新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與思考

李瑞明，周梓欣

(新疆煤田地質局，新疆 烏魯木齊 830091)

在碳達峰碳中和戰(zhàn)略目標引領下，煤層氣作為低碳清潔能源受到國家進一步重視，近來密集發(fā)聲加快煤層氣勘查開發(fā)。新疆作為煤層氣資源大省和重要的能源資源接替區(qū)，經(jīng)過十多年的快速發(fā)展，形成了準噶爾盆地南緣和塔里木盆地北緣兩大重點區(qū)域，開發(fā)利用取得了突破性進展，煤層氣勘查開發(fā)從單井試驗發(fā)展到建成日產(chǎn)量(3～17)×104m3不等的4 個先導試驗區(qū)塊，單直井日產(chǎn)量創(chuàng)國內(nèi)之最，工藝技術與地質特點適應性增強，鉆井技術從直井單一井型發(fā)展為叢式井、L 型井、水平井等多種井型相結合，多煤層儲層改造技術從填砂分層發(fā)展到連續(xù)油管壓裂等。為促進新疆煤層氣早日實現(xiàn)規(guī)模高效開發(fā)利用，筆者分析了新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的形勢，研究制約新疆煤層氣發(fā)展的因素，提出對策建議，探討新疆煤層氣發(fā)展思路和理論技術重點攻關方向。

1 新疆煤層氣開發(fā)利用現(xiàn)狀

在新疆維吾爾自治區(qū)地勘基金的支持和引導下，在“十三五”國家科技重大專項的有力支撐下，截至2021 年10 月，新疆已形成準噶爾盆地南緣、塔里木盆地北緣兩大煤層氣勘查開發(fā)重點區(qū)，并在三塘湖、和什托洛蓋等地開展了煤層氣資源調查等工作，累計提交煤層氣探明儲量約300×108m3，建成阜康白楊河、阜康四工河、烏魯木齊河東、拜城礦區(qū)4 個煤層氣開發(fā)利用先導試驗工程，累計形成地面開發(fā)年產(chǎn)能1.95×108m3，實現(xiàn)小規(guī)模開發(fā)利用(圖1)，目前正著力推進煤層氣規(guī)?；_發(fā)利用[1]。

圖1 新疆煤層氣重點勘查區(qū)分布Fig.1 Distribution diagram of key exploration areas of Xinjiang coalbed methane exploration degree in Xinjiang

準噶爾盆地南緣是國家《煤層氣(煤礦瓦斯)開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》批復的我國第三大煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地，是新疆全區(qū)開展煤層氣勘查開發(fā)工作最多的地區(qū)。以阜康礦區(qū)、烏魯木齊礦區(qū)、后峽煤田為重點，累計開展煤層氣勘查和地面開發(fā)利用項目14 個。截至2020 年底，施工各類煤層氣井330 余口，煤層氣勘查程度大幅提高，阜康礦區(qū)、烏魯木齊河東礦區(qū)整體達到煤層氣預探級別，局部達到勘探級別，后峽、吉木薩爾、艾維爾溝、呼圖壁等礦區(qū)總體達到普查-預探級別，多個礦區(qū)涌現(xiàn)出高產(chǎn)井[2-3]，單直井最大日產(chǎn)量達到2.8×104m3，水平井最大日產(chǎn)量3.5×104m3，探獲煤層氣資源/儲量1 568×108m3，提交煤層氣探明儲量約300.6×108m3，先后建成阜康白楊河、阜康四工河、烏魯木齊河東3 個煤層氣開發(fā)利用先導試驗工程，形成年產(chǎn)能1.8×108m3。2017 年年產(chǎn)量最大，為8 235×104m3。所產(chǎn)煤層氣經(jīng)脫水、增壓制備成CNG 后供給附近工業(yè)園區(qū)、CNG(Compressed Natural Gas)加氣站及民用燃氣管網(wǎng)使用。

