對現(xiàn)行煤層氣資源勘查技術(shù)規(guī)范中若干問題的思考

熊 濤， 周立明， 張維生， 劉亞然， 王福國

(1.中煤地質(zhì)集團有限公司，北京 100040； 2.自然資源部油氣儲量評審辦公室，北京 100031；3.中國煤炭地質(zhì)總局，北京 100038)

由中國煤炭地質(zhì)總局等單位組織編寫的現(xiàn)行《煤層氣資源勘查技術(shù)規(guī)范》(GB/T 29119—2012)，于2012年12月31日由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會發(fā)布。該規(guī)范自制定和發(fā)布實施以來對我國煤層氣勘探開發(fā)工作起到了積極的指導和促進作用[1-2]。本文根據(jù)煤層氣勘探開發(fā)工作實踐，對在執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范中遇到的若干問題進行探討，以便更好地規(guī)范煤層氣資源勘查工作，使其發(fā)揮積極作用。

1 近年來煤層氣勘查開發(fā)現(xiàn)狀

我國埋藏深度在2 000m以淺的煤層氣資源量30.05×1012m3，占世界煤層氣資源總量的 11.6%，煤層氣資源規(guī)模相當可觀，具有很好的發(fā)展?jié)摿颓熬癧3-4]。但大多數(shù)煤層氣資源的勘探開發(fā)程度較低，煤層氣單井產(chǎn)量較低，開發(fā)生產(chǎn)技術(shù)適應性較差，且存在管理措施等方面的不足，使得我國煤層氣產(chǎn)業(yè)總體上發(fā)展較為緩慢[5-7]。

中國煤層氣產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的不斷探索，在勘探開發(fā)技術(shù)工藝、市場化規(guī)模開發(fā)等方面取得了一定進展，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍普遍存在“勘查程度低、單井產(chǎn)量低和產(chǎn)量增長周期長”等問題。我國截至2020年底，據(jù)不完全統(tǒng)計，通過勘探累計獲得探明煤層氣地質(zhì)儲量 9 302×108m3。煤層氣探明資源量僅占總資源量的2.4%，而天然氣資源探明率達到了15%。我國主要的九個大型聚煤盆地賦存有大量的煤層氣資源，目前僅有的僅有沁水盆地和鄂爾多斯盆地實現(xiàn)了規(guī)?？碧介_發(fā)，各盆地煤層氣資源勘探開發(fā)程度存在著較大差異，可以進行規(guī)模勘探開發(fā)的優(yōu)質(zhì)資源占比不高，亟待尋找滿足煤層氣資源規(guī)?？碧介_發(fā)的后備區(qū)[8-11]。

隨著我國煤層氣資源勘查、開發(fā)程度的提高，相關(guān)技術(shù)的進步，現(xiàn)行的規(guī)范自發(fā)布實施至今已有近十年時間[12-13]。當前煤層氣勘查工作已發(fā)生了較大的變化，規(guī)范的相關(guān)要求已不能完全適用，使得相關(guān)單位參照現(xiàn)有規(guī)范開展煤層氣勘查工作的受到了一定程度的制約，造成現(xiàn)行煤層氣勘查技術(shù)規(guī)范使用率不高，在某種程度上影響了我國煤層氣勘查工作的開展[14-15]。筆者從規(guī)范性引用文件滯后、勘查階段的重新劃分、煤礦開采階段煤層氣工作要求和綠色勘查等方面進行思考和探討，以促進我國煤層氣勘探開發(fā)工作[16-17]。

2 規(guī)范性引用文件需要更新

于2012年12月31日發(fā)布現(xiàn)行的《煤層氣資源勘查技術(shù)規(guī)范》，自2013年8月1日起實施，而現(xiàn)行規(guī)范性引用文件中有很多有了新的版本(表1)。因引文標準的完善和更新，相應要求《煤層氣資源勘查技術(shù)規(guī)范》做出必要的調(diào)整。其中需特別指出，現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定煤層氣資源/儲量計算的主要參數(shù)含氣量的獲取采用《煤層氣含量測定方法》(GB/T 19559)和《地勘時期煤層瓦斯含量測定方法》(GB/T 23249)的參數(shù)均能利用，而且煤炭勘查系統(tǒng)主要采用后一個規(guī)范獲取含氣量參數(shù)。但現(xiàn)行《煤層氣儲量估算規(guī)范》(DZ/T0126)和原國土資源部相關(guān)技術(shù)文件《關(guān)于嚴格執(zhí)行地質(zhì)勘查規(guī)范加強評審備案管理的函》(國土資儲函〔2014〕1號)中規(guī)定的只能采用《煤層氣含量測定方法》(GB/T 19559)獲取的參數(shù)，否則相關(guān)勘查報告不予評審備案。因此，建議修訂規(guī)范相應內(nèi)容，要求煤層氣勘查施工過程中及儲量估算中煤層含氣量按《煤層氣含量測定方法》(GB/T 19559)測定及進行儲量估算。

