新疆維吾爾自治區煤層氣開發利用展望

崔德廣 李瑞明 周梓欣 王俊輝

(新疆維吾爾自治區煤田地質局，新疆 830091)

2020年5月，中共中央、國務院《關于新時代推進西部大開發形成新格局的指導意見》明確提出，建設一批石油天然氣生產基地，加快煤層氣等勘探開發利用。面對國家大力促進新疆經濟社會實現跨越式發展及建設國家綜合能源基地的定位，充分利用新疆煤層氣資源優勢，以準南煤田阜康、烏魯木齊河東、吉木薩爾水溪溝礦區及后峽煤田、庫拜煤田為核心，加快準噶爾盆地南緣、塔里木盆地北緣兩大煤層氣產業化基地建設，增加清潔能源供應，切實推進庫車、拜城、阜康、艾維爾溝、和什托洛蓋等重點礦區煤礦瓦斯抽采利用，保障煤礦安全生產，減少瓦斯排放，保護生態環境。

1 煤層氣資源狀況及開發潛力

1.1 新疆中低煤階煤層氣資源豐富，位居全國第一

新疆分布有準噶爾、塔里木、吐哈、三塘湖、天山等沉積盆地，蘊藏著豐富的煤炭及煤層氣資源(圖1)，以中低煤階、大傾角、多、厚煤層為顯著地質特征。新疆2000m以淺的煤炭資源總量約1.9×1012t，占全國煤炭預測資源總量的32%，位居全國第一，區域上“北疆富、南疆貧”，是我國低階煤最發育地區。據《全國油氣資源動態評價》(2015)數據，新疆2000m以淺的煤層氣資源量約8.99×1012m3，占全國煤層氣資源總量的30%，位居全國第一。

圖1 新疆五大沉積盆地及煤層氣資源量分布圖

1.2 準噶爾盆地南緣、塔里木盆地北緣等區域煤層氣資源賦存條件好，開發潛力大

通過長期的煤層氣資源評價、勘查及科研工作認為，新疆主要盆地(群)的含煤區域普遍含氣，但重點在天山南、北兩側的山前地帶富集，準噶爾盆地南緣區域的準南及后峽等煤田、塔里木盆地北緣的庫拜、陽霞及溫宿煤田，其煤層厚度大、含氣量中-高、滲透性較好、資源豐度高，為煤層氣勘探開發的最有利區。

1.2.1 準噶爾盆地南緣煤層氣富集區

準噶爾盆地南緣煤層氣富集區包含準南煤田、后峽煤田、達坂城煤田及艾維爾溝煤產地等區域，即國家規劃的“準噶爾盆地南緣煤層氣產業化基地”所在區域，含煤面積5897km2，煤炭資源量1109×108t，煤層氣資源量6962×108m3。

從地質條件分析，該區以中低變質的長焰煤～不粘煤～氣煤為主、局部為中高變質程度的氣煤-瘦煤，煤層厚度8～189m，含氣量在3～20m3/t，試井滲透率多在0.1～3mD，次生生物型、混合型成因的煤層氣生成，聚集條件好。

從煤層氣勘查效果分析，該區試采獲得大量煤層氣高產井。阜康礦區四工河區塊CSD01井產氣量最高達17200m3/d(2015年)，創造了全國煤層氣單井、單層產量最高紀錄，CS11-向2井產氣量最高達28000m3/d(2017年)，再創單井、單層產量紀錄新高；烏魯木齊礦區新烏參1井產氣量超過3500m3/d、WXS-1井最高產氣量超過5000m3/d、WBCS-7井最高產氣量達到4431m3/d；其他煤層氣排采試驗井最高產氣量多在300～2880m3/d。

從區塊開發效果分析，阜康西部四工河區塊的46口井、單井平均產氣量最高超過4000m3/d，阜康白楊河區塊產能擴大工程的14口井、單井平均產氣量達到1500m3/d，明顯好于沁水盆地700～900m3/d的平均產量。

