新疆煤層氣產業發展現狀及存在的問題

趙 力 楊曙光

(1.新疆維吾爾自治區煤田地質局，新疆 830091；2.新疆維吾爾自治區煤田地質局煤層氣研究開發中心，新疆 830091)

1.引言

新疆的煤層氣資源評價工作始于二十世紀九十年代，當時僅對烏魯木齊礦區進行了煤層氣資源的概略評價。從2003年起，首先在烏魯木齊施工了新疆第一口煤層氣參數井，從此拉開了新疆煤層氣勘查開發的序幕。經過十幾年的努力，到目前，已經進行了三次全疆范圍的煤層氣資源評價，準南煤田、庫拜煤田、三塘湖煤田、后峽煤田等地局部煤層氣的勘查程度不斷提高，并且已經在阜康礦區實現了煤層氣開發商業化。但是煤層氣的勘查開發依然存在很多問題，制約著煤層氣產業的發展，需要從政策、資金、開發技術多方面取得突破，才能促進新疆煤層氣產業健康快速地發展。

2.新疆的煤層氣資源

新疆2000m以淺煤層氣資源量約9.51萬億m3，占全國煤層氣預測資源總量的26%，主要分布在準噶爾盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、天山系列盆地(群)。其中，準南、庫拜、三塘湖等煤田賦煤面積大、煤層分布穩定、厚度大、含氣量高，儲層條件和開發地質條件優越，煤層氣地質資源量基本均在1000億m3以上，自然區位條件較好，具備進行煤層氣規模開發的基礎條件。新疆的煤炭普遍具有煤階低、厚度大、層數多、傾角大等獨特的地質特點，因此，為煤層氣的開發提出了新的挑戰。

3.煤層氣勘查開發現狀

新疆煤層氣產業發展十多年來，在國家和自治區政府的高度重視下，取得了中低煤階煤層氣勘探開發理論及工藝技術的重大突破，顯示出良好開發前景。準南、庫拜、三塘湖等重點地區煤層氣勘查程度大幅提高，阜康礦區已實現年產7000萬m3產量規模，適應新疆地質特點的煤層氣勘查開發工藝技術體系已初步建立或形成，煤層氣勘查開發的裝備和專業人才隊伍已基本具備。

3.1 新疆煤層氣評價體系逐步完善

自20世紀90年代至今，新疆開展了多次全疆或主要煤田的煤層氣資源評價，研究了新疆煤層氣賦存規律，摸清了新疆煤層氣資源家底，優選出準南、庫拜、三塘湖煤田等煤層氣勘查開發的有利區，為新疆煤層氣勘查開發指明了方向并奠定了堅實的理論基礎。同時也形成了適合新疆中低煤階的煤層氣的評價體系。

國家發改委、財政部、科技部極其重視新疆煤層氣資源的勘查開發，2016年將《新疆準噶爾、三塘湖盆地中低煤階煤層氣資源與開發技術》項目列入“十三五”國家科技重大專項的重點研究項目，對新疆煤層氣資源評價及開發技術體系的形成和完善奠定了堅實的基礎。

3.2 重點區煤層氣勘查程度逐步提高

截至2017年底，全疆累計投入超過14億元，在準噶爾盆地南緣、庫拜煤田、三塘湖煤田等進行了煤層氣勘查工作，施工各類煤層氣井280余口，獲得了大量的儲層參數及排采數據，大幅提高了新疆的煤層氣勘查程度。其中阜康白楊河礦區、阜康三工河礦區、烏魯木齊河東礦區、拜城鐵列克礦區均達到了勘探程度，后峽礦區達到了預探程度，三塘湖煤田、準南煤田呼圖壁礦區、和什托洛蓋煤田等處達到或即將達到普查程度，同時探獲了豐富的煤層氣資源/儲量，試驗了與之適應的勘查開發工藝技術，實現了單直井、水平井或多分枝水平井的高產和穩產。大部分單直井日產量在1000m3以上，其中阜康三工河一口單直井最大產量達到26000m3/d，為全國單直井產量之最；水平井或多分支水平井產氣量在1～3萬m3/d不等。

