煤层气：加油清障 澎湃向上

我国煤层气资源丰富，勘探、开发、生产难度大，但经过二三十年的艰辛实践，已有相当基础。只要有决心、信心和恒心，坚持不断为煤层气产业加油清障，在政府政策导引和相关企业推动下，我国煤层气产业具有光明前景，必将形成完整高效的产业体系。

煤层气，又被称为瓦斯，是赋存在煤层和煤系地层的烃类气体，主要成分为甲烷。

瓦斯曾有“井下杀手”的恶名，一个意外的火花就可能酿成一场悲剧。但随着人类对其认识的深入，它被大规模地开采出来并得到高效利用，不仅有效保障了矿工的生命安全，而且“进入寻常百姓家”，成为生活中常见的优质清洁能源。

改革开放40年来，我国以一系列技术突破为先导，在煤层气勘探开发领域取得了举世瞩目的成就，煤层气产业从无到有、从小到大，改善了环境，提高了采煤效率，率先发展成为大规模商业化开采和使用的非常规天然气之一。

正视优质“气”资源

1991年，孙茂远是煤炭科学技术情报信息研究所副所长。回忆起煤层气产业发展的历程，现任国家能源委咨询专家委员会委员的他十分感慨。

“我国煤层气的发展缘起于国外煤层气产业的成熟，它的名字是从国外‘进口’的。”孙茂远说。

1979年，美国面临第二次石油危机，能源安全压力很大。为了扶植煤层气产业，美国通过了《原油意外获利法》。其中，第29条税收补贴政策使煤层气开发补贴超过了天然气，这激励了很多石油公司投资煤层气开发事业。1983年，美国只产煤层气1.7亿立方米，到1995年已达到250亿立方米左右。

这一消息传到中国后，引发了震荡。一研究啥是煤层气，人们发现，原来它就是煤矿井下一直在抽采的瓦斯。

瓦斯是煤的伴生矿产资源，当其在空气中浓度达到5%至16%时，遇明火会爆炸。1952年，我国已在抚顺矿务局龙凤矿等地建立了瓦斯抽放站，但受技术制约，当时主要是为了预防瓦斯事故，抽出的瓦斯大多排空，并没有想到如何利用。

1989年9月，原能源部邀请了美国煤层气专家来华介绍情况。当年11月，我国历史上第一次煤层气会议——“能源部开发煤层气研讨会”在沈阳市召开。随后，国家“八五”攻关项目组、一些地方企业、全球环境基金等单位资助设立了多个煤层气的研究项目，并在河北大城县、山西柳林县进行了煤层气的勘探试验。

煤层气开发主要有两种方式：一为地面钻井开采，二为井下抽采。受历史因素影响，我国很多煤矿井下都是边采煤边采气，抽出的煤层气浓度低、不均衡，利用方式有限。地面钻井开采则是先采气后采煤，是更为先进的方式，能促进资源的高效利用。因而，重大研究项目也是围绕地面钻井的思路展开。

沁水盆地蕴藏着世界上最优质的无烟煤和我国探明储量最多的煤层气。但由于其储层透气性差、地面抽采难度大，被国内外专家称为不可能完成的事，是世界公认的煤层气抽采“禁区”。1990年，山西晋煤集团尝试引进美国地面钻孔释压抽排瓦斯技术，并成功应用于施工井。

潘庄井田是晋煤集团煤层气产业的开端。从1995年开始，晋煤集团施工了7口煤层气井，组成了全国第一个煤层气开发先导性试验井组（潘庄井组），并取得了成功。这是我国最先成功进行的煤层气井群排采试验，开创了我国煤层气地面开发利用的先河，有力地推动了整个沁水煤田煤层气的勘探开发工作。

艰难迈向产业化

我国是煤层气资源丰富的国家之一，储量居世界第三位，仅次于俄罗斯和加拿大。据勘查，埋深小于2000米的煤层气总储量约为37万亿立方米，大致相当陆上常规天然气资源量。其中，可采资源量超12万亿立方米。

1970年至1990年间，中国煤层气进入试验勘探阶段，一些境外的企业和机构纷纷来到中国“闯荡”。这期间，我国引进了煤层气专用设备和软件，在煤层气资源评价、储层测试、开采技术等方面得到了长足的进步。但由于没有统一管理，也在签订合同等方面出现了问题。

