新疆煤層氣產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

趙 力 楊曙光

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

1.引言

新疆的煤層氣資源評價工作始于二十世紀九十年代，當時僅對烏魯木齊礦區(qū)進行了煤層氣資源的概略評價。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。經過十幾年的努力，到目前，已經進行了三次全疆范圍的煤層氣資源評價，準南煤田、庫拜煤田、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，并且已經在阜康礦區(qū)實現(xiàn)了煤層氣開發(fā)商業(yè)化。但是煤層氣的勘查開發(fā)依然存在很多問題，制約著煤層氣產業(yè)的發(fā)展，需要從政策、資金、開發(fā)技術多方面取得突破，才能促進新疆煤層氣產業(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9.51萬億m3，占全國煤層氣預測資源總量的26%，主要分布在準噶爾盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、天山系列盆地(群)。其中，準南、庫拜、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，儲層條件和開發(fā)地質條件優(yōu)越，煤層氣地質資源量基本均在1000億m3以上，自然區(qū)位條件較好，具備進行煤層氣規(guī)模開發(fā)的基礎條件。新疆的煤炭普遍具有煤階低、厚度大、層數(shù)多、傾角大等獨特的地質特點，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

新疆煤層氣產業(yè)發(fā)展十多年來，在國家和自治區(qū)政府的高度重視下，取得了中低煤階煤層氣勘探開發(fā)理論及工藝技術的重大突破，顯示出良好開發(fā)前景。準南、庫拜、三塘湖等重點地區(qū)煤層氣勘查程度大幅提高，阜康礦區(qū)已實現(xiàn)年產7000萬m3產量規(guī)模，適應新疆地質特點的煤層氣勘查開發(fā)工藝技術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)人才隊伍已基本具備。

3.1 新疆煤層氣評價體系逐步完善

自20世紀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價，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)選出準南、庫拜、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實的理論基礎。同時也形成了適合新疆中低煤階的煤層氣的評價體系。

國家發(fā)改委、財政部、科技部極其重視新疆煤層氣資源的勘查開發(fā)，2016年將《新疆準噶爾、三塘湖盆地中低煤階煤層氣資源與開發(fā)技術》項目列入“十三五”國家科技重大專項的重點研究項目，對新疆煤層氣資源評價及開發(fā)技術體系的形成和完善奠定了堅實的基礎。

3.2 重點區(qū)煤層氣勘查程度逐步提高

截至2017年底，全疆累計投入超過14億元，在準噶爾盆地南緣、庫拜煤田、三塘湖煤田等進行了煤層氣勘查工作，施工各類煤層氣井280余口，獲得了大量的儲層參數(shù)及排采數(shù)據，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)、烏魯木齊河東礦區(qū)、拜城鐵列克礦區(qū)均達到了勘探程度，后峽礦區(qū)達到了預探程度，三塘湖煤田、準南煤田呼圖壁礦區(qū)、和什托洛蓋煤田等處達到或即將達到普查程度，同時探獲了豐富的煤層氣資源/儲量，試驗了與之適應的勘查開發(fā)工藝技術，實現(xiàn)了單直井、水平井或多分枝水平井的高產和穩(wěn)產。大部分單直井日產量在1000m3以上，其中阜康三工河一口單直井最大產量達到26000m3/d，為全國單直井產量之最；水平井或多分支水平井產氣量在1～3萬m3/d不等。

3.3 阜康礦區(qū)實現(xiàn)煤層氣開發(fā)、輸送和利用

2014年自治區(qū)國土資源廳投資3.5億元開展了《新疆阜康市白楊河礦區(qū)煤層氣開發(fā)利用先導性示范工程》，該項目是新疆第一個煤層氣開發(fā)利用示范工程，研究試驗了適應新疆地質特點的鉆、壓、排工藝技術體系，實現(xiàn)了新疆煤層氣開發(fā)的重大突破，極大地推進新疆煤層氣產業(yè)化進程。目前，阜康白楊河礦區(qū)(先導性示范區(qū))和三工河礦區(qū)均已實現(xiàn)煤層氣小規(guī)模開發(fā)利用，共計日產氣22萬m3，建設了阜康白楊河礦區(qū)年產10萬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)開展了烏魯木齊河東礦區(qū)(年產量0.1億m3)和拜城礦區(qū)(年產量0.2億m3)煤層氣開發(fā)利用先導性試驗，目前這兩個開發(fā)利用先導性示范項目均在穩(wěn)步推進中。

