中國煤層氣產(chǎn)業(yè)“十三五”以來發(fā)展成效與建議

門相勇 婁 鈺 王一兵 王永臻 王陸新

1.自然資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心 2.新疆中泰（集團(tuán)）有限責(zé)任公司

0 引言

根據(jù)全國煤層氣資源動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果，我國陸上2 000 m 以淺的煤層氣資源量約為 30.05×1012m3[1]。但與豐富資源量相對(duì)的是，在過去20余年的發(fā)展中，我國煤層氣的勘探開發(fā)進(jìn)度明顯不及預(yù)期。雖然已逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[2-3]，但煤層氣產(chǎn)量已連續(xù)三次未能完成國家制定的五年計(jì)劃目標(biāo)，分別僅完成“十一五”“十二五”和“十三五”計(jì)劃目標(biāo)的31%、28%和58%。即使和起步僅約10年的頁巖氣相比，煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也相對(duì)落后，2020年全國煤層氣產(chǎn)量約為頁巖氣同期產(chǎn)量的29%。在“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的過程中，煤層氣的資源潛力不容忽視，煤層氣的勘探開發(fā)利用仍然值得期待。為此，總結(jié)了“十三五”以來我國煤層氣產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展成效，梳理了產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)，并提出下一步發(fā)展的建議，以期促進(jìn)我國煤層氣產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展。

1 “十三五”以來中國煤層氣主要發(fā)展成效

1.1 儲(chǔ)、產(chǎn)量持續(xù)增長

“十三五”期間，我國煤層氣儲(chǔ)、產(chǎn)量持續(xù)增長，但受低油價(jià)影響，增速有所放緩。儲(chǔ)量方面，截至2020年底全國煤層氣累計(jì)探明地質(zhì)儲(chǔ)量 7 259.1×108m3，較2015年底提高了27.5%；新增探明地質(zhì)儲(chǔ)量 1 565×108m3， 新增規(guī)模有所下降，分別是“十一五”“十二五”期間的94%、45%。產(chǎn)量方面，2020年我國地面開發(fā)煤層氣產(chǎn)量達(dá)57.7×108m3，較2015年增長30%，“十三五”期間年均增速為5.4%，較“十二五”年均增速23%明顯下降（圖1）。2021年是“十四五”開局之年，煤層氣儲(chǔ)、產(chǎn)量重新進(jìn)入快速發(fā)展期。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2021年我國新增煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量同比增長約16%，煤層氣產(chǎn)量約64×108m3，同比增長約11%。

圖1 中國煤層氣新增探明儲(chǔ)量及產(chǎn)氣量增長趨勢圖

1.2 兩大產(chǎn)業(yè)基地進(jìn)一步成型

“十三五”以來，沁水盆地和鄂爾多斯盆地東緣兩大煤層氣產(chǎn)業(yè)基地在煤層氣增儲(chǔ)上產(chǎn)方面繼續(xù)保持絕對(duì)的優(yōu)勢。儲(chǔ)量方面，2016—2021年，沁水盆地和鄂爾多斯盆地東緣分別新增煤層氣探明儲(chǔ)量629×108m3、1 530×108m3，分別占全國同期新增探明儲(chǔ)量的27.0%、65.5%，合計(jì)占全國總探明儲(chǔ)量的92.5%。產(chǎn)量方面，2021年沁水盆地和鄂爾多斯盆地東緣煤層氣產(chǎn)量分別約占全國同期煤層氣總產(chǎn)量的73.2%、21.2%（圖2）。依托兩大產(chǎn)業(yè)基地，分別形成了沁水和鄂東兩個(gè)超2 000×108m3的大型煤層氣田。截至2021年底，兩大氣田累計(jì)探明煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量分別超過 2 800×108m3和 2 400×108m3。

