煤層氣開發(fā)需創(chuàng)新 更需革命

　　煤層氣（煤層瓦斯）單井產(chǎn)量低是目前制約我國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要原因。綜合來看，造成煤層氣單井產(chǎn)量低的原因有二：一是絕大多數(shù)煤層氣以吸附態(tài)存在煤儲(chǔ)層中，通常需要采用排水降壓的方式使煤層氣產(chǎn)出，煤層氣的賦存和開發(fā)方式?jīng)Q定了煤層氣單井無法在短期內(nèi)獲得常規(guī)天然氣及頁巖氣井的產(chǎn)量；二是我國煤層氣地質(zhì)條件復(fù)雜，難采資源占比高，煤層氣藏開發(fā)難度大，目前的煤層氣鉆、壓、排等核心開發(fā)工藝與地質(zhì)條件不完全匹配，煤層氣開發(fā)面臨技術(shù)“瓶頸”。

　　在我國多煤少氣貧油的基本國情下，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)主體地位在未來相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變，煤炭資源也是我國能源安全的重要保障。開發(fā)煤層氣不僅有助于增加天然氣資源的自給能力，更有助于保障煤礦安全生產(chǎn)。

　　此外，由于煤層氣是一種主要成分為甲烷的溫室氣體，煤炭資源開采過程中煤層氣排放至大氣會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)。因此，煤層氣開發(fā)將帶來可觀的減排環(huán)保效益。由此可見，煤層氣開發(fā)的意義是多方面的，而不應(yīng)該僅僅關(guān)注其對天然氣產(chǎn)量的貢獻(xiàn)以及直接經(jīng)濟(jì)效益。持續(xù)加大煤層氣開發(fā)支持和投入力度十分必要。

　　自2006年我國大規(guī)模開發(fā)煤層氣資源以來，黨和政府給予極大的政策支持，加之我國煤層氣產(chǎn)業(yè)始終堅(jiān)持走創(chuàng)新發(fā)展道路，煤層氣開發(fā)取得舉世矚目的成就。然而，近年來，我國煤層氣產(chǎn)業(yè)投資乏力，新增地面鉆井?dāng)?shù)量減少，煤層氣儲(chǔ)量動(dòng)用程度低，煤層氣產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員信心受挫。要想突破煤層氣開發(fā)技術(shù)“瓶頸”，實(shí)現(xiàn)煤層氣單井產(chǎn)量的提高，完成煤層氣開發(fā)利用“十三五”甚至更長遠(yuǎn)的規(guī)劃目標(biāo)，建設(shè)美麗中國，需要?jiǎng)?chuàng)新，更需要一場煤層氣開發(fā)革命。

　　儲(chǔ)量增長是基礎(chǔ)

　　豐富的煤炭儲(chǔ)量與煤層氣資源量，為煤層氣開發(fā)提供了基本條件。中國煤炭儲(chǔ)量豐富，對煤炭資源依賴程度高，是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國。同時(shí)，我國煤層氣資源豐富，埋深2000米以淺的煤層氣地質(zhì)資源量約30.051012立方米，可采資源量約12.51012立方米。山西、貴州、云南、內(nèi)蒙古和新疆等三省兩區(qū)因得天獨(dú)厚的煤層氣地質(zhì)資源條件，是我國最具有規(guī)?；_采煤層氣、發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)的地區(qū)。截至2016年底，全國累計(jì)探明煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量6869.12×108立方米，探明率不足3%，主要分布在沁水盆地、鄂爾多斯盆地東部等地區(qū)。經(jīng)過二十余年發(fā)展，我國已相繼建立了沁水盆地、鄂爾多斯東緣兩大煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地，大部分優(yōu)質(zhì)區(qū)塊已投入開發(fā)，2018年，僅山西省煤層氣井產(chǎn)能就占全國的96%。

　　近幾年，我國新增煤層氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量下降，煤層氣開發(fā)區(qū)塊面臨后繼乏力的窘境，加快新建區(qū)塊煤層氣資源開發(fā)是我國煤層氣產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。因此，應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)研究，完善煤層氣儲(chǔ)層評價(jià)理論與技術(shù)，增加煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量，尋找更多煤層氣開發(fā)優(yōu)質(zhì)區(qū)塊。

　　技術(shù)突破是核心

　　本世紀(jì)初，一場“頁巖氣革命”席卷美國，正是依賴水平井鉆井與壓裂改造技術(shù)的進(jìn)步，使得美國實(shí)現(xiàn)了頁巖氣產(chǎn)量的大幅提升，從而使其從能源進(jìn)口國轉(zhuǎn)型成為能源凈出口國，改變了美國甚至世界的能源市場格局。煤層氣開發(fā)核心技術(shù)遲遲無法突破是當(dāng)前我國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“瓶頸”，定向井鉆井、構(gòu)造煤鉆井與改造、壓裂液及支撐劑材料，煤層氣排采增滲、多層合采，低滲透煤層瓦斯高效抽采、低濃度瓦斯高效利用等核心技術(shù)，亟待攻關(guān)突破。因此，圍繞煤層氣開發(fā)核心技術(shù)，開展技術(shù)攻關(guān)，是煤層氣開發(fā)革命的核心所在。過去，在煤層氣開發(fā)迫切需求但又缺乏充分經(jīng)驗(yàn)的條件下，工程試錯(cuò)是一種檢驗(yàn)煤層氣開發(fā)技術(shù)效果的常用手段，但工程試錯(cuò)不應(yīng)該作為衡量技術(shù)是否可行的唯一手段，工程試錯(cuò)效果不理想的技術(shù)也并非就無應(yīng)用價(jià)值。