庫拜煤田先后開展煤層氣勘查和先導試驗建設項目5 個，累計施工各類煤層氣井60 余口，勘查工作程度僅次于阜康、烏魯木齊礦區(qū)。單直井峰值產(chǎn)氣量4 700 m3/d，穩(wěn)產(chǎn)在2 500 m3/d 以上，水平井最大日產(chǎn)氣7 800 m3，探獲煤層氣資源/儲量620×108m3，估算探明儲量14×108m3。拜城縣煤層氣開發(fā)先導試驗共有生產(chǎn)井29 口，鋪設集氣管線14 km，形成年產(chǎn)能1 500×104m3，以LNG(Liquefied Natural Gas)的形式對外輸氣利用。

三塘湖煤田開展煤層氣調查評價、普查及預探項目4 個，整體達到普查程度，西部漢水泉礦區(qū)達到預探程度，施工各類煤層氣井20 多口，煤層含氣量最大達到17 m3/t，一般在1.0～7.7 m3/t，探獲煤層氣資源/儲量484×108m3。中國石油天然氣股份有限公司吐哈油田分公司在馬朗凹陷施工多口煤層氣探井，單井最高產(chǎn)氣量達到1 900 m3/d。

除以上幾個重點區(qū)域以外，和什托洛蓋、陽霞、吐哈、伊寧等煤田也開展了少量的煤層氣普查或調查評價工作，施工了少量參數(shù)井，獲取了煤層氣含量、儲層滲透性等關鍵參數(shù)，對其煤層氣資源潛力取得了一定認識。

2 新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢

2.1 資源潛力巨大

根據(jù)國土資源部2015 年新一輪油氣資源評價結果，新疆2 000 m 以淺煤層氣資源量7.51×1012m3，約占全國煤層氣資源總量的25.0%。近年來，經(jīng)過煤層氣勘查與開發(fā)先導試驗，準噶爾盆地南緣的阜康、烏魯木齊、吉木薩爾、后峽礦區(qū)，庫拜煤田、三塘湖煤田均涌現(xiàn)一批或多口煤層氣日產(chǎn)量大于1 000 m3的排采井，單井最大日產(chǎn)量35 000 m3，展現(xiàn)出新疆煤層氣既具有豐富的資源基礎又具有極好的開發(fā)潛力。當前，我國在沁水盆地、鄂爾多斯盆地東緣雖然實現(xiàn)了煤層氣的規(guī)?；虡I(yè)開發(fā)，但“十二五”-“十三五”10 年間地面開發(fā)年產(chǎn)量一直未突破100×108m3，亟需尋找能夠為產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來突破的理論技術或區(qū)域。新疆豐富的煤層氣資源和多區(qū)塊多口高產(chǎn)煤層氣井，引起了國家和煤層氣產(chǎn)業(yè)界的廣泛關注，迫切希望能夠在新疆實現(xiàn)煤層氣大規(guī)模開發(fā)利用。新疆煤層氣開發(fā)利用，不僅可為我國煤層氣開發(fā)開辟廣闊的新區(qū)域，提供豐富的資源，同時也可完善我國煤層氣地質理論和技術體系。

2.2 需求持續(xù)攀升

當前，我國把發(fā)展清潔低碳能源作為調整能源結構的主攻方向，天然氣作為當前化石能源領域最為低碳的能源類型，其需求量持續(xù)快速增長。2020 年我國天然氣產(chǎn)量1 888×108m3，消費量為3 280×108m3，對外依存度為43.8%[4]。據(jù)預測，隨著生態(tài)文明建設和碳達峰碳中和目標的推進，天然氣消費將持續(xù)快速增長，2035 年我國天然氣需求量將達到(5 500～6 000)×108m3，國內(nèi)常規(guī)天然氣產(chǎn)量將遠遠難以滿足需求，能源供需矛盾將進一步加劇，迫切需要加大煤層氣、頁巖氣等非常規(guī)氣勘查開發(fā)力度，大力推進增儲上產(chǎn)，不斷增加國產(chǎn)天然氣供應，保障我國能源安全[5]。