圖2 全國煤層氣新增探明儲(chǔ)量及產(chǎn)氣量按區(qū)域分布圖

1.3 中深層煤層氣實(shí)現(xiàn)重大突破

我國中深層煤層氣資源潛力巨大，但受地質(zhì)認(rèn)識(shí)和技術(shù)工藝不足等因素的制約，單井產(chǎn)量低、工程成功率低等問題普遍存在?！笆濉币詠?，理論技術(shù)創(chuàng)新逐步成為煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)力，中深層地質(zhì)認(rèn)識(shí)不斷深化，以水平井分段壓裂和水平井篩管完井技術(shù)為代表的先進(jìn)適用技術(shù)工藝不斷成熟和規(guī)模應(yīng)用[4-6]。開發(fā)深度1 000～1 500 m的延川南煤層氣田已規(guī)模開發(fā)，其他區(qū)塊2 000 m以深煤層氣試采初見成效。鄂爾多斯盆地東緣延川南區(qū)塊目前已完成5×108m3產(chǎn)能建設(shè)[7-9]，2021年產(chǎn)氣量約4×108m3，其中水平井產(chǎn)量大幅提升，單井最高日產(chǎn)量超2×104m3[10]。大寧—吉縣區(qū)塊利用砂巖氣老井開展2 000 m以深煤層氣開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)突破產(chǎn)氣關(guān)，2021年新增深層煤層氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量超760×108m3。沁水盆地南部鄭莊等區(qū)塊通過水平井技術(shù)的應(yīng)用，使超過1 000 m埋深的難采煤層氣資源獲得了高效開發(fā)。

1.4 已開發(fā)主力煤層氣田實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)

沁水盆地南部以及鄂爾多斯盆地東緣北部是我國煤層氣的主要產(chǎn)區(qū)，但長期開發(fā)后面臨著產(chǎn)量遞減的巨大壓力。各煤層氣生產(chǎn)企業(yè)因地制宜，在深化氣藏地質(zhì)認(rèn)識(shí)、推廣新技術(shù)應(yīng)用、加強(qiáng)精細(xì)管理等方面多措并舉，保持了主要煤層氣田實(shí)現(xiàn)長期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。據(jù)調(diào)研，沁水盆地區(qū)塊A已開發(fā)近15年，通過精細(xì)開發(fā)調(diào)整，不斷拓展穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)對(duì)策，產(chǎn)量穩(wěn)中有升，年產(chǎn)氣量突破7×108m3；區(qū)塊B通過技術(shù)不斷創(chuàng)新應(yīng)用適用技術(shù)，年產(chǎn)氣量已突破11×108m3，較初期5×108m3產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模大幅提升；區(qū)塊C新層系15號(hào)煤層獲成功開發(fā)，日產(chǎn)氣量快速突破30×104m3，完成老氣田產(chǎn)量接替。鄂爾多斯盆地東北緣區(qū)塊D通過精細(xì)刻畫開發(fā)單元，持續(xù)推進(jìn)滾動(dòng)挖潛，產(chǎn)量連續(xù)5年保持在5×108m3以上。與致密砂巖氣和頁巖氣相比，煤層氣開發(fā)雖然初期產(chǎn)量低、見效慢，但也具有氣井穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間長、氣田開發(fā)周期長的特點(diǎn)。老氣區(qū)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)對(duì)我國煤層氣產(chǎn)量穩(wěn)中有升具有重要的支撐作用。

1.5 新產(chǎn)業(yè)基地有望建成

除兩大煤層氣產(chǎn)業(yè)基地外，四川省、貴州省和新疆維吾爾自治區(qū)煤層氣勘探開發(fā)也見到了較好的苗頭。以四川省、貴州省為代表的南方地區(qū)，煤層氣資源豐富，但長期以來未得到有效開發(fā)?！笆濉逼陂g，四川省、貴州省分別首次新增煤層氣探明儲(chǔ)量93.84×108m3和 64.08×108m3，分別占全國同期的6.0%、4.1%。其中，四川省南部筠連區(qū)塊已經(jīng)投入開發(fā)，2018年以來年產(chǎn)煤層氣超1×108m3。新疆維吾爾自治區(qū)煤層氣資源豐富，其中阜康地區(qū)具有煤層厚度大、滲透性好和含氣量較高的特點(diǎn)，主要存在高陡構(gòu)造、煤層傾角大等復(fù)雜問題，“十三五”以來，以國家重大科技專項(xiàng)為依托加強(qiáng)科技攻關(guān)，獲得很好的產(chǎn)氣效果。據(jù)調(diào)研，四工河試驗(yàn)區(qū)水平井單井最高日產(chǎn)氣量超 3×104m3，叢式井單井最高日產(chǎn)氣量超 2×104m3。

1.6 管理體制改革不斷深化

“十三五”以來，我國煤層氣管理加大“放管服”改革力度，在山西省取得良好的成效，在貴州省、新疆維吾爾自治區(qū)等地區(qū)效果逐步顯現(xiàn)。2016年，原國土資源部開展煤層氣管理改革試點(diǎn)，先后委托山西省等六省區(qū)國土資源部門實(shí)施煤層氣礦業(yè)權(quán)勘查開采審批登記。《自然資源部關(guān)于推進(jìn)礦產(chǎn)資源管理改革若干事項(xiàng)的意見（試行）》（自然資規(guī)〔2019〕7號(hào)）進(jìn)一步規(guī)定，煤層氣等礦種由省級(jí)及以下自然資源主管部門負(fù)責(zé)礦業(yè)權(quán)出讓、登記。

