徐祖成 李延祥

中石油煤層氣有限責(zé)任公司

中國(guó)采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的“三交模式”

徐祖成 李延祥

中石油煤層氣有限責(zé)任公司

煤層氣與煤炭?jī)煞N礦產(chǎn)資源同根同源、緊密共生,因開發(fā)利用方式不同而分屬石油與煤炭?jī)蓚€(gè)開采主體。在我國(guó),煤層氣與煤炭?jī)煞N資源部分礦權(quán)區(qū)塊存在重疊的有1.5×104km2之多。為解決兩種礦權(quán)重疊的矛盾,采用一種采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合開發(fā)模式,不但有效地促進(jìn)了煤層氣開采企業(yè)與煤炭開采企業(yè)的友好合作,使煤炭和煤層氣開采企業(yè)都獲得很好的效益,同時(shí)也促進(jìn)了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,安全與環(huán)保進(jìn)一步得到保障。在山西省礦權(quán)重疊最為嚴(yán)重的三交地區(qū),雙方通過(guò)簽署合作協(xié)議,實(shí)行采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展,形成了“三交模式”:在礦權(quán)重疊區(qū),將石油和煤炭?jī)杉议_采主體相互配合,利用聯(lián)合勘探(地震、鉆井相互結(jié)合)、聯(lián)合開發(fā)(采前抽、采中抽、采后抽)、聯(lián)合利用(瓦斯發(fā)電)等方式各取其利,實(shí)現(xiàn)共贏。兩家企業(yè)的關(guān)系從對(duì)立轉(zhuǎn)化為合作,將“1-1小于0”變成“1+1大于2”。實(shí)施“三交模式”有效地解決了三交地區(qū)的礦權(quán)重疊矛盾,得到了國(guó)家政府部門的認(rèn)可,并在國(guó)內(nèi)發(fā)揮了很好的引領(lǐng)作用和示范意義。

煤層氣 煤炭 開采 礦權(quán)重疊 協(xié)調(diào)發(fā)展 開發(fā)模式 山西省 三交地區(qū)

1 采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的必要性

《中華人民共和國(guó)礦產(chǎn)資源法》第一章規(guī)定:國(guó)家保障礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用;第四章第三十條規(guī)定:在開采主要礦產(chǎn)的同時(shí),對(duì)具有工業(yè)價(jià)值的共生和伴生礦產(chǎn)應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一規(guī)劃,綜合開采,綜合利用,防止浪費(fèi)。國(guó)務(wù)院〔2006〕47號(hào)文件提出:必須堅(jiān)持先抽后采,治理與利用并舉的方針。堅(jiān)持采煤采氣一體化,依法清理并妥善解決煤層氣和煤炭資源礦業(yè)權(quán)交叉問(wèn)題。煤層中噸煤瓦斯含量高于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)且具備噸煤開發(fā)條件的,須統(tǒng)一編制煤層氣和煤炭開發(fā)利用方案,并優(yōu)先選擇地面煤層氣抽采。張德江副總理指出:“搞好瓦斯抽采利用,可以消除重大煤礦安全隱患,是煤礦瓦斯防治的治本之策;同時(shí)又可以化害為利,變廢為寶,保護(hù)環(huán)境,是煤礦安全發(fā)展、清潔發(fā)展、節(jié)約發(fā)展的必然要求”。

煤層氣開發(fā)采用地面抽采的方式進(jìn)行;同時(shí)地面抽采也是治理煤礦瓦斯最根本、最有效的手段。充分發(fā)揮地面抽采的技術(shù)優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展,是我國(guó)煤層氣開發(fā)利用和技術(shù)進(jìn)步的必然發(fā)展趨勢(shì);通過(guò)石油與煤炭企業(yè)友好合作,解決礦權(quán)重疊的矛盾,實(shí)現(xiàn)兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的互助、互惠、共存、共贏,是考驗(yàn)政府執(zhí)政能力和企業(yè)履行社會(huì)責(zé)任的重要命題[1]。

