趙 力 楊曙光

(1.新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局，新疆 830091；2.新疆維吾爾自治區(qū)煤田地質(zhì)局煤層氣研究開發(fā)中心，新疆 830091)

1.引言

新疆的煤層氣資源評(píng)價(jià)工作始于二十世紀(jì)九十年代，當(dāng)時(shí)僅對(duì)烏魯木齊礦區(qū)進(jìn)行了煤層氣資源的概略評(píng)價(jià)。從2003年起，首先在烏魯木齊施工了新疆第一口煤層氣參數(shù)井，從此拉開了新疆煤層氣勘查開發(fā)的序幕。經(jīng)過(guò)十幾年的努力，到目前，已經(jīng)進(jìn)行了三次全疆范圍的煤層氣資源評(píng)價(jià)，準(zhǔn)南煤田、庫(kù)拜煤田、三塘湖煤田、后峽煤田等地局部煤層氣的勘查程度不斷提高，并且已經(jīng)在阜康礦區(qū)實(shí)現(xiàn)了煤層氣開發(fā)商業(yè)化。但是煤層氣的勘查開發(fā)依然存在很多問(wèn)題，制約著煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要從政策、資金、開發(fā)技術(shù)多方面取得突破，才能促進(jìn)新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)健康快速地發(fā)展。

2.新疆的煤層氣資源

新疆2000m以淺煤層氣資源量約9.51萬(wàn)億m3，占全國(guó)煤層氣預(yù)測(cè)資源總量的26%，主要分布在準(zhǔn)噶爾盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、天山系列盆地(群)。其中，準(zhǔn)南、庫(kù)拜、三塘湖等煤田賦煤面積大、煤層分布穩(wěn)定、厚度大、含氣量高，儲(chǔ)層條件和開發(fā)地質(zhì)條件優(yōu)越，煤層氣地質(zhì)資源量基本均在1000億m3以上，自然區(qū)位條件較好，具備進(jìn)行煤層氣規(guī)模開發(fā)的基礎(chǔ)條件。新疆的煤炭普遍具有煤階低、厚度大、層數(shù)多、傾角大等獨(dú)特的地質(zhì)特點(diǎn)，因此，為煤層氣的開發(fā)提出了新的挑戰(zhàn)。

3.煤層氣勘查開發(fā)現(xiàn)狀

新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展十多年來(lái)，在國(guó)家和自治區(qū)政府的高度重視下，取得了中低煤階煤層氣勘探開發(fā)理論及工藝技術(shù)的重大突破，顯示出良好開發(fā)前景。準(zhǔn)南、庫(kù)拜、三塘湖等重點(diǎn)地區(qū)煤層氣勘查程度大幅提高，阜康礦區(qū)已實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)7000萬(wàn)m3產(chǎn)量規(guī)模，適應(yīng)新疆地質(zhì)特點(diǎn)的煤層氣勘查開發(fā)工藝技術(shù)體系已初步建立或形成，煤層氣勘查開發(fā)的裝備和專業(yè)人才隊(duì)伍已基本具備。

3.1 新疆煤層氣評(píng)價(jià)體系逐步完善

自20世紀(jì)90年代至今，新疆開展了多次全疆或主要煤田的煤層氣資源評(píng)價(jià)，研究了新疆煤層氣賦存規(guī)律，摸清了新疆煤層氣資源家底，優(yōu)選出準(zhǔn)南、庫(kù)拜、三塘湖煤田等煤層氣勘查開發(fā)的有利區(qū)，為新疆煤層氣勘查開發(fā)指明了方向并奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。同時(shí)也形成了適合新疆中低煤階的煤層氣的評(píng)價(jià)體系。

國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部、科技部極其重視新疆煤層氣資源的勘查開發(fā)，2016年將《新疆準(zhǔn)噶爾、三塘湖盆地中低煤階煤層氣資源與開發(fā)技術(shù)》項(xiàng)目列入“十三五”國(guó)家科技重大專項(xiàng)的重點(diǎn)研究項(xiàng)目，對(duì)新疆煤層氣資源評(píng)價(jià)及開發(fā)技術(shù)體系的形成和完善奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 重點(diǎn)區(qū)煤層氣勘查程度逐步提高

