国内外煤层气利用现状及前景展望_司光耀

2. 3 国内利用现状 2. 3. 1 我国煤层气储量情况
截止目前我国已探明煤层气地质储量 1 023. 08 @ 108 m3, 其中以地面开发为主探明储量 754. 44 @ 108 m3, 矿井抽放为主探明储量 268. 64 @ 108 m3 [ 3 ] , 见表 2。 2. 3. 2 我国煤层气开发利用现状
我国煤层气开发利用起步较晚, 其发展大体可 分为三个阶段 [ 4] 。
第一阶段 ( 20世纪 50年代 ~ 20世纪 70年代 末 ) : 为减少煤矿矿 井瓦斯灾害的井下抽放与利用 阶段, 这一阶段所抽放的瓦斯基本上都被排到大气 中, 很少对其进行利用。
第二阶段 ( 20世纪 70年代末 ~ 20世纪 90年 代初 ): 为煤层气勘 探开发试验初期和煤层气井下 抽放利用阶段。我国先后在抚顺龙凤矿、阳泉矿、焦 作中马村矿、湖南里王庙矿 等矿区地面钻 孔 40余 个, 并且进行了水力压裂试验和研究 [ 4] 。同时, 大 量的煤层气井下抽 放和利用 项目进一 步展开, 至 1993年, 井下抽放系统年抽放量达 4 @ 108 m3, 部 分地区已开始将其用于工业和民用取暖。
表 2 我国煤层气探明地质储量一览
地区 /矿区
层位
储量面积 / km2
探明地质 储量
/ 108 m 3
可采储量 / 108 m 3
提交储量 单位
沁水盆地 南部
P1 - C3
164. 20
402. 18
218. 38 中联公司
沁水盆地 南部
P1 - C3
182. 20
352. 26
176. 13
中石油股份 公司
问题探讨
总 第 112期
国内外煤层气利用现状及前景展望
司光耀, 蔡 武, 张 强
(中国矿业大学 矿业工程学院, 江苏 徐州 221008)
摘 要: 煤层气 (瓦斯 )长期以来被人们视作危害煤 矿安全的有 害气体, 然而 随着近 年来爆 发的能源 危机,
人们对煤层气的认识也逐渐改变。
关键词: 煤层气; 利用; 现状 ; 前景
4结 语
如何合理有效地利用煤层气这种新型能源是摆 在面前的严峻课题, 通过对国内外煤层气利用现状 的分析, 不难发现, 大力促进煤层气发展需要做到以 下几个方面:
1) 国家对煤层气开发进行统一规划管理, 制 定完整、科学的煤层气开发规划战略, 使我国煤层气 产业有序、高效和协调发展。
2) 政府优惠政策的支持、相关法律法规的鼓 励引导和开放市场的形成都有助于我国煤层气产业
煤层气 资源量 /1012m3 17~ 113
5. 6~ 76
30~ 35
21. 19
煤炭 资源量
/1012 t 6. 5
7. 0
5. 6
3. 95
国家
澳大利亚 德国 波兰 英国
煤层气 资源量 /1012m 3 8. 4 ~ 14
2. 8
2. 8
1. 6
煤炭 资源量
/ 1012 t 1. 7
0. 326
澳大利亚煤层气开发起步于 20世纪 80年代初 期, 主要集中在东部的悉尼盆地、鲍恩盆地苏拉特盆 地。目前采用煤矿水平钻井、斜交钻孔和地面钻孔 抽采煤 层气。到 2005 年底 澳大利 亚已 钻井 1 700 口, 煤层气产量接近 10亿 m3 [ 2] 。
英国、德国等国家矿井煤层气抽放和利用已有
多年历史, 生产的煤层气主要用作锅炉燃气或供给 建在矿区的煤层气电站, 少量民用。目前正积极开 发和应用煤层气发电新技术, 煤层气地面开发在近 几年才刚刚开始。
[ 5] 黄盛初. 我国煤层气利用技 术现状及前景 [ J]. 中国煤 炭, 1998( 5): 25- 28.
[ 6] 刘洪林, 刘洪建, 李贵中. 中国煤 层气开 发利用 前景及 其未来战略地位 [ J]. 中国矿业, 2004, 13( 9): 13- 14.
