作為能源大省，山西煤層氣資源十分富集，全省埋深2000米以淺的煤層氣預(yù)測(cè)資源量約8.31萬(wàn)億立方米，約占全國(guó)1/3。近年來(lái)，山西煤層氣不斷增儲(chǔ)上產(chǎn)，產(chǎn)量從2007年不足19億立方米，快速增至2024年的134.3億立方米。今年前5個(gè)月，山西省煤層氣累計(jì)產(chǎn)量達(dá)60.1億立方米，約占全國(guó)煤層氣總產(chǎn)量的82%。
未來(lái)，山西將如何引領(lǐng)全國(guó)煤層氣高質(zhì)量開(kāi)采？
主要產(chǎn)地增儲(chǔ)上產(chǎn)
山西擁有六大煤田，其中的沁水煤田是我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)最早的煤田之一，也是當(dāng)前我國(guó)最大的煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地之一。相比山西其他煤田，沁水煤田在地質(zhì)構(gòu)造、資源存量、資源儲(chǔ)存狀態(tài)等方面的優(yōu)勢(shì)，是煤層氣能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化開(kāi)發(fā)的重要支撐。
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）地測(cè)學(xué)院教授李勇告訴《中國(guó)能源報(bào)》記者：“沁水煤田主體地質(zhì)構(gòu)造類型單一、褶皺微弱，內(nèi)部斷裂少、規(guī)模小，減少了煤層氣散逸。頂?shù)装逡簿邆淞己玫姆馍w性，利于氣體保存。”目前，沁水煤田煤層氣資源量約4萬(wàn)億立方米，其中探明儲(chǔ)量5691億立方米，約占全國(guó)煤層氣探明儲(chǔ)量的一半。當(dāng)前沁水煤田資源探明率超過(guò)10%，高于國(guó)內(nèi)其他煤田，為煤層氣開(kāi)發(fā)奠定資源基礎(chǔ)。
此外，沁水煤田的煤層氣資源埋深適中，多套煤層均有開(kāi)發(fā)價(jià)值，一批企業(yè)正加速推進(jìn)當(dāng)?shù)孛簩託赓Y源增儲(chǔ)上產(chǎn)。截至今年初，華北油田沁水煤層氣田日產(chǎn)量持續(xù)保持在720萬(wàn)立方米以上，繼2024年煤層氣年產(chǎn)達(dá)26億立方米后，今年產(chǎn)量有望再創(chuàng)新高。除常規(guī)煤層的資源開(kāi)發(fā)外，近年中聯(lián)煤層氣公司在潘河區(qū)塊實(shí)現(xiàn)薄到超薄煤層氣的高效開(kāi)發(fā)，多口氣井日產(chǎn)氣量超萬(wàn)方，為以往的無(wú)效資源賦予可開(kāi)發(fā)價(jià)值。
除沁水煤田外，山西的河?xùn)|煤田也具有良好的開(kāi)發(fā)潛力，南部的大寧—吉縣區(qū)塊在近年實(shí)現(xiàn)深層煤巖氣規(guī)模效益開(kāi)發(fā)，已經(jīng)探明2000米以深煤層氣儲(chǔ)量超3000億方，發(fā)展?jié)摿Υ?。今?/span>5月22日，山西大吉深層煤層氣田日產(chǎn)量突破650萬(wàn)立方米，創(chuàng)歷史新高。該區(qū)塊累計(jì)產(chǎn)氣量超過(guò)1億立方米的水平井平臺(tái)達(dá)9個(gè)，最高單井累計(jì)產(chǎn)量超過(guò)7000萬(wàn)立方米。
技術(shù)突破開(kāi)采難關(guān)
除沁水煤田和河?xùn)|煤田外，山西其他煤田也具有一定的煤層氣資源潛力，但當(dāng)前規(guī)?；_(kāi)發(fā)難度仍較大。當(dāng)前，霍西煤田的汾西區(qū)塊、西山煤田的古交礦區(qū)也進(jìn)行了煤層氣開(kāi)發(fā)，但受限于相對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造條件，煤層氣開(kāi)發(fā)效果一般，開(kāi)發(fā)技術(shù)有待進(jìn)一步完善。其他煤田還面臨煤層薄、煤層構(gòu)造破壞嚴(yán)重、資源埋藏過(guò)深等問(wèn)題。
