煤层气勘探开发现状及展望

煤层气

收稿日期:2009201207;修回日期:20092052041

基金项目:“十五”石油科技项目(编号:07201C 201207)资助.第一作者E 2m ail :taoxiaowan000112@.

新疆煤层气勘探开发现状及展望

陶小晚1,王俊民2,胡国艺1,杨　春3,倪云燕1

(1.中国石油勘探开发研究院,北京100083;2.新疆煤田地质局,新疆乌鲁木齐830091;

3.浙江大学地球科学系,浙江杭州310027)

摘要:在分析国内外煤层气发展现状的基础上,对新疆煤层气资源分布、赋存特征进行了研究,认为新疆煤虽然变质程度低,但煤层气资源量丰富,部分矿区盖层条件和水文地质条件较好,而且向外输送煤层气方便。但是,由于新疆煤层气勘探程度低,投入少,勘探、开发方法和技术储备不足,因此需要加大煤层气勘探开发力度,加强煤层气战略选区评价,对高瓦斯煤矿开采必须先采气后采煤,同时要加大政府投入和扶持力度。关键词:煤层气;低煤阶;新疆;勘探;开发中图分类号:TE132.2 文献标识码:A 文章编号:167221926(2009)0320454206

0　引言

煤层气俗称“瓦斯”,又称“煤层甲烷”或“煤层瓦斯”,是指煤在形成演化过程中经生物化学和热解作用生成、并储集在煤层内以甲烷为主的天然气[1]。由于煤层气的赋存状态(以吸附态为主)独特、储层(典型的自生自储、多重孔渗的有机储层)和产出机

理(排水—降压—解吸—采气)具有非常规性,在油

气资源分类中将煤层气划归为“非常规天然气”[2]。

1　国内外煤层气发展现状

1.1　国外煤层气发展现状

煤层气是20世纪70年代兴起的新能源,国际能源机构(IEA )预测,全世界煤层气总资源量约为(91～268)×1012m 3,主要分布在俄罗斯[(17～113)

×1012m 3]、加拿大[(6～76)×1012m 3]、中国[(31.0～36.8)×1012m 3]、美国[(11.3～19)×1012m 3]、澳大利亚[(8～14)×1012m 3]、德国(3×1012m 3)、波兰(3×1012m 3)等国家和地区[3]。

迄今为止,美国仍然是煤层气开发最成功、技术最成熟、产业化规模最大的国家。其煤层气工业起步于20世纪70年代,大规模化发展则是在80年代之后。1980年美国煤层气生产能力尚不

足1×108m 3,1990年上升到100×108m 3,2001年达到480×108m 3,2007年煤层气产量超过540×108m 3[4]。加拿大的煤层气勘探始于20世纪80年代初期,截至2007年底煤层气年产量达到60×108m 3[4]。澳大利亚的煤层气勘探工作始于1976年,到1998年时产量只有0.56×108m 3,但近几年来进展较快,2007年煤层气产量达30×108m 3[4]。

俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦等独联体国家也积极开展煤层气勘探项目。德国利用的主要是已关闭矿井中的煤层气。印度与美国公司合作,截止2004年已钻煤层气井130余口。此外,印度尼西亚、巴基斯坦、波兰、捷克等国家也在探索开发煤层气。1.2　我国煤层气发展现状

中国煤层气资源丰富,根据2006年国土资源部进行的全国新一轮煤层气资源评价结果,我国42个主要含煤盆地中埋深2000m 以浅的煤层气地质资源量为36.8×1012m 3。按盆地划分,我国煤层气资源分布比较集中,主要分布于大盆地中。煤层气地质资源量大于1×1012m 3的含气盆地有鄂尔多斯(9.82×1012m 3)、沁水(3.97×1012m 3)、准噶尔(3.87×1012m 3)、滇黔桂(3.47×1012m 3)、吐哈(2.12×1012m 3)、二连(1.96×1012m 3)、海拉尔

