中國(guó)煤層氣地質(zhì)特征

美國(guó)主要開(kāi)發(fā)中低階煤，中低階煤的滲透性好，解吸、擴(kuò)散性要比高階煤好得多，故單井產(chǎn)氣量較高。而我國(guó)中低煤階的埋深一般都比較大，滲透性較低，一般都在5mD以下，大多數(shù)都在1mD以下，低滲透性?xún)?chǔ)層含氣量往往較低，因而產(chǎn)氣量遠(yuǎn)不如北美煤層氣井。目前我國(guó)煤層氣主要產(chǎn)自高階煤，這些煤層大都埋深較淺、厚度較大、受構(gòu)造應(yīng)力影響小、煤層完整性好。雖然滲透率較低，但通過(guò)水力壓裂改造增加了接觸面積和滲透性，加上含氣量一般都在15m³/t以上，因而單井產(chǎn)氣量尚有經(jīng)濟(jì)效益。但滿(mǎn)足上述條件的高階煤層范圍有限，我國(guó)大多數(shù)高階煤的典型特征表現(xiàn)為受構(gòu)造應(yīng)力影響大、或煤層較碎甚至成粉末狀，或埋深較大、單層厚度有限等，現(xiàn)階段技術(shù)條件下很難獲得商業(yè)開(kāi)發(fā)。

煤層氣資源儲(chǔ)量、分布及潛力

中國(guó)煤層氣資源豐富，國(guó)內(nèi)有39個(gè)含煤層氣盆地，集中分布于中部、西部等多個(gè)區(qū)域。此外，在海南島、東部海域也有零星分布。根據(jù)第四輪油氣普查，中國(guó)目前有114個(gè)CBM含氣區(qū)帶，煤層氣資源面積高達(dá)42.6×10⁴km²，總儲(chǔ)量為30.6×10¹²m³。其中儲(chǔ)量達(dá)到0.5×10¹²m³以上的富集區(qū)就有14個(gè)，資源量約占93.4%。

2015年，我國(guó)初步建成了沁水、鄂爾多斯東緣兩大CBM產(chǎn)業(yè)基地，年產(chǎn)量達(dá)44×10⁸m³?！笆濉逼陂g，我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)迎來(lái)了新一輪高潮，相繼在冀中大城、海拉爾呼和湖及準(zhǔn)噶爾盆地等區(qū)域發(fā)現(xiàn)了數(shù)個(gè)大型煤層氣有利區(qū)帶。截至2021年末，煤層氣產(chǎn)量年均增速15%以上，全國(guó)煤層氣供應(yīng)量78×10⁹m³（含煤層氣區(qū)塊內(nèi)其他非常規(guī)天然氣），較2015年翻一番。

我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)面臨的關(guān)鍵問(wèn)題

在新形勢(shì)下，在老區(qū)、新區(qū)、產(chǎn)業(yè)化基地領(lǐng)域，煤層氣開(kāi)發(fā)捷報(bào)頻傳，但煤層氣井單井產(chǎn)量低、難以大規(guī)模開(kāi)發(fā)仍是限制國(guó)內(nèi)CBM快速發(fā)展的關(guān)鍵難題。

政策挑戰(zhàn)

長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)缺乏國(guó)家層面上統(tǒng)一的煤層氣開(kāi)發(fā)規(guī)劃，國(guó)內(nèi)不少龍頭煤層氣企業(yè)與下游配套公司存在目標(biāo)不一、統(tǒng)籌難度大等問(wèn)題，尚未形成明確的分工協(xié)作機(jī)制。受?chē)?guó)際油氣價(jià)格和新冠疫情的影響，全國(guó)對(duì)于煤層氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的財(cái)政補(bǔ)貼力度有限，對(duì)開(kāi)發(fā)者的經(jīng)濟(jì)刺激不顯著。此外，我國(guó)尚未明確界定煤層氣的礦業(yè)產(chǎn)權(quán)，對(duì)于煤層氣的礦權(quán)協(xié)調(diào)保障制度完善度低，部分區(qū)域甚至出現(xiàn)煤炭開(kāi)采與煤層氣開(kāi)發(fā)重疊的現(xiàn)象。

技術(shù)挑戰(zhàn)

我國(guó)煤層屬于典型的“三低一高”氣層，難以直接參考美國(guó)已形成的CBM開(kāi)發(fā)模式。由于國(guó)內(nèi)對(duì)于煤層氣的地質(zhì)理論研究不深，不同區(qū)塊的CBM開(kāi)發(fā)技術(shù)匹配度差，仍未形成適用于不同煤層地質(zhì)環(huán)境的通用性開(kāi)發(fā)技術(shù)。加之我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)起步晚，針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的煤層氣開(kāi)發(fā)尚未取得重大技術(shù)突破，對(duì)于深部煤、低階煤的高效開(kāi)發(fā)仍存在許多“卡脖子”問(wèn)題。

成本挑戰(zhàn)

煤層氣的前期地質(zhì)研究、地震勘探、測(cè)井及鉆完井等作業(yè)都需要龐大的成本投入，且我國(guó)適合開(kāi)采的煤層氣儲(chǔ)層本就開(kāi)發(fā)難度大，產(chǎn)氣量有限，勢(shì)必會(huì)存在投入高、收益低的難題。加之我國(guó)對(duì)煤層氣排采過(guò)程中儲(chǔ)層物性變化對(duì)產(chǎn)氣量的影響研究不深，無(wú)法長(zhǎng)期有效保證煤層氣井的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，排采連續(xù)性差，短期內(nèi)大幅降低生產(chǎn)成本難度大。同時(shí)由于國(guó)內(nèi)煤層氣地面開(kāi)發(fā)部分關(guān)鍵設(shè)施與裝備存在空白，仍高度依賴(lài)進(jìn)口，進(jìn)一步增大了開(kāi)發(fā)成本。

設(shè)施挑戰(zhàn)

在管網(wǎng)設(shè)施方面，我國(guó)現(xiàn)階段的天然氣管網(wǎng)設(shè)施仍不完善，在煤層氣富集的中西部地區(qū)尚未配置符合需求的長(zhǎng)輸管道，開(kāi)發(fā)與消費(fèi)環(huán)節(jié)嚴(yán)重脫節(jié)。在人才設(shè)施方面，國(guó)內(nèi)多數(shù)煤層氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目研究規(guī)模有限，雖都具備自身的工程技術(shù)團(tuán)隊(duì)，但仍面臨專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員不足、缺乏行業(yè)帶頭人等瓶頸。此外，不少煤層氣開(kāi)發(fā)隊(duì)伍仍處于相互獨(dú)立、各自為戰(zhàn)的分散狀態(tài)，彼此缺乏深度的交流合作，難以快速提升整體技術(shù)研發(fā)水平。