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煤层气产业发展现状浅析


煤层气产业发展现状浅析
1、煤层气简介
煤层气,是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质 颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体, 是煤的伴生矿产资源,属非常规天然气,是近一二十年在国际上崛起 的洁净、优质能源和化工原料。 煤层气俗称“瓦斯”,热值是通用煤的 2-5 倍,其热值与天然气 相当,可以与天然气混输混用,而且燃烧后很洁净,

几乎不产生任何 废气,是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。煤层气空气浓度 达到 5%-16%时,遇明火就会爆炸,这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。 煤层气直接排放到大气中,其温室效应约为二氧化碳的 21 倍,对生 态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气,煤矿瓦斯爆炸率 将降低 70%到 85%。 煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电燃料、汽车燃料和重 要的化工原料,用途非常广泛。每标方煤层气大约相当于 9.5 度电、 1L 柴油、接近 0.8kg 液化石油气、1.1-1.2L 汽油。

2、煤层气开采方式
煤层气的开采一般有两种方式:一是地面钻井开采;二是井下瓦 斯抽放系统抽出。地面钻井开采的煤层气和抽放瓦斯都是可以利用 的,通过地面开采和抽放后可以大大减少风排瓦斯的数量,降低了煤

矿对通风的要求,改善了矿工的安全生产条件。地面钻井开采方式, 国外已经使用,我国有些煤层透气性较差,地面开采有一定困难,但 若积极开发每年至少可采出 50 亿立方米;由于过去除了供暖外没有 找到合理的利用手段,未能充分利用,所以,抽放瓦斯绝大部分仍然 排入大气。

3、中国煤层气发展现状
我国煤层气的开发在“十一五”期间从零起步,目前已经初步实 现商业化、规模化。目前我国开展煤层气勘探的企业并不多,比较有 实力的煤层气公司主要在山西与河南等地进行开采, 如山西煤层气公 司、中石油华北油田山西煤层气勘探开发分公司、中联煤层气公司、 中石油煤层气公司、中石化华东石油分公司、亚美大陆煤层气公司、 奥瑞安公司。 “十一五”期间,国家制定了一系列政策措施,强力推进煤层气 (煤矿瓦斯)开发利用,煤层气地面开发实现历史性突破,煤矿瓦斯 抽采利用规模逐年快速增长,煤矿瓦斯防治能力明显提高,奠定了进 一步加快发展的基础。 (1)煤层气实现规模化开发利用 国家启动沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘两个产业化基地建设, 实 施煤层气开发利用高技术产业化示范工程,建成端氏—博爱、端氏— 沁水等煤层气长输管线,初步实现规模化、商业化开发,形成了煤层 气勘探、开发、生产、输送、销售、利用等一体化产业格局。重点煤 层气企业加快发展,对外合作取得新进展,潘庄、枣园项目进入开发

阶段,柳林、寿阳等项目获得探明储量。“十一五”期间,煤层气开 发从零起步,施工煤层气井 5400 余口,形成产能 31 亿立方米。2010 年,煤层气产量 15 亿立方米,商品量 12 亿立方米。新增煤层气探明 地质储量 1980 亿立方米,是“十五”时期的 2.6 倍。 (2)煤矿瓦斯抽采利用取得重大进展 国家强力推进煤矿瓦斯“先抽后采、抽采达标”,加强瓦斯综合 利用, 安排中央预算内资金支持煤矿瓦斯治理示范矿井和抽采利用规 模化矿区建设,煤矿瓦斯抽采利用量逐年大幅度上升。2010 年,煤 矿瓦斯抽采量 75 亿立方米、利用量 23 亿立方米,分别比 2005 年增 长 226%、283%。山西、贵州、安徽等省瓦斯抽采量超过 5 亿立方米, 晋城、阳泉、淮南等 10 个煤矿企业瓦斯抽采量超过 1 亿立方米。 (3)煤层气开发利用政策框架初步形成 国务院办公厅印发了《关于加快煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用的 若干意见》(国办发?2006?47 号),有关部门出台了煤炭生产安 全费用提取、煤层气抽采利用企业税费减免、财政补贴、瓦斯发电上 网及加价、人才培养等扶持政策,初步形成了煤层气(煤矿瓦斯)开 发利用政策框架。 国有重点煤矿企业累计提取煤炭生产安全费用 1500 亿元。企业开发利用煤层气(煤矿瓦斯),中央财政每立方米补贴 0.2 元,2007 年以来累计补贴 7.2 亿元。新增 3 家企业煤层气对外合 作专营权。初步建立了煤层气(煤矿瓦斯)勘探、开发、安全等标准 体系,发布了低浓度瓦斯输送和利用等行业标准。