第20卷第3期2009年6月天然气地球科学NA TURAL GAS GEOSCIENCE Vol.20No.3J un.　2009

(1.59×1012m 3)、伊犁(1.21×1012m 3)等8个盆

地[5]。此外,塔里木盆地煤层气地质资源量为

0.91×1012m 3[6]。

煤层气开采分为煤矿瓦斯井下抽采和地面开发2部分。2006年国有重点煤矿瓦斯抽放量为26.1×108m 3,瓦斯抽放率为36.3%;瓦斯利用量为6.1×108m 3,瓦斯利用率为23.5%,其中1.4×108m 3用于发电,4.7×108m 3用于民用。近5年来煤矿瓦斯抽采量增长迅速,2000年仅为8.6×108m 3,2006年就增加到26.1×108m 3,年增速超过25%[7]。我国煤层气地面开发始于20世纪70年代末,经过近30a 的发展,煤层气产业化已初见端倪。截至2007

年底,我国煤层气开发井总数已达到1800口,煤层

气产量达2.4×108m 3[5]。

我国目前已对沁水、鄂尔多斯、宁武、阜新、六盘水、吐哈和准噶尔等盆地进行了煤层气勘探。勘探和开发的重点区块主要有阜新盆地刘家试采区块、辽宁铁法区块、辽宁沈阳北及其外围(辽河凹陷欧利坨子、北票等),沁水盆地山西南部沁水煤层气田,鄂尔多斯盆地东部大宁—吉县地区与韩城—合阳地区,

准噶尔盆地东南缘(昌吉、白杨河、大井、沙帐南)

等。其中开发效果最好的为沁水盆地山西沁水煤层气田和阜新盆地刘家试采区块。

目前,沁水盆地已成为国内煤层气开发的热点,中国石油、中联煤、亚美大陆、晋城煤业等多家公司对该盆地进行煤层气开发,产业化基地已具雏形。该区2007年底煤层气开发井有1800余口,年递增1000口,目前日产量为135×104m 3。1.3　我国煤层气发展预测

根据我国煤层气资源和市场需求状况,同时参考美国煤层气产业的发展规律,认为2000—2020年将是我国煤层气商业开发和产业化发展的关键阶段。

预计2010年前我国煤层气勘探将有较大突破[8],2006—2010年间在沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘等有利目标区有望获得煤层气可采储量为3000×108m 3,全国煤层气产量可达到100×108m 3。其中,煤矿瓦斯抽采量为50×108m 3,利用

总量达30×108m 3以上,地面抽采量接近50×

108m 3,煤层气产业将初具规模[8]。2010年以后,煤层气的勘探开发技术日趋成熟,勘探范围进一步扩大,将进入快速发展阶段(图1)。

图1　2005—2050年我国煤层气产量中长期预测[8]

2　新疆煤层气资源及勘探开发现状

2.1　新疆煤层气资源分布

根据国土资源部(2006)进行的新一轮全国煤层

气资源评价结果,新疆煤层气总资源量为9.5×1012m 3。主要分布在准噶尔盆地、吐哈盆地、伊犁盆地、塔里木盆地以及天山系列盆地中。这些盆地煤层多,厚度大,煤层最大累积厚度近200m ,最大单层厚度逾100m ,煤层层数超过50层。4个盆地煤

层气资源量大,共计8.11×1012m 3,占全国煤层气资源量的22%,其中准噶尔盆地为3.87×1012m 3、吐哈盆地为2.12×1012m 3、伊犁盆地为1.21×1012m 3、塔里木盆地为0.91×1012m 3[526]。准噶尔盆地、吐哈盆地和塔里木盆地是我国主要的低煤阶盆地,前2个盆地的低阶煤煤储层最为发育,被认为是最有开发前景的2个低阶煤含煤盆地。

根据中联煤层气公司与煤炭科学研究总院西安分院(2000)开展的全国煤层气资源评价结果,在新

554　No.3 陶小晚等:新疆煤层气勘探开发现状及展望