山西省在深化煤層氣資源管理改革方面出臺(tái)一系列創(chuàng)新政策并取得較好成效，具有向全國推廣的價(jià)值：2020年山西省政府印發(fā)《山西省煤層氣勘查開采管理辦法》，將煤層氣礦業(yè)權(quán)出讓和管理改革經(jīng)驗(yàn)總結(jié)上升為地方政府規(guī)章制度；“十三五”以來分5批競爭性出讓25個(gè)探礦權(quán)近5 500 km2；優(yōu)化審批流程，大幅壓減礦業(yè)權(quán)審批時(shí)間；采取新設(shè)探礦權(quán)5年內(nèi)免繳使用費(fèi)、對(duì)增儲(chǔ)上產(chǎn)設(shè)立省級(jí)專項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)等激勵(lì)舉措促進(jìn)增儲(chǔ)上產(chǎn)。貴州省于2021年首次公開招標(biāo)出讓5個(gè)煤層氣探礦權(quán)，面積合計(jì)408 km（2表1），制定了煤層氣產(chǎn)量2025年達(dá)4×108m3、2035年達(dá)20×108m3的規(guī)劃目標(biāo)[11]。

表1 近年來中國煤層氣探礦權(quán)競爭性出讓情況表

2 中國煤層氣發(fā)展存在的主要問題

2.1 煤層氣資源賦存條件復(fù)雜，開發(fā)難度變大

我國煤層氣資源賦存地質(zhì)條件復(fù)雜，總體表現(xiàn)為含煤盆地構(gòu)造復(fù)雜、煤層氣產(chǎn)層以低壓為主和滲透率低等特點(diǎn)，高效開發(fā)難度大，且已經(jīng)成熟的開發(fā)技術(shù)難以簡單復(fù)制推廣。當(dāng)前，我國中淺層煤層氣可開發(fā)面積越來越小，煤層氣開發(fā)對(duì)象向中深、深層超低滲儲(chǔ)層轉(zhuǎn)變[12]。深層煤層氣資源雖然豐富，但其滲透率低，工程投資高，儲(chǔ)層有效改造難度大[13-15]。此外，大多數(shù)煤層氣區(qū)塊還面臨黃土高原地貌、溝壑梁峁縱橫等復(fù)雜地貌，給煤層氣開發(fā)建設(shè)和生產(chǎn)組織增加了困難。

2.2 煤層氣礦業(yè)權(quán)相對(duì)較少，新區(qū)塊出讓總體較慢

截至2019年底，全國共有煤層氣探礦權(quán)135個(gè)，面積42 236 km2；增列煤層氣探礦權(quán)5個(gè)，面積7 665 km2。與常規(guī)油氣和頁巖氣相比，煤層氣探礦權(quán)（含增列）較少，面積僅分別是常規(guī)油氣和頁巖氣（含增列）的3%、54%（圖3）。此外，煤層氣探礦權(quán)受生態(tài)紅線避讓、區(qū)塊最低勘查投入監(jiān)管加強(qiáng)等政策影響，退出力度加大，2019年底探礦權(quán)面積較2015年底降低約11%。除山西省和貴州省外，我國其他省份新區(qū)塊出讓工作總體進(jìn)展較慢。據(jù)了解，未來沁水、鄂爾多斯盆地東緣兩大產(chǎn)業(yè)基地可出讓優(yōu)質(zhì)煤層氣空白區(qū)塊較少，企業(yè)新退出區(qū)塊分布多呈碎片化，整裝出讓難度大。

圖3 中國油氣不同礦種探礦權(quán)面積分布圖

2.3 開發(fā)企業(yè)效益總體較差，投資處于爬坡階段

據(jù)調(diào)研，各煤層氣生產(chǎn)企業(yè)的勘探開發(fā)總體效益較差，僅部分資源技術(shù)條件較好的企業(yè)盈利。造成這一現(xiàn)象的原因包括：①煤層氣開發(fā)達(dá)產(chǎn)率低，除潘莊、保德等少數(shù)區(qū)塊外，達(dá)產(chǎn)率普遍介于50%～60%，甚至更低。②開發(fā)成本偏高且上升壓力大，據(jù)調(diào)研，煤層氣綜合開采成本多介于1.1～1.7元/m3。近年來，隨著安全環(huán)保要求提高，生產(chǎn)企業(yè)的成本壓力有所上升，與因技術(shù)創(chuàng)新和管理水平提升帶來的成本下降相抵消。