新疆圍繞“三基地、一通道”(大型油氣生產(chǎn)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)建設，先后建成一批“西氣東輸”“疆電外送”大型煤礦、現(xiàn)代煤化工、新能源基地等重大工程，累計外輸天然氣超過2 800×108m3，油氣、煤炭兩大能源產(chǎn)業(yè)已成為新疆國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，也成為保障國家能源供應的重要組成部分。近年來，在能源結構優(yōu)化與節(jié)能減排戰(zhàn)略部署下，“西氣東輸”管道對東部地區(qū)保供需求增加，同時，新疆“煤改氣”工程加快實施進一步增加了本地天然氣需求，使得疆內(nèi)、疆外天然氣需求持續(xù)攀升，新疆天然氣供應缺口增大，2017 年冬季甚至發(fā)生“氣荒”現(xiàn)象，為新疆煤層氣開發(fā)提供了充足市場。

2.3 保障煤礦安全生產(chǎn)

據(jù)統(tǒng)計，2020 年與2007 年相比，全國煤礦瓦斯事故數(shù)由272 起降為7 起，瓦斯事故死亡人數(shù)和煤礦百萬噸死亡率下降更為明顯。新疆是我國第三大煤炭生產(chǎn)基地，2020 年煤炭產(chǎn)量2.66×108t，“十四五”新疆煤炭產(chǎn)量目標為3×108t/a。隨著煤炭的不斷開采，掘進深度不斷增加，煤礦瓦斯事故風險也隨之增大，而煤層氣的開發(fā)利用可在煤礦開采前將煤層中的瓦斯進行提前抽采，大大降低煤層中的瓦斯含量，從根本上保障煤礦安全生產(chǎn)。

2.4 支撐低碳經(jīng)濟建設

生態(tài)環(huán)境部《關于加強高耗能、高排放建設項目生態(tài)環(huán)境源頭防控的指導意見》(環(huán)環(huán)評〔2021〕45 號)明確“將碳排放影響評價納入環(huán)境影響評價體系”。甲烷的溫室效應是二氧化碳的21 倍，礦井瓦斯的直接排空是我國碳排放的重要組成部分[6]。甲烷濃度越低，利用技術難度越大、經(jīng)濟性越差，所以，通風瓦斯多數(shù)以直接排空為主，我國每年僅通風瓦斯[(170～230)×108m3]產(chǎn)生的溫室氣體效應折合碳排放約2×108t。

作為我國第三大煤炭生產(chǎn)基地，“十二五”以來，新疆煤炭產(chǎn)量逐年增加，從2010 年的1.01×108t，逐步增大到2020 年的2.66×108t，乏風排放也在逐年增大，雖然近年來新疆瓦斯抽采量穩(wěn)中有升，但是利用率低(表1)，遠低于我國30%～40% 的平均水平。因此，開展煤層氣開發(fā)利用，提高礦井瓦斯抽采利用，可對新疆碳減排目標做出重要貢獻。

表1 2012-2020 年新疆礦井瓦斯抽采利用情況Table 1 Gas drainage and utilization of mines in Xinjiang from 2012 to 2020

3 存在問題與對策建議

1)亟待落實完善產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策

長期以來，對煤層氣等非常規(guī)資源開發(fā)的政策支持主要側重于直接的財政補貼，忽視了其他同等重要甚至更重要的政策訴求，因此，亟待創(chuàng)新政策支持機制和方式，在公益性地質調查、技術創(chuàng)新、融投資、生態(tài)環(huán)境、安全生產(chǎn)、用地征地、重大項目立項等多方面予以支持。目前，這些領域的支持政策比較薄弱，項目從立項到開工建設需要奔走于多個部門，辦理大量手續(xù)，耗時太長也增加了很多困難。