1.2.2 塔里木盆地北緣煤層氣富集區

塔里木盆地北緣煤層氣富集區包含庫拜煤田、陽霞煤田、溫宿煤田，含煤面積1647km2，煤炭資源量277×108t，煤層氣資源量3404×108m3。

從地質條件分析，該區以中高變質的氣煤-肥煤-焦煤-瘦煤-貧煤-無煙煤為主、局部為低變質程度的長焰煤，煤層厚度2～37m，含氣量3～21m3/t，試井滲透率多在0.01～1mD，煤層氣資源賦存條件好，但該區構造極其復雜，地層傾角大且局部近似直立，開發技術難度相對較高。

從煤層氣勘查效果分析，庫拜煤田拜城區塊BCS-1井產氣量最高達4710m3/d，BCS-30L水平井首創國內高陡煤層水平鉆井先河、穩產氣量達到6000m3/d(控產)，其他煤層氣排采試驗井最高產氣量多超過1000m3/d。

1.2.3 其他煤層氣富集區

由于新疆其他地區煤層氣勘查工作較少，吐哈盆地、天山系列盆地的煤層氣勘查近乎空白，賦存規律仍待探索。綜合近年來的煤層氣地質研究與其他地區少量煤層氣試采井成果，認為三塘湖盆地東部地區及漢水泉區塊、巴里坤煤田、吐哈盆地三道嶺、沙爾湖及托克遜區塊、天山系列盆地尼勒克區塊、和什托洛蓋煤田西部、準噶爾盆地東緣深部等區域具有較好的煤層氣或煤系氣勘查前景。

2 以往取得的主要成就

“十三五”期間，在自治區政府大力支持、地質勘查基金持續投入、煤層氣勘查項目科學部署的情況下，新疆煤層氣勘查開發步伐加快，開展了全疆煤層氣資源評價，優選了準南煤田阜康礦區、烏魯木齊礦區、水溪溝礦區及庫拜煤田、三塘湖盆地等煤層氣勘查有利區；重點開展了阜康礦區、烏魯木齊礦區及庫拜煤田的煤層氣預探、勘探工作，新增煤層氣探明地質儲量103×108m3(未備案)，累計探獲煤層氣探明地質儲量146.39×108m3(未備案)；煤層氣地面開發獲得實質性突破，開展了烏魯木齊及拜城煤層氣開發利用先導性試驗、阜康白楊河煤層氣開發產能擴大工程、烏魯木齊河東礦區煤層氣開發示范工程、吉木薩爾水溪溝礦區瓦斯氣綜合治理等煤層氣開發項目，新增煤層氣生產井156口(累計現有煤層氣生產井256口)，最高實現煤層氣年產量8235×104m3(2017年)。

3 面臨的形勢

3.1 我國及新疆清潔能源供需形勢

3.1.1 全國能源供需與清潔能源發展形勢

“十三五”時期，我國經濟發展進入新常態，由高速增長轉向更高效率、更高效益的中高速增長、高質量發展，經濟形態更高級、分工更優化、結構更合理。為國民經濟高質量發展服務，國家扎實推進“四個革命、一個合作”能源安全新戰略，聚焦綠色低碳轉型，繼續深化能源供給側結構性改革，通過增加清潔能源供應、削減煤炭落后產能，使能源消費總量保持平穩增長，同時實現能源消費結構的穩步優化。由于經濟發展對油氣資源需求的不斷擴大，我國石油、天然氣的對外依存度分別達到70.8%、43.4%(2019年)，且仍將呈增長趨勢，油氣自給保障持續呈較高風險。

2019年，我國能源消費總量49.6×108t標準煤，連續11年位居全球第一位。作為清潔能源供應重要板塊的天然氣領域，致密砂巖氣、頁巖氣和煤層氣等非常規天然氣產量迅速增長，使天然氣產量連續三年增產超過100×108m3，2019年我國天然氣產量達到1736×108m3(相當于2.11×108t標準煤)，同時得益于天然氣進口的大幅回落，我國天然氣對外依存度首次微降，由44.2%(2018年)下降到43.4%(2019年)。

