馮三利
（中聯煤層氣有限責任公司 北京 100011）
作者簡介：馮三利，1956年生，男，高級工程師，現任中聯煤層氣有限責任公司副總經理，地址：北京市安外大街甲88號，郵編：100011。
摘要 文章從煤層氣資源、技術及政策等方面介紹了我國煤層氣開發利用現狀，闡明了我國煤層氣勘探開發存在的問題，並詳細分析了當前促進我國煤層氣快速發展的機遇，最後對我國煤層氣開發利用的前景進行了客觀展望。
關鍵詞 煤層氣 現狀 機遇 前景
Status，OPPortunities and DeveloPment ProsPects of China's CBM Industry
Feng Sanli
（China United Coalbed Methane CorP.Ltd.，Beijing 100011）
Abstract：The article introduced the status of development and utilization of China's CBM from CBM resources，technology and some policies respectively.Some issues of exploration and development of CBMwere also listed in this article.Based on the analysis on the various opportunities that China's CBM industry is faced with under new policy environment of China，the author finally looked into the future prospects of CBMdevelopment and utilization in China.
Keywords：CBM；status；opportunities；prospects
煤層氣，俗稱煤礦瓦斯，是近壹二十年來在世界上崛起的新型能源，是壹種以吸附狀態賦存於煤層中的非常規天然氣，其成分與常規天然氣基本相同，甲烷含量大於90%，發熱量大於8000kcal/m3，完全可以作為與常規天然氣同等質量的優質能源和化工原料。同時煤層氣在煤礦生產中又是壹種有害氣體，對煤礦安全生產造成巨大威脅，並且隨著煤礦的開采，大量的煤層氣排放到大氣中又會對環境造成嚴重汙染，是僅次於二氧化碳的主要溫室氣體來源。所以，開發利用煤層氣這壹潔凈能源，對於優化我國的能源結構、減少溫室氣體排放、減輕大氣汙染、解決煤礦安全生產以及實現我國國民經濟可持續發展都具有重大的現實意義。
美國是最先取得煤層氣商業化開發成功的國家，2004年年產量達到500×108m3，比我國同年天然氣年產量還多。近幾年來加拿大煤層氣產業發展迅猛，從2003年的1×108m3發展到2005年超過30×108m3，此外澳大利亞、印度近年來煤層氣也得到了快速發展。
1 我國煤層氣開發利用現狀
1.1 煤層氣資源/儲量狀況
我國是世界上第壹煤炭生產大國，煤炭資源量巨大，同時我國的煤層氣資源也十分豐富，2000年由中聯煤層氣有限責任公司承擔的國家計委壹類項目“全國煤層氣資源評價報告”，預測我國陸上煙煤和無煙煤煤田中，在埋深300～2000m 範圍內煤層氣資源量為31.46×1012m3，與我國陸上天然氣資源量相當，位居世界第三位，見表1所示。
表1 世界主要產煤國家的煤層氣資源（埋深2000m以淺）
*《全國煤層氣資源評價報告》，中聯煤層氣有限責任公司，2000年
截至目前，我國已探明煤層氣地質儲量1023.08×108m3，其中以地面開發為主探明儲量754.44×108m3，礦井抽放為主探明儲量268.64×108m3，見表2。
表2 我國煤層氣探明地質儲量壹覽表
1.2 勘探開發技術現狀
經過“六五”到“九五”，特別是“十五”國家科技攻關項目的實施，同時通過學習國外煤層氣勘探開發成功經驗，結合我國煤田地質特點，我國煤層氣從選區評價到勘探開發技術方面取得了長足發展，形成了壹系列具有自主知識產權的煤層氣勘探開發技術體系，基本掌握了煤層氣勘探開發的常規技術。這些技術主要包括：