煤層氣作為新興行業(yè)，需要呵護、培育與有效引導，建議可以效仿山西，由自治區(qū)政府牽頭，會同自然資源、科學技術、財政、生態(tài)環(huán)境等部門組建“新疆煤層氣勘查開采領導組”，建立長效溝通與工作機制，管理與推動新疆煤層氣勘查開發(fā)工作，針對產(chǎn)業(yè)發(fā)展投入與布局、煤層氣礦業(yè)權設置、煤層氣開發(fā)鼓勵及補貼政策、煤層氣市場化定價等問題進行研究與政策創(chuàng)新，制定并出臺地方支持政策，引導、推動和促進新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

2)迫切需要盡快推進礦業(yè)權設置

2013-2017 年，新疆維吾爾自治區(qū)地勘基金投入約14 億元，開展了大量的勘查或開發(fā)利用先導試驗工作，準噶爾盆地南緣的阜康、烏魯木齊、吉木薩爾等礦區(qū)及庫拜煤田、三塘湖煤田等地煤層氣地質認識和工作程度大幅提高，探獲了較為豐富的煤層氣資源。新疆維吾爾自治區(qū)自然資源廳預開展礦業(yè)權設置和出讓工作，促進成果的轉化，但由于煤炭、煤層氣礦業(yè)權重疊問題得不到有效解決，阻礙了煤層氣探礦權的設置。同時，受地勘基金勘查成果的吸引，新疆科林思德新能源有限責任公司、烏魯木齊國盛匯東新能源有限公司等新能源或煤層氣企業(yè)，均有很高的熱情投入到新疆煤層氣勘查開發(fā)中，但困于無煤層氣礦業(yè)權，勘查開發(fā)的合法化和權益均得不到保障，極大地影響了企業(yè)投入煤層氣開發(fā)的熱情。2018 年以來，新疆地勘基金對煤層氣勘查的投入銳減，而企業(yè)又無途徑進入，新疆煤層氣發(fā)展進入緩慢期甚至出現(xiàn)停滯不前的狀況。礦業(yè)權問題已成為制約新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要瓶頸[7]。

加快推進煤層氣礦業(yè)權設置是激發(fā)市場活力的有效手段。關于煤炭、煤層氣礦權重疊問題的解決建議如下：根據(jù)新疆煤層氣地質條件和煤炭礦業(yè)權證分布情況，煤炭采礦權最低開采高程以淺以煤炭開發(fā)為主，煤炭礦業(yè)權人申請增列煤層氣礦業(yè)權，進行煤炭和煤層氣的綜合勘查開發(fā)；煤炭采礦權最低開采高程以深區(qū)域、煤炭探礦權區(qū)域及煤炭礦業(yè)權空白區(qū)，實施先采氣、后采煤，以煤層氣勘查開發(fā)為主；考慮煤層氣開發(fā)必須具有一定規(guī)模才能產(chǎn)生效益，需合理劃定煤層氣礦業(yè)權范圍。

3)效益開發(fā)制約因素亟需化解

工程服務市場競爭不足是造成新疆煤層氣開發(fā)成本高的主要原因之一。據(jù)測算，新疆煤層氣領域的服務價格超過山西、陜西等地的25%～40%，單位產(chǎn)能的建設成本高出中東部地區(qū)的1.5～2.0 倍。近年來，新疆作為全國油氣行業(yè)增儲上產(chǎn)重點區(qū)，油田企業(yè)對鉆井、固井、射孔、壓裂等服務需求大增，疆內(nèi)油田服務企業(yè)任務飽滿，煤層氣開發(fā)工作與石油相比工作規(guī)模和市場有限，不被油田服務企業(yè)看重，不愿與煤層氣企業(yè)就服務與價格進行相互協(xié)商，在服務價格上具有強勢話語權甚至直接擁有定價權。同時，由于新疆地處邊遠，設備搬遷費用高，煤層氣開發(fā)市場對疆外煤層氣工程服務隊伍亦不具有很強的吸引力，目前，尚無疆外隊伍進入。由于缺乏有效市場競爭，煤層氣企業(yè)被迫接受過高的服務價格[8]，大大增加了開發(fā)成本。