“十三五”時期，我國經濟增長速度超過能源消費增速，單位GDP能耗不斷降低，能源消費結構不斷優化，天然氣、水電、核電、風電等清潔能源消費占比以1.0%～1.5%的速度逐年提高，2019年已達到23.1%，其中天然氣占到7.8%、非化石能源占15.3%。天然氣作為我國目前最經濟、提高潛力最大的清潔能源，煤層氣開發利用可有效增加天然氣供應，發展前景廣闊。

3.1.2 新疆能源供需與清潔能源發展形勢

受經濟發展需要，“十三五”時期新疆能源消費總量不斷提升，通過供給側結構性改革，新疆落后煤炭、煤電去產能穩步實施，能源結構不斷優化，煤炭消費比重逐步降低、天然氣及風光電清潔能源消費比重逐步升高，但煤炭仍占據絕對優勢地位。新疆水、風、光等清潔能源發電量穩步增長，清潔能源發電量占發電總量的比重達到22.9%(2019年)。

表1 新疆“十三五”時期能源生產及消費情況

“十三五”期間，新疆煤炭、天然氣產量快速增長，石油產量小幅增加，但由于“西氣東輸”管道對東部地區的保供需求增加、新疆北部 “烏-昌-石”及“奎-獨-烏”重點區域大氣污染治理使“煤改氣”工程加快實施，新疆天然氣供應存在一定缺口，尤以2017年春冬季全國性“氣荒”、2020年初“西氣東輸”二線遭遇外方氣源減供19×108m3時缺口最為嚴重。

新疆作為經濟發展相對落后的西部省份和煤炭與油氣富集區，確立了“三基地一通道”(大型油氣生產加工和儲備基地、大型煤炭煤電煤化工基地、大型風電基地、國家能源資源陸上大通道)的戰略定位，建成“西氣東輸”管線3條、“西電東送”通道2條，截止2020年7月，“西氣東輸”工程累計外輸天然氣約2600×108m3、“西電東送”哈密南-鄭州特高壓直流輸電工程累計外送電量超過2000×108kW·h，為我國東中部15個省區市輸送了大量清潔能源，但新疆清潔能源生產與外輸潛力仍有發掘潛力。

3.2 煤礦安全生產形勢

在以煤炭為主的能源生產與消費體系下，以井工開采為主要手段的煤礦生產是國家安全生產管控的重要領域。自2000年煤礦監察體制實施以來，國家對煤礦安全生產長期保持嚴格要求，使煤礦安全形勢發生顯著變化，煤礦事故數量及死亡人數大幅下降，但煤礦安全生產具有反復性、長期性的問題，隨著煤礦開采深度不斷加大、難開采資源逐漸開發，安全形勢仍然脆弱。

“十三五”時期，由于生產力發展不均衡，新疆煤炭工業通過限制高瓦斯煤炭資源開采、鼓勵大型露天煤礦開采，在煤礦數量大幅下降的同時，實現煤炭產量的快速增長，且煤礦瓦斯數量、死亡人數均較“十二五”下降明顯。

總體而言，全疆煤礦開采安全形勢仍然嚴峻，尤其是南疆地區中小型煤礦井仍較多，技術與安全保障水平偏低。庫拜、阜康、陽霞、和什托洛蓋等礦區的煤炭開采深度逐步增加，瓦斯含量和涌出量呈快速遞增趨勢，采煤安全風險持續較高。

3.3 環境保護與節能減排形勢

由于CH4的溫室效應相當于CO2的21.5倍，我國每年通風瓦斯(約170～230×108m3)產生的溫室氣體效應約為2×108t的CO2當量，對自然環境造成嚴重污染。據推算，2018年我國碳排放總量達到100×108t，風排瓦斯所導致的溫室效應約占我國碳排放總量的2%，因此，堅持實施煤層氣地面開發、加強煤礦瓦斯抽采利用，對推進節能減排、 大幅減少瓦斯空排、 降低我國碳排放意義重大。