1994年，当时的煤炭工业部成立了由美国环保局资助的煤炭工业部煤层气信息中心，提出“要把煤层气作为煤炭的第二资源来开发”的口号，成立了中联煤层气公司。

中联煤层气公司成立以后，主要任务是进行煤层气的勘探、开发、生产、输送、销售、利用，按照石油界比较盛行的合作方式——产品分成合同方式进行管理。此外，它还被给予了煤层气对外合作专营权。10年来，共签署了30多份煤层气对外合作产品合同，促进了对外合作的发展。

“1998年1月19日，第一份合同正式签订。一直到2004年，煤层气都处在勘探的阶段。勘探量是240多口井，中联煤层气公司就打了180多口井。不过，当时发展很艰难，产量也很低。”孙茂远说。

与美国、加拿大、澳大利亚等煤层气开发条件较好的国家相比，我国的煤层气勘探开发存在许多“先天问题”：地质环境多变，经历过多期次构造运动，煤层受到严重的挤压破坏，煤层气藏具有低压、低饱和、低渗透、瓦斯含量高、煤质松软的特点；开采过程中煤层气放散速度快，易诱发瓦斯爆炸。我国煤层气成矿和储存条件的特点，决定了仅靠引进技术是不够的，必须探索出一条具有本国特色的煤层气勘探开发道路。

一些国有大型煤炭企业也开始加入煤层气规模化开发的队伍。其中，最典型的就是晋煤集团。2003年，晋煤集团成立了蓝焰煤层气有限责任公司，专门从事煤层气地面开发和煤田地质勘探工作，推进地面瓦斯抽采治理进程，并取得了很多成果。

一起事故无意中加快了煤层气开采的脚步。2005年2月14日15时01分，辽宁阜新矿业集团孙家湾煤矿海州立井发生了一起特别重大瓦斯爆炸事故，造成214人死亡，30人受伤。事故发生的第三天，时任国家发改委主任的马凯主持召开了煤层气开发利用专题会议。在此会议上，孙茂远汇报了一个多小时。会后发布会议纪要，作出实行进一步减免税收、增加财政补贴，开展国家煤层气开发利用示范工程，成立煤层气开发利用国家工程中心等七项政策决议。

如今，孙茂远办公室的墙上还挂着当时煤层气示范工程剪彩时的合影，“从那时候，煤层气真正开始干起来了，煤层气的支持政策也相继落地”。

经过“十一五”、“十二五”的不懈努力，我国煤层气产业在基地建设、科技进步等方面取得了重大进展，初步形成了上、中、下游较为完整的产业链。据中国煤炭科工集团西安研究院研究员郝世俊介绍，20世纪90年代以来，在国家高技术研究发展计划（“863”计划）、国家重点基础研究发展计划（“973”计划）、国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”等支持下，中国煤层气钻井技术与装备得到长足发展，逐步研发了以空气钻井和“PDC钻头+螺杆马达”复合钻井为核心的直井钻井技术、以定向钻井为核心的丛式井钻井技术、以地质导向钻井为核心的水平井钻井技术，以及以欠平衡钻井和屏蔽暂堵为核心的钻井过程储层伤害控制技术，形成了沁水盆地南部的深煤层勘探开发技术体系和贵州的多煤层勘探开发技术体系，打造了数个国家级煤层气开发利用示范工程。

在企业层面，对于晋煤集团有“记录矿井瓦斯发展的史志”之称的李振虎来说，煤层气是陪伴他十年如一日、已被驯服的“猛虎”。随着晋煤集团成庄矿首个地面瓦斯抽放站的正式投运，二号、三号瓦斯抽放管道井的相继钻探，煤层气开采利用技术日益成熟，该矿实现了瓦斯的民用。2008年，该矿对瓦斯系统进行优化，抽采方式由分区抽采改为本煤层抽采，和白沙工区瓦斯泵站所抽瓦斯专供成庄热电厂燃气机组使用，每天利用混合流量达24万立方米以上。随后，成庄矿和岳成矿煤层气公司的供气管道形成网络，拓展了瓦斯利用的空间。

作为全国最早发展煤层气产业的煤炭企业，晋煤集团经过20余年的探索和努力，已形成了“先采气后采煤、采煤采气一体化”的煤层气（瓦斯）开发模式，拥有了全国最大的地面煤层气抽采井群、全国最大的瓦斯发电集群和煤层气全产业链运营发展网络，建成了全国唯一煤与煤层气共采国家重点实验室，打造了A股煤层气上市企业——蓝焰控股，成为全国最大的煤层气（瓦斯）开发利用企业。