4、煤层气投资前景广阔

随着石油、石化资源的日趋紧张、煤矿安全事故频发,加上国家 对煤层气开发政策环境的改善以及日益增长的能源需求等多重因素 的叠加,可以预见,具有热值高、燃烧清洁等特性的煤层气的开发投 资前景广阔。 近期的几个大宗煤层气企业收购案例和中国三大石油巨 头在煤层气方面投资额的不断攀升也从侧面印证了煤层气开发投资 前景。 (1)煤层气利用功效多 煤层气是优质清洁能源,是煤层本身自生自储式的非常规天然 气,我国煤层气资源量达 36.8 万亿立方米,居世界第三位。开发利 用煤层气的作用有:可以节约资源,有效弥补我国常规天然气供用量 的不足, 优化能源结构, 提高能源供应安全; 采煤之前先采出煤层气, 有利于从根本上防止煤矿瓦斯事故; 此外, 煤层气又是一种温室气体, 开发和利用煤层气不仅可以避免因采煤造成的煤层气这种不可再生 资源的浪费,还在减少温室气体排放、改善大气环境方面具有非常重 要的意义。 (2)国家投资力度加大 根据国家能源局发布的 《煤层气 (煤矿瓦斯) 开发利用 “十二五” 规划》,2015 年我国煤层气产量将达到 300 亿立方米,煤矿瓦斯事 故起数和死亡人数比 2010 年下降 40%以上。 根据规划,“十二五”期间,新增煤层气探明地质储量1万亿立 方米,建成沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘两大煤层气产业化基地。在 300 亿立方米的煤层气目标产量中,其中地面开发 160 亿立方米,基

本全部利用;煤矿瓦斯抽采 140 亿立方米,利用率 60%以上。 我国将在煤层气开发上投资 1166 亿元,其中,井上投资 604 亿 元,井下投资 562 亿元。根据规划,到 2015 年,我国将建成 36 个年 抽采量超过 1 亿立方米的煤矿瓦斯抽采利用规模化矿区, 建成沁水盆 地和鄂尔多斯盆地东缘煤层气产业化基地,并加快辽宁阜新、铁法矿 区煤层气开发。 “十二五”期间,我国还将实施寿阳、郑庄、和顺、焦作、准格 尔等 33 个重点勘探项目,以沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘为重点, 加快实施山西柿庄南、 柳林、 山西韩城等勘探项目, 推进安徽、 河南、 四川、贵州、甘肃、新疆等省区勘探。 为了加强煤层气输送与利用,我国将加快管网等基础设施建设, 坚持就近利用、余气外输的原则,在沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘及 豫北地区建设 13 条输气管道,规划输送量 120 亿立方米。 (3)出台了一系列煤层气产业优惠政策 国家还出台了一系列煤层气产业优惠政策,涉及到矿权、税收、 补贴、定价等诸多方面。 矿权保护方面: “坚持采气采煤一体化,依法清理并妥善解决煤 层气和煤炭资源矿业权交叉问题”(国办发[2006]47 号)。 税收优惠: 对煤层气勘探开发作业的设备等免征进口关税和进口 环节增值税(财关税?2006?13 号);实行增值税先征后退政策(财 税?2007?16 号)。 开发补贴: 中央财政按 0.2 元/方煤层气 (折纯) 标准进行补贴 (财