表1 規(guī)范性引用文件

3 勘查階段的劃分和工作任務

現(xiàn)行規(guī)范將煤層氣勘查階段劃分四個階段，分別為預查、普查、預探和勘探?，F(xiàn)行煤層氣勘查階段劃分主要依照參考固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范總則(GB/T 13908)和煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范(DZ/T 0215)等標準，并考慮與之相銜接和有效配合對煤層氣勘查階段進行了相應的劃分。煤炭和煤層氣作為共伴生資源，在資源勘查評價中有著相同點和不同點。相同之處為煤炭和煤層氣資源勘查需對區(qū)域和勘查區(qū)構(gòu)造、地層、巖漿巖、水文地質(zhì)條件、煤層的空間展布特征等進行分析研究，并對煤層頂?shù)装鍘r性、物性和煤層氣含量情況等參數(shù)進行化驗測試，同時估算不同勘查階段和程度的煤炭、煤層氣資源量。不同之處在于煤炭資源勘查主要考慮在煤炭開采時的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的評價，并在經(jīng)濟性評價的基礎上，對煤的化學性質(zhì)、工藝性能和可選性等相關(guān)開采技術(shù)條件進行評價。煤層氣資源勘查主要考慮在煤層氣儲層評價的基礎上，針對煤層氣開發(fā)工藝、開發(fā)潛力和增產(chǎn)措施以及技術(shù)經(jīng)濟可行性評價[6]。

由于煤層氣資源勘查工作存在同一個礦業(yè)權(quán)區(qū)有不同的勘查階段的情況，且在實際煤層氣資源勘查過程中會統(tǒng)籌考慮區(qū)內(nèi)各階段勘查工作任務，達到探采一體化的目的，一般會采用滾動勘探的模式。因此，煤層氣資源勘查具有按照有階段而不完全受階段約束的勘查原則來確定工作程度。但從這些年來相關(guān)單位參照現(xiàn)有規(guī)范開展煤層氣勘查工作的使用情況來看，現(xiàn)行規(guī)范與共伴生的煤炭資源地質(zhì)勘查工作銜接配合較為緊密，但弱化了煤層氣作為非常規(guī)天然氣礦種的特性。

從現(xiàn)行《石油天然氣勘探工作規(guī)范》(SY—T6021)來看，將石油天然氣勘查工作劃分為三個階段：首先是盆地區(qū)域勘探階段，以盆地或坳陷，以及凹陷和周緣地區(qū)為勘查的目標單元，從目標單元的地質(zhì)調(diào)查工作為基礎，實現(xiàn)有利含油氣區(qū)帶的優(yōu)選，并提交油氣資源量及其分布情況。其次是圈閉預探階段，以油氣藏圈閉為研究對象，從目標區(qū)域優(yōu)選出有利含油氣區(qū)帶進行圈閉研究，在油氣藏圈閉中通過勘查獲得工業(yè)性油氣流，并提交圈閉資源量和預測儲量。最后是油氣藏評價勘探階段，以獲得工業(yè)油氣流的圈閉或油氣藏為研究對象，從油氣藏圈閉中通過勘探獲得工業(yè)性油氣流到探明油氣田，并提交探明儲量和控制儲量。在現(xiàn)行的《油氣礦產(chǎn)資源儲量分類》(GB/T19492)中，將勘探開發(fā)階段劃分為預探、評價、開發(fā)三個階段。預探階段，通過勘查手段圈定出有利含油氣區(qū)帶和優(yōu)選有利圈閉，發(fā)現(xiàn)油氣藏。評價階段，通過地震和鉆探查明儲層特征和產(chǎn)能特征，估算地質(zhì)儲量。開發(fā)階段，實施開發(fā)井網(wǎng)鉆探，進行油氣開采工作，并對開發(fā)井網(wǎng)調(diào)整、改造和完善。通過現(xiàn)行油氣勘查相關(guān)規(guī)范我們可以發(fā)現(xiàn)，與固體礦產(chǎn)資源勘查不同，其階段劃分具有其鮮明的自身特點。