高效開發(fā)工程技術尚未攻克，平均單井產(chǎn)量偏低，是造成新疆煤層氣未能實現(xiàn)效益開發(fā)另一重要因素。新疆煤層氣勘查開發(fā)有利區(qū)多處于山前構造擠壓帶，地質條件復雜、煤層非均質強，對開發(fā)地質選區(qū)及工程技術均提出較高的要求。雖然經(jīng)過十多年的勘探開發(fā)實踐和“十三五”科技攻關，新疆煤層氣地質理論取得一定認識和進展，形成了一套較為適應的開發(fā)工藝技術系列[9-11]，在阜康、烏魯木齊河東、拜城等礦區(qū)均獲得了單井高產(chǎn)突破，但高產(chǎn)井與穩(wěn)產(chǎn)井總數(shù)偏少、高產(chǎn)區(qū)塊有限且技術模式難以復制，整個礦區(qū)(區(qū)塊)的單井平均產(chǎn)量偏低，不同井產(chǎn)量差別很大。而綜合考慮新疆煤層氣開發(fā)成本、氣價等因素，平均單井日產(chǎn)氣達到1 800～2 000 m3，企業(yè)才可能盈利。因此，地質精準選區(qū)和精細評價技術、高效規(guī)?？辈殚_發(fā)工程技術尚未攻克是制約新疆煤層氣實現(xiàn)規(guī)模效益開發(fā)的另一重要原因。

煤層氣產(chǎn)量市場份額小，不能自主定價，影響了煤層氣的開發(fā)效益及企業(yè)投資的積極性。阜康、烏魯木齊、拜城各煤層氣開發(fā)利用先導試驗，日產(chǎn)煤層氣在(3～18)×104m3，與常規(guī)天然氣供應量相比，所占份額很小，使得煤層氣供應到燃氣市場時，雖然國家給予煤層氣定價權，但現(xiàn)實中卻不能自主定價，煤層氣對外銷售價格較低，一般在1.2～1.6 元/m3，最高約2.20 元/m3，較低的氣價進一步對煤層氣開發(fā)效益構成不利因素，也極大影響了企業(yè)投入開發(fā)煤層氣的熱情。

4)產(chǎn)業(yè)投資造血力度亟需增大

雖然近10 年新疆開展了較多的煤層氣勘查開發(fā)工作，但由于起步晚，勘探開發(fā)時間較短，煤層氣資源評價和勘查程度整體相對較低，煤層氣總井數(shù)僅占全國的2.5%，探明儲量(未備案)僅為全國的3.2%，煤層氣年產(chǎn)能僅占全國的2%，勘查開發(fā)工作投入與豐富的煤層氣資源稟賦極不匹配。

“十二五”以來，新疆煤層氣之所以能夠快速發(fā)展，主要得益于新疆維吾爾自治區(qū)地勘基金約14 億元的勘查開發(fā)投入，除地勘基金以外，少量企事業(yè)單位也投入資金，參與了煤層氣開發(fā)利用工作，但相比于煤層氣開發(fā)高投入、見效慢的特點，未對新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)起到關鍵的推進作用。自2018 年開始，地勘基金對煤層氣勘查開發(fā)投入呈斷崖式減少，煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展也出現(xiàn)了停滯不前的狀況。因此，要快速推進煤層氣開發(fā)，建議設立煤層氣勘查專項基金，滾動開展煤層氣勘查與開發(fā)公益試驗，發(fā)現(xiàn)和儲備礦業(yè)權區(qū)塊開展競爭性有償出讓，并出臺各項有利政策，包括金融扶持政策，積極引導和鼓勵多元化資本進入新疆煤層氣勘查開發(fā)領域。