建?2007?114 号)。 价格优惠:煤层气价格按市场经济原则,由供需双方协商确定, 国家不限价(国办通?1997?8 号)。 资源管理:从事煤层气勘查开采的企业,2020 年前可按国家有 关规定申请减免探矿权使用费和采矿权使用费, 对地面抽采煤层气暂 不征收资源税(财税?2007?16 号) 总之, 随着煤层气勘探开发技术不断引进与创新、 投资不断扩大、 政策扶持力度进一步加强,中国煤层气大规模市场化开发必将实施, 中国煤层气的突破即将来临。

5、我国煤层气开采技术发展现状
我国已经初步掌握了一些煤层气开发技术,尤其是“十一五”期 间煤层气开发利用技术水平进一步提高。 “十一五”期间实施大型油 气田及煤层气开发国家科技重大专项, 攻克了多分支水平井钻完井等 6 项重大核心技术和井下水平定向钻孔钻进等 47 项专有技术。组建 了煤矿瓦斯治理国家工程研究中心和煤层气开发利用国家工程研究 中心。完成国家科技支撑计划“煤矿瓦斯、火灾与顶板重大灾害防治 关键技术研究”,“973”计划“预防煤矿瓦斯动力灾害防治关键技 术研究”等项目,实施 10 项瓦斯治理技术示范工程和 8 项技术与装 备研发,获得了煤与瓦斯突出机理的新认识,取得了低透气性煤层群 无煤柱煤与瓦斯共采关键技术等一批重大成果。 2012 年煤层气开采最新技术发展情况 (1)中原井下煤层气压裂创纪录

中原油田井下特种作业处煤层气工程部成功完成山西屯留 LA-42 井压裂。 针对该井煤层厚度大、 煤质好、 煤层渗透性好的特点, 制定了大液量砂量、高排量伴注液氮的压裂施工方案。本次压裂,注 入地层压裂液 786.5 立方米,伴注液氮 125 吨,创国内煤层气井单次 压裂伴注液氮量最高纪录。 LA-42 井是山西潞安集团部署在屯留预采区的一口煤层气参数 生产试验井,压裂层位为石炭系太原组 C3t 山西组 3 号煤层,煤层埋 深 555.47~561.00 米,煤层厚度 5.53 米。 (2)新型煤层气钻机研制成功 河南南阳二机石油装备(集团)有限公司于 2012 年 5 月成功研 制国内首台高集成全液压煤层气钻机,并交付用户使用。 这台 1500 米车载式煤层气钻机,集泥浆泵、空压机、泡沫泵等 功能于一身, 可实现泥浆钻进、 空气钻进、 泡沫钻进等多种钻井工艺, 同时能满足快速移运的要求,在国内尚属首创。另外,该煤层气钻机 还能在煤井、矿山抢险救援中发挥重要作用。 (3)国内煤层气开发技术实现新突破

去年 5 月以来, 河南省煤层气开发利用有限公司取得一系列 技术突破, 具有国内最先进、 世界领先水平的 CTZ80D 全液压顶 驱车载钻机研发成功; 新一代煤矿井下定向压裂泵组实验成功并 取得全国惟一的安标证书; 鹤煤六矿地面瓦斯抽采项目水平井成 功实现与立井井下 600 米精确贯通, 软煤地区煤层气开发关键技 术实现重大突破。 尤其是公司牵头完成的中国煤矿瓦斯地质规律

与应用研究获得国家科学技术进步二等奖。 该项成果具有国际国 内领先水平,在瓦斯灾害严重的 100 多个重点煤矿区、2000 多 对矿井进行了推广应用,项目整体成果取得直接经济效益 80 余 亿元,为我国瓦斯预测和瓦斯治理提供了系统的理论依据。
(4)我国国煤层气开发实现技术突破提升钻井能力

