煤层气工业的发展历程.ppt

第一章 煤层气工业的发展历程,煤层气俗称“瓦斯”，是赋存于煤层及其围岩中的与煤炭共伴生的一种天然气体，国际上惯称其为煤层甲烷(Coal bed Methane，简称CBM)。它是地史时期煤中有机质的热演化生烃产物，它的生成是以煤岩有机组成为基础，以各种地质运动、构造活动引起的沉积埋藏导致的煤化作用为辅助条件，内外因共同作用的结果。,第一章 煤层气工业的发展历程,煤层气是一种非常规天然气资源，也是一种战略性的后备资源，由于能源危机和环保问题日益受到世界各国的重视，开发煤层甲烷逐渐提到议事日程上来。通过政策扶持和科研投入成功地实现了从“瓦斯灾害”到“优质能源”的认识转变以及从“井下抽放”到“地面开发”的技术革新，特别是美国多年来在煤层气勘探开发中所积累的技术和经验，以及所取得的显著效益，更促使了煤层气工业在世界范围内的蓬勃发展。,第一章 煤层气工业的发展历程,第一节 煤层气工业的萌芽第二节 煤层气工业的形成第三节 煤层气工业的蓬勃发展第四节 中国的煤层气工业第五节 中美煤层气工业的比较,第一节 煤层气工业的萌芽,一、煤层气开采的萌芽瓦斯气体是煤矿安全生产中最大的威胁之一，有“煤矿第一杀手”之称。人类最早开采煤层气是出于采煤过程中安全的需要，采抽出的煤层气被排放到空气中或直接燃烧掉，并没有加以利用。最早的有历史记载的瓦斯抽放可追溯到1637年以前，我国天工开物一书记载了利用竹管引排煤中瓦斯的方法。早在1733年，英国一家煤矿首次进行了煤矿瓦斯抽放和管道输送的尝试。1844年，又有一个发生过瓦斯爆炸事故的矿井将采空区的瓦斯抽放至地面。19世纪的欧洲曾有过尝试钻入煤层抽出煤层气，以减少采矿危险。19世纪后期，英国威尔士开始进行从煤层中抽排瓦斯的试验。英国生产矿井中，45%的甲烷通过管道抽排到地面进行利用。,第一节 煤层气工业的萌芽,二、煤层气开发的诞生随着世界经济的发展，煤炭资源被大规模开发和利用，煤矿瓦斯爆炸事故也频频发生。1907年，美国发生了其历史上最致命的一次矿难，西弗吉尼亚的一次爆炸夺走了362个人的生命，该年美国矿难死亡人数达3200余人。据专家统计，到20世纪初期，美国的矿难每年有近6的矿工葬身井下，近6的工友落下终身残疾，6的从业者受到不同程度的暂时性损害。英国煤矿历史上约有15000人死于瓦斯爆炸事故，最严重的一次是1913年10月14日发生在Senghenydd煤矿的瓦斯爆炸事故，死亡439人。我国瓦斯事故发生的频率更高，煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%。在中国煤矿重大恶性事故中，瓦斯爆炸引起的事故约占70-80%，造成的伤亡占到特大事故伤亡人数的九成。,第一节 煤层气工业的萌芽,瓦斯不仅是矿工的生命杀手，还是人类生存环境的破坏者。甲烷是造成环境温室效应的3种主要气体(甲烷、二氧化碳和氟利昂)之一，如果以原子为基准，甲烷的加热效应是CO2的21倍，以重量为基准则达70倍。甲烷排入大气层，不仅因其温室效应引起气候异常，而且消耗大气平流层中的臭氧，对臭氧层的破坏能力是二氧化碳的7倍，严重削弱了臭氧层对太阳紫外线侵袭的防护作用，危害人类健康。,第一节 煤层气工业的萌芽,在此期间，美国在不断探索中逐渐将常规油气钻井技术引进煤层气的开发中来，采用常规油气理论做指导进行钻井。1920年和1931年，美国在粉河盆地中部的怀俄德克煤层和阿巴拉契亚北部比格郎气田的匹兹堡煤层先后打出3口煤层气自流井。20世纪50年代以来，菲利浦石油公司参与圣胡安盆地的煤层气开发，在水果地组煤层打出一大批气井，其中大多数井均获成功。1953年，美国在圣胡安煤田钻了第一口地面煤层气井，产气量达1.2万方/日。20世纪40年代，德国的一座煤矿首次大规模开采煤层气，排到地面并加以利用。