3.3 阜康礦區實現煤層氣開發、輸送和利用

2014年自治區國土資源廳投資3.5億元開展了《新疆阜康市白楊河礦區煤層氣開發利用先導性示范工程》，該項目是新疆第一個煤層氣開發利用示范工程，研究試驗了適應新疆地質特點的鉆、壓、排工藝技術體系，實現了新疆煤層氣開發的重大突破，極大地推進新疆煤層氣產業化進程。目前，阜康白楊河礦區(先導性示范區)和三工河礦區均已實現煤層氣小規模開發利用，共計日產氣22萬m3，建設了阜康白楊河礦區年產10萬m3和阜康三工河礦區。利用方式主要有兩種，一種是CNG汽車加氣，另一種是以管道形式供阜康甘河子工業園區工廠使用。

在阜康示范工程的引領下，2016年底自治區投資近3億元，繼續開展了烏魯木齊河東礦區(年產量0.1億m3)和拜城礦區(年產量0.2億m3)煤層氣開發利用先導性試驗，目前這兩個開發利用先導性示范項目均在穩步推進中。

3.4 煤層氣開發工藝技術逐步成熟

新疆目前已掌握直井、水平井、多分枝井、L型井等井型工藝，多層分段壓裂、連續油管作業、帶壓射孔速鉆橋塞等壓裂新工藝，合層排采、自動化排采等技術，擁有先進的鉆、壓、排等作業的裝備。勘探開發、生產加工、輸送利用一體化發展的產業體系雛形已基本形成，新疆煤層氣規模開發的技術和裝備水平基本具備。

3.5 培養了大批技術水平高、業務水平高的專業技術人才

通過煤層氣勘查和地面開發示范工程的開展和與國家煤層氣工程中心、中國地質大學等單位和高校的交流與合作，培養了大批鉆、壓、排、測試、儲運等煤層氣勘查開發和集輸利用的專業技術人才，為新疆煤層氣的勘查開發儲備了人才力量。

4.新疆煤層氣產業發展存在的問題

4.1 礦業權重疊的問題

新疆絕大部分的煤層氣賦存區與石油天然氣、煤炭的礦業權在空間上存在疊置，而且石油天然氣和煤炭的礦業權在先，為煤層氣的礦業權申請造成了困擾。雖然在煤炭礦權范圍內，煤炭開發企業可以申請煤層氣礦權，但往往煤炭的礦業權范圍較小，不能滿足煤層氣規模開發的需要。沒有煤層氣礦業權，首先不能進行煤層氣勘查提交探明儲量，進一步的開發工作受到限制，其次會影響煤層氣開發引進資金，特別是外資的引進受到的影響最大，極大地限制了煤層氣產業的發展。

4.2 煤層氣勘查和研究程度偏低

新疆的煤層氣工作起步較晚，勘探開發時間較短，煤層氣的資源評價和勘查程度相對較低。近幾年，煤層氣勘查的投入主要集中在準南煤田、庫拜煤田和三塘湖煤田，而且勘查程度以預查、普查為主，達到預探和勘探程度的僅有少數幾個區域，面積僅有100km2左右，探明儲量(達到探明程度，未經儲量評審)僅有不足100億m3。其它區域很少進行煤層氣的勘查工作。

近年來，在煤層氣方面投入的研究工作也相對較少，煤層氣的開發技術雖然取得了不小的進步，但仍然存在在某些區域或單項工程上技術不適應的問題。比如艾維爾溝礦區構造煤相對較發育，針對性的開發技術仍然處在在摸索階段；套管變形的問題在新疆很多區塊都存在，對其形成的原因研究依然不夠，存在很大的分歧，有人認為是套管質量起決定性的作用，也有人認為是構造應力在壓裂后的突變造成地層局部錯位是關鍵。總之，類似這些問題都為煤層氣開發的市場化步伐造成了影響。

4.3 環境保護的問題

煤層氣開發所帶來的環境問題主要有：井場、線路管道以及路面建設導致地表形成不良擾動，鉆井生產會生成廢水，各類生產機械則會形成較大噪音、揚塵，以及煤層氣放空燃燒產生的廢氣等。

習近平總書記提出“綠水青山就是金山銀山”的發展理念，十八大以后，國家加大了環境保護的力度，同時對應的環保執法和環保督察的力度也相應加強。目前，新疆在生態保護區、水源涵養區、軍事禁區一律暫停礦產資源的勘查和開發。這使得有些煤層氣資源條件很好的區域(比如后峽煤田)，不能進行煤層氣勘查和開發工作，對新疆煤層氣產業的發展具有一定的影響。