基于以上情況，筆者建議對現(xiàn)行煤層氣勘查規(guī)范的勘查階段進行重新劃分，突出體現(xiàn)煤層氣勘查采用滾動勘探的模式，在煤層氣儲層評價的基礎上，針對煤層氣開發(fā)工藝、開發(fā)潛力和增產(chǎn)措施以及技術(shù)經(jīng)濟性可行性評價為重點，實現(xiàn)探采一體化的勘查目的任務?？傮w上可以按照“有沒有”“有多少”“可采多少”的邏輯，將煤層氣資源勘查階段進行劃分。同時兼顧煤系氣綜合勘查工作，減少勘查實物工作量的重復部署，以最少的投入獲得最佳的地質(zhì)效果，提高勘查效率，加快煤層氣區(qū)塊勘探開發(fā)進程。

4 煤礦開采階段煤層氣工作要求

煤礦區(qū)煤層氣的勘探開發(fā)利用為保障煤炭主體能源安全生產(chǎn)和國家能源安全有著重要作用。目前，在我國煤礦區(qū)中，有55%的煤礦為高瓦斯突出礦區(qū)，在此高瓦斯突出礦區(qū)蘊含著我國60%以上的煤層氣資源。同時，擔負著國內(nèi)70%以上的煤炭生產(chǎn)產(chǎn)量的礦井都有比較嚴重的瓦斯問題。我國煤礦開采隨著范圍的擴大、開發(fā)強度和開采深度的增大，越來越多高瓦斯礦井涌現(xiàn)出來，越來越大的威脅到煤礦安全生產(chǎn)，嚴重制約和影響著煤礦的提質(zhì)增產(chǎn)和煤炭工業(yè)的長足發(fā)展。所以，煤礦區(qū)煤層氣勘探開發(fā)和利用是當前我國急需解決的重要戰(zhàn)略問題。如要從根本上防治煤礦瓦斯災害，實現(xiàn)煤礦區(qū)煤層氣資源的高效利用，必然要采用煤與煤氣的協(xié)調(diào)一體化勘探開發(fā)的路徑，也是保障我國能源安全的重要措施[7]。

對于瓦斯礦井、突出礦井、沖擊地壓礦井和《煤礦重大生產(chǎn)安全事故隱患判定標準》提出的地質(zhì)報告檢測的瓦斯壓力達到或者超過0.74MPa的礦井，宜充分利用煤層氣地面勘探開發(fā)技術(shù)，實現(xiàn)“先采氣、后采煤，煤與煤層氣安全高效協(xié)調(diào)開發(fā)”。從礦井煤炭開采三個階段，即基建、生產(chǎn)、關(guān)閉礦井應建議分別開展以下工作。

基建礦井，根據(jù)《防治煤與瓦斯突出細則》有突出危險煤層的新建礦井在礦井建設開工前，應對首采區(qū)突出煤層進行地面鉆井并進行長時期的預抽煤層氣，煤層氣含量降低率達到30%以上后方可開工建設。對于高瓦斯礦井、沖擊地壓礦井和地質(zhì)報告檢測的瓦斯壓力≥0.74 MPa的礦井應全面收集本井田及鄰近井田地質(zhì)資料，根據(jù)礦井地質(zhì)報告、礦井建設方案和設計，制定本井田煤層氣地面勘探開發(fā)總體方案。

生產(chǎn)礦井，對于高瓦斯礦井、突出礦井、沖擊地壓礦井和地質(zhì)報告檢測的瓦斯壓力≥0.74 MPa的礦井，由基建礦井轉(zhuǎn)入生產(chǎn)礦井前，應根據(jù)礦井最新地質(zhì)報告、生產(chǎn)建設長遠發(fā)展規(guī)劃和礦井盤區(qū)設計以及本礦井基建階段煤層氣地面參數(shù)井成果，全面論證本井田煤層氣地面抽采的可行性，根據(jù)礦井生產(chǎn)順序和采礦權(quán)范圍，在全礦區(qū)劃定遠景規(guī)劃區(qū)、開拓準備區(qū)和采掘生產(chǎn)區(qū)，分區(qū)采用不同的地面抽采方法，制定本井田煤層氣地面勘探開發(fā)總體方案，優(yōu)選最優(yōu)工藝滾動實施。