截至2017年底，全疆累計(jì)投入超過(guò)14億元，在準(zhǔn)噶爾盆地南緣、庫(kù)拜煤田、三塘湖煤田等進(jìn)行了煤層氣勘查工作，施工各類煤層氣井280余口，獲得了大量的儲(chǔ)層參數(shù)及排采數(shù)據(jù)，大幅提高了新疆的煤層氣勘查程度。其中阜康白楊河礦區(qū)、阜康三工河礦區(qū)、烏魯木齊河?xùn)|礦區(qū)、拜城鐵列克礦區(qū)均達(dá)到了勘探程度，后峽礦區(qū)達(dá)到了預(yù)探程度，三塘湖煤田、準(zhǔn)南煤田呼圖壁礦區(qū)、和什托洛蓋煤田等處達(dá)到或即將達(dá)到普查程度，同時(shí)探獲了豐富的煤層氣資源/儲(chǔ)量，試驗(yàn)了與之適應(yīng)的勘查開發(fā)工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了單直井、水平井或多分枝水平井的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。大部分單直井日產(chǎn)量在1000m3以上，其中阜康三工河一口單直井最大產(chǎn)量達(dá)到26000m3/d，為全國(guó)單直井產(chǎn)量之最；水平井或多分支水平井產(chǎn)氣量在1～3萬(wàn)m3/d不等。

3.3 阜康礦區(qū)實(shí)現(xiàn)煤層氣開發(fā)、輸送和利用

2014年自治區(qū)國(guó)土資源廳投資3.5億元開展了《新疆阜康市白楊河礦區(qū)煤層氣開發(fā)利用先導(dǎo)性示范工程》，該項(xiàng)目是新疆第一個(gè)煤層氣開發(fā)利用示范工程，研究試驗(yàn)了適應(yīng)新疆地質(zhì)特點(diǎn)的鉆、壓、排工藝技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了新疆煤層氣開發(fā)的重大突破，極大地推進(jìn)新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。目前，阜康白楊河礦區(qū)(先導(dǎo)性示范區(qū))和三工河礦區(qū)均已實(shí)現(xiàn)煤層氣小規(guī)模開發(fā)利用，共計(jì)日產(chǎn)氣22萬(wàn)m3，建設(shè)了阜康白楊河礦區(qū)年產(chǎn)10萬(wàn)m3和阜康三工河礦區(qū)。利用方式主要有兩種，一種是CNG汽車加氣，另一種是以管道形式供阜康甘河子工業(yè)園區(qū)工廠使用。

在阜康示范工程的引領(lǐng)下，2016年底自治區(qū)投資近3億元，繼續(xù)開展了烏魯木齊河?xùn)|礦區(qū)(年產(chǎn)量0.1億m3)和拜城礦區(qū)(年產(chǎn)量0.2億m3)煤層氣開發(fā)利用先導(dǎo)性試驗(yàn)，目前這兩個(gè)開發(fā)利用先導(dǎo)性示范項(xiàng)目均在穩(wěn)步推進(jìn)中。

3.4 煤層氣開發(fā)工藝技術(shù)逐步成熟

新疆目前已掌握直井、水平井、多分枝井、L型井等井型工藝，多層分段壓裂、連續(xù)油管作業(yè)、帶壓射孔速鉆橋塞等壓裂新工藝，合層排采、自動(dòng)化排采等技術(shù)，擁有先進(jìn)的鉆、壓、排等作業(yè)的裝備?？碧介_發(fā)、生產(chǎn)加工、輸送利用一體化發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系雛形已基本形成，新疆煤層氣規(guī)模開發(fā)的技術(shù)和裝備水平基本具備。

3.5 培養(yǎng)了大批技術(shù)水平高、業(yè)務(wù)水平高的專業(yè)技術(shù)人才

通過(guò)煤層氣勘查和地面開發(fā)示范工程的開展和與國(guó)家煤層氣工程中心、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)等單位和高校的交流與合作，培養(yǎng)了大批鉆、壓、排、測(cè)試、儲(chǔ)運(yùn)等煤層氣勘查開發(fā)和集輸利用的專業(yè)技術(shù)人才，為新疆煤層氣的勘查開發(fā)儲(chǔ)備了人才力量。

4.新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題

4.1 礦業(yè)權(quán)重疊的問(wèn)題

新疆絕大部分的煤層氣賦存區(qū)與石油天然氣、煤炭的礦業(yè)權(quán)在空間上存在疊置，而且石油天然氣和煤炭的礦業(yè)權(quán)在先，為煤層氣的礦業(yè)權(quán)申請(qǐng)?jiān)斐闪死_。雖然在煤炭礦權(quán)范圍內(nèi)，煤炭開發(fā)企業(yè)可以申請(qǐng)煤層氣礦權(quán)，但往往煤炭的礦業(yè)權(quán)范圍較小，不能滿足煤層氣規(guī)模開發(fā)的需要。沒(méi)有煤層氣礦業(yè)權(quán)，首先不能進(jìn)行煤層氣勘查提交探明儲(chǔ)量，進(jìn)一步的開發(fā)工作受到限制，其次會(huì)影響煤層氣開發(fā)引進(jìn)資金，特別是外資的引進(jìn)受到的影響最大，極大地限制了煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