2 采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展開發(fā)模式

為保證煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)和煤層氣開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益,石油企業(yè)與煤炭企業(yè)必須共同進(jìn)行規(guī)劃部署,實(shí)現(xiàn)“以采氣保采煤,以采煤促采氣,采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展”。規(guī)劃的依據(jù)是煤礦首采區(qū)年限與煤層氣井服務(wù)年限相結(jié)合,以煤層氣水平井的8 a服務(wù)年限為基數(shù),根據(jù)煤礦開采需要?jiǎng)澐殖雒旱V8 a首采區(qū),在煤礦排采瓦斯的不同階段我們采用不同的開采方式,使煤層氣地面抽采與煤礦瓦斯排采有機(jī)結(jié)合,由此形成采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的開發(fā)模式,如圖1所示。

煤層氣資源的規(guī)模性開發(fā)與利用,在時(shí)間和空間上必須與煤礦生產(chǎn)相配合,采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展開發(fā)模式的意義如下:

圖1 采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展開發(fā)模式圖

1)在時(shí)間上實(shí)現(xiàn)采氣采煤全過(guò)程的協(xié)調(diào)一致。根據(jù)采煤的規(guī)劃,采氣一般提前5～8 a甚至更長(zhǎng)時(shí)間,在煤礦規(guī)劃區(qū)內(nèi)布置規(guī)模型地面井網(wǎng)長(zhǎng)期抽采,有效地降低煤層中的瓦斯含量;同時(shí)在煤礦開采之后繼續(xù)開采煤層氣。

2)在空間上實(shí)現(xiàn)采氣采煤全過(guò)程的協(xié)調(diào)一致。在煤礦8 a首采區(qū)以外,煤層氣地面抽采正常進(jìn)行;在首采區(qū)以內(nèi),我們以地面抽采的“采前抽、采中抽、采后抽”方式配合煤礦治理瓦斯。

3)在功能上實(shí)現(xiàn)采氣采煤全過(guò)程的協(xié)調(diào)一致。地面抽采與煤礦的地質(zhì)勘探、礦井建設(shè)、開采進(jìn)度、瓦斯治理相結(jié)合,揚(yáng)長(zhǎng)避短、趨利避害,既生產(chǎn)新能源,減少瓦斯災(zāi)害,又實(shí)現(xiàn)雙方安全生產(chǎn)并避免今后對(duì)采煤的負(fù)面影響[2]。

3 石油與煤炭開采企業(yè)的合作方式

在石油企業(yè)與煤炭企業(yè)礦權(quán)重疊區(qū),采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展依賴于石油與煤炭?jī)蓚€(gè)產(chǎn)業(yè)主體的友好合作,通過(guò)合作形成采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的如下基本方式:

1)在礦權(quán)重疊區(qū)雙方開展共同勘探。雙方勘探地下同一目的層,只是勘探目標(biāo)各有側(cè)重,井網(wǎng)部署有所差別,技術(shù)手段有所不同,因此完全可以通過(guò)統(tǒng)一部署實(shí)現(xiàn)聯(lián)合勘探,通過(guò)一井多用節(jié)約投入(將小口徑的、取完資料即廢棄的煤炭勘探井改為大口徑的、可供地面抽采的煤層氣井)雙方共同進(jìn)行投資、共享成果資料、分別申報(bào)儲(chǔ)量。

2)在煤礦8 a首采區(qū)以外生產(chǎn)互不影響。在中石油三交區(qū)塊可供煤層氣勘探的范圍有361 km2,其中煤礦的8 a首采區(qū)范圍只有約20 km2,8 a首采區(qū)以外的煤炭規(guī)劃區(qū)煤層氣生產(chǎn)領(lǐng)域廣闊,勘探開發(fā)可以正常部署,雙方生產(chǎn)完全沒有交叉,安全生產(chǎn)不受影響。同時(shí)石油企業(yè)通過(guò)煤層氣開采在8 a內(nèi)可以將高瓦斯煤礦降低為低瓦斯煤礦,為煤礦安全生產(chǎn)掃除瓦斯屏障。