我国煤层气藏普遍具有低压、 低渗透的储层特性, 除直井外, 最有效的钻井方式是水平分支井和“U”型水平井。远距离穿针 技术及装备是煤层气多分支“U”型水平井钻井的必需技术,也 是实现远距离精确连通两口井的关键技术之一。 但该技术及装备 一直以来被外国公司垄断, 中国石油集团钻井工程技术研究院组 织专项技术攻关, 历经三年时间最终研制出一套远距离穿针测量 与控制技术, 填补了国内空白, 大大提升了中国煤层气钻井能力。 6、各省市煤层气发展情况
(1)河南省煤层气发展情况 河南省煤层气资源比较丰富,埋深 2000m 的浅煤层气资源总量 约 1 万亿 m3,具有吸附性能好、含气饱和度高、煤层含气量高等特 点,具有较好的开发前景。河南省政府已将煤层气开发利用作为河南 省又一支柱产业之一,列入了经济调整战略规划之中。成立于 2007 年初的河南省煤层气开发利用有限公司是目前国内唯一一家省级公 司,公司以资源利用和煤矿减灾为双重目的,统一规划河南省的煤层 气开发。 目前已在焦作布置并形成了恩村、 位村、 九里山3个小井网, 在鹤壁、荥巩、永夏、新安、平顶山 5 个矿区各布置了 1 口参数井。

河南省煤层气开发利用有限公司是我国首家省级专业从事煤层 气抽采利用和瓦斯综合治理的国有大型省管能源企业, 是国土资源部 煤层气矿权管理联系点企业,与中石油、中石化一起被国务院授予煤 层气对外合作专营权,主要从事煤层气等非常规天然气开发利用,提 供煤矿瓦斯治理技术研发和专业、高效、优质服务,目前已形成煤层 气开发利用、安全技术研发与服务、煤炭生产、装备制造等四大支柱 产业板块。 (2)山西省煤层气发展情况 山西作为煤炭大省,煤层气资源十分丰富,其资源量预测可达 10 万亿立方米,约占全国煤层气总量的近 1/3。山西煤层气勘探开发 对外合作日益广泛, 目前在山西省从事煤层气勘探开发的外国公司达 7 家, 内联外引开发煤层气成为山西省煤层气产业发展的趋势。 例如, 中联公司沁水盆地南部煤层气开发利用高技术产业化示范工程的快 速推进,将有利于推动我国煤层气产业的发展。晋城无烟煤矿业集团 与美国美中能源公司、 中联公司合作开发的潘庄井田地面煤层气项目 获得较大进展。 2012 年,山西省煤层气行业协会由山西能源产业集团有限责任 公司等单位发起成立,由有关专家学者、煤层气开发领域的企业、企 业家自愿组成。协会的主管部门为山西省发展和改革委员会,专业为 政府、社会、企业提供与煤层气产业建设相关的服务。 协会的主要工作:建立完善规范煤层气行业的自我管理机制,维 护行业内部公平竞争和市场秩序; 参与制定煤层气产业发展规划以及

与行业发展的相关政策; 组织煤层气行业培训、 技术咨询、 技术交易、 科技攻关、信息交流、知识产权保护等活动;组织开展煤层气行业国 内外经济技术交流与合作;承担法律或者法规授权、政府委托以及协 会章程规定的其他职责。 国内首个煤层气天然气综合利用示范园区 2012 年 7 月 25 日在山 西省寿阳县开工建设。2013 年底园区内项目投产后,年综合产值将 超过 20 亿元。届时,园区将成为山西省最大的、项目最齐备的煤层 气、过境天然气和瓦斯气循环利用基地和综合示范项目。寿阳县也将 成为山西省煤层气、天然气管网大贯通的重要枢纽,省最大的天然气 调峰中心和最先进的煤层气、瓦斯气脱氧液化加工储运基地。 山西省国新能源集团寿阳县天然气煤层气综合利用示范园区总 投资 30 亿元,包括 2× 60MW 热电联产项目、日处理 150 万立方米低 浓度煤层气提纯液化项目和煤层气综合开发利用项目。 2× 60MW 等级 燃气-蒸汽联合循环直接空冷供热机组建成后供热能力为 80 万平方 米,年发电量 7.23 亿千瓦时。项目投产后,园区内每年燃气资源综 合利用总量将达到 10 亿立方米,减少煤矿瓦斯排放 5 亿立方米,外 运液化煤层气 13 万吨,并可提供 36 万辆次加气服务,拉动投资 100 亿元,替代燃煤 1000 万吨。 (3)四川煤层气发展情况 四川是我国煤炭资源大省,拥有丰富的煤层气资源。20 世纪 80 年代末期以来,国家对煤层气勘探开发力度的逐步加大,“十一五” 期间,随着经济快速发展,能源供求日益紧张,环保压力日益增大,