,第一节 煤层气工业的萌芽,20世纪70年代，美国的煤矿主为了寻求一条根治煤矿瓦斯事故的途径，尝试着利用石油天然气开发技术进行煤矿瓦斯地面预抽试验。经过近10年的探索，煤矿瓦斯地面抽采获得成功。之后，一些石油公司纷纷介入，在政府扶持下逐步形成了一个介于煤炭工业和石油天然气工业之间的新兴产业煤层气开发。,第二节 煤层气工业的形成,在20世纪70年代以前，美国煤矿抽放煤层气主要是为了煤矿井下安全目的。1994年以前美国每年因采煤而排放的甲烷总量达到42亿立方米，不仅严重污染了大气层而且浪费了巨大的动力和资金。进入20世纪70年代，在全球能源危机的影响下，石油价格一度高涨，美国首先意识到煤层气可以作为一种能源，能够有效缓解石油供需矛盾。美国能源部做出了开展包括煤层气在内的非常规天然气回收研究的决定。从1978年开始对全美16个含煤盆地进行了长达8年的煤层气研究。对煤层气的储集和运移机理、生产方式和开采工艺有了进一步的认识，先后对14个盆地做出了资源量计算。,第二节 煤层气工业的形成,1980年，美国政府出台了能源意外获利法，鼓励非常规气体能源和低渗透气藏的开发，其中可适用于煤层气的鼓励政策是第29条的税收补贴政策。该税收优惠政策的出台在煤层气开发的初期起到巨大的推动作用。1980年12月，全世界第一个商业煤层气田黑勇士盆地橡树林煤层气开发区建成投产，标志着美国煤层气产业进入起步阶段。美国天然气研究所和许多天然气公司开始了大规模煤层气商业性开发，不久又在圣胡安盆地取得重大突破，至此黑勇士盆地和圣胡安盆地成为美国现在煤层气生产的主要基地。其产量占全美煤层气产量80%以上。两大盆地的煤层气产量的主要增长期开始于1986年，这归结于煤层气勘探、生产技术的重大进步以及联邦减税政策的实施。自1980年该法出台以后的10年间，美国黑勇士盆地煤层气开采得到的税收补贴大约是2.7亿美元，圣胡安盆地的税收补贴为8.6亿美元。,第二节 煤层气工业的形成,1983年，阿拉巴马州颁布了煤层气产业法规，是最早颁布煤层气产业法规的美国州政府，弗吉尼亚州和西弗吉尼亚州又相继颁布了煤层气法规。阿拉巴马州和弗吉尼亚州在颁布煤层气法规后，煤层气产量大幅度上升，由此产生的经济效益和社会效益非常明显。1986年以后，美国在取得东部浅层含煤盆地煤层气开发经验的基础上，同时对西部深层含煤盆地展开了研究，并取得了明显的开发效果。90年代晚期，怀俄明州和蒙大拿州粉河盆地的煤层气产量迅速增长，随后一度成为美国煤层气开采最活跃的地区之一。煤层气产地也从当初的圣胡安、黑勇士盆地拓展到粉河、拉顿、尤因塔和大绿河等含煤盆地，同时涌现一批优秀的煤层气生产企业。,圣胡安、黑勇士、粉河、拉顿、尤因塔-皮申斯和大绿河,第二节 煤层气工业的形成,最初能源以外获利法中第29条的税收优惠政策的适用期为10年，即到1989年底。而1988年美国政府又把该项优惠政策延迟到1990年底，后来政府又第二次把截止期推迟到1992年底。在1979年12月31日至1993年1月1日之间钻探的井中生产出的煤层气产量，在2003年1月1日以前都可以享受到第29条税收政策规定的补贴。,第二节 煤层气工业的形成,美国第29条的税收补贴政策的截止日期的2次推迟，极大地促进了煤层气开发者在3个截止日期之前，以最大的努力钻探最多的井以期获得最大限度的税收补贴。到1994年底，全美已有6000多口煤层气井，正在生产的井超过5500口，年产量逾210108m3，占美国油气总产量的4.2%。美国的第29条的税收优惠政策有效推动了美国煤层气井数和产量的增加，使美国煤层气产量从1983年到1995年的12年间，美国煤层气年产量从1.7亿m3猛增到250亿m3，基本形成产业规模。