的良好发展。 3) 科技创新是煤层气产业形成和发展的关
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2009年 2月
司 光耀等: 国内外煤层气利用现状及前景展望
第 18卷第 2期
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生活服务等相关产业的发展外, 也将带动下游相关 产业的发展, 如煤层气的管道运输、家用煤层气的供 应、气体燃料汽车和化工产品的开发等, 还能推动本 行业的相关技术、科研等产业, 促进整个产业的良性 发展, 如钻机、煤层气抽取及输送设备、监测监控设 备、煤层气发电设备、利用煤层气生产化工原料设备 等产业。据此, 我国煤层气产业一旦形成和发展起 来, 将给相关产业带来巨大的发展机会和经济效益。
西部的艾伯特省及大不列颠哥伦比亚 省的丘陵地 区, 煤层厚度大且含气量高。艾伯特省平原地区的 煤层气潜在 储量预计为 19. 03 @ 1012 m3。 1978~ 2001年, 加拿大仅完成煤气井 250口, 而到 2004年底 已累计钻井 3 300余口。 2004年底至 2005年 6月又 有 1 600口井开钻, 另有 1 262井口取得许可。 2002 年加拿大煤层气产量为 1亿 m3, 2003年为 5. 1亿 m3, 2004年为 15. 5亿 m3, 2005年已达 31亿 m 3 [ 2] 。
中图分类号: TD 712
文献标识码: B
文章编号: 1005O2798( 2009) 02O0023O03
煤层气, 又名瓦斯, 一直被人们视为引起煤矿安 全事故的罪 魁祸首, 以至于 有人甚至 谈 / 瓦斯 0色 变。然而近年来, 随着世界能源局势持续紧张, 人们 已经认识到煤层气作为一种清洁、经济的能源可有 效缓解世界能源危机, 人们治理瓦斯的思路也逐渐 由 / 抽排 0转向 / 利用 0。 20世纪 70年代以来, 世界 上一些主要产煤国家纷纷涉足这一领域, 在勘探开 发理论与开采应用技术方面进行了大量的研究与试 验工作, 取得了突出的成就, 使这一产业得到快速发 展 [ 1] 。
0. 16
0. 19
2. 2 国外利用现状 目前, 美国、加拿大、澳大利亚、英国等国家的煤
层气产业发展比较迅速, 其中美国是世界上煤层气 产量最高的国家, 也是迄今为止世界上煤层气商业 化开发最成功的 国家。由于各 国的煤层气资 源条
件、政策等差别, 煤层气发展的状况有所不同。美国 煤层气资源近 85% 分布在西部落基山脉中、新生代 含煤盆地, 其余 15% 分布在东部阿巴拉契亚和中部 石炭纪含煤盆地。目前, 已形成煤层气生产规模的 煤盆地有圣胡安、黑勇士、粉河盆地, 煤层气勘探开 发的新地区包括犹他、拉顿、中阿巴拉契亚煤盆地, 其他有潜力的煤盆地也正在积极开展煤层气勘探工 作 [ 2] 。其煤层气工业起步于 20世纪 70年代, 其产 量在经历了 80、90年代的上升期后, 现已进入稳定 上升期, 见图 1。
第三阶段 ( 20世纪 90年代初开始至今 ) : 为煤
层气勘探开采试验全面展开和井下规模抽放利用阶
段。这一阶段开始引进国外煤层气开发技术, 开展 了煤层气的勘探试验, 取得了实质性突破。煤炭、
地矿、石油系统和部分地方政府积极参与此项工作, 许多国外公司如美国 T exaco、A rco、Ph illips、G reka石
一台侧帮锚杆钻机, 侧帮锚杆钻机安置在掘进机身 上, 只能打设每帮每排上部两根锚杆, 下部锚杆需滞 后掘进机 20 m 打设。实践中通过摸索, 采用活动钩 环拧在帮钢带锚杆上配两根 2. 5~ 4. 5 m 长的 2寸 钢管进行临时护帮, 随掘前移。掘进机割完煤后停 在适当位置, 人员进入窝头采用风动锚头与打顶及 帮上部锚杆人员平行作业, 在不增加作业时间的基 础上确保了巷道成形及施工进度。
[责任编辑: 张雪松 ]
( 上接第 16页 ) 不十分熟练的情况下, 正常时每班可 架设 4架棚, 日进尺 12 m, 基本达到了预期目标。
为进一步缩短时间, 提高掘进效率, 针对现场施 工中存在的实际问题, 采取了一系列专门的措施, 对 新设备、新工艺进行了优化。主要包括以下几个方
面: 1) 智能化掘锚一体机配备两台顶锚杆钻机和
批重要的勘探成果, 并在一些重点区块进行了煤层 气商业性开发示范。其中, 具有煤层气商业化开发 前景的十大重要勘探区块是: ¹ 沁水盆地南部; º 沁
水盆地北部; » 大宁 - 吉县区块; ¼陕西韩城区块; ½ 神府 - 保德区块; ¾阜新盆地; ¿ 宁武盆地; À准
噶尔盆地; Á 恩 洪 - 老厂 区 块; Â 沈 北 - 铁 法 地 区 [ 2] 。
[ 2] 傅学 海, 秦 勇, 韦 重韬, 等. 煤 层气 地 质学 [ M ]. 徐 州: 中国矿业大学出版社, 2007.