　　當(dāng)前，無論是煤層氣開發(fā)理論體系還是煤層氣開發(fā)技術(shù)體系，多無定論。因此，應(yīng)充分結(jié)合理論分析與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，大膽進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，勇于打破傳統(tǒng)定論，才有助于技術(shù)突破。此外，既然是核心技術(shù)攻關(guān)，就必然要面臨巨大挑戰(zhàn)，避重就輕，敷衍了事，只在表面做文章只會(huì)消磨管理決策者的耐心。對此，應(yīng)以項(xiàng)目為支撐，企業(yè)為主體，院校為依托，應(yīng)用為目的，以難題終可破的堅(jiān)定信念，義無反顧，求真務(wù)實(shí)地開展煤層氣開發(fā)核心工藝技術(shù)的攻關(guān)。

　　科學(xué)管理是保障

　　2006年起，我國確定并通過實(shí)施“十一五”、“十二五”以及“十三五”大型油氣田及煤層氣開發(fā)國家科技重大專項(xiàng)，在地面煤層氣勘探開發(fā)及煤礦井下瓦斯抽采利用方面取得顯著成效，煤層氣產(chǎn)量穩(wěn)步提升，煤礦瓦斯事故起數(shù)和傷亡人數(shù)大幅下降。2017年，山西省科技廳發(fā)布山西省能源革命關(guān)鍵核心技術(shù)重大專項(xiàng)，明確支持加快煤層氣勘探、開發(fā)、利用技術(shù)的突破，提出爭當(dāng)全國能源革命排頭兵。政府、企業(yè)、科研院所對煤層氣開發(fā)的支持以及統(tǒng)籌管理是煤層氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的根本保障。

　　當(dāng)前，國家政策影響逐漸消退，煤層氣開發(fā)管理粗放，煤層氣井開發(fā)技術(shù)“千篇一律”，地質(zhì)適用性程度低，缺乏煤層氣專業(yè)化施工隊(duì)伍，民營煤層氣開發(fā)企業(yè)較少。此外，我國煤層氣產(chǎn)氣企業(yè)創(chuàng)新主體地位還不夠凸顯，理論研究與工程實(shí)踐脫節(jié)嚴(yán)重；科技資源配置方式、科技監(jiān)督管理體系、評價(jià)考核制度等不能適應(yīng)新時(shí)代科技發(fā)展的形勢。因此，應(yīng)該健全管理決策制度，充分認(rèn)識(shí)氣藏地質(zhì)條件，破除“一刀切”，尊重煤層氣井生產(chǎn)規(guī)律，建立專業(yè)化施工隊(duì)伍，鼓勵(lì)民營資本進(jìn)入。

　　此外，“青年既是追夢者，也是圓夢人”，青年具有強(qiáng)烈的創(chuàng)新和開拓精神，應(yīng)大膽啟用青年才俊，給年輕人創(chuàng)造更多機(jī)會(huì)，努力培養(yǎng)一批專業(yè)水平較高的青年科技人員和技術(shù)能力過硬的年輕技術(shù)骨干?？萍柬?xiàng)目實(shí)施過程中，應(yīng)創(chuàng)新管理模式，遵循科學(xué)研究與實(shí)踐發(fā)展規(guī)律，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研用一體化。同時(shí)，在項(xiàng)目結(jié)題及人才考核過程中應(yīng)注重對成果應(yīng)用效果或市場應(yīng)用前景的考核評價(jià)，鼓勵(lì)科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，依法保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

　　穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)是目標(biāo)

　　盡管煤層氣開發(fā)直接目標(biāo)在產(chǎn)氣，但卻是保障煤礦安全生產(chǎn)，增強(qiáng)天然氣供給以及提高環(huán)保效益的體現(xiàn)。由于煤層氣主要以吸附態(tài)存在與煤層中且開發(fā)方式普遍為排水降壓采氣，因此，煤層氣地面井生產(chǎn)周期較長，而穩(wěn)產(chǎn)期的長短與產(chǎn)氣量高低是衡量煤層氣井開發(fā)效果的重要標(biāo)準(zhǔn)。對于老井而言，已經(jīng)過了煤層氣排采關(guān)鍵時(shí)期，提產(chǎn)已經(jīng)變得不太現(xiàn)實(shí)。因此，應(yīng)通過加強(qiáng)煤層氣井排采科學(xué)管理，實(shí)施煤層氣儲(chǔ)層增滲改造等技術(shù)穩(wěn)定煤層氣單井產(chǎn)量。

　　而對于新開發(fā)煤層氣井而言，開發(fā)前充分掌握煤層氣儲(chǔ)層地質(zhì)特征參數(shù)，開發(fā)過程中在科學(xué)布孔、鉆完井、壓裂、排采與精細(xì)化管理下，力爭提高煤層氣單井產(chǎn)氣量。

　　盡管煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的比重逐漸降低，“煤改氣”成為大勢所趨，但煤炭行業(yè)的發(fā)展以及非常規(guī)天然氣產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步均離不開煤層氣資源開發(fā)。在新時(shí)代黨中央領(lǐng)導(dǎo)下，借助能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革機(jī)會(huì)，在各級政府、企業(yè)、科研院所聯(lián)合攻關(guān)下，定能取得煤層氣開發(fā)革命的勝利。 （李瑞　作者系中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）資源學(xué)院煤及煤層氣工程系助理研究員）