,第二节 煤层气工业的形成,煤层气的销售主要是通过管道输送到各类用户，因此天然气管道政策直接影响着煤层气产业的形成与发展，是制约煤层气产业的重要政策因素。美国拥有完善的全国性天然气管道系统。美国生产的煤层气主要通过天然气管道供应各类用户。因此，有关天然气管道输送的政策对煤层气产业具有直接影响。1992年5月，美国天然气管道向市场开放，美国能源管理委员会颁布了第636号法令，取消了管道公司对天然气购销市场的控制，实行了天然气管道的市场开放政策。美国联邦能源管理委员会颁布的第636号法令和天然气工业的变化给煤层气生产商带来的机会主要体现在以下几个方面：,第二节 煤层气工业的形成,（1）煤层气生产商可拥有多种选择来出售煤层气。大多数矿区靠近主要的天然气消费区和市场，因此，煤层气生产商可通过市场中间商销售煤层气，或直接销售给附近市场的分销商和终端用户。（2）由于存在运输容量二级市场和普遍开放规定，煤层气生产商可以自由地将煤层气输入天然气管道。（3）煤层气生产商能获得较高的煤层气井口价。,第二节 煤层气工业的形成,有人曾预言在1993年初停止减税政策之后，煤层气的产量将会减少甚至停止。然而这种情况并没有发生，或许是因为天然气被认为是一种理想的清洁能源，以及现在新的生产技术的发展已经不需要减税刺激政策就可以实现煤层气的盈利性生产。1998年全美煤层气产量已达324亿m3，约占当年天然气总产量的7%。煤层气在美国能源结构中占据了举足轻重的地位，美国煤层气产业的成功发展已在保证美国能源供应安全和经济发展方面起到了不可忽视的作用。,第三节 煤层气工业的蓬勃发展,世界上目前发现有74个国家蕴藏着煤炭资源，同时也赋存着煤层气资源。根据国际能源机构(IEA)估计,全球陆上煤田在深于2000m的煤层气资源量约为260万亿m3,是常规天然气探明储量的两倍多。其中，俄罗斯、加拿大、中国、美国等国均超过10万亿m3。,第三节 煤层气工业的蓬勃发展,美国煤层气工业在近几年来取得长足进步的关键是对煤盆地进行了系统全面的地质综合评价，尤其是在黑勇士盆地、皮申斯盆地、圣胡安盆地开展了大规模的研究和开发试验。根据他们的经验，在选择勘探、开发煤层的有利区块进行地质综合评价时，应考虑下列一些地质因素，即气含量、渗透性、煤阶、煤层的物理性质、煤层厚度、埋深、地温梯度、地应力、顶底板岩层特征、沉积环境及构造条件等。其中,煤层厚度、煤阶、气含量、渗透性、埋深和构造条件是选择煤层气开发有利区块时必须优先考虑的因素。,第三节 煤层气工业的蓬勃发展,美国煤层气总资源量21万亿立方米。美国是世界上煤层气商业化开发最成功的国家，也是煤层气产量最高的国家。美国煤层气主要赋存在1500m以浅的煤层，近85%分布在西部落基山脉中生代和新生代含煤盆地，其余15%分布在东部阿巴拉契亚含煤盆地和中部石炭纪含煤盆地。美国煤层气工业起步于20世纪70年代，大规模开发始于20世纪80年代。1990年有煤层气井2982口，1995年为7256口井，2000年为13986口，2006年则达到30000口(图1)，生产井数几乎每5年翻一番。,第三节 煤层气工业的蓬勃发展,煤层气探明剩余可采储量1989年仅有1041108m3，1991年达到2312108m3，1999年突破4000108m3，2005年为5633108m3。煤层气产量也直线上升，1989年为26108m3，2005年为491108m3，2006年达到540108m3(图1-4)，占美国天然气年总产量的10%。美国有完善的天然气管道系统，所生产的煤层气大部分进入天然气管网销售给燃气公司，矿井抽放煤层气有的直接供给坑口发电厂，有的则与煤混合燃烧作为锅炉燃料。