編者按 煤層氣是賦存于煤層及其圍巖中的一種自生自儲(chǔ)式非常規(guī)天然氣，作為一種新型的潔凈能源和優(yōu)質(zhì)化工原料是近年的事，遠(yuǎn)不如石油、天然氣等常規(guī)能源為大眾所熟知。2006年起，煤層氣在我國(guó)進(jìn)入規(guī)模開(kāi)發(fā)階段。短短幾年內(nèi)，煤層氣勘探鉆井?dāng)?shù)和產(chǎn)能均實(shí)現(xiàn)了高速增長(zhǎng)，煤層氣開(kāi)發(fā)利用正走上一條產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之路。

作為一項(xiàng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，開(kāi)發(fā)利用煤層氣可謂一舉多得，利國(guó)利民。它在國(guó)家能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、改善煤礦安全生產(chǎn)狀況等諸多領(lǐng)域都具有十分重要的意義。

變廢為寶前景廣闊

從廢害氣體到優(yōu)質(zhì)清潔能源，這不僅是一個(gè)認(rèn)識(shí)上的轉(zhuǎn)變，還意味著一個(gè)能源新產(chǎn)業(yè)即將開(kāi)啟。

煤層氣有一個(gè)俗稱：煤礦瓦斯。這是個(gè)讓人耳熟能詳又心有余悸的名稱。隨著煤礦開(kāi)采向地層深部的延伸，煤礦瓦斯事故時(shí)有發(fā)生。煤層氣的主要成分是溫室氣體甲烷，如果能在采煤前將煤層氣開(kāi)采出來(lái)，那么既能從根本上消除礦井瓦斯災(zāi)害的隱患，大大提高煤礦生產(chǎn)的安全性，又可以減少甲烷氣體及其他污染物排放，保護(hù)氣候環(huán)境。

開(kāi)發(fā)利用煤層氣的價(jià)值還不止于此。燃燒同樣熱值的煤層氣釋放的二氧化碳量比石油少一半，比煤炭少四分之三；煤層氣燃燒時(shí)所產(chǎn)生的污染物一般只有石油的四十分之一、煤炭的八百分之一。由此可見(jiàn)，煤層氣是一種優(yōu)質(zhì)潔凈能源。在我國(guó)，煤層氣資源潛力大但開(kāi)發(fā)程度低。據(jù)煤層氣（煤礦瓦斯）開(kāi)發(fā)利用“十一五”規(guī)劃數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)埋深2000米以淺煤層氣地質(zhì)資源量約36萬(wàn)億立方米，其中可采資源總量大于10萬(wàn)億立方米。煤層氣遠(yuǎn)景資源量與我國(guó)陸上常規(guī)天然氣地質(zhì)資源量大致相當(dāng)，是常規(guī)天然氣以外資源量最大的潔凈能源。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)能源需求持續(xù)增長(zhǎng)的大背景下，煤層氣的開(kāi)發(fā)和利用也是保障國(guó)家能源安全的有力舉措。

近年來(lái)，我國(guó)天然氣需求量和市場(chǎng)供應(yīng)之間的缺口較大。由于煤層氣可以與天然氣同輸同用，這一特性為煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了巨大的市場(chǎng)空間。目前，煤層氣的首選市場(chǎng)主要在山西、北京、天津、河南、河北等省市。在滿足中部地區(qū)煤層氣資源需求的前提下，富余的煤層氣還可并入西氣東輸管網(wǎng)，輸往長(zhǎng)江三角洲地區(qū)。

從廢害氣體到優(yōu)質(zhì)清潔能源，這不僅是一個(gè)認(rèn)識(shí)上的轉(zhuǎn)變，還意味著一個(gè)能源新產(chǎn)業(yè)即將開(kāi)啟。然而要想規(guī)?；_(kāi)采煤層氣，還必須先解決基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的諸多難題。國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）煤層氣項(xiàng)目首席科學(xué)家宋巖介紹，“煤層氣藏有其特殊性，加之我國(guó)煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，目前，對(duì)煤層氣成藏機(jī)制、分布規(guī)律及開(kāi)發(fā)機(jī)理等認(rèn)識(shí)的局限性，制約了煤層氣產(chǎn)業(yè)化的步伐，因而基礎(chǔ)研究工作十分關(guān)鍵?！?/p>