5)強化煤礦瓦斯治理管控措施

新疆礦井瓦斯抽采利用率遠低于我國平均水平。原因有三點，一是新疆高瓦斯礦井、瓦斯突出礦井生產(chǎn)規(guī)模較小，單礦井瓦斯抽采量有限，抽采瓦斯量及濃度頻繁大幅波動，使瓦斯利用難度大，對瓦斯利用技術要求高；二是乏風瓦斯?jié)舛鹊?，多?shù)中小型煤礦均未建設瓦斯利用設施，瓦斯空排現(xiàn)象普遍；三是針對瓦斯空排的環(huán)保制度與監(jiān)管不完善，瓦斯發(fā)電難以上網(wǎng)、補貼政策難落實，導致煤礦企業(yè)的瓦斯利用積極性差。因此，建議完善和建立更加嚴格的瓦斯監(jiān)管制度，效仿加拿大等國家按照噸煤含氣量和抽采瓦斯?jié)舛戎贫ǜ訃栏竦耐咚古欧艠藴?，根?jù)利用的瓦斯?jié)舛葘嵭须A梯補貼。

4 發(fā)展思路與重點攻關方向

4.1 “十四五”發(fā)展思路

1) 1 500 m 以淺區(qū)域是重點勘查和產(chǎn)能建設區(qū)域

經(jīng)過近10 年的投入和攻關，新疆已初步掌握了1 500 m 以淺區(qū)域煤層氣勘探開發(fā)理論，初步形成了可進行規(guī)模開發(fā)的技術體系，多個礦區(qū)均出現(xiàn)高產(chǎn)井，單井平均產(chǎn)量達到國內(nèi)平均，證明了理論和技術的適用性。筆者認為下一步在提高選區(qū)和布井的有效性，重視地質和工程的配套性下，將會大幅提高單井產(chǎn)量，1 500 m 以淺區(qū)域是新疆“十四五”煤層氣勘查重點和增儲上產(chǎn)的重要區(qū)域。

煤層氣勘查方面，重點圍繞準噶爾盆地南緣和塔里木盆地北緣兩個煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地建設，實施核心區(qū)重點勘探，在阜康、烏魯木齊河東、后峽、庫拜、吉木薩爾水溪溝、達坂城等礦區(qū)開展煤層氣預探、勘探項目，新增煤層氣探明地質儲量，為煤層氣開發(fā)提供資源保障；加快和重視前景區(qū)勘查，在吐哈、三塘湖、和什托洛蓋、伊犁、焉耆等盆地開展煤層氣資源調查評價、普查、預探項目，發(fā)現(xiàn)一批接替有利區(qū)，為新疆煤層氣全面規(guī)?？碧健㈤_發(fā)奠定良好基礎。

煤層氣開發(fā)方面，重點加快推進國家級“新疆準噶爾盆地南緣煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地”建設，啟動以庫拜煤田為核心“塔里木盆地北緣煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地”建設，大幅提升煤層氣地面開發(fā)產(chǎn)量，以CNG 方式供應周邊城市或工業(yè)園區(qū)，因地制宜建設LNG 利用項目。

2) 1 500 m 以深區(qū)域開展研究探索和先導試驗

深部煤層氣、煤系氣具有廣闊區(qū)域和開發(fā)前景。但目前1 500～3 000 m 煤層氣資源量及分布僅進行初步預測，煤炭勘查涉及不到該深部區(qū)域，油氣勘探以往對這一區(qū)域的煤層氣重視不夠。因此，要查明1 500～3 000 m 煤層氣資源分布和潛力，需要開展資源調查評價，依托勘查和先導試驗進行開發(fā)理論和技術攻關，為未來大規(guī)模發(fā)展建立基礎。