,图1-4 美国煤层气产量及钻井情况图,第三节 煤层气工业的蓬勃发展,澳大利亚的煤炭资源量为1.71012t，煤层平均含气量为0.81 6.8m3/t，煤层埋深普遍小于100Om，渗透率多为110-31010-3m2，煤层气资源量为81012141012m3，主要分布在东部悉尼、鲍恩和苏拉特3个含煤盆地。澳大利亚煤层气勘探始于1976年，20世纪末以来，由于充分吸收美国煤层气资源评价和勘探、测试方面的成功经验，针对本国煤层含气量高、含水饱和度变化大、原地应力高等地质特点，成功开发和应用了水平井高压水射流改选技术，使鲍恩盆地煤层气勘探开发取得了重大突破。澳大利亚的一些矿井已广泛应用水平钻孔、斜交钻孔和地面采空区垂直钻孔抽放等技术。1998年澳大利亚煤层气产量只有0.56108m3，2006年钻井1100口，产量达18108m3(图1-5)，已进入商业化开发阶段。,图1-5 澳大利亚煤层气产量及钻井情况图,第三节 煤层气工业的蓬勃发展,澳大利亚的煤层气勘探主要集中在东部的几个二叠纪-三叠纪含煤盆地，包括悉尼(Sydney)、冈尼达(Gunnedah)、博恩(Bowen)等盆地，其中博恩盆地的一些井经过测试已经转化为生产井。2000年到2001年度，仅博恩盆地用于煤层气勘探的费用就达4440万美元，占该盆地全部1.2亿美元勘探费的37%。昆士兰天然气公司已经在靠近Chianchill的Argyle-1井成功进行煤层气生产，日产量超过28230m3。目前，煤层气的勘探开发已经成为昆士兰石油和天然气工业的基本部分。澳大利亚的煤层气勘探开发以井下定向井开发为主，借助比较发达的天然气管网系统，产量增长较快，煤层气产量已成为天然气产量的重要组成部分。,第三节 煤层气工业的蓬勃发展,据估计，加拿大17个盆地和含煤区煤层气资源量为17.91012761012m3，其中阿尔伯达省是加拿大最主要的煤层气资源区。加拿大煤层气开发起步比较晚，2000年以前由于市场价格、生产技术等原因，煤层气被列为无经济开采价值的资源。19872001年，加拿大仅有250口煤层生产井，其中4口单井日产气量达到20003000m3。2000年以来，在加拿大政府的支持下，一些研究机构根据本国以低变质煤为主的特点，开展了一系列技术研究工作，多分支水平井、连续油管压裂等技术取得了重大进展，降低了煤层气开采成本；加上前两年北美地区常规天然气储量和产量下降，供应形势日趋紧张，天然气价格不断上升，给煤层气的发展带来了机遇。,第三节 煤层气工业的蓬勃发展,2003年，EnCana和MGV公司合作，钻井1015口，试采气5.1108m3，2006年，钻井超过3000口，煤层气井累计超过6500口，产量达55108 m3(图1-6)。加拿大规划到2010年煤层气产量达到140108m3，2020年达到280108390108m3，煤层气产量将占其天然气总产量的15%左右，形成与美国规模相近的煤层气产业。,图1-6 加拿大煤层气产量及钻井情况图,第三节 煤层气工业的蓬勃发展,煤炭储量居世界第二位的俄罗斯2002年开采煤炭2.8亿吨，比2003年增长1.3%。但随着煤矿开采量的增长，煤层气也被大量排入大气。因而俄煤田正尝试对煤层气进行回收利用。据悉，库兹巴斯煤田每年排出的煤层气中有1亿到2亿立方米是通过抽气管道排出矿井的，这部分煤层气便于回收。俄专家认为，利用煤层气发电有广阔前景，所产生的电能可用于煤矿生产或向外供应。除了发电，从煤矿抽出的煤层气在去掉煤颗粒和水分并提高浓度之后，还可用于工业生产或居民采暖，也可用作汽车燃料。,第三节 煤层气工业的蓬勃发展,库兹巴斯煤田范围内的别洛沃煤矿是俄罗斯煤层气含量最高的煤矿。1999年，该煤矿的年采矿量为50万吨，而煤矿的煤层气排放量却高达每分钟50到70立方米。该煤矿早在2000年前就建成了全俄惟一的利用煤层气的设施。据了解，目前别洛沃煤矿每分钟可以压缩5至6立方米从矿井中抽出的煤层气并利用其发电。