此外，受低油價(jià)疊加低效益影響，企業(yè)對(duì)煤層氣投資積極性不高?！笆濉逼陂g，我國煤層氣勘探開發(fā)共計(jì)投資158億元，僅為同期頁巖氣投資的22.0%和常規(guī)油氣投資的1.3%（圖4）。受2018年國家加大勘探開發(fā)力度等政策的影響，“十三五”期間煤層氣勘探開發(fā)投資呈“先抑后揚(yáng)”的趨勢，2016年投資僅16億元，2018年后逐漸走出低谷，至2020年投資升至43億元。

電力企業(yè)大多數(shù)資金投資于長期性基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目，只有當(dāng)企業(yè)投資項(xiàng)目的未來現(xiàn)金流凈現(xiàn)值大于企業(yè)投資成本時(shí)，企業(yè)才可能從中獲利。然而，電力企業(yè)的產(chǎn)品公用性特點(diǎn)和國家壟斷性質(zhì)，決定了其未來的現(xiàn)金流難以預(yù)測。一方面，電力能源具有公共物品屬性，為保障我國各行業(yè)和居民生活的用電需求，我國的電價(jià)不是由市場自發(fā)形成的，而是依賴于國家相關(guān)部門的調(diào)控和監(jiān)督；另一方面，部分電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是出于國家服務(wù)群眾等相關(guān)宏觀調(diào)控政策的需求，使得電力投資具有較強(qiáng)的公益性特征。因此，我國電力企業(yè)的特殊性使得其資金投資的實(shí)際收益難以預(yù)測。

圖4 中國煤層氣、頁巖氣年度投資統(tǒng)計(jì)圖

2.4 產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)惠政策和改革措施有待進(jìn)一步加強(qiáng)

煤層氣財(cái)政支持力度有所下降。2016年3月，財(cái)政部發(fā)布《關(guān)于“十三五”期間煤層氣（瓦斯）開發(fā)利用補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)的通知》，將煤層氣開發(fā)的政府補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)從每立方米0.2元提高至0.3元。2020年6月，財(cái)政部印發(fā)《清潔能源發(fā)展專項(xiàng)資金管理暫行辦法》，對(duì)煤層氣、頁巖氣和致密氣開采利用按照“多增多補(bǔ)”“冬增冬補(bǔ)”的原則給予獎(jiǎng)補(bǔ)。經(jīng)調(diào)研，煤層氣企業(yè)獲得的補(bǔ)貼基本在0.2元/m3以下，較之前0.3元/m3的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)明顯下降。

產(chǎn)業(yè)支持政策落實(shí)程度仍待加強(qiáng)。調(diào)研中多家企業(yè)反映，目前存在煤層氣增值稅先征后返周期較長、優(yōu)惠政策落實(shí)力度不夠等問題。此外，煤層氣礦權(quán)管理改革有待進(jìn)一步優(yōu)化。部分省份提高了最低勘查投入標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)了省級(jí)礦管部門對(duì)煤層氣礦業(yè)權(quán)使用的監(jiān)管，督促企業(yè)加大投入。但同時(shí)政策措施的差異可能增加礦權(quán)管理的復(fù)雜性[16]，標(biāo)準(zhǔn)過高會(huì)影響企業(yè)正?？碧酵顿Y節(jié)奏，相關(guān)做法利弊有待進(jìn)一步探討。

3 對(duì)中國煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建議

展望高質(zhì)量發(fā)展和碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)，煤層氣產(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇：一是“雙碳”目標(biāo)為天然氣整體大發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的機(jī)遇[17]，有望推動(dòng)煤層氣加速勘探開發(fā)；二是加強(qiáng)甲烷排放控制成為全球共識(shí)，將推動(dòng)煤炭煤層氣協(xié)調(diào)發(fā)展；三是高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)下煤礦安全整治全面深化進(jìn)入治本攻堅(jiān)階段，“先采氣后采煤”政策落實(shí)力度有望加大。

為加快我國能源結(jié)構(gòu)低碳轉(zhuǎn)型和煤層氣產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展，提出了“加大勘探力度、加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)、增加區(qū)塊供給、體現(xiàn)多元價(jià)值”的建議。