國家積極推進碳排放權交易平臺建設、加強溫室氣體排放管理與監督，鼓勵煤層氣開發利用以減少碳排放。新疆煤礦瓦斯抽采利用比例明顯低于全國水平，與全國第四的煤炭產量不相匹配，煤炭生產領域的溫室氣體排放問題凸顯，大力推進新疆煤層氣開發利用對減少碳排放、增加清潔能源具有積極意義。

4 開發利用重點

按照“準南、塔北兩產業化基地，三塘湖東部一區塊”的總體布局，新增煤層氣生產井1090口(直井/定向井1010口，水平井80口)，實現年產氣量達到6×108m3。

圍繞阜康、烏魯木齊河東、后峽、吉木薩爾水溪溝等區塊加快推進國家級“新疆準噶爾盆地南緣煤層氣產業化基地”建設，新增煤層氣生產井720口(直井/定向井680口，水平井40口)，年產氣量4.15×108m3，主要以CNG方式利用，為“烏-昌-石”等環境治理重點區城市提供一定天然氣保障。

啟動以庫拜煤田為核心的自治區級“塔里木盆地北緣煤層氣產業化基地”建設，新增煤層氣生產井260口(直井/定向井220口，水平井40口)，年產氣量1.49×108m3，主要以CNG方式利用，適時建設LNG利用項目，為周邊縣市提供車用、民用及工業燃料。

此外，在三塘湖盆地東部的馬朗-淖毛湖一帶開展煤層氣開發，新增煤層氣生產井110口(全部為直井/定向井)，年產氣量0.36×108m3，主要以CNG方式利用，為周邊縣市提供車用、民用燃料。

5 保障措施及建議

(1)“一區一策”解決礦權問題，保障煤層氣產業健康發展

深化新疆油氣資源改革試點內容，按照自然資源部有關文件要求，積極推進新疆地區煤層氣礦業權的設置、出讓、登記事務，統籌煤層氣、煤炭資源勘查開發布局和時序，以“先采氣，后采煤”“合理設置煤層氣與油氣開采深度界限”為原則，以國家規劃煤礦區為單元、“一區一策”方式積極推動煤層氣資源與煤炭礦業權、油氣礦業權重疊矛盾的解決。

(2)穩定煤層氣勘查資金投入，多措施支持煤層氣商業開發行為

中央投資補助和自治區地勘基金應穩定對公益性煤層氣勘查投入的支持力度，煤層氣資源調查評價和勘查是煤層氣礦業權設置與出讓、規?；虡I開發的前提和保障。多措施支持民間資本、境外資金參與煤層氣勘探開發、儲配及輸氣管道等基礎設施建設，拓寬企業融資渠道，鼓勵金融機構按照安全、合規、自主的原則，為煤層氣項目提供授信支持和金融服務，支持符合條件的煤層氣企業發行債券、上市融資，以多種融資方式支持新疆煤層氣產業的發展。

(3)加大科研資助力度，推進科研平臺建設、人才培養與技術創新

加大國家級、自治區級重大科技專項、自然科學基金對煤層氣領域科研創新的資助力度，針對關系煤層氣產業發展的關鍵技術難題進行研究攻關，形成一批具有自主知識產權的重大理論、技術和裝備。加強與國內相關院校合作，開設與煤層氣領域相關專業，加強校企合作，多層次培養煤層氣產業發展急需的專業技術人才和技能人才。

(4)建立健全制度與標準體系，規范勘查、開發、利用工作行為

加快制度建設步伐，研究制定地方性煤層氣勘查、開發、輸配、環境保護等環節及煤礦瓦斯抽采、利用等環節的規范性文件，建立健全煤層氣開發利用標準體系，推進煤層氣產業規范化發展。制度與標準體系的形成、完善，能夠提高煤層氣勘查開發利用的工作效率，降低相關作業與管理成本，為煤層氣產業健康發展與穩步壯大奠定基礎。