由于从矿井回收煤层气的成本只有煤开采成本的30%到35%，煤层气所发电力的价格比煤电价格要低得多。,第三节 煤层气工业的蓬勃发展,京都议定书生效后，该议定书框架下的“清洁发展机制”允许就温室气体减排配额进行买卖。经合组织成员国通过这一机制在发展中国家投资做项目实现其部分温室气体减排承诺。京都议定书规定了各国的温室气体减排量。如果某个国家达不到这一规定，它可以向额度尚有富余的发展中国家购买剩余配额从而保证全球总体减排量达标，而支付的资金可以作为国际基金，帮助这些发展中国家实施具有环保意义的项目。被称为“清洁发展机制”。,第三节 煤层气工业的蓬勃发展,更加具体的操作是，煤矿公司回收煤层气将其用于发电。由于煤层气主要成分为甲烷，燃烧后产生水蒸气和温室气体二氧化碳，比起燃煤发电其二氧化碳排放量大为减少。由该项目产生的温室气体减排量被核实后，将由专门的国际基金收购。掌握基金的组织采用政府与私营部门合作机制由多国政府和多家私营公司组成。这一组织可授权世界银行等国际组织作为托管方，代表该组织各参与方从项目中购买温室气体减排量。正是在这种运作方式下.煤矿企业获得了资金，可以继续推广抽取煤层气的做法，不但发了电，还解决了安全问题和减少温室气体排放问题，因此它对煤矿企业是很有益的。,第三节 煤层气工业的蓬勃发展,开发利用煤层气是一个“变废为宝”的过程，能够实现社会效益、环境效益和经济效益的统一。通过对煤层气的开发将煤层中的瓦斯气体分离出来，对于煤矿开采极其重要。煤层中的瓦斯气体是煤矿爆炸的祸根，去除瓦斯气体可以从根本上避免采煤工人受矿井瓦斯爆炸的威胁；煤矿瓦斯气体中95%的成分为甲烷，它直接排放到大气中会对空气造成严重污染。现在，可以将钻井取出的瓦斯气体进行回收，经过处理之后即可作为新的替代能源再利用。,第四节 中国的煤层气工业,一、我国煤层气工业的发展历程我国是世界上第一产煤大国，煤炭资源量巨大，煤层气资源十分丰富。由于中国经济的迅速发展，对能源的需求也越来越大，有必要开发新的能源。并且煤层气是煤矿事故的罪魁祸首，国内煤矿矿难7080都是由瓦斯爆炸引起，开发煤层气可以有效预防事故发生，改善矿山生产工作条件，保护环境。因此开发煤层气对中国来说十分必要。,第四节 中国的煤层气工业,我国的煤矿井下瓦斯抽放始于20世纪50年代。1952年，煤炭部率先在辽宁抚顺矿务局龙凤煤矿进行了井下瓦斯抽放试验，并获得成功。1957年，阳泉矿务局四矿试验成功了邻近层抽放煤层气的方法。20世纪70年代末至80年代初我国煤层气进入地面开发阶段，原煤炭工业部煤炭科学研究院抚顺煤研所曾在抚顺、阳泉、焦作、白沙、包头等高瓦斯矿区施工了20余口地面瓦斯抽排试验井，用于解决煤矿瓦斯突出问题。这批地面瓦斯抽排钻孔可谓是我国采用地面垂直井进行煤层气开采的最先尝试。然而，由于当时井位选择和技术、设备等条件的限制，试验未达到预期效果。1985年国家经委修订资源综合利用目录，把瓦斯列入废弃能源。,第四节 中国的煤层气工业,90年代初，我国开始研究煤层气地面开发技术，当时已有近70口煤层气试验井，尤其是辽宁铁法、山西晋城以及安徽淮北等矿区的煤层气开发试验已显示出良好的前景，有的单井日产气量达7 000方，全国煤层气产量近6亿方。我国煤层气资源的大规模开发计划引起了世界的关注，联合国1992年首先通过全球环境基金会(GEF)向我国提供了1 170万美元，用于资助“中国煤层气资源开发”项目。,第四节 中国的煤层气工业,1992年，煤炭部门与联合国开发计划署(UNDP)签订协议，投资1000万美元进行试验，该项目包括松藻矿务局、开滦矿务局、铁法矿务局和煤炭科学研究总院西安分院的4个子项目，主要目的是为我国发展煤层气工业引进技术和设备。这一时期主要借用美国的技术和经验，但对于地质条件复杂的中国含煤区不太适用，因此未获得突破性进展。