——煤層氣開發有利地區選區評價技術
——繩索取心技術
——清水鉆開煤層技術
——水力攜砂壓裂技術
——清潔壓裂液攜砂壓裂技術
——氮氣泡沫壓裂技術
——欠平衡鉆井和完井技術
——多分支水平井鉆井和排采技術
——煤礦井下定向多分支長鉆孔抽采技術
1.3 煤層氣地面開發情況
我國的煤層氣地面勘探開發經過十余年的實踐，已取得了重大突破。其中具代表性的實現小規模商業性煤層氣地面開發的項目如下：
（1）山西沁水棗園井組煤層氣開發試驗項目：2003年4月棗園井組開始向外供氣。該井組***有生產試驗井15口，建有日壓縮能力3.6×104m3的小型CNG壓縮站和日發電400 kW的小型煤層氣發電站，實現了小規模煤層氣商業化開發、集輸、儲運和利用。
（2）遼寧阜新劉家井組煤層氣開發項目：阜新項目1999～2001年在阜新劉家井田鉆井8口，形成小型井網，單井平均產氣量為3000m3/d以上。
（3）山西晉城潘莊煤層氣地面開發項目：1992年，在山西沁水潘莊地區施工了7口煤層氣生產試驗井，排采效果較好。2004～2005年期間在潘莊井田施工了150口煤層氣井，壓裂排采70口井，日產煤層氣約10×104m3。該項目已建成完備的集輸管網、集氣站和壓縮站。
（4）山西沁南煤層氣開發利用高技術產業化示範工程——潘河先導性試驗項目（簡稱潘河項目）：該項目是國家發改委批準立項的國家煤層氣開發利用高技術產業化示範工程。計劃施工900口煤層氣井，分三期完成。第壹期施工150口煤層氣生產試驗井，2006年完成，建成壹個年產煤層氣約1×108m3的煤層氣生產示範基地；第二期計劃施工400口煤層氣生產井，產能達4×108m3/a；第三期計劃施工350口煤層氣生產井，產能達7×108m3/a。到2005年底，已完成100口井的鉆井、40口井的壓裂和地面工程建設，已於2005年11月1日正式開始對外供壓縮煤層氣，日產氣約7×104m3。
（5）山西省沁水縣端氏煤層氣開發示範工程：該項目是中聯煤層氣有限責任公司承擔的全國油氣資源戰略選區與評價項目中的壹個重點項目。該項目的目的是通過在端氏地區用多分支水平井鉆井工藝開采煤層氣，評價其煤層氣生產潛力，並形成以多分支井鉆井技術開采煤層氣的壹整套開采工藝技術。繼2005年中聯公司在山西省端氏區塊3煤成功地實施壹口多分支水平井後，2006年又在該區15 煤成功地實施了另壹口多分支水平井，經過排采試驗，目前單井日產量已達7000m3以上，預測日單井產能將達到4×104m3以上。該項目的成功將對我國高效開發煤層氣資源，特別是針對高瓦斯礦區在采煤之前快速抽采利用煤層氣資源，遏制煤礦重大瓦斯事故方面具有十分重要的意義。
1.4 礦井瓦斯（煤層氣）抽放利用
據統計，到2004年年底國有重點煤礦建有煤礦瓦斯地面抽采系統308 套，井下移動抽采系統272套，瓦斯抽采量18.66×108m3（見圖1），抽采率26.5%。45戶安全重點監控煤炭企業的瓦斯抽采量為16.95×108m3，年抽采量超過1×108m3的礦區有陽泉、淮南、水城、盤江、松藻、晉城、撫順等，其中山西陽泉、安徽淮南、遼寧撫順等3個高瓦斯礦區瓦斯抽放量占全國的1/3。
圖1 2001～2004年國有重點煤礦瓦斯抽采總量直方圖
目前井下抽放煤層氣利用量較低，不足50%，主要是礦區居民用氣和自備發電，少部分用於福利事業及工業原料，很大壹部分排空，這部分資源浪費很大，開發利用的空間也很大，應該引起政府有關部門和有關企業的重視。
1.5 現行優惠政策
壹是開發利用煤層氣征收5%的增值稅，不抵扣進項稅額；二是實行“兩免三減半”——中外合作開采煤層氣的企業，從開始獲利年度起，第壹年和第二年免征企業所得稅，第三年至第五年減半征收企業所得稅；三是勘探、開采煤層氣項目所需進口物資比照石油、天然氣的進口稅收政策執行；四是煤層氣價格按市場經濟原則，由供需雙方協商確定等。
1.6 我國煤層氣勘探開發存在的問題
（1）煤層氣開發利用政策扶持力度不夠。開發利用煤層氣的社會綜合效益要遠遠大於它的經濟效益，特別是在煤層氣產業發展的初期，政府應該給予更多的優惠政策，鼓勵企業從事煤層氣的勘探開發。美國煤層氣產業的快速發展，早期政府的鼓勵政策起到了決定性的作用。
