国外煤层气开发对我国的启示.docx

国外煤层气开发对我国的启示张用德1，唐书恒1，张淑霞2（1.中国地质大学（北京）能源学院，北京海淀，10083；2.中原油田采油五厂，河南濮阳，457001）摘要：作为清洁能源，煤层气的勘探开发具有重要的战略意义。我国煤层气资源量丰富，开发和利用煤层气资源对于改善我国能源结构具有重要意义。美国、加拿大和澳大利亚的煤层气开发已经规模化、系统化、产业化，我国煤层气的商业开发尚处于起步阶段，面临着诸多困难和问题。文章通过与国外煤层气对比研究，在借鉴国外煤层气开发利用成功经验同时，结合我国煤层气当前开发现状，找到适宜的解决途径和办法，实现我国煤层气产业的健康快速发展。关键词：煤层气；开发；国外；启示The Thinking of CNM Development in China According toThe Abroad Countries Development ExperimentsZHANG Yong-de1, TANG Shu-heng1, ZHANG Shu-xia2(1.China University of Geosciences (Beijing), 100083;2.The Fifth Production Factory，Zhongyuan Oilfield Company，Puyang 457001，China)Abstract We are rich in CBM resources and development and utilization of coal bed methane resources is important for improving Chinas energy structure. Some countries such as United States, Canada and Australia CBM development have much experience in large-scale, systematic, industrial, commercial exploitation of coal bed methane in. China is still facing many difficulties and problems. This articles draw on the successful experience of abroad Coal bed methane development and utilization and some suggestions have been put forward for Chinas CBM industry healthy and rapid development.Keywords: Coal bed methane; development; abroad; suggestions概况煤层气俗称煤矿瓦斯，是宝贵的能源资源。煤层气具有典型的“自生自储”、“吸附+游离”等成藏特征，使煤层在抬升剥蚀、暴露浅埋等不利环境中形成商业性聚集的可能。煤层气主要为甲烷，其他组分含量很少。煤层气排采工作分为三个阶段，即脱水产气阶段、稳定产气阶段、控制递减阶段。开发初期，煤层气产能低，但气井的稳产周期长，从而能够确保长远经济效益。美国煤层气开采是地面钻井集中开采利用，主要集中在圣胡安和黑勇士等两个煤盆地。煤层气开发工艺的主要特点是：小井距密井网和压裂工艺。1.国内外煤层气资源对比全球煤层气远景资源总量约2681012m3，主要分布在12个国家（煤层气总资源量在107.8124.81012m3）。图1 世界主要煤层气活动的国家及资源量（单位：1012ft3）1.1国外煤层气产业发展现状美国：美国是世界上煤层气商业化开发最成功的国家，从1983年到1995年的12年间，煤层气年产量从1.7亿立方米猛增至250亿立方米，2005年煤层气产量达到500亿立方米。2009年煤层气产量达540亿方，占天然气年产量8。圣胡安、粉河两个盆地产量占全美煤层气的85%。图2 美国煤层气勘探形势图加拿大：加拿大煤层气发展迅速，通过新技术适应性研究和推广应用，在短短4年的时间内完成了美国在20年内走过的发展历程。图3 加拿大煤层气钻井及年产量1.2中国煤层气发展截至2010年底，全国煤层气直井5458口，水平井160口，日产气536万方，探明储量约2000亿方。2010年地面煤层气产量达15亿方，利用量11.8亿方，利用率78%。图4 我国历年煤层气钻井与产量图2.国内外煤层气开采技术美国：针对不同盆地储层特点及地质条件，美国煤层气产业已形成了四种煤层气勘探开发主体技术体系:适用于圣胡安盆地的的钻井-洞穴完井技术体系（高渗）；适用于一般煤层气盆地（如黑勇士盆地、拉顿盆地等）的钻井-套管完井-压裂技术体系（低渗）；适用诸如粉河盆地在内的低阶煤盆地的钻井-裸眼扩径技术体系（高渗低含气）；CDX公司开发的羽状水平井开发技术体系（地形复杂、煤层稳定、硬度大）。