關(guān)閉礦井，針對采空區(qū)煤層氣地面工作開展前，需根據(jù)關(guān)閉礦井報省級煤炭行業(yè)管理部門批準的閉坑報告資料，并核實采空區(qū)、煤柱、井筒、巷道、火區(qū)、地面沉陷區(qū)等情況，在充分掌握關(guān)閉礦井采空區(qū)邊界范圍及形成時間、分布范圍、積水情況、覆巖破壞影響范圍和密閉性，保護煤柱、煤炭回采率、煤層頂?shù)装逍再|(zhì)、煤自燃傾向性、煤塵爆炸性等資料的基礎上，進行采空區(qū)煤層氣地面鉆采方案設計。

5 綠色勘查要求

在地質(zhì)找礦過程中采用綠色勘查的理念，是踐行國家生態(tài)文明思想的具體舉措。同時，綠色勘查是在生態(tài)文明戰(zhàn)略背景下一種全新的勘查模式，是新的歷史時期保障國家能源安全的必然選擇[8]。因此，煤層氣資源勘查工作同樣要以生態(tài)文明思想為根本遵循，堅持綠色發(fā)展的理念為引領，以科學的管理方式和先進的技術(shù)手段，通過運用先進的綜合性勘查手段和方法，集約化低能耗的設備和工藝，在勘查實施各階段、全過程進行控制，以達到對環(huán)境影響的最小化，對生態(tài)環(huán)境最大限度地減少擾動，并治理修復受影響和擾動的生態(tài)環(huán)境的勘查工作方式。

近些年來，在貫徹落實生態(tài)文明建設中，煤層氣資源綠色勘查工作已有序相繼開展，部分企業(yè)和地質(zhì)勘查單位通過先行先試的過程中，結(jié)總出一套行之有效的辦法和經(jīng)驗，形成了比較典型的做法，為今后工作的開展提供了有益的借鑒。因此，我國在推進煤層氣資源勘查過程中，要加大綠色勘查的工作力度，引導和指導企業(yè)積極踐行綠色發(fā)展理念。在煤層氣資源勘查技術(shù)規(guī)范中，建議加入綠色勘查的相關(guān)要求，以達到煤層氣綠色勘探的目標。

同時，建議煤層氣綠色勘查技術(shù)要求執(zhí)行《綠色勘查指南》(T/CMAS 0001—2018)以及各地區(qū)提出的相關(guān)煤層氣綠色勘查要求。并在煤層氣資源勘查工作的項目立項、項目投標、項目勘查實施方案等各個環(huán)節(jié)報告編制中，均應體現(xiàn)綠色勘查理念及相關(guān)措施，在編制相關(guān)報告時應專門的章節(jié)編寫綠色勘查相關(guān)內(nèi)容，從而明確項目實施中綠色勘查工作現(xiàn)場作業(yè)要求與管理，生態(tài)環(huán)境保護措施和環(huán)境恢復治理方案等內(nèi)容。

6 結(jié)論

1)煤層氣資源勘查工作存在同一個礦業(yè)權(quán)區(qū)有不同的勘查階段的情況，且在實際勘查過程中會統(tǒng)籌考慮區(qū)內(nèi)各階段勘查工作任務，以達到探采一體化的目的。建議煤層氣資源勘查階段劃分中突出體現(xiàn)滾動勘探，探采一體化的勘查目的任務。并加強煤系氣綜合勘查工作，減少勘查實物工作量的重復部署和投入，以獲得最佳的地質(zhì)效果。

2)煤礦區(qū)實現(xiàn)煤與煤層氣的協(xié)調(diào)一體化勘探開發(fā)是從根本上防治煤礦瓦斯災害，取得煤層氣資源的高效利用的重要途徑。建議在礦井煤炭開采的基建、生產(chǎn)、關(guān)閉三個階段，針對于瓦斯礦井、突出礦井、沖擊地壓礦井和瓦斯壓力達到或者超過0.74MPa的礦井，充分利用煤層氣地面勘探開發(fā)技術(shù)，實現(xiàn)“先采氣、后采煤，煤與煤層氣安全高效協(xié)調(diào)開發(fā)”。

3)煤層氣資源綠色勘查以生態(tài)文明思想為根本遵循，采用科學的管理方式和先進的技術(shù)手段，在勘查實施各階段、全過程進行控制，以達到最大限度地減少對生態(tài)環(huán)境的擾動和影響，并對受影響和擾動的生態(tài)環(huán)境進行修復。