（2）煤層氣勘探開發和科技投入過低而且分散，壹些關鍵技術和設備有待提高。煤層氣是壹種高投入、高風險、高技術的產業，要掌握它的基本賦存規律和開發技術，必須有較大的前期投入和較先進的儀器設備。
（3）煤層氣勘探開發與煤炭、油氣勘探區塊沖突逐漸顯現。煤與煤層氣是***伴生的關系，采煤與采氣必須有機結合才能協調發展，否則不僅浪費資源、汙染環境，而且還威脅煤礦安全。
（4）基礎管網薄弱。我國天然氣基礎管網比較薄弱，煤層氣企業不僅要建設井田內部管網，還要考慮長輸管網建設，無形中增加了企業的生產成本，影響了企業的經濟效益和開發煤層氣的積極性，加之我們的市場機制還不夠完善，氣價相對油價過低也是影響煤層氣發展的重要因素。
2 促進我國煤層氣快速發展的機遇與前景
2.1 中央政府高度重視和關心煤層氣產業的發展
溫家寶總理明確提出：“開發和利用煤層氣既可治理瓦斯，又可利用能源，壹舉兩得，應該加大科研、勘探、開發的力度。”2006年6月15日國務院辦公廳頒發了國辦發[2006]47號《關於加快煤層氣（煤礦瓦斯）抽采利用的若幹意見》的文件，規定了壹系列鼓勵和加快煤層氣勘探開發和利用的有力措施，將為我國煤層氣的快速發展起到巨大的推動作用。
2.2 能源、環境、煤礦安全生產迫切需要加快煤層氣開發利用
我國油氣資源短缺，但煤層氣資源豐富，是目前最現實的天然氣接替資源；我國又是產煤大國，在我國，高瓦斯和瓦斯突出礦井占46%以上，每年由於瓦斯事故給國家財產和入民生命造成巨大損失，同時由於采煤每年向大氣排放的甲烷達120×108m3以上，造成了巨大的環境壓力和資源的浪費，因此，先采氣、後采煤可以大大降低煤礦事故，有利於煤礦安全生產和節約能源。
2.3 政府己制定了煤層氣“十壹五”發展規劃
以往沒有統壹的國家煤層氣開發利用的專項規劃，煤層氣規劃分列在煤炭、石油等行業中，規劃不系統，落實不好，這也是影響我國煤層氣快速發展的因素之壹。近期，國家發改委已組織有關部門制定了全國“十壹五”煤層氣開發利用規劃，到2010年全國煤層氣（煤礦瓦斯）產量達100×108m3，其中地面開發煤層氣產量50×108m3，煤礦井下抽采煤層氣50×108m3，獲得新增煤層氣探明儲量3000×108m3，總投資300×108元（含勘探、開發、管網、科研），實現煤層氣產業化，國家規劃的制定，明確了煤層氣產業的發展目標，為政府制定煤層氣產業政策提供了依據，將引導企業從事煤層氣產業投資，加快煤層氣產業的發展步伐。
2.4 煤層氣國家工程研究中心的建立將促進煤層氣關鍵技術的研制和推廣應用
2006年3月6日，國家發改委以發改高技[2006]368號文，批復同意由中聯煤層氣有限責任公司牽頭聯合有關單位***同組建煤層氣開發利用國家工程研究中心。該中心將圍繞煤層氣開發利用重大技術需求，建設我國煤層氣勘探開發、加工利用的技術研發和工程化試驗設施，把煤層氣產業的重大科研成果進行完整的工程化和集成化應用研究，消化、吸收引進的先進技術，建立適合我國地質條件的煤層氣開發利用工程技術體系，為行業間提供壹個合作交流的平臺，成為煤層氣行業入才培養的基地，為煤層氣開發利用相關企業提供技術支持和服務，推動煤層氣產業的整體技術進步。
2.5 煤層氣開發技術日臻完善，壹些關鍵技術己有所突破
2.5.1 煤層氣井空氣/霧化鉆井技術
該技術在美國煤層氣田開發中普遍采用，已占開發井的90%以上，它的優點是鉆井周期短（2～4d），效率高、成本低，對煤層傷害小。國家“十五”科技攻關項目《煤層氣欠平衡鉆井技術研究》，結合中國煤層氣地質特點，開發出空氣鉆井設計軟件，形成了空氣鉆井系列技術，目前已在山西潘河示範項目中廣泛使用，使鉆井周期由原來的15 d以上縮短到不足5d，不僅降低了施工成本，而且避免了鉆井液對儲層的傷害。
2.5.2 多分支水平井鉆井、排采技術
美國的多分支水平井壹開始就是結合煤礦規劃實施的，壹般在5年內可以實現80%～85%的瓦斯采收率，這樣可以極大地改善采煤作業環境，促進煤礦安全生產，其綜合經濟效益與社會效益十分明顯。我國煤礦瓦斯事故多發，煤層滲透率低，急需推廣此項技術，以保證煤礦安全生產，節約清潔能源。2004年11月，奧瑞安公司設計和組織施工的DNP02多分支水平井正式投入生產並實現了預期工藝和產能雙重突破，煤層中水平井眼總進尺達8000m，單井日產穩定在2×104m3以上，中聯公司承擔的油氣戰略選區端氏水平井示範項目已分別在3煤和15煤成功實施兩口多分支水平井，預測單井產能在2×104m3以上。