但是通过试验，对我国煤层气勘探开发取得了一定的认识，为后来的煤层气勘探开发奠定了基础。,第四节 中国的煤层气工业,1993年联合国又通过开发计划署向我国提供了130万美元，资助华北石油地质局的“中国深层煤层气勘探”项目。1996年亚太经合组织(APEC)向我国提供了1500万美元，主要是资助建立“煤层气利用示范工程”，其中包括民用和发电项目。,第四节 中国的煤层气工业,与此同时，国外许多专业公司也闻风而动纷至沓来，几十家国外石油或天然气公司及联合国机构来寻求合作，已在多个区块与外国公司建立了煤层气合资或合作项目。尤其是在1998年6月29日美国总统克林顿访问我国时，中美两国共签定了总金额近20亿美元的7个重要经贸合作协议。,第四节 中国的煤层气工业,其中中联煤层气有限责任公司与美国阿莫科公司、菲利普公司分别签定的煤层气勘探开发合作，勘探投资3500万美元，完全用于山西的河东煤川煤层气开发，这标志着我国煤层气的开发利用由小规模试验性勘探开发向大规模勘探开发转变。与美方签订的4个合同区，总面积约8700 km2，预测资源量超过4400亿方。如果4个合同区都进入商业性生产阶段，按单井日产5000方计算，年产煤层气可达30亿方，除供当地和太原外，还可以用管道输送到周边省市。,第四节 中国的煤层气工业,根据规划，到2010年煤层气产量达到100亿方，形成较完整的煤层气开发、利用产业体系。我国石油、煤炭、地矿系统和部分地方政府积极参与这项工作，许多国外公司也积极投资在中国进行煤层气勘探试验。1990年以来，全国已有30多个含煤盆地进行煤层气勘探钻井，取得了一批储层测试参数和生产参数，在一些地区甚至获得工业气流。1996年国家经委修订资源综合利用目录,把煤层气开发和煤层气发电列入该目录。,第四节 中国的煤层气工业,为了加快我国煤层气开发,国务院于1996年初批准成立了中联煤层气有限责任公司。“九五”和“十五”国家科技攻关都设立了煤层气研究和试验项目,同期国家计委设立了“中国煤层气资源评价”国家一类地勘项目。为了推进煤层气的产业化进程，2002年国家973计划设立了“中国煤层气成藏机制及经济开采基础研究”项目，从基础及应用基础理论的层面对制约我国煤层气发展的关键科学问题进行系统研究，并将其成果应用于煤层气的勘探开发中。,第四节 中国的煤层气工业,总起来讲我国煤层气工业发展经历了三个大的发展阶段。第一阶段：20世纪80年代初1997年，引进、消化、摸索阶段。本阶段在煤层气地质研究上表现为佐证，在勘探上表现为找气，在开发试验上表现为摸索，主要通过引进和消化国外相关理论与技术来解决中国的煤层气地质问题。从20世纪80年代末，煤炭、石油、地矿等行业以及地方政府开始进行煤层气的研究、勘探和开发试验工作，对全国煤层气资源及其分布规律取得了基本认识，积累了较为丰富的煤层气地质信息，并从区域上开始了对煤层气产业发展战略的思考。,第四节 中国的煤层气工业,第二阶段：1998年2002年，理论与技术研究发展阶段。这一时期煤层气开发基础与技术研究得到了较大发展，尤其是开采方法与增产措施、煤层气解吸扩散渗流机理、产能与采收率分析等方面取得较多成果，经济与政策、利用和储运的研究得到更多的关注，并开始煤层气资源开发对外合作，为中国煤层气产业化时代的到来奠定了重要技术基础。,第四节 中国的煤层气工业,第三阶段：2003年以来商业化生产启动阶段。煤层气成藏条件与机制探索在国家层面上全面展开，煤层气地质研究进入了求源和成藏作用探索过程；大井网煤层气勘探开发试验取得新的突破，水平羽状井、丛式井等技术在煤层气开发中得到初步应用，对二氧化碳注入等新的增产技术进行了现场试验，晋城地区开始了煤层气商业化生产，与美国、加拿大等国对外合作取得丰硕成果，中国煤层气工业的雏形已经形成，并呈现快速发展的势头，标志着中国煤层气工业从开发试验阶段转入了商业化生产启动阶段。