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 中國煤層氣地質(zhì)特征

美國主要開(kāi)發(fā)中低階煤，中低階煤的滲透性好，解吸、擴散性要比高階煤好得多，故單井產(chǎn)氣量較高。而我國中低煤階的埋深一般都比較大，滲透性較低，一般都在5mD以下，大多數都在1mD以下，低滲透性?xún)雍瑲饬客^低，因而產(chǎn)氣量遠不如北美煤層氣井。目前我國煤層氣主要產(chǎn)自高階煤，這些煤層大都埋深較淺、厚度較大、受構造應力影響小、煤層完整性好。雖然滲透率較低，但通過(guò)水力壓裂改造增加了接觸面積和滲透性，加上含氣量一般都在15m³/t以上，因而單井產(chǎn)氣量尚有經(jīng)濟效益。但滿(mǎn)足上述條件的高階煤層范圍有限，我國大多數高階煤的典型特征表現為受構造應力影響大、或煤層較碎甚至成粉末狀，或埋深較大、單層厚度有限等，現階段技術(shù)條件下很難獲得商業(yè)開(kāi)發(fā)。

煤層氣資源儲量、分布及潛力

中國煤層氣資源豐富，國內有39個(gè)含煤層氣盆地，集中分布于中部、西部等多個(gè)區域。此外，在海南島、東部海域也有零星分布。根據第四輪油氣普查，中國目前有114個(gè)CBM含氣區帶，煤層氣資源面積高達42.6×10⁴km²，總儲量為30.6×10¹²m³。其中儲量達到0.5×10¹²m³以上的富集區就有14個(gè)，資源量約占93.4%。

2015年，我國初步建成了沁水、鄂爾多斯東緣兩大CBM產(chǎn)業(yè)基地，年產(chǎn)量達44×10⁸m³?！笆濉逼陂g，我國煤層氣開(kāi)發(fā)迎來(lái)了新一輪高潮，相繼在冀中大城、海拉爾呼和湖及準噶爾盆地等區域發(fā)現了數個(gè)大型煤層氣有利區帶。截至2021年末，煤層氣產(chǎn)量年均增速15%以上，全國煤層氣供應量78×10⁹m³（含煤層氣區塊內其他非常規天然氣），較2015年翻一番。

我國煤層氣開(kāi)發(fā)面臨的關(guān)鍵問(wèn)題

在新形勢下，在老區、新區、產(chǎn)業(yè)化基地領(lǐng)域，煤層氣開(kāi)發(fā)捷報頻傳，但煤層氣井單井產(chǎn)量低、難以大規模開(kāi)發(fā)仍是限制國內CBM快速發(fā)展的關(guān)鍵難題。

政策挑戰

長(cháng)期以來(lái)我國缺乏國家層面上統一的煤層氣開(kāi)發(fā)規劃，國內不少龍頭煤層氣企業(yè)與下游配套公司存在目標不一、統籌難度大等問(wèn)題，尚未形成明確的分工協(xié)作機制。受?chē)H油氣價(jià)格和新冠疫情的影響，全國對于煤層氣開(kāi)發(fā)項目的財政補貼力度有限，對開(kāi)發(fā)者的經(jīng)濟刺激不顯著(zhù)。此外，我國尚未明確界定煤層氣的礦業(yè)產(chǎn)權，對于煤層氣的礦權協(xié)調保障制度完善度低，部分區域甚至出現煤炭開(kāi)采與煤層氣開(kāi)發(fā)重疊的現象。

技術(shù)挑戰

我國煤層屬于典型的“三低一高”氣層，難以直接參考美國已形成的CBM開(kāi)發(fā)模式。由于國內對于煤層氣的地質(zhì)理論研究不深，不同區塊的CBM開(kāi)發(fā)技術(shù)匹配度差，仍未形成適用于不同煤層地質(zhì)環(huán)境的通用性開(kāi)發(fā)技術(shù)。加之我國煤層氣開(kāi)發(fā)起步晚，針對復雜地質(zhì)環(huán)境下的煤層氣開(kāi)發(fā)尚未取得重大技術(shù)突破，對于深部煤、低階煤的高效開(kāi)發(fā)仍存在許多“卡脖子”問(wèn)題。

成本挑戰

煤層氣的前期地質(zhì)研究、地震勘探、測井及鉆完井等作業(yè)都需要龐大的成本投入，且我國適合開(kāi)采的煤層氣儲層本就開(kāi)發(fā)難度大，產(chǎn)氣量有限，勢必會(huì )存在投入高、收益低的難題。加之我國對煤層氣排采過(guò)程中儲層物性變化對產(chǎn)氣量的影響研究不深，無(wú)法長(cháng)期有效保證煤層氣井的穩產(chǎn)增產(chǎn)，排采連續性差，短期內大幅降低生產(chǎn)成本難度大。同時(shí)由于國內煤層氣地面開(kāi)發(fā)部分關(guān)鍵設施與裝備存在空白，仍高度依賴(lài)進(jìn)口，進(jìn)一步增大了開(kāi)發(fā)成本。

設施挑戰

在管網(wǎng)設施方面，我國現階段的天然氣管網(wǎng)設施仍不完善，在煤層氣富集的中西部地區尚未配置符合需求的長(cháng)輸管道，開(kāi)發(fā)與消費環(huán)節嚴重脫節。在人才設施方面，國內多數煤層氣開(kāi)發(fā)項目研究規模有限，雖都具備自身的工程技術(shù)團隊，但仍面臨專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員不足、缺乏行業(yè)帶頭人等瓶頸。此外，不少煤層氣開(kāi)發(fā)隊伍仍處于相互獨立、各自為戰的分散狀態(tài)，彼此缺乏深度的交流合作，難以快速提升整體技術(shù)研發(fā)水平。