1）加強(qiáng)煤層氣資源勘探力度，夯實(shí)煤層氣資源家底。加大風(fēng)險(xiǎn)勘探支持力度，積極推進(jìn)山西省深層、新疆維吾爾自治區(qū)高陡構(gòu)造、貴州省多薄儲(chǔ)層等煤層氣新區(qū)、新領(lǐng)域勘探；大力開展基礎(chǔ)性煤層氣資源地質(zhì)勘查工作，推進(jìn)2 000 m以深煤層氣資源評(píng)價(jià)，圈定重點(diǎn)勘查有利靶區(qū)，加大地質(zhì)勘查力度，推進(jìn)煤層氣儲(chǔ)量增長。

2）持續(xù)加強(qiáng)勘探開發(fā)技術(shù)攻關(guān)，促進(jìn)煤層氣高效開發(fā)。實(shí)施深層、超低滲、高陡構(gòu)造等難采煤層氣資源效益勘探開發(fā)技術(shù)攻關(guān)，推動(dòng)鉆井、壓裂、排采技術(shù)工藝持續(xù)改進(jìn)與推廣利用，加強(qiáng)老井、低產(chǎn)井增產(chǎn)改造技術(shù)體系創(chuàng)新。依托重大項(xiàng)目建設(shè)高水平研發(fā)平臺(tái)，聯(lián)合產(chǎn)、學(xué)、研力量解決關(guān)鍵核心技術(shù)問題。打造深層、低煤階等煤層氣勘探開發(fā)示范基地。

3）增加煤層氣優(yōu)質(zhì)區(qū)塊供給規(guī)模，深化煤層氣礦權(quán)管理改革。加快煤層氣礦權(quán)推出速度，推動(dòng)各省區(qū)市制定3 000 m以淺煤層氣空白區(qū)的出讓規(guī)劃。鼓勵(lì)煤層氣礦權(quán)增列、三氣合采，加大協(xié)調(diào)力度推動(dòng)與煤炭、油氣企業(yè)合作，創(chuàng)新合作模式。依據(jù)自然資源部《關(guān)于推進(jìn)礦產(chǎn)資源管理改革若干事項(xiàng)的意見（試行）》（自然資規(guī)[2019]7號(hào)）文件精神，保持煤層氣與油氣礦權(quán)管理制度的一致性。

4）采取措施體現(xiàn)煤層氣開發(fā)多種效益，統(tǒng)籌改善煤層氣發(fā)展市場環(huán)境。采取措施充分體現(xiàn)煤層氣開發(fā)利用的“能源”“環(huán)?！焙汀鞍踩比髢r(jià)值，比如穩(wěn)定財(cái)政補(bǔ)貼政策、納入碳交易市場和煤礦安全基金等，從而提高企業(yè)的整體效益和投資積極性。著力打通煤層氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的改革堵點(diǎn)，包括保障勘探開發(fā)用地、完善產(chǎn)供銷體系、推進(jìn)高質(zhì)量對(duì)外合作等；統(tǒng)籌完善能源安全、甲烷減排、生態(tài)環(huán)保等政策協(xié)調(diào)機(jī)制。

4 結(jié)論

1）“十三五”以來，已開發(fā)主力煤層氣田實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，中深層煤層氣等新領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了勘探開發(fā)的重大突破，理論技術(shù)創(chuàng)新成為儲(chǔ)產(chǎn)量增長的主要推動(dòng)力。截至2021年底，我國累計(jì)探明煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量超過 8 000×108m3，年產(chǎn)氣量約 64×108m3。綜合煤層氣資源潛力來看，我國煤層氣產(chǎn)業(yè)仍處于規(guī)模開發(fā)初期階段。

2）煤層氣管理體制改革不斷深化。煤層氣探礦權(quán)競爭性出讓取得較好效果，“十三五”以來競爭性出讓礦權(quán)近5 900 km2。山西省等省份創(chuàng)新礦權(quán)管理政策、加大產(chǎn)業(yè)支持力度，取得了良好的成效并具有推廣價(jià)值。

3）我國煤層氣產(chǎn)業(yè)面臨四大方面的挑戰(zhàn)：一是煤層氣資源賦存條件日趨復(fù)雜；二是煤層氣礦業(yè)權(quán)相對(duì)較少；三是企業(yè)投資仍處于由低谷期逐步爬坡階段；四是產(chǎn)業(yè)支持政策和管理改革措施有待進(jìn)一步加強(qiáng)和優(yōu)化。

4）面對(duì)高質(zhì)量發(fā)展和碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)等一系列新形勢新要求，應(yīng)從加大勘探力度、加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)、增加區(qū)塊供給、體現(xiàn)多元價(jià)值等方面著手推動(dòng)煤層氣產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。