4.2 重點攻關方向

1)完善的地質理論體系及甜點區(qū)精準預測與精細評價技術

目前已有許多專家學者針對新疆煤層氣選區(qū)和富集規(guī)律開展了研究[12-14]，但由于新疆煤層氣分布廣泛，成藏類型及地質條件復雜多樣，煤層氣基礎理論不僅要對準噶爾盆地南緣在現(xiàn)有基礎上繼續(xù)深入研究，還需拓展到有代表性的塔里木盆地北緣、吐哈煤田、三塘湖煤田等區(qū)域，完善和形成系統(tǒng)的新疆煤層氣地質理論體系。另外，新疆煤層氣控氣因素復雜多樣，儲層非均質性較強，目前對各開發(fā)區(qū)塊的地質認識不精細，高產(chǎn)區(qū)(井)主控因素認識不清，需要開展儲層精細評價和甜點區(qū)預測理論與技術研究，提高井位部署的準確性，減少低產(chǎn)井的產(chǎn)生。

2)煤層氣高效規(guī)模開發(fā)關鍵技術

針對單井成本高，平均單井產(chǎn)量偏低的問題，開展地質-工程一體化研究，提高開發(fā)工藝技術與地質特征的適應性；開展鉆完井、壓裂、排采工藝技術研究與試驗，重視與提高上下游工程技術的相互銜接與配套，開展煤層氣藏地質建模技術、混合井網(wǎng)優(yōu)化研究與試驗、水平井及定向井低傷害低成本高效鉆完井技術、多/厚煤層高效充分改造技術、定向井多層合采組合優(yōu)化及生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)測技術等關鍵技術攻關。

3)深部煤層氣勘探及煤系“三氣”共采

受山前構造擠壓，新疆1 000 m 以淺煤層氣地質條件復雜，且可進行規(guī)模開發(fā)的區(qū)域有限。新疆深部煤層氣資源量大，根據(jù)預測，準噶爾盆地埋深1 200～3 000 m 煤層氣總資源量約4.57×1012m3，遠大于1 000 m 以淺(1.30×1012m3)。阜康四工河礦區(qū)開展了深部煤層氣開發(fā)試驗，獲得了較好的開發(fā)效果，目的煤層埋深在1 000～1 500 m 的7 口井單井穩(wěn)定產(chǎn)氣量在4 345～8 138 m3/d；目的煤層埋深在1 500～1 800 m 的5 口井，壓裂后實現(xiàn)單井平均日產(chǎn)氣2 758 m3，最高單井日產(chǎn)氣4 504 m3，表明深部煤層氣具有良好的開發(fā)潛力[15-16]。

另外，新疆地區(qū)侏羅紀煤系的河流-沼澤-濱湖相沉積環(huán)境與山前部位的褶皺-逆沖斷層帶構造圈閉，有利于煤系氣的生成與富集，陽霞-庫車-拜城、阜康-烏魯木齊等地區(qū)煤層氣勘探中煤系部分砂巖層段有氣測異常顯示，證實了煤系氣的存在。

因此，深部煤系氣理論與勘查開發(fā)是新疆煤層氣未來的重點發(fā)展方向，重點開展深層、超深層煤層氣的賦存規(guī)律與地質特征研究，煤系天然氣耦合成藏理論和有利區(qū)預測技術、煤系一體化改造立體開發(fā)理論與技術研究與攻關，期望通過深部煤系氣的突破實現(xiàn)新疆地區(qū)中低階煤煤層氣開發(fā)領域的更大突破。