,第四节 中国的煤层气工业,二、我国煤层气工业的发展现状近几年来我国煤层气产业发展十分迅速，产能建设获得突破。据不完全统计，截止2006年12月，全国煤层气累计钻井1397口，其中水平井超过20口。2005年和2006年共钻井1090 口，占历年总数的78，其中2006年钻井数820口，占历年总数的59。我国煤层气的对外合作项目也在快速发展，在沁南煤层气开发利用高技术产业化示范工程的带动下，外方大幅度增加投资。自1996年起到2006年12月，我国共签订了27个煤层气产品分成合同，外方投资超过25亿美元，整个煤层气产业呈现蓬勃发展的势头。2006年，中国已经将煤层气开发列入了“十一五”能源发展规划，煤层气产业化发展迎来了良好的发展契机。,第四节 中国的煤层气工业,2010年的煤层气开发目标是：开采保护层比例达到90%以上；煤矿瓦斯抽采率达到50%以上；瓦斯（煤层气）抽采量达到100亿立方米。2010年，全国矿井瓦斯利用总量将达到50亿立方米以上，利用率50%以上。其中，民用和工业燃气利用量20亿立方米以上，发电利用量30亿立方米以上，瓦斯发电装机容量150万千瓦以上，50%以上的发电设备实现热电或热电冷联供。,十一五”煤层气地面开发规划,第四节 中国的煤层气工业,经过多年的开发和研究发现我国煤层气储层具有以下特点：（1）“四低”特性 我国煤层气储层具有低含气饱和度、低渗透率、低储层压力（储层能量）和低资源丰度，这些特性严重限制了煤层气的开发。“四低”是影响我国煤层气单井和先导性开发试验井组稳定日产量的最重要因素。（2）原地应力比较大 煤层气的原地应力比较大，阻碍了裂隙的发育以及割理和裂隙之间的联通，降低了储层的渗透性，影响流体从裂缝到井筒之间的流动，进而影响产气效果。,第四节 中国的煤层气工业,（3）强烈的非均质性 煤层气储层的非均质性主要指在小范围内煤层气储层特性发生 改变，即含气性、渗透性、压力系统等发生改变，引起井间干扰效应降低，在有限的开采范围内不能够形成有效的压降漏斗，达不到预期的干扰效果，使井网内单井产量相差很大。（4）低煤阶煤炭资源丰富 我国的低煤阶煤炭资源量占全国煤炭资源总量的56.97%，是非常有潜力的煤层气勘探开发目标区，也是今后煤层气开发的主要目的层。美国粉河盆地低煤阶地区和加拿大阿尔伯塔的低煤阶煤层气储层，煤层气的开发成功，为我们提供了可供借鉴的参考。,第四节 中国的煤层气工业,我国的煤层气勘探开发现状具有以下特点：（1）试验井分布广、层系多；（2）产气量不稳定，递减快；（3）煤层渗透率及煤层压力普遍较低；（4）煤阶有的偏低；（5）煤层埋藏深浅不均；（6）煤层薄，顶底板砂岩含水层发育。因此，我国煤层气勘探开发难度高、风险大，而我国目前探明煤层气储量为14000亿m3，勘探开发前景喜人。,第四节 中国的煤层气工业,尽管我国在煤层气勘探开发方面进行了不懈努力，并已取得初步成效，但仍存在着某些技术难题需要解决：（1）我国煤层气总体资源状况尚不真正明了，总资源量中有多大比例有可能加以回收，目前更是没有明确概念，导致对资源量评价结果的可靠性往往无法加以估价。（2）对一个盆地、煤田或矿区中高含气性、高渗透性和高产能区的有效预测、寻找以及控气地质因素等问题，这些包括总体思路、获取有效参数的途径和研究评价的方法。（3）煤储层渗透性的准确评价和机理研究，特别是具有极低渗、高应力、无水或少水煤层以及厚煤储层物性非均质性的评价。,第四节 中国的煤层气工业,（4）煤层气产量、储量的有效预测和开发计划的优化，包括可采储量的多少、采收率的高低、开采时限的长短，数据挖掘技术的研究及应用等。（5）新的或地质条件更为复杂的地区煤层气井的完井及激化，包括工艺、技术、设备以及激化机理等研究。