李勇表示，薄煤層需要通過(guò)“多層合壓合采”等定制化技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)開(kāi)采，不同煤田構(gòu)造活動(dòng)導(dǎo)致煤層破損，也需要“一礦一策、一井一策”的差異化技術(shù)方案。此外，當(dāng)前業(yè)內(nèi)對(duì)1500米以深的深層煤層氣認(rèn)識(shí)有限，其賦存特征、含氣機(jī)制、壓裂響應(yīng)等關(guān)鍵地質(zhì)與工程參數(shù)仍不完善，導(dǎo)致深層資源開(kāi)采能力長(zhǎng)期難以釋放。“另外，傳統(tǒng)煤層氣相關(guān)開(kāi)采技術(shù)適應(yīng)性差，常照搬常規(guī)油氣的開(kāi)發(fā)方式，結(jié)果是鉆井液污染煤層、壓裂液滯留傷害儲(chǔ)層，導(dǎo)致裂縫撐不開(kāi)、產(chǎn)量上不去。”
近年來(lái)，隨著科技持續(xù)攻關(guān)和工程實(shí)踐積累，山西主要煤層氣產(chǎn)地在開(kāi)發(fā)技術(shù)上取得一系列突破性進(jìn)展，解決了制約產(chǎn)能釋放的多種關(guān)鍵問(wèn)題。李勇表示，勘探開(kāi)發(fā)理念方面，明確了深層煤層氣的開(kāi)發(fā)潛力，成功建成我國(guó)首個(gè)超大型整裝深層煤巖氣田。建立地質(zhì)和工程一體化技術(shù)體系，廣泛應(yīng)用多種新型開(kāi)發(fā)模式，有效提高單井產(chǎn)量和開(kāi)發(fā)效率。裝備和工藝集成水平提升，復(fù)雜煤層的穿層能力和控層精度顯著強(qiáng)化，減少了井壁失穩(wěn)和儲(chǔ)層污染問(wèn)題。
依托理論與技術(shù)的協(xié)同突破，當(dāng)前山西煤層氣產(chǎn)業(yè)已形成高階煤、薄煤層、中深層乃至深層煤層氣多類型、多層系、差異化開(kāi)發(fā)的新格局，有效釋放了資源潛力，鄂爾多斯盆地東緣和沁水盆地南部的兩大國(guó)家煤層氣產(chǎn)業(yè)基地逐步建成。
氣、煤開(kāi)采逐漸分離
山西也是我國(guó)重要的煤炭產(chǎn)地。當(dāng)前，埋深小于1500米煤層的吸附氣占煤層氣總含氣量90%以上，而1500米通常也是煤炭開(kāi)采的極限深度。面對(duì)煤炭與煤層氣資源的重合，近年山西探索“先采氣后采煤，采氣采煤一體化”新模式，顯著提升煤層氣的規(guī)?；_(kāi)發(fā)水平。李勇指出，“先采氣、后采煤”模式可有效協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)，兼顧安全、效益與資源最大化。在煤炭開(kāi)采前，通過(guò)地面鉆井預(yù)抽煤層氣，降低煤層瓦斯壓力，減少煤礦瓦斯突出風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)前，晉城礦區(qū)依靠“四區(qū)聯(lián)動(dòng)”模式，采用規(guī)劃區(qū)地面預(yù)抽、準(zhǔn)備區(qū)井上下聯(lián)合抽采、生產(chǎn)區(qū)精準(zhǔn)抽采、采空區(qū)地面鉆采，有效實(shí)現(xiàn)煤層氣“減少溫室氣體排放、保障煤礦安全生產(chǎn)、補(bǔ)充綠色氣體能源”三重功效。
而開(kāi)采埋藏深1500米以下的深層煤巖氣，是實(shí)現(xiàn)“煤—氣”兩種資源開(kāi)采“結(jié)耦”的重要路徑。盡管目前全國(guó)煤層氣年產(chǎn)量大約為138億立方米，其中深層煤巖氣僅約25億立方米，傳統(tǒng)的淺層煤層氣依然占據(jù)產(chǎn)量大部，但深層煤巖氣增長(zhǎng)勢(shì)頭明顯，正成為新增長(zhǎng)極。
深層煤巖氣開(kāi)采也是煤層氣實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能接續(xù)，進(jìn)一步增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要抓手。李勇介紹，傳統(tǒng)煤層氣依賴“排水—降壓—解吸—擴(kuò)散—滲流”過(guò)程，以吸附氣為主，需排水降壓數(shù)月甚至數(shù)年才能穩(wěn)定產(chǎn)氣，單井產(chǎn)量低。而深層煤巖氣游離氣與吸附氣并存，采用滲吸置換的開(kāi)發(fā)方式，利用“長(zhǎng)水平井+超大規(guī)模壓裂”技術(shù)，壓裂后開(kāi)井即高產(chǎn)，無(wú)需長(zhǎng)期排水，單井日產(chǎn)氣就可達(dá)10萬(wàn)立方米。
來(lái)源：中國(guó)能源報(bào)
