煤層氣的“技術性”惡循環(huán)

　　盡管煤層氣面臨諸多政策困境，但其自身的“技術坎”始終是所有玩家都繞不過去的難題。

　　在山西柳林縣的西南方向，佇立著一些井架。這是1991年華北石油地質局在這里打下的煤層氣氣井。然而，這個開發(fā)最早的中國煤層氣井網(wǎng)區(qū)域、同時也是中國煤層氣儲層滲透率最高的地區(qū)至今還尚未能實現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化開發(fā)。

　　自上世紀80年代中后期中國開始針對煤層氣資源開始進行系統(tǒng)的資源調(diào)查，已經(jīng)過去了近三十年的時間。與不斷新增的資源量相比，中國煤層氣的產(chǎn)量多年來卻一直逡巡不前，遲遲無法突破100億立方米的瓶頸。

　　1996年中聯(lián)煤成立，獨家享有了與國外企業(yè)合作開發(fā)煤層氣區(qū)塊的權益，但其煤層氣主業(yè)依然萎靡不前。

　　所有煤層氣開發(fā)公司都面臨著這樣或那樣的問題，一系列技術瓶頸限制著中國煤層氣產(chǎn)業(yè)的起飛。

　　勘探失誤的惡性循環(huán)

　　“煤層氣的開采是一個有別于常規(guī)天然氣的全新系統(tǒng)。然而整個系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)，我們都面臨著缺乏適用性技術的問題。”中石油勘探研究院廊坊分院煤層氣研究所專家鮑清英對《能源》雜志記者說道。

　　資源評價、鉆井。這兩者是煤層氣勘探過程中最核心的步驟。勘探開發(fā)的結果直接決定了煤層氣企業(yè)對上游開采的投資，而勘探評價的結果更是直接決定了企業(yè)投資回報的最終結果。

　　就是在這樣一個決定企業(yè)戰(zhàn)略投資效果的環(huán)節(jié)上，國內(nèi)相應技術的缺失，給企業(yè)的煤層氣開發(fā)計劃帶來了直接的負面效果。

　　在勘探階段，煤層氣井取芯鉆進目前多采用繩索取芯鉆進技術，基本上可滿足國內(nèi)中、高煤階煤層氣勘探開發(fā)的需求。但是，低煤階煤儲層吸附能力弱，游離氣比例相對較高，目前的取芯鉆進技術通常導致煤層含氣量測試結果失真，影響到對煤層氣資源的客觀評價。

　　而我國煤層氣資源量有將近一半屬于低煤階煤層氣。“因為不同煤層的吸附性不一樣。吸附性越強，如果按現(xiàn)在的常規(guī)技術，它到達井口展示的量就越小。你比如煤階越高，它吸附性越強，影響力就越小。煤階越低，它這個量相對比例比較大。這種情況下，就會出現(xiàn)儲量相對估計不準的情況?！滨U清英解釋道。

　　總面積27萬平方公里的沁水盆地足以稱得上是煤層氣開發(fā)典范的地區(qū)。但是即便是這里，也需要面對煤層氣井里面各種層出不窮的新情況?！皻饩碌臍饬鞑⒉蝗缬坞x氣氣井下的氣流穩(wěn)定。其運動的方向和流量還都不是非常規(guī)律?！?/p>

　　氣井的穩(wěn)產(chǎn)與否直接決定了一口鉆井、乃至整個井網(wǎng)區(qū)域的經(jīng)濟效益。而經(jīng)濟效益，則直接決定了一個煤層氣企業(yè)的生死存亡。

　　井網(wǎng)區(qū)域的布局是資源勘探評價之外，煤層氣企業(yè)另一大重要的勘探準備工作。井網(wǎng)布局直接決定了未來整個井網(wǎng)區(qū)域的采收率。這其中包括：布井、井網(wǎng)、井型、排采工藝、以及這些技術支持下的單井產(chǎn)量測算等等。

　　“這些工作是以前期準備為主的。如果沒有很好的測算，井間距大了，盡管生產(chǎn)年限延長了，但是單井產(chǎn)量就會很低，沒有經(jīng)濟效益。如果井間距過小，單井產(chǎn)量很容易上去，但是生產(chǎn)年限被壓縮了，還是不能收回成本?！?/p>