4.2 煤層氣勘查和研究程度偏低

新疆的煤層氣工作起步較晚，勘探開發(fā)時(shí)間較短，煤層氣的資源評(píng)價(jià)和勘查程度相對(duì)較低。近幾年，煤層氣勘查的投入主要集中在準(zhǔn)南煤田、庫(kù)拜煤田和三塘湖煤田，而且勘查程度以預(yù)查、普查為主，達(dá)到預(yù)探和勘探程度的僅有少數(shù)幾個(gè)區(qū)域，面積僅有100km2左右，探明儲(chǔ)量(達(dá)到探明程度，未經(jīng)儲(chǔ)量評(píng)審)僅有不足100億m3。其它區(qū)域很少進(jìn)行煤層氣的勘查工作。

近年來(lái)，在煤層氣方面投入的研究工作也相對(duì)較少，煤層氣的開發(fā)技術(shù)雖然取得了不小的進(jìn)步，但仍然存在在某些區(qū)域或單項(xiàng)工程上技術(shù)不適應(yīng)的問(wèn)題。比如艾維爾溝礦區(qū)構(gòu)造煤相對(duì)較發(fā)育，針對(duì)性的開發(fā)技術(shù)仍然處在在摸索階段；套管變形的問(wèn)題在新疆很多區(qū)塊都存在，對(duì)其形成的原因研究依然不夠，存在很大的分歧，有人認(rèn)為是套管質(zhì)量起決定性的作用，也有人認(rèn)為是構(gòu)造應(yīng)力在壓裂后的突變?cè)斐傻貙泳植垮e(cuò)位是關(guān)鍵?？傊愃七@些問(wèn)題都為煤層氣開發(fā)的市場(chǎng)化步伐造成了影響。

4.3 環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題

煤層氣開發(fā)所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題主要有：井場(chǎng)、線路管道以及路面建設(shè)導(dǎo)致地表形成不良擾動(dòng)，鉆井生產(chǎn)會(huì)生成廢水，各類生產(chǎn)機(jī)械則會(huì)形成較大噪音、揚(yáng)塵，以及煤層氣放空燃燒產(chǎn)生的廢氣等。

習(xí)近平總書記提出“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，十八大以后，國(guó)家加大了環(huán)境保護(hù)的力度，同時(shí)對(duì)應(yīng)的環(huán)保執(zhí)法和環(huán)保督察的力度也相應(yīng)加強(qiáng)。目前，新疆在生態(tài)保護(hù)區(qū)、水源涵養(yǎng)區(qū)、軍事禁區(qū)一律暫停礦產(chǎn)資源的勘查和開發(fā)。這使得有些煤層氣資源條件很好的區(qū)域(比如后峽煤田)，不能進(jìn)行煤層氣勘查和開發(fā)工作，對(duì)新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有一定的影響。

4.4 開發(fā)成本的問(wèn)題

新疆中煤階煤層氣多賦存于大傾角區(qū)域，低煤階煤層氣的風(fēng)化帶深度相對(duì)較大，均使得煤層氣開發(fā)井的深度增加，從而增加了開發(fā)的成本；另外新疆地廣人稀，煤礦區(qū)一般比較偏遠(yuǎn)，增加了開發(fā)時(shí)的設(shè)備運(yùn)輸和搬遷成本；再則，煤層氣井的固井、射孔、壓裂等施工隊(duì)伍多為油服公司隊(duì)伍，成本相對(duì)較高，目前新疆煤層氣市場(chǎng)規(guī)模依然相對(duì)較小，沒(méi)有形成充分的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致市場(chǎng)價(jià)格偏高；此外還有高傾角區(qū)域煤層氣壓裂后容易導(dǎo)致地應(yīng)力變化造成套管的變形，因此提高套管的鋼級(jí)而增加了成本等等。這些都為煤層氣開發(fā)的市場(chǎng)化帶來(lái)了不利。

5.產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

在國(guó)家和自治區(qū)的大力推動(dòng)下，近幾年新疆煤層氣的勘探和開發(fā)工作推進(jìn)很快，同時(shí)也暴露出一些問(wèn)題，解決好這些問(wèn)題，才能促進(jìn)新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)的健康、快速地發(fā)展。

5.1 協(xié)調(diào)解決礦業(yè)權(quán)問(wèn)題，鼓勵(lì)規(guī)模開發(fā)