3.4 煤層氣開發(fā)工藝技術逐步成熟

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、自動化排采等技術，擁有先進的鉆、壓、排等作業(yè)的裝備?？碧介_發(fā)、生產加工、輸送利用一體化發(fā)展的產業(yè)體系雛形已基本形成，新疆煤層氣規(guī)模開發(fā)的技術和裝備水平基本具備。

3.5 培養(yǎng)了大批技術水平高、業(yè)務水平高的專業(yè)技術人才

通過煤層氣勘查和地面開發(fā)示范工程的開展和與國家煤層氣工程中心、中國地質大學等單位和高校的交流與合作，培養(yǎng)了大批鉆、壓、排、測試、儲運等煤層氣勘查開發(fā)和集輸利用的專業(yè)技術人才，為新疆煤層氣的勘查開發(fā)儲備了人才力量。

4.新疆煤層氣產業(yè)發(fā)展存在的問題

4.1 礦業(yè)權重疊的問題

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)權在空間上存在疊置，而且石油天然氣和煤炭的礦業(yè)權在先，為煤層氣的礦業(yè)權申請造成了困擾。雖然在煤炭礦權范圍內，煤炭開發(fā)企業(yè)可以申請煤層氣礦權，但往往煤炭的礦業(yè)權范圍較小，不能滿足煤層氣規(guī)模開發(fā)的需要。沒有煤層氣礦業(yè)權，首先不能進行煤層氣勘查提交探明儲量，進一步的開發(fā)工作受到限制，其次會影響煤層氣開發(fā)引進資金，特別是外資的引進受到的影響最大，極大地限制了煤層氣產業(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)時間較短，煤層氣的資源評價和勘查程度相對較低。近幾年，煤層氣勘查的投入主要集中在準南煤田、庫拜煤田和三塘湖煤田，而且勘查程度以預查、普查為主，達到預探和勘探程度的僅有少數(shù)幾個區(qū)域，面積僅有100km2左右，探明儲量(達到探明程度，未經儲量評審)僅有不足100億m3。其它區(qū)域很少進行煤層氣的勘查工作。

近年來，在煤層氣方面投入的研究工作也相對較少，煤層氣的開發(fā)技術雖然取得了不小的進步，但仍然存在在某些區(qū)域或單項工程上技術不適應的問題。比如艾維爾溝礦區(qū)構造煤相對較發(fā)育，針對性的開發(fā)技術仍然處在在摸索階段；套管變形的問題在新疆很多區(qū)塊都存在，對其形成的原因研究依然不夠，存在很大的分歧，有人認為是套管質量起決定性的作用，也有人認為是構造應力在壓裂后的突變造成地層局部錯位是關鍵?？傊愃七@些問題都為煤層氣開發(fā)的市場化步伐造成了影響。

4.3 環(huán)境保護的問題

煤層氣開發(fā)所帶來的環(huán)境問題主要有：井場、線路管道以及路面建設導致地表形成不良擾動，鉆井生產會生成廢水，各類生產機械則會形成較大噪音、揚塵，以及煤層氣放空燃燒產生的廢氣等。

習近平總書記提出“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，十八大以后，國家加大了環(huán)境保護的力度，同時對應的環(huán)保執(zhí)法和環(huán)保督察的力度也相應加強。目前，新疆在生態(tài)保護區(qū)、水源涵養(yǎng)區(qū)、軍事禁區(qū)一律暫停礦產資源的勘查和開發(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)，不能進行煤層氣勘查和開發(fā)工作，對新疆煤層氣產業(yè)的發(fā)展具有一定的影響。