4.4 開發成本的問題

新疆中煤階煤層氣多賦存于大傾角區域，低煤階煤層氣的風化帶深度相對較大，均使得煤層氣開發井的深度增加，從而增加了開發的成本；另外新疆地廣人稀，煤礦區一般比較偏遠，增加了開發時的設備運輸和搬遷成本；再則，煤層氣井的固井、射孔、壓裂等施工隊伍多為油服公司隊伍，成本相對較高，目前新疆煤層氣市場規模依然相對較小，沒有形成充分的市場競爭，導致市場價格偏高；此外還有高傾角區域煤層氣壓裂后容易導致地應力變化造成套管的變形，因此提高套管的鋼級而增加了成本等等。這些都為煤層氣開發的市場化帶來了不利。

5.產業發展建議

在國家和自治區的大力推動下，近幾年新疆煤層氣的勘探和開發工作推進很快，同時也暴露出一些問題，解決好這些問題，才能促進新疆煤層氣產業的健康、快速地發展。

5.1 協調解決礦業權問題，鼓勵規模開發

雖然煤層氣開發的環保效益和社會效益非常巨大，但開發煤層氣投資大、風險大、投資回收期長、利潤率低，整裝開發才能產生規模效益。2017年，新疆煤層氣礦業權的審批權已經下放到自治區國土資源廳，但礦業權劃定方案還未出臺，開發面臨一定的風險，影響了企業開發的積極性。建議由政府出臺措施或者協調解決好在煤層氣勘探開發過程中煤層氣、煤炭、石油礦權重疊的矛盾，積極、合理設定煤層氣勘查開發礦業權，支持煤炭礦權合并申報煤層氣礦業權，鼓勵規模開發，同時也能降低開發成本。

5.2 加大基礎勘查投入，促進產業發展

煤層氣勘查和探明儲量是開發的前提條件，從2017年開始，自治區政府投入資源勘查的資金逐步減少，投入煤層氣方面的資金同樣出現大幅下滑，使得新疆的煤層氣勘探開發進程出現了停滯不前的狀況。

建議自治區按照煤層氣產業發展規劃，設立煤層氣專項基金。加大對煤層氣基礎研究的投入，統一組織實施煤層氣資源預查、普查、預探、重點開發靶區的勘探、先導性試驗以及煤層氣主管網建設，煤層氣專項基金投入產生的收益同時列入專項基金統籌、滾動使用。通過專項基金，引導和帶動其他區塊的煤層氣勘查和開發工作。

5.3 提高敏感區域煤層氣開發的環保標準

煤層氣本身就是一種綠色能源，煤層氣開發也是一種減排二氧化碳的項目，具有良好的環境效益和社會效益。因此建議在《中華人民共和國環境保護法》的框架內，在生態保護區、水源涵養區等處，提高煤層氣勘查和開發的環保標準，在滿足環保高標準的前提下，適當放開勘查和開發煤層氣資源的權限，實現礦產資源開發和環境保護協調發展的局面。

5.4 鼓勵煤層氣科研，提高開發技術

新疆煤層氣科研投入資金較少，投入渠道也不多，煤層氣科研人才匱乏使得煤層氣科研成果不多。一方面要加強與高校和全國知名的煤層氣科研院所合作研究，另一方面要培養自己的煤層氣專業人才，才能起到帶動技術發展的作用。

中國煤層氣開發在上世紀九十年代和本世紀初，主要集中在山西等地，煤層的特點是煤階高，地層平緩等等，因此針對高煤階的煤層氣開發技術相對較成熟。新疆中低煤階煤層氣的開發時間較短，技術仍然不夠成熟。只有加強對中低煤階煤層氣的地質評價技術、增產技術、排采技術、地面配套技術、動態監測與動態分析技術以及針對高傾角特點的開發技術研究，才能不斷完善煤層氣評價及開發技術，解決新疆煤層氣勘查和開發存在的問題，不斷提高煤層氣單井產量，降低開發成本。

通過政府在政策和資金方面的支持，煤層氣勘查開發企業在人才、技術方面加大投入，最終才能使新疆煤層氣產業步入良性發展的道路。