“開(kāi)路先鋒”成果豐碩

在新一輪973計(jì)劃項(xiàng)目中，開(kāi)發(fā)方式優(yōu)化和增產(chǎn)改造措施等若干關(guān)鍵問(wèn)題有望得到解決。

在中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院廊坊分院的煤層氣專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，記者看到了去年5月獲得發(fā)明專(zhuān)利的“煤層氣成藏模擬裝置”。

實(shí)驗(yàn)室主任李貴中博士告訴記者，“這套設(shè)備是在前一輪973計(jì)劃項(xiàng)目中研發(fā)出來(lái)的，也是我國(guó)第一臺(tái)具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤層氣成藏模擬儀?！庇辛诉@套裝置，就可以在實(shí)驗(yàn)室充分模擬不同的地質(zhì)條件，定量研究煤層氣藏如何被打破、恢復(fù)、聚集和保存，從而為解決我國(guó)煤層氣成藏機(jī)制及經(jīng)濟(jì)開(kāi)采的某些瓶頸問(wèn)題提供直接依據(jù)，推助煤層氣資源的勘探開(kāi)發(fā)。

李貴中所說(shuō)的前一輪973計(jì)劃項(xiàng)目就是“中國(guó)煤層氣成藏機(jī)制及經(jīng)濟(jì)開(kāi)采基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目。目前，9個(gè)研究課題已全部完成。該項(xiàng)目在基礎(chǔ)理論研究和方法、技術(shù)開(kāi)發(fā)方面均取得了創(chuàng)新成果，不但系統(tǒng)建立了從地質(zhì)到勘探開(kāi)發(fā)較為完整的理論體系，還建立了煤層氣基礎(chǔ)研究的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，形成了從煤層氣可采資源預(yù)測(cè)到開(kāi)采優(yōu)化設(shè)計(jì)的技術(shù)系列?！耙簿褪钦f(shuō)，我們?cè)诿簩託馐窃鯓由傻?、什么地方煤層氣比較多、如何進(jìn)行排采等問(wèn)題上往前邁進(jìn)了一大步。”項(xiàng)目辦主任柳少波博士介紹說(shuō)。

第一輪973計(jì)劃項(xiàng)目在指導(dǎo)勘探和開(kāi)采實(shí)踐中也取得了喜人的成效。例如，研究項(xiàng)目篩選出了9個(gè)煤層氣有利目標(biāo)區(qū)，預(yù)測(cè)了淮南煤層氣富集區(qū)，其中9口井的煤層氣獲得高產(chǎn)。項(xiàng)目實(shí)施還降低了沁水盆地煤層氣開(kāi)采生產(chǎn)成本、提高了南部煤層氣單井產(chǎn)量并指導(dǎo)了高效開(kāi)采。尤為可貴的是，煤層氣973計(jì)劃項(xiàng)目改變了此前國(guó)內(nèi)煤層氣研究機(jī)構(gòu)和人才四處分散、力量薄弱的不利局面，聚集了一大批專(zhuān)門(mén)人才，在短短幾年內(nèi)建立起一支富有活力的煤層氣科研隊(duì)伍。

“但是，第一輪973計(jì)劃項(xiàng)目研究沒(méi)有涉及對(duì)高豐度煤層氣富集區(qū)的相關(guān)研究，對(duì)開(kāi)采技術(shù)也僅做了較初步的研究。”宋巖告訴記者，煤層氣研究的大背景在這些年也發(fā)生了變化。第一輪973計(jì)劃項(xiàng)目開(kāi)展之初，我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)研究還處在起步階段，煤層氣開(kāi)采鉆井?dāng)?shù)量較少，項(xiàng)目主要側(cè)重于機(jī)理研究。項(xiàng)目完成之際，國(guó)內(nèi)鉆井?dāng)?shù)量、煤層氣產(chǎn)量和產(chǎn)能均已進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，煤層氣開(kāi)發(fā)實(shí)踐中的理論和技術(shù)需求發(fā)生了變化。