3)在煤礦8 a首采區(qū)內(nèi)配合煤礦排采。以地面抽采的方式,配合煤礦進(jìn)行治理瓦斯的“采前抽、采中抽、采后抽”。在煤礦廢棄采區(qū)內(nèi),可以地面鉆井方式進(jìn)行間歇式抽采;在煤礦5 a首采區(qū)內(nèi)可以實(shí)行一井多用,在煤礦采煤之前、之后進(jìn)行煤層氣抽采;在煤礦5～8 a首采區(qū)內(nèi),石油企業(yè)通過(guò)加密布井,加快抽采速度,從而有效地減少煤礦瓦斯礦難事故[3]。

4)充分利用煤礦排放瓦斯生產(chǎn)混合商品氣。地面煤層氣抽采的甲烷濃度是95%,巷道瓦斯排采的甲烷濃度受生產(chǎn)條件制約而不同,在三交地區(qū)只有12%～30%,國(guó)家規(guī)定甲烷濃度低于30%的瓦斯不得利用。兩個(gè)企業(yè)生產(chǎn)的不同濃度氣體相混合,只要濃度達(dá)到41%,即可供應(yīng)當(dāng)?shù)乩?。通過(guò)生產(chǎn)混合商品氣,將煤礦瓦斯化害為利,從而有效降低瓦斯的大氣污染。

以煤層氣地面抽采與瓦斯井下排采相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)煤層氣與煤炭資源的合理開發(fā)、綜合利用、協(xié)調(diào)發(fā)展,這是我國(guó)煤層氣開發(fā)的必由之路。

4 采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的重大意義

煤層氣與天然氣的成分及利用方式相同,可混輸混用,同時(shí)煤層氣地面抽采作為“先采氣、后采煤”的排頭兵,將促進(jìn)當(dāng)?shù)孛禾抗I(yè)的健康、快速發(fā)展,由此共同拉動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

4.1 煤炭企業(yè)獲得效益

①規(guī)模型的煤層氣產(chǎn)業(yè)可以將高瓦斯煤礦降為低瓦斯煤礦,瓦斯含量遠(yuǎn)低于噸煤8 m3;②低瓦斯煤礦比高瓦斯煤礦的建井成本減少25%以上;③我們配合煤礦進(jìn)行地面的“采前抽、采中抽、采后抽”,減少了瓦斯危害;④雙方共同生產(chǎn)混合商品氣,充分利用煤礦瓦斯,降低了大氣污染;⑤合作成果使煤炭企業(yè)可向政府申請(qǐng)更多的生產(chǎn)份額。

4.2 石油企業(yè)獲得效益

①雙方合作使煤層氣開采由避開煤炭采礦權(quán)區(qū),變?yōu)檫M(jìn)入煤炭采礦權(quán)區(qū),擴(kuò)大了煤層氣開采企業(yè)的生產(chǎn)領(lǐng)域和范圍;②通過(guò)利用煤炭企業(yè)的勘探和開采資料,石油企業(yè)在煤層氣勘探空白區(qū)可以迅速掌握煤層和煤層氣的分布規(guī)律,在探明儲(chǔ)量區(qū)可大大提高煤層氣開發(fā)井的成功率,從而加快生產(chǎn)步伐,降低成本;③將煤礦低甲烷含量的瓦斯與石油企業(yè)地面開采的高甲烷含量的煤層氣相混合,增加了石油企業(yè)的煤層氣銷售量。

4.3 促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展

①通過(guò)深層次合作,煤炭和煤層氣兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)都能夠高速發(fā)展,這將有利于地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展;②可有效加快煤層氣田建設(shè),確保地方的民用和工業(yè)用氣;③從投資、就業(yè)、延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈、加快城市化建設(shè)等方面,有力地拉動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

5 采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的技術(shù)關(guān)鍵

實(shí)施采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的技術(shù)關(guān)鍵在于兩種礦產(chǎn)開采的相互結(jié)合,共同部署,統(tǒng)一協(xié)調(diào);不斷開發(fā)、完善適用于采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的新技術(shù)和技術(shù)方法。具體體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:

1)地面抽采井位部署:①考慮配合煤礦進(jìn)行地面抽采的單井效果;②考慮加密井網(wǎng)以加快煤礦首采區(qū)的地面抽采;③考慮使煤層瓦斯均勻地降低,不留下局部瓦斯含量仍大、壓力仍高、有突出危險(xiǎn)的隱患。