（6）煤层气开发的经济性评价和降低开发成本的有效途径。,第四节 中国的煤层气工业,我国煤层气研究发展的趋势是：（1）中国煤盆地形成演化历史复杂，盆地原形及构造样式多变，煤的多阶段演化和多热源叠加变质作用明显，煤层气勘探目标极不明确，针对煤层气成藏条件和分布规律研究不够深入，高产富集区预测不准，期待建立反映我国特殊地质条件的煤层气成藏理论体系。（2）研究、建立我国的煤层气流动机制、富集规律和开采机理的研究势在必行。有利目标区块和区块准备严重不足，利用基础研究取得的区块和目标评价方法对含煤盆地开展选区评价，为煤层气勘探提供更多有利的勘探目标是今后的重要任务。,第四节 中国的煤层气工业,我国煤层气研究发展的趋势是：（3）煤层气勘探和生产具有很大的地质风险性和经济风险性，我国煤层气刚刚起步，抗风险能力很低，期待建立符合中国地质条件的煤层气有效资源潜力评价和开发系统决策体系。（4）为了加快煤层气的开发利用，解决资金来源和技术发展与引进，应尽快制定有关的政策法规。包括：确定开发战略重点；制定税收、价格、引进外资等方面的优惠政策，吸引多渠道投资；引进和研制先进技术和装备；加强行业管理；加强国家对科研经费的支持等。,第四节 中国的煤层气工业,第五节 中美煤层气工业的比较,一、中美两国煤层气产业发展的相同点(1)发展的资源基础基本相同。中美两国都是煤层气资源大国，比较而言，中国煤层气资源更加丰富，丰富的煤层气资源为煤层气产业的发展奠定了良好的物质基础。(2)发展的动因基本相同。环境的压力、经济快速发展带来的能源压力以及瓦斯对煤矿生产安全的威胁促使两国的企业和政府重视煤层气的开发和利用，所以，煤层气产业化的动因也基本相同。,第五节 中美煤层气工业的比较,二、中美两国煤层气产业发展的不同点（1）煤层气资源所有者不同。中国的煤层气资源归国家所有，煤层气的勘探、开发和区块审批实行国家一级管理，而美国的煤层气资源为地方政府或企业经营者所有。（2）煤层气产业处于不同的发展阶段。中国的煤层气产业是继美国成功之后启动的，目前尚处于发展的初期阶段，而美国的煤层气产业已较为成熟，而且已形成规模，在能源供需中占一定地位。技术革新和提高煤层气的采收率则成为美国煤层气产业发展的主要任务。,第五节 中美煤层气工业的比较,（3）煤层气地质条件不同。美国含煤盆地地质构造简单、煤层气储量丰富，且为单一的生产层，适合大型煤层气项目的开发；我国含煤盆地的成煤时代比美国早，煤层经历的构造改造次数多而复杂，煤田地质条件复杂，煤层瓦斯含量高、压力大、透气性差、抽采难度大，这在客观上制约了煤层气产业的发展。我国煤层地质特征与美国的明显不同，不能照搬美国煤层气开发的经验。,第五节 中美煤层气工业的比较,（4）煤层气管网等基础设施与美国存在差距。我国天然气管网设施不健全，在煤层气开发领域，尤其在煤层气资源丰富的中、西部地区，没有与之相配套的民输管线，致使开发与消费市场脱节，出现“点天灯”现象。瓦斯发电上网难、入网价格低，发电企业无利可图，限制了矿井瓦斯抽采利用。中国输气管网基础差，用气潜力大，但是市场尚待开发和培育。,第五节 中美煤层气工业的比较,(5)开发利用的技术条件存在差异。我国长期以来社会公益性研究不足，一些公益性、前瞻性、基础性、共性关键技术与装备的研究从人才、基础设施到资金都缺乏必要的支撑，煤层气开发利用等方面的技术研究和创新进展缓慢。,第五节 中美煤层气工业的比较,(6)产业政策的力度不同。美国政府从宏观政策上为煤层气产业的发展提供了极为有利的条件，给煤层气产业业主带来了更加丰厚的利润，也吸引了各类潜在的能源公司、风险投资公司进入，推动煤层气产业持续健康地发展起来。尽管中国政府重视煤层气的开发利用，但产业扶持政策的力度不够，与常规天然气相比，煤层气产业竞争力仍处于比较劣势。,