸和甲烷泄漏問題。煤層氣的開發恰好可以解決這兩大問題,中國煤層氣規模開發之后,有效降低了礦難事故發生,具備明顯的社會效益。
但煤層氣仍處于規模開發初級階段,國家仍需保持政策的連續性,“十四五”期間繼續補貼煤層氣,而且要進一步給予煤層氣產業政策扶持,這樣才能實現產業的穩定發展,也可以一定程度解決環境污染、煤礦安全、溫室效應等一系列問題。
盡管煤層氣發展道路曲折,但前景光明,除了國家的政策支持,需要給予更多關注,加大投資做大產業。高陡煤層、多厚煤層是未來煤層氣勘探開發重要領域,深層煤層氣資源是下一步開發重點,深層高溫高壓,開發更加困難,需加快技術研發。一旦找到合適的技術,釋放深層煤層氣的潛力,產量和效益將會很可觀。中國石油將不斷加大煤層氣研發力度和勘探開發投入,力爭產量達到100億立方米,為煤層氣產業的發展做出貢獻。
責任編輯: 中國能源網