2)為煤炭開采創(chuàng)造安全條件:①考慮避讓井下采掘巷道和井筒及硐室;②考慮地面抽采對(duì)嗣后采煤的負(fù)面影響,包括奧陶系石灰?guī)r水與斷層水、直井壓裂、生產(chǎn)后遺留直井套管等;③考慮在抽采全過(guò)程做到一井多用的可行性。

6 三交地區(qū)的采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展

三交地區(qū)是我國(guó)煤層氣與煤炭礦權(quán)重疊最嚴(yán)重的地區(qū)之一,數(shù)量占山西省礦權(quán)重疊的1/10,情況最為復(fù)雜。中石油三交煤層氣區(qū)塊面積462 km2,與煤炭企業(yè)重疊357 km2,占77%;其中與煤炭采礦權(quán)重疊59個(gè),面積237 km2;與煤炭探礦權(quán)重疊3個(gè),面積120 km2。中石油準(zhǔn)備與其中的9家煤炭企業(yè),12個(gè)煤礦區(qū)塊合作,礦權(quán)面積361 km2;其余煤炭采礦權(quán)的面積都不足5 km2,煤層埋深小于300 m,已經(jīng)開采多年且巷道情況復(fù)雜,準(zhǔn)備退出煤層氣礦權(quán)。

在當(dāng)?shù)卣闹С窒?中石油與其中較大的5家煤炭企業(yè)(山西焦煤集團(tuán)、美錦集團(tuán)、東輝集團(tuán)、大土河集團(tuán)、潞安集團(tuán))簽署了合作框架協(xié)議,其他4家正在洽談中。合作雙方一致同意開展采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的合作,落實(shí)具體開發(fā)模式;并與雙柳煤礦隸屬的山西焦煤集團(tuán)正在洽談一個(gè)全面合作的協(xié)議,首批合作的區(qū)塊包括三交地區(qū)雙柳煤礦和毗鄰的賀西煤礦,在這兩個(gè)礦區(qū)生產(chǎn)混合商品氣確保地方用氣需求。

在三交區(qū)塊的實(shí)踐證明,只要建立良好的合作機(jī)制,就能夠打破兩個(gè)礦權(quán)主體對(duì)立矛盾的僵局,創(chuàng)建兩家企業(yè)合作協(xié)調(diào)發(fā)展的良好局面,國(guó)土資源部總工程師張洪濤指出:“中石油煤層氣公司在該地區(qū)所采用的工作方法,為兩類企業(yè)的礦權(quán)管理提供了很好的借鑒經(jīng)驗(yàn)。這當(dāng)中體現(xiàn)出了‘三個(gè)轉(zhuǎn)變’:一是由對(duì)立轉(zhuǎn)變?yōu)楹献?從而使雙方各自的發(fā)展空間和外部環(huán)境得到了充分保障;二是由‘非此即彼’轉(zhuǎn)變?yōu)椤舜算暯印?實(shí)現(xiàn)了資源的合理利用,并成功地解決了瓦斯綜合利用問(wèn)題;三是由各自為政、重復(fù)投入轉(zhuǎn)變?yōu)楹献鹘涣?、互換資料、共同研究乃至聯(lián)合勘探,不僅保障了生產(chǎn)安全,而且降低了操作成本。對(duì)于這些成功經(jīng)驗(yàn),國(guó)土資源管理部門要跟蹤研究,因勢(shì)利導(dǎo),及時(shí)總結(jié)并加以推廣,進(jìn)而繼續(xù)推動(dòng)煤層氣產(chǎn)業(yè)的快速、健康發(fā)展”。國(guó)務(wù)院副總理張德江批示:“中石油創(chuàng)新煤層氣合作開發(fā)模式,意義重大,應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)和支持”。在國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)單位的鼓勵(lì)和支持下,三交區(qū)塊礦權(quán)重疊解決模式必將會(huì)在全國(guó)取得推廣應(yīng)用,為煤層氣、煤炭?jī)煞N資源協(xié)調(diào)發(fā)展創(chuàng)造和諧的政策環(huán)境,進(jìn)而推進(jìn)兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

[1]張俊威.晉煤集團(tuán)采煤采氣一體化綜合開發(fā)模式應(yīng)用探討[J].中國(guó)煤層氣,2008,5(2):11-14.