产业走势与抉择

从2006年地面煤层气产量1.3亿立方米，到2014年达到37亿立方米，我国煤层气产量超过了美国初期同时段的年度产气量，迎来翻天覆地的变化。据统计，截至2017年底，我国累计探明煤层气地质储量7118亿立方米，其中包括沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘2个超千亿立方米煤层气田；累计钻井1.7万多口（其中水平井607口），建设煤层气年产能90亿立方米，实现年产量49.5亿立方米。

如今，煤层气已经进入平常百姓的生活，成为减轻环境负担的一分子。在晋煤集团世界最大瓦斯发电电厂——寺河120兆瓦瓦斯发电厂，60余台黄色的大型箱式机器——瓦斯发电机组正在运行。这里紧邻晋煤集团全国首座高瓦斯条件下千万吨级矿井，井下抽上来的瓦斯直接通过管路输送至这里进行发电利用，发出的电直接通过地方变电站进入山西省电力网络。

经过多年实践，全国煤层气勘探开发投入已达800亿元以上，掌握了常规煤层气开发技术，有的气田甚至达到了国际先进水平。国家重大煤层气科技专项实施多年，成果累累：已公布全国煤层气发明专利1325项、已授权578项，授权实用新型专利892项，颁布了技术标准、规范等数百项；培养了万人以上高素质技术人员队伍，装备水平也得到提升。

如今，煤层气产业基本形成中石油、晋煤集团、中海油（中联煤）三足鼎立的格局。不过，由于受到国家政策、成本效益、气价下跌等因素影响，主要煤层气开发企业从经营效益考虑，大幅削减了煤层气投资，勘探投资和工程量急剧萎缩。近年来，煤层气产业总体呈现增长疲软、后继乏力的态势。

“虽然我国煤层气、煤系地层天然气资源十分丰富，但受地质条件复杂和适应性技术不到位的影响，目前呈现总体产量较低、开发前景广阔的趋势。”煤层气开发利用国家工程研究中心主任、中石油煤层气公司副总经理徐凤银在2018年中澳非常规天然气论坛暨展览上说。论坛上，中澳煤层气专家表示，煤层气经济有效合采技术、深层煤层气综合开发技术、提高煤层气采收率技术，将是未来煤层气大发展的关键。

此外，今年全国两会期间，山西省晋城市市长刘锋等11名全国人大代表提交了《关于落实煤层气矿权退出机制，促进煤层气产业发展的建议》。刘锋指出，截至2017年底，全国约90%的探矿权由少数央企持有。这些探矿权大多数设置于2008年以前，但长期勘探投入不足，部分区块仅仅完成规定的最低勘查投入，存在“圈而不探、占而不采”的现象。其他有开发意愿的企业却无法获取足够的勘查区块，导致从事煤层气勘探开发的企业数量有限，市场竞争不充分，勘探投入较少。

“建立煤层气矿业权退出机制，增加企业数量和勘探投入，提倡采煤采气一体化，鼓励煤矿企业开展煤层气抽采。”刘锋建议。

孙茂远认为，当务之急要加大煤层气勘探开发力度，加快我国煤层气产业发展。从美国经验来看，美国在发展煤层气产业中，在一定时期给予煤层气税收补贴，调动了社会投资煤层气的积极性，促进煤层气产业持续发展，成为成熟产业。根据反复调研，孙茂远建议提高煤层气财政补贴，在每年国拨30亿元的煤矿安全技措资金中，分划一定额度用于支持专业煤层气企业地面开发煤矿规划区煤层气资源。

“在煤层气矿权范围内，支持煤层气、页岩气、致密气‘三气’合采，享受同等经济政策，煤层气业内期盼已久。”孙茂远说。

此外，盘活煤层气资源，拓展煤层气探采空间，推进煤层气勘探工作，简化行政管理和程序等也是孙茂远认为煤层气产业发展的方向。

“从长远看，科技进步和市场化是推动我国煤层气产业发展的两个重要引擎。”孙茂远指出，聚焦煤层气科技瓶颈问题，加强基础研究和示范工程攻关，逐步探索适用于我国各类煤层气资源的系列技术、工艺、装备，培育和支持有条件的煤层气企业上市，有效提高煤层气产业的经济效益。

“我国煤层气资源丰富，勘探、开发、生产难度大，但经过二三十年的实践，已有相当基础。只要有决心、信心和恒心，坚持不断为煤层气产业加油清障，在政府政策导引和相关企业推动下，我国煤层气产业具有光明前景，必将形成完整高效的产业体系。”孙茂远说。