　　對上游資源的勘探正在成長為整個油氣行業(yè)中，所有油氣企業(yè)爭相搶奪的最核心領域。然而中國的煤層氣企業(yè)卻在這一環(huán)節(jié)中遭遇到了尷尬的技術瓶頸。對資源評價和前期布井工作的不完善往往會直接導致煤層氣企業(yè)的投資失敗，反過頭來又影響到企業(yè)，乃至整個行業(yè)對煤層氣上游資源勘探的投入。

　　這種惡性循環(huán)帶來的惡果就是煤層氣上游勘探的投入越來越少，煤層氣的產(chǎn)出也就一直逡巡不前。不過更令人擔憂的是，國內(nèi)對于采排和增產(chǎn)技術的不足，很可能會導致現(xiàn)有煤層氣井產(chǎn)量受到更為直接的影響。

　　西體中用的局限性

　　20世紀80年代初開始，大井組直井壓裂技術和小井網(wǎng)工藝等一系列關鍵的技術突破，讓美國成為世界上第一個成功實現(xiàn)煤層氣商業(yè)化開發(fā)的國家。

　　技術上領先的美國公司很快就成為了中國煤層氣開發(fā)公司的合作對象?！翱捣啤踩?、德士古這些知名的美國煤層氣開采服務公司都和中聯(lián)煤做過技術合作。但是都沒能實現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化開發(fā)”，鮑清英對《能源》雜志記者說。

　　技術的撞墻首先來自于不同的地質條件。中國煤層氣地質條件復雜,煤儲層具有低壓、低滲透的特點,單井產(chǎn)量普遍偏低。

　　中國特殊的地質背景造就了高煤階典型的高含氣量、低滲透率、低儲層壓力和低含氣飽和度的特征,這些都給美國煤層氣技術在中國的運用帶來了極大的困難。

　　針對低煤階、高滲透、厚煤層鉆井易坍塌和煤層污染等問題，美國的技術公司采用了煤層段裸眼下篩管完井或者是洞穴完井的方式，以增加煤層裸露面積，提高單井產(chǎn)量。該項技術在美國圣胡安和粉河盆地區(qū)塊的大范圍運用，讓這一地區(qū)成為了煤層氣開采最為成功的案例。

　　然而這項堪稱革命性的技術卻在以滲透率低為主的中國煤層儲藏結構面前碰了壁。無論是低滲透率的河北、河南或者是江西地區(qū)，還是高滲透率的沁水地區(qū)，這一煤層氣井增產(chǎn)技術在中國煤層氣井上的實際運用都不成功，即無法保證煤層氣井或者是區(qū)域井網(wǎng)能夠產(chǎn)出工業(yè)氣流。

　　鄂爾多斯和沁水兩大中國煤層氣產(chǎn)區(qū)目前都以活性水壓裂技術為主要方式。

　　“無論是裸眼技術、洞穴技術，還是氮氣技術都使用了一遍，這些在美國能使用的常規(guī)技術都不能保證沁水盆地煤層氣有經(jīng)濟效益的開采。在外資公司都放棄之后，晉煤集團旗下專司煤層氣地面抽采的藍焰煤層氣公司在對國外水力壓裂技術改造的基礎上設計出了自己的壓裂方案，最終獲得了工業(yè)氣流。”上述專家對《能源》雜志記者說。

　　這個現(xiàn)象正折射出了在煤層氣技術開發(fā)領域的一個現(xiàn)狀。由于地質條件更好，滲透率和含氣量都很高，美國煤層氣企業(yè)針對復雜和困難地質條件下的煤層氣開發(fā)技術儲備實際上并不充足。

　　過去三十年的時間，引進的勘探及地面開發(fā)主體技術與裝備經(jīng)過消化和改良，支撐了我國煤層氣地面井開發(fā)的發(fā)展，但是“并非所有煤層氣資源都適合用地面井的方式開發(fā)。中國有很多地方用礦井開采，就取得了比地面井更好的效果?！?/p>

　　因此，在今后幾十年的時間里，北美等國家很可能會因為頁巖氣相對更高的單井產(chǎn)量以及隨之而來很高的經(jīng)濟效益而失去了創(chuàng)新煤層氣勘探開發(fā)技術的動力。因此了解現(xiàn)有技術的成熟程度，分析現(xiàn)有技術適應性及其缺口，將會是中國煤層氣企業(yè)未來很長一段時間內(nèi)都要面臨的挑戰(zhàn)和機遇。

來源： 《能源》

　　版權及免責聲明：凡本網(wǎng)所屬版權作品，轉載時須獲得授權并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關法律責任的權力。凡轉載文章，不代表本網(wǎng)觀點和立場。版權事宜請聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