[ 3] 中联煤层气有限责任公司. 中国 煤层气 勘探开 发技术 研究 [M ] . 北京: 石油工业出版社, 2007.
[ 4] 王 红岩, 刘 洪 林, 等. 煤 层气 富集 成 藏规 律 [M ]. 北 京: 石油 工业出版社, 2005.
1 开发煤层气的重要意义
1) 缓解能源 紧张局势。随着我 国国民经济 的快速发展, 对能源的需求 越来越大, 特别是国内 煤、油、气供需缺口急剧增大, 作为一种高效、洁净能 源, 开发和利用煤层气可有效地弥补我国常规天然 气的不足, 在一定程度上改善我国的能源结构, 产生 巨大的经济效益。
2) 减少温室气体排放, 充分做到绿色开采。 煤层气的主要成分是甲烷, 甲烷是大气中主要的温 室气体之一, 煤矿开采过程中甲烷的排放量即占所 有化石燃料排放量的一半。以往将煤层气直接排入 大气的做法, 既造成了资源浪费又加剧了全球温室 效应。
铁法矿区
J3
135. 49 77. 30
-
铁法煤业
阳泉矿区 P1 - C3 94. 04 191. 34 75. 06 阳泉煤业
合计
575. 95 1 023. 08 469. 57
-
3 前景展望
在我国未来 几十年内天然 气将获得飞速 的发 展。西气东输是煤层气产业发展的一次难得的历史 机遇, 根据 / 西气东输 0工程的供气能力和设计年限 估算, 需要 1万亿 m3 的天然气地质储量作保证, 但 目前常规天然气地质探明储量仅 7 000亿 m3 左右, 急需补充气源, 煤层气作为非常规天然气, 其成分 95% 以上是甲烷, 完 全可以 与天然 气混输、混用。 同时 / 西气东输 0管线经过的地区也是煤层气资源 富集的地区, 塔北、鄂尔多斯盆地、沁水盆地、太行 山东、豫西、徐淮和淮南等煤层气富集带, 总资源量 近 14万亿 m3, 而且 管线 经过的 沁水大 型煤层 气 田, 已经获得煤层气探明储量, 在短期内优先开发 这些地区的煤层气资源最具有现实性和可行性 [ 6] 。 煤层气产业是一项庞大的系统工程, 建设一个煤层 气生产基地, 除了带动运输、钢铁、水泥、化工、电力、
键因素, 从产业发展的高度狠抓科技进步, 能否找出 适于我国地质条件的煤层气勘探开发的核心技术决 定我国煤层气产业化的成败。
4) 完善相关基础设施建设, 特别是天然气管 道的建设, 对后期煤层气的销售利用、走向市场起着 不可或缺的作用。
参考文献:
[ 1] 严绪朝, 郝鸿毅, 等. 国外煤层气的开发利用状 况及其 技术水平 [ J]. 石油科技论坛, 2007( 6) : 24- 30.
3) 减少煤矿 事故的发生。长期 以来瓦斯一 直是影响煤矿安全生产的主要灾害, 瓦斯突出与瓦 斯爆炸不仅造成重大人员伤亡事故, 同时也给煤矿 企业带来巨大经济损失。
@ 1012m3, 其中约 90% 分布在 12个主要产煤国, 见 表 1。
表 1 主要产煤国家煤层气资源量
国家
俄罗斯 加拿大
中国 美国
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2009年 2月
司 光耀等: 国内外煤层气利用现状及前景展望
第 18卷第 2期
下两方面: 一是具有良好的煤层气地质资源条件和 完善的基础设施; 二是煤层气开发初期政府的宏观 调控政策特别是卓有成效的财政支持、政策法规鼓
励和开放的市场, 使美国率先取得煤层气商业开发 的成功。
加拿大煤层气勘探开发工作主要集中在西部。
油公司及澳大利亚的 Low e ll石 油公司等也积 极投 资在中国进行煤层气勘探试验 [ 5] 。
中国煤层气地面勘探工作开始于 1989年, 到目 前为止已在 12个省、自治区登记了 64个煤层气勘 探区块, 勘探区块总面积为 81 810. 3 km2。在绝大 多数区块内进行了煤层气资源普查勘探, 取得了一
2 煤层气利用现状
2. 1 煤层气资源分布 根据国际能源署的统计资料和我国煤层气资源
评价结果, 全球煤层 气资源总 量约 91 @ 1012 ~ 260
图 1 美国历年煤层气产量
美国煤层气开发迅速取得成功, 主要原因有以
收稿日期: 2008O10O15 作者简介: 司光耀 ( 1989- ), 男, 山东邹城人, 现为中国矿业大学采矿工程专业在读本科生。