4.4 開發(fā)成本的問題

新疆中煤階煤層氣多賦存于大傾角區(qū)域，低煤階煤層氣的風化帶深度相對較大，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，增加了開發(fā)時的設備運輸和搬遷成本；再則，煤層氣井的固井、射孔、壓裂等施工隊伍多為油服公司隊伍，成本相對較高，目前新疆煤層氣市場規(guī)模依然相對較小，沒有形成充分的市場競爭，導致市場價格偏高；此外還有高傾角區(qū)域煤層氣壓裂后容易導致地應力變化造成套管的變形，因此提高套管的鋼級而增加了成本等等。這些都為煤層氣開發(fā)的市場化帶來了不利。

5.產業(yè)發(fā)展建議

在國家和自治區(qū)的大力推動下，近幾年新疆煤層氣的勘探和開發(fā)工作推進很快，同時也暴露出一些問題，解決好這些問題，才能促進新疆煤層氣產業(yè)的健康、快速地發(fā)展。

5.1 協(xié)調解決礦業(yè)權問題，鼓勵規(guī)模開發(fā)

雖然煤層氣開發(fā)的環(huán)保效益和社會效益非常巨大，但開發(fā)煤層氣投資大、風險大、投資回收期長、利潤率低，整裝開發(fā)才能產生規(guī)模效益。2017年，新疆煤層氣礦業(yè)權的審批權已經下放到自治區(qū)國土資源廳，但礦業(yè)權劃定方案還未出臺，開發(fā)面臨一定的風險，影響了企業(yè)開發(fā)的積極性。建議由政府出臺措施或者協(xié)調解決好在煤層氣勘探開發(fā)過程中煤層氣、煤炭、石油礦權重疊的矛盾，積極、合理設定煤層氣勘查開發(fā)礦業(yè)權，支持煤炭礦權合并申報煤層氣礦業(yè)權，鼓勵規(guī)模開發(fā)，同時也能降低開發(fā)成本。

5.2 加大基礎勘查投入，促進產業(yè)發(fā)展

煤層氣勘查和探明儲量是開發(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)進程出現(xiàn)了停滯不前的狀況。

建議自治區(qū)按照煤層氣產業(yè)發(fā)展規(guī)劃，設立煤層氣專項基金。加大對煤層氣基礎研究的投入，統(tǒng)一組織實施煤層氣資源預查、普查、預探、重點開發(fā)靶區(qū)的勘探、先導性試驗以及煤層氣主管網建設，煤層氣專項基金投入產生的收益同時列入專項基金統(tǒng)籌、滾動使用。通過專項基金，引導和帶動其他區(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)保標準

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目，具有良好的環(huán)境效益和社會效益。因此建議在《中華人民共和國環(huán)境保護法》的框架內，在生態(tài)保護區(qū)、水源涵養(yǎng)區(qū)等處，提高煤層氣勘查和開發(fā)的環(huán)保標準，在滿足環(huán)保高標準的前提下，適當放開勘查和開發(fā)煤層氣資源的權限，實現(xiàn)礦產資源開發(fā)和環(huán)境保護協(xié)調發(fā)展的局面。

5.4 鼓勵煤層氣科研，提高開發(fā)技術

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。一方面要加強與高校和全國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，才能起到帶動技術發(fā)展的作用。

中國煤層氣開發(fā)在上世紀九十年代和本世紀初，主要集中在山西等地，煤層的特點是煤階高，地層平緩等等，因此針對高煤階的煤層氣開發(fā)技術相對較成熟。新疆中低煤階煤層氣的開發(fā)時間較短，技術仍然不夠成熟。只有加強對中低煤階煤層氣的地質評價技術、增產技術、排采技術、地面配套技術、動態(tài)監(jiān)測與動態(tài)分析技術以及針對高傾角特點的開發(fā)技術研究，才能不斷完善煤層氣評價及開發(fā)技術，解決新疆煤層氣勘查和開發(fā)存在的問題，不斷提高煤層氣單井產量，降低開發(fā)成本。

通過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、技術方面加大投入，最終才能使新疆煤層氣產業(yè)步入良性發(fā)展的道路。