[2]倪小明,王延斌,接銘訓(xùn),等.煤層氣開采模式探討[J].煤礦安全,2007,38(3):45-48.

[3]王會(huì)林.煤氣共采、綜合開發(fā)探討[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2003,13(1):169-170.

Harmonious development of gasand coal co-exploitation:A San jiao Mode

Xu Zhucheng,Li Yanxiang
(PetroChina Coalbed M ethane Com pany,Beijing 100029,China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 30,ISSUE 6,pp.106-108,6/25/2010.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

A s two kindsof closely co-existed mineral resourcesw ith common o rigin,coal and coalbed methane gas have been exp loited and utilized in different ways by petroleum and coal operators respectively.In China,the mining-right blocks w ith coal and coalbed methane gas coexisted account for 15000 km2in an overlapping area.In order to solve the contradiction of these two cross mining rights,we recommend a harmonious integrative developmentmode of gas and coal co-exp loitation to p romote friendly cooperation between coal and coalbed methane mining enterp rises and achievemutual benefitson both enterp rises.In thisway,local economy w ill be stimulated and the HSE development will be guaranteed.Turning the damage into benefit and the deserted into treasure w ith the purpose of environment p rotection is always necessary fo r a coalmine operato r to keep a coalmine’s safe,environmentally friendly and energy-saving p roduction and development.In the typical Sanjiao Block,both sides signed a cooperative agreement to take a Sanjiao Development Mode of co-exp loiting coal and coalbed methane gas.In the crossmining right zones,both management bodies cooperate w ith each other to achieve their mutual benefits by joint exp lo ration(such as seismic and drilling),exp loitation(such as methane gas abstraction before,during,o r after its p roduction),and utilization(such as gas power generation).Thus,both sides have become partners instead of opponents to realize a w in-w in mode:By analogy,the fo rmula of 1-1<0 has been changed into that of 1+1>2.This Sanjiao Mode has successfully solved the serious p roblem of crossmining rights in the Sanjiao area,p laying an important leading and demonstrating role in China,thus,it has been app roved by the state government.

coalbed methane,coal,exp loitation,overlapping mining right,harmonious development,development mode,Shanxi Province,Sanjiao Sector,Hedong Coalfield

徐祖成,1954年生,高級(jí)工程師;1976年畢業(yè)于西北大學(xué)地質(zhì)系區(qū)域地質(zhì)專業(yè);歷任中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)公司儲(chǔ)量處、礦權(quán)處處長(zhǎng),長(zhǎng)期從事礦權(quán)管理及油氣勘探工作,現(xiàn)任中石油煤層氣有限責(zé)任公司副總地質(zhì)師;2007年獲得由中央和國(guó)務(wù)院11個(gè)部委組成的全國(guó)油氣田保護(hù)部際聯(lián)席會(huì)議“先進(jìn)個(gè)人”稱號(hào);2006年完成的《中國(guó)油氣礦權(quán)圖研制與應(yīng)用》獲國(guó)土資源部科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)。地址:(100029)北京市太陽(yáng)宮金星園8號(hào)中石油昆侖大廈B座1005室。電話:(010)63591258,13910652622。E-mail:zcxu@petrochina.com.cn

徐祖成等.中國(guó)采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的“三交模式”.天然氣工業(yè),2010,30(6):106-108.

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.06.029

2010-03-01 編輯 趙 勤)

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.06.029

Xu Zhucheng,senio r engineer,was born in 1954.He graduated in regional geology from Northwest University in 1976.He has long been engaged in oil and gas exploration and mining rightmanagement.

Add:Room 1005,Block B,PetroChina Kunlun Building,No.8,Jingxingyuan,Taiyanggong,Beijing 100029,P.R.China

Tel:+86-10-6359 1258 Mobile:+86-13910652622E-mail:zcxu@petrochina.com.cn