4)中低煤階高角度煤層群瓦斯精準抽采理論與技術

新疆現(xiàn)有生產(chǎn)礦井60 余處，2020 年煤礦區(qū)抽采量5 474×104m3，僅占全國抽采量的0.43%，煤礦區(qū)煤層氣抽采潛力巨大?！笆濉眹铱萍贾卮髮ｍ椺槍π陆髢A角、多煤組等賦存條件下的煤礦采動區(qū)煤層氣和碎軟低滲首采煤層抽采難題開展研究[17]，初步形成了符合新疆主要高瓦斯礦區(qū)特點的煤層氣抽采、利用關鍵技術和基本模式，但近些年新疆煤礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)模增長明顯加快，對高效抽采技術的需求日趨緊迫。同時，新疆煤礦區(qū)“十三五”的研究僅僅是初步解決了煤礦區(qū)抽采的前期急迫問題，井上下聯(lián)合大區(qū)域抽采利用的體制機制和理論技術問題還需創(chuàng)新和完善。重點攻關方向為：在“十三五”形成的大傾角、多煤組賦存特點的煤層群抽采、利用關鍵技術和基本模式的基礎上，突破大傾角采動煤層氣富集區(qū)抽采、井下大區(qū)域抽采關鍵技術，使新疆煤礦區(qū)煤層氣開發(fā)利用達到高效率實用化，實現(xiàn)新疆煤礦區(qū)煤層氣開發(fā)與利用較大范圍的推廣。

5 結論

a.新疆煤層氣資源豐富，占我國預測資源量的25%。目前，新疆已建成4 個煤層氣開發(fā)利用先導試驗工程，形成地面開發(fā)年產(chǎn)能1.95×108m3，煤層氣開發(fā)利用初具規(guī)模，并涌現(xiàn)出一批高產(chǎn)井，新疆有希望成為我國煤層氣規(guī)模上產(chǎn)的新區(qū)域。

b.在習近平總書記綠色生態(tài)文明思想的引領下，能源供給側結構性改革和碳達峰碳中和目標大大增加了對非化石能源、天然氣等清潔能源的需求，再加上新疆在能源戰(zhàn)略上的重要定位，使得疆內(nèi)外天然氣供需缺口進一步增大，為煤層氣開發(fā)利用提供了廣闊的市場。新疆煤層氣開發(fā)利用可以有效補充天然氣供需缺口，有利于保障我國能源安全，促進新疆的煤炭安全生產(chǎn)，支撐低碳經(jīng)濟建設。

c.新疆煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展也出現(xiàn)諸多問題，制約了其發(fā)展，主要體現(xiàn)為政策不完善、礦業(yè)權設置困難、尚未實現(xiàn)效益開發(fā)、勘查開發(fā)程度低、資金渠道單一、礦井抽采瓦斯難利用和監(jiān)管不夠完善等。建議：重視對整個產(chǎn)業(yè)鏈的支持和引導，成立專門領導小組，建立長效溝通和工作機制，統(tǒng)一領導和規(guī)劃煤層氣勘探開發(fā)；盡快出臺解決礦業(yè)權重疊的辦法，加快推進礦業(yè)權設置；針對新疆煤層氣的非均質性，加強地質工程一體化研究；積極引導和鼓勵多元化資本進入新疆煤層氣勘查開發(fā)領域；完善和建立更加嚴格的瓦斯監(jiān)管制度。

d.展望“十四五”，新疆煤層氣的發(fā)展思路是，1 500 m 以淺是煤層氣增儲上產(chǎn)的重點區(qū)域，其中，準噶爾盆地南緣和塔里木盆地北緣是兩大重點勘探開發(fā)區(qū)塊；1 500 m 以深區(qū)域，特別是深部煤系氣，是未來新疆煤層氣大規(guī)模開發(fā)利用的潛力區(qū)，應積極開展研究探索和先導試驗。技術重點攻關方向是，完善地質理論體系，開展甜點區(qū)精準預測與精細評價技術；開展地質工程一體化研究、重視上下游工程技術的配套與銜接、進一步提高鉆井-壓裂-排采工程技術的適應性，形成和完善高效規(guī)模開發(fā)工藝技術體系；攻關探索煤系“三氣”共采理論和技術；實現(xiàn)大傾角采動煤層氣富集區(qū)抽采、井下大區(qū)域抽采關鍵技術突破。