加拿大:针对低煤阶、低含气量、煤岩致密、渗透率低、含水饱和度低的特点，加拿大形成了连续油管钻井技术、高排量氮气泡沫压裂技术、羽状水平井技术。中国：针对我国煤层气盆地普遍存在的低压、低渗、低饱和及高含气量以及储层应力敏感强，地形复杂的特征，我国形成了丛式井套管完井+清水加砂压裂、水平井/多分支水平井/U型井、稳控精细连续排采技术。目前，我国存在缺乏煤层气钻井专用的配套工具与装备等，如煤层气水平井地质导向工具、两井连通技术与工具、煤层气专用钻机等问题。表1中高煤阶煤层气开发方式对比黑勇士盆地拉顿盆地沁水盆地鄂尔多斯盆地煤阶挥发性烟煤挥发性烟煤无烟煤-烟煤焦煤、贫煤为主含气量m3/t3.5-19.32.0-4.26.0-25.07.0-8.0渗透率md0.01-401-50.1-3.00.1-12含水饱和度%80-10050-100100100地层压力微欠压微欠压欠压欠压钻完井主要为直井，基本不用水平井主要为直井，单（多）层完井直井多层完井为主，水平井为辅直井/丛式井为主，多层完井增产方式水力压裂水力压裂水力压裂水力压裂压裂液选择交联凝胶交联凝胶；泡沫清水加砂清水加砂从表中对比：黑勇士和拉顿盆地与沁水和鄂尔多斯盆地煤储层物性接近，开发方式相似，都以直井多层套管完井+水力压裂为主；黑勇士和拉顿都没有使用水平井，而国内水平井开发效果也不理想。开发方式有一定的借鉴意义。表2 低煤阶煤层气开发方式对比粉河盆地苏拉特盆地阜新彬县-长武煤阶褐煤褐煤低阶煤长焰煤-气煤含气量m3/t0.7-2.12-82.3-6.290.93-2.91渗透率md1-10001-16000.32-0.430.1-3.64地层压力正常-欠压常压接近正常微超压钻完井直井裸扩径完井裸眼沙砾充填、裸眼洞穴直井套管射孔完井直井套管射孔完井增产方式基本不做压裂基本不做压裂水力压裂水力压裂压裂液选择清水清水、凝胶清水清水钻井伤害高渗漏失伤害钻井液伤害钻井液伤害、井壁坍塌钻井液伤害、井壁坍塌渗透率及地质条件是决定完井及增产措施的决定性因素。对于具有相同地质条件的开发层，可以研究借鉴其开发方式。3.国内外煤层气政策影响分析在美国、加拿大等国煤层气勘探开发的过程中，国家的支持政策发挥了积极的推动作用。表3中美煤层气扶持政策对比序号政策内容美国中国对比结果1补贴补贴随着通货膨胀变化而调整；两次推迟补贴截止日期。中央财政按0.2元/m3进行补贴，地方财政可给予适当补贴。增加补贴（如提高到0.3元/方0.4元/方）并随通货膨胀做调整。2税收4%6%的生产或开采税；免征采掘税、取消进出口关税；缴纳销售收入的12.5%的标准权利金免征进口关税；增值税先征后退；企业所得税二免三减半；2020年以前，免交探矿权和采矿权使用费；免交资源税等延长优惠政策的覆盖期或降低增值税和所得税税率。3资金支持基础研究工作的投入、拨款、贷款等的资助。基础研究工作的投入；提供优惠贷款。扩大优惠贷款；加大对技术研发的资金支持。4矿业权管理“先后登记、批准顺序”定开发权。与煤炭分设矿业权，避免与地表矿权的重叠。享有独立的探矿采矿权，解决矿业权重叠政策。5定价较高井口价格；绿色定价与电力公司补偿。供需双方协商；但地方政府压低市场售价。保护性井口价格、不同地区不同的补贴标准。6管道完善的管道系统、取消管道公司垄断。没有煤层气专用管道；没有制约管道拥有者的政策。加强管道建设；国家投资主干管网，企业解决分支管网。7开发与利用强制发电；贷款优惠和0.02美元/(kWh)补贴。优先安排抽采利用项目用地；发1度电补助0.25元。减化补贴程序；提高发电补贴值并延长补贴年限。8环境可交换排放权、征收排放费。限制直接向大气中排放煤层气。收排污费，并按0.2元/m3的收费纳入煤层气项目基金。图5 美国1981年-2000年煤层气井完井数美国从1980年经过8-10年，钻完井数才大幅增加。中国2006年出台国务院办公厅关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见。中国煤层气政策的激励效果也要8-10年（即2014年-2016年）才能体现出来。4.启示与建议加强煤层气资源选区评价，重点攻关高渗富集区，为中国煤层气产业发展提供后备资源。在直接引用国外相关理论和技术的同时，也通过技术突破和创新，自主研发适合我国地质条件的煤层气勘探开发关键技术，提高产量和采收率。国家扶持政策是煤层气产业发展的重要前提，但政策的激励效果不会一蹴而就，需要经过一段时间才能体现出来。用810年时间对煤层气开采的增值税实行零税率；所得税实行“五免三减半”。对煤层气实行保护性井口价格，并对煤层气用户给予适当的价格补贴。参考文献:1 赵庆波，陈刚，李贵中，等.中国煤层气富集高产规律、开采特点及勘探开发适用技术J.天然气工业.2009，29(10): 13-19.2 姚国欣; 王建明.国外煤层气生产概况及对加速我国煤层