同时煤炭安全问题倍受各级政府和社会广泛关注, 特别是开发利用技 术进一步提高,四川煤层气资源勘探、开发取得了重大进展 四川省能投煤层气投资开发有限公司由四川省能源投资集团主 导设立,由四川省能源投资集团、省煤炭产业集团、四川产业振兴发 展投资基金、省煤田地质局等联合出资组建。未来 3 年,该公司将完 成煤层气专项勘探工作,并实现地面抽采点火。其后,将转入大规模 产业化开发阶段,并适时向整个川南以及云南、贵州等地拓展。省能 投集团已计划与中石油、中石化等企业合作勘探开发页岩气。 (4)新疆煤层气发展情况 新疆是煤炭、煤气层资源大省,但煤气层抽采工作面临着许多技 术问题,并且因初期投资较大、回收周期较长,煤矿企业的煤气层利 用积极性也不高。为此,新疆自治区政府将尽快建立煤气层治理研究 体系,开发煤气层抽采关键技术和装备,提高煤气层抽采率;通过加 大安全监管力度,建立地面永久煤气层抽采系统;制定和落实煤气层 抽采利用的优惠政策,提高企业的积极性。 “十一五”期间,中联煤层气公司与中石油新疆分公司,加拿大 特拉维斯特公司和亚美大陆煤层气有限公司、 亚加能源公司等中外企 业合作, 开展了对新疆准格尔盆地南缘硫磺沟区块和后峡区块煤层气 资源的风险勘查; 新疆煤田地质局与加拿大宏图研探公司签约联合对 新疆乌鲁木齐东区域的煤及煤层气进行综合开发利用研究, 这标志着 新疆煤层气勘查开发步入了规模化风险勘查阶段。 (5)内蒙古煤层气发展情况

内蒙古煤层气资源勘探程度总体较低,截止 2009 年已查明高瓦 斯矿区的煤层气资源量为 2600 亿立方米,预测储量 5000 亿立方米, 主要分布于古拉本、 呼鲁斯太、 乌达、 桌子山、 棋盘井和石拐等矿区。 内蒙古煤炭开采深度大部分距地表 200 米以上,全区 80%以上 煤矿位于低瓦斯矿区,瓦斯纯度低,利用难度大。目前具备开发利用 条件的有古拉本、呼鲁斯太、乌达、桌子山、棋盘井和石拐矿区。 内蒙古瓦斯综合利用工作刚刚起步,截止 2009 年,煤矿抽采煤 层气约 3200 万立方米/年,神华乌海能源公司五虎山煤矿瓦斯发电厂 项目已投运但尚未并网运行, 瓦斯利用率仍偏低,2009 年 1-8 月份利 用煤层气量仅 27.72 万立方米;内蒙古太西煤集团松树滩煤矿一期 3× 500 千瓦斯发电厂项目近期将建成投运;其他地区的煤层气仍以抽 放为主,开发利用工作正在逐步推进。 2009 年 9 月内蒙古自治区通过了《内蒙古自治区重点矿区煤层 气(煤矿瓦斯)开发利用实施方案》。根据方案,到 2010 年底前, 自治区将以重点矿区为先导, 带动全区有条件的地区和企业加快煤层 气开发利用,在煤层气勘探、抽采、利用方面取得突破。为了加快煤 层气开发利用,推动煤层气产业化发展,自治区决定在乌海市的乌达 和桌子山矿区、阿拉善盟的古拉木、呼鲁斯太矿区、鄂尔多斯市的棋 盘井矿区煤层气富集的重点矿区加大勘探、抽采、利用力度,争取在 2010 年底前,勘探增加储量 52 亿立方米,实现煤层气抽采量 1.46 亿 立方米,年利用煤层气能力达到 6600 万立方米/年。


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