雖然煤層氣開發(fā)的環(huán)保效益和社會(huì)效益非常巨大，但開發(fā)煤層氣投資大、風(fēng)險(xiǎn)大、投資回收期長(zhǎng)、利潤(rùn)率低，整裝開發(fā)才能產(chǎn)生規(guī)模效益。2017年，新疆煤層氣礦業(yè)權(quán)的審批權(quán)已經(jīng)下放到自治區(qū)國(guó)土資源廳，但礦業(yè)權(quán)劃定方案還未出臺(tái)，開發(fā)面臨一定的風(fēng)險(xiǎn)，影響了企業(yè)開發(fā)的積極性。建議由政府出臺(tái)措施或者協(xié)調(diào)解決好在煤層氣勘探開發(fā)過(guò)程中煤層氣、煤炭、石油礦權(quán)重疊的矛盾，積極、合理設(shè)定煤層氣勘查開發(fā)礦業(yè)權(quán)，支持煤炭礦權(quán)合并申報(bào)煤層氣礦業(yè)權(quán)，鼓勵(lì)規(guī)模開發(fā)，同時(shí)也能降低開發(fā)成本。

5.2 加大基礎(chǔ)勘查投入，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

煤層氣勘查和探明儲(chǔ)量是開發(fā)的前提條件，從2017年開始，自治區(qū)政府投入資源勘查的資金逐步減少，投入煤層氣方面的資金同樣出現(xiàn)大幅下滑，使得新疆的煤層氣勘探開發(fā)進(jìn)程出現(xiàn)了停滯不前的狀況。

建議自治區(qū)按照煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，設(shè)立煤層氣專項(xiàng)基金。加大對(duì)煤層氣基礎(chǔ)研究的投入，統(tǒng)一組織實(shí)施煤層氣資源預(yù)查、普查、預(yù)探、重點(diǎn)開發(fā)靶區(qū)的勘探、先導(dǎo)性試驗(yàn)以及煤層氣主管網(wǎng)建設(shè)，煤層氣專項(xiàng)基金投入產(chǎn)生的收益同時(shí)列入專項(xiàng)基金統(tǒng)籌、滾動(dòng)使用。通過(guò)專項(xiàng)基金，引導(dǎo)和帶動(dòng)其他區(qū)塊的煤層氣勘查和開發(fā)工作。

5.3 提高敏感區(qū)域煤層氣開發(fā)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)

煤層氣本身就是一種綠色能源，煤層氣開發(fā)也是一種減排二氧化碳的項(xiàng)目，具有良好的環(huán)境效益和社會(huì)效益。因此建議在《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》的框架內(nèi)，在生態(tài)保護(hù)區(qū)、水源涵養(yǎng)區(qū)等處，提高煤層氣勘查和開發(fā)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，在滿足環(huán)保高標(biāo)準(zhǔn)的前提下，適當(dāng)放開勘查和開發(fā)煤層氣資源的權(quán)限，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源開發(fā)和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的局面。

5.4 鼓勵(lì)煤層氣科研，提高開發(fā)技術(shù)

新疆煤層氣科研投入資金較少，投入渠道也不多，煤層氣科研人才匱乏使得煤層氣科研成果不多。一方面要加強(qiáng)與高校和全國(guó)知名的煤層氣科研院所合作研究，另一方面要培養(yǎng)自己的煤層氣專業(yè)人才，才能起到帶動(dòng)技術(shù)發(fā)展的作用。

中國(guó)煤層氣開發(fā)在上世紀(jì)九十年代和本世紀(jì)初，主要集中在山西等地，煤層的特點(diǎn)是煤階高，地層平緩等等，因此針對(duì)高煤階的煤層氣開發(fā)技術(shù)相對(duì)較成熟。新疆中低煤階煤層氣的開發(fā)時(shí)間較短，技術(shù)仍然不夠成熟。只有加強(qiáng)對(duì)中低煤階煤層氣的地質(zhì)評(píng)價(jià)技術(shù)、增產(chǎn)技術(shù)、排采技術(shù)、地面配套技術(shù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)分析技術(shù)以及針對(duì)高傾角特點(diǎn)的開發(fā)技術(shù)研究，才能不斷完善煤層氣評(píng)價(jià)及開發(fā)技術(shù)，解決新疆煤層氣勘查和開發(fā)存在的問(wèn)題，不斷提高煤層氣單井產(chǎn)量，降低開發(fā)成本。

通過(guò)政府在政策和資金方面的支持，煤層氣勘查開發(fā)企業(yè)在人才、技術(shù)方面加大投入，最終才能使新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)步入良性發(fā)展的道路。