據(jù)此，我國(guó)于2009年啟動(dòng)了新一輪煤層氣973計(jì)劃項(xiàng)目。在新一輪項(xiàng)目中，高豐度煤層氣富集機(jī)制和選區(qū)評(píng)價(jià)以及提高開(kāi)采效率成為科研人員的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，開(kāi)發(fā)方式優(yōu)化和增產(chǎn)改造措施等若干關(guān)鍵問(wèn)題有望得到解決。

產(chǎn)業(yè)化之路越走越寬

隨著開(kāi)采井?dāng)?shù)的不斷增長(zhǎng)，自動(dòng)化技術(shù)將有力推動(dòng)煤層氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

2009年11月16日，中國(guó)石油集團(tuán)開(kāi)發(fā)的我國(guó)首座數(shù)字化規(guī)?；簩託馓锸痉豆こ淘谏轿髑咚璧乜⒐ね懂a(chǎn)。沁水盆地示范工程在國(guó)內(nèi)率先采用可規(guī)模化推廣的自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了煤層氣生產(chǎn)全過(guò)程無(wú)人自動(dòng)化控制，降低了操作成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益與安全性能。

煤層氣開(kāi)發(fā)利用國(guó)家工程研究中心負(fù)責(zé)人胡愛(ài)梅表示，“隨著開(kāi)采井?dāng)?shù)的不斷增長(zhǎng)，自動(dòng)化技術(shù)將有力推動(dòng)煤層氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?！苯陙?lái)，中石油煤層氣有限責(zé)任公司、煤層氣開(kāi)發(fā)利用國(guó)家工程研究中心等產(chǎn)業(yè)部門(mén)將產(chǎn)業(yè)建設(shè)與科研攻關(guān)并行開(kāi)展，對(duì)煤層氣產(chǎn)業(yè)的重大科研成果進(jìn)行完整的工程化和集成化研究，并消化、吸收了一批國(guó)外引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)。經(jīng)過(guò)開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室的大量技術(shù)攻關(guān)與研究工作，我國(guó)在煤層氣垂直井的鉆井、完井、水力壓裂增產(chǎn)和排水—降壓—采氣等煤層氣開(kāi)發(fā)和工藝技術(shù)等方面都取得了顯著成效，并在煤層氣的勘探和生產(chǎn)實(shí)踐中得到了成功應(yīng)用和推廣。同時(shí)，在水平井鉆井和開(kāi)發(fā)技術(shù)、欠平衡鉆井技術(shù)、清潔壓裂液技術(shù)等新型煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)的探索和試驗(yàn)方面進(jìn)行了有效嘗試，取得了很有價(jià)值的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，并在推廣應(yīng)用中取得了較好的效益。例如，多分支水平井因開(kāi)采控制面積大、滲透性好，大大提高了煤層氣的開(kāi)采量，產(chǎn)氣量從原先單口直井每天2000—3000立方米增加到8萬(wàn)—10萬(wàn)立方米；TD—1清潔壓裂液大幅降低了生產(chǎn)成本，提高了開(kāi)采產(chǎn)量；去年研發(fā)并投入使用的煤粉分散劑大大減少了開(kāi)采過(guò)程中的煤粉堵塞現(xiàn)象，提高了開(kāi)采效率。

技術(shù)攻關(guān)讓煤層氣的產(chǎn)業(yè)化之路越走越寬。幾年間，鉆井?dāng)?shù)和產(chǎn)能建設(shè)都發(fā)生了突飛猛進(jìn)的變化。2004年全年煤層氣鉆井?dāng)?shù)僅為59口，2008年全年鉆井?dāng)?shù)已超過(guò)1000口；2005年全國(guó)煤層氣產(chǎn)能僅為0.2億立方米，到2008年已增至10億立方米。隨著鉆井?dāng)?shù)和產(chǎn)能的增加，輸送管線的建設(shè)也快速跟進(jìn)。近兩年，我國(guó)加大了中近距離輸送管線的建設(shè)，鄂爾多斯盆地東緣的管線建設(shè)也在規(guī)劃和建設(shè)之中。胡愛(ài)梅表示?！拔覈?guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)已基本具備了規(guī)模化發(fā)展的條件，一個(gè)具有戰(zhàn)略意義的能源新產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開(kāi)啟?！?記者　王志羚)