2.5.3 煤礦井下水平長鉆孔抽采技術
通過國家“十五”攻關項目研究，利用國產鉆機使井下長鉆孔達500m 水平距離，用進口鉆機在國內試驗已使最大孔深達到了1002m，班進尺最高達到了400m。此項技術的推廣應用不僅可以促進煤礦安全生產，還可大大提高煤炭企業生產效率。
2.5.4 煤層氣儲層改造技術
儲層改造在煤層氣開發中是壹個關鍵環節，目前在沁水盆地主要用清水加砂壓裂方法。清潔壓裂液技術已在韓城井組實驗獲得成功，在沈北礦區針對褐煤利用小型洞穴完井技術進行改造，為低階煤煤層氣開發積累了經驗，特別是氮氣泡沫壓裂在潘河示範項目通過兩口井實驗獲得了巨大成功，經過排采顯示，比相同條件下煤層氣井產量成倍增加，具有很好的推廣利用前景。
2.6 沁南煤層氣開發利用高技術產業化示範工程潘河先導性試驗項目將有力推動我國煤層氣產業發展
2004年底國家發改委批準實施該示範工程項目，該項目位於山西沁水縣境內，含氣面積24.2km2，示範內容包括鉆井、增產改造、煤層氣集輸、增壓、數據傳輸、地面工程建設等。目前第壹期100口鉆井已完工，40口生產井已經運行半年多，整個設施運行平穩，產氣情況良好。通過對煤層氣地面開發全過程試驗，積累煤層氣開發技術和管理經驗，為推動我國煤層氣資源的大規模商業化利用將起到積極的示範作用，特別是為沁水盆地煤層氣田的大規模開發獲得了第壹手資料，打下了良好基礎。
2.7 清潔發展機制（CDM）推動煤礦區煤層氣開發利用
《京都議定書》於2005年2月生效，清潔發展機制（CDM）是《京都議定書》所規定的發達國家在境外實現部分減排承諾的壹種履約機制。它的核心是允許發達國家和發展中國家進行基於投資項目的“經證明的減排量（CERs）”的轉讓與獲得。煤層氣開發利用是實施CDM項目的重要領域。煤層氣的主要成分是甲烷，甲烷的溫室效應是二氧化碳的21倍，目前國際碳指標每噸為5～10 美元。我國煤礦區煤層氣平均抽放率目前僅為32%，2004年抽放量為18.6×108m3，煤層氣利用量不足壹半。如果通過CDM機制引進資金和技術支持，對煤層氣產業自身發展和推動煤礦區煤層氣利用將起到積極的促進作用。
2.8 基礎管網設施不斷完善
天然氣輸送管道缺乏，是制約我國煤層氣發展的壹項重要外部條件。隨著“西氣東輸”管線的運行，為相關地區煤層氣勘探開發利用提供了壹個大發展的良好契機。“西氣東輸”管線沿途經過我國多個主要煤田，如新疆準南煤田、山西河東煤田、沁水煤田和淮南煤田等，這些煤田是我國煤層氣資源條件很好的地區，也是目前我國煤層氣勘探開發的熱點地區。另外，陜京復線的建設、山西省規劃的煤層氣管線的實施，也將為煤層氣的集輸利用提供良好的基礎條件。
3 結語
綜上所述，在我國，豐富的煤層氣資源為我們提供了良好的物質基礎，國民經濟的快速發展提供了巨大的市場需求，煤礦井下瓦斯抽放已經積累了幾十年的經驗，地面勘探開發煤層氣也有十多年的歷史，煤層氣勘探開發的技術手段日臻完善和成熟。目前中央政府高度重視煤層氣的開發，制定了煤層氣的專門發展規劃，批準成立了煤層氣開發利用國家工程研究中心，頒發了《關於加快煤層氣（煤礦瓦斯）抽采利用的若幹意見》的文件，規定了壹系列鼓勵和加快煤層氣勘探開發和利用的有力措施，煤層氣開發的外部環境越來越好，為我國煤層氣產業的跨越式發展創造了良好的機遇。根據我國目前煤層氣產業發展的狀況和發展趨勢，到2010年完全可以實現煤層氣“十壹五”發展規劃確定的目標，以沁水盆地為重點，實現地面開發煤層氣年產50×108m3，煤礦井下抽采煤層氣50×108m3，為煤礦安全生產服務，為構建社會主義和諧社會貢獻壹份力量。
參考文獻
[1]馮三利、葉建平主編.2003.中國煤層氣勘探開發關鍵技術研究.國家“十五”攻關科研報告
[2]馮三利、葉建平主編.2005.中國煤層氣勘探開發配套技術研究.國家“十五”攻關科研報告
[3]中聯煤層氣有限責任公司.2000.沁水盆地煤層氣田新增煤層氣儲量報告，內部資料