貴州省煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策研究

孫 釗 魏元龍 趙凌云 龍萃蕓 劉錦鈿 周效志

(1.自然資源部復(fù)雜構(gòu)造區(qū)非常規(guī)天然氣評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 550009；2.貴州省油氣勘查開(kāi)發(fā)工程研究院，貴州 550009；3.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 221116)

貴州省煤層氣資源量大、分布集中，勘查開(kāi)發(fā)潛力巨大。作為一種優(yōu)質(zhì)清潔能源，煤層氣可用于發(fā)電、液化或作為化工原料進(jìn)行多元化利用，因此貴州省煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊。無(wú)論是從建設(shè)生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)的要求，還是從經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障能源安全的實(shí)際需要，對(duì)貴州省煤層氣資源開(kāi)發(fā)利用都十分迫切。

2019年12月，貴州省人民政府辦公廳印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)煤層氣(煤礦瓦斯)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)(2019—2025年)》(黔府辦發(fā)〔2019〕33號(hào))，進(jìn)一步明確了到2025年貴州省煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)及煤層氣探礦權(quán)設(shè)置要求。

2021年1月，貴州省第十三屆人民代表大會(huì)第四次會(huì)議通過(guò)的《貴州省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出：加快推進(jìn)煤層氣、頁(yè)巖氣等非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)力度，推進(jìn)織金、盤(pán)州煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地與納雍-平壩礦區(qū)重點(diǎn)建產(chǎn)區(qū)建設(shè)，“十四五”末煤層氣年產(chǎn)量達(dá)到4×108m3。上述指導(dǎo)性文件的發(fā)布，為貴州省“十四五”期間煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展樹(shù)立了目標(biāo)，并提供了巨大發(fā)展機(jī)遇。

1 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與成果

1.1 煤層氣勘查開(kāi)發(fā)歷程與現(xiàn)狀

2019年4月，受自然資源部委托，貴州省自然資源廳首次為貴州水礦奧瑞安清潔能源有限公司頒發(fā)了煤層氣勘查許可證；2021年10月，貴州省自然資源廳再次為貴州水礦奧瑞安清潔能源有限公司頒發(fā)了全省首張煤層氣采礦許可證。截至目前，貴州省設(shè)置的煤層氣探礦權(quán)共28個(gè)，采礦權(quán)2個(gè)，總面積約2411.39km2。按所在地分類(lèi)：六盤(pán)水市14個(gè)、畢節(jié)市12個(gè)、遵義市3個(gè)、黔南州1個(gè)。按設(shè)置方式分類(lèi)：煤礦增列煤層氣探礦權(quán)21個(gè)，煤礦增列煤層氣采礦權(quán)2個(gè)，常規(guī)油氣增列煤層氣探礦權(quán)1個(gè)，空白區(qū)設(shè)置煤層氣探礦權(quán)6個(gè)。

貴州省煤層氣勘查開(kāi)發(fā)始于上世紀(jì)80年底初，且集中于煤炭資源豐富、勘查程度高的黔西地區(qū)。截至目前，貴州省煤層氣勘查開(kāi)發(fā)經(jīng)歷了勘查開(kāi)發(fā)理論探索、資源評(píng)價(jià)與試采、風(fēng)險(xiǎn)勘探與開(kāi)發(fā)試驗(yàn)、規(guī)?；嚥膳c適配性技術(shù)探索四個(gè)階段。特別是2010年以來(lái)，多家單位先后于黔西北地區(qū)實(shí)施了煤層氣資源調(diào)查評(píng)價(jià)、勘查與開(kāi)發(fā)工程，探索了與貴州煤層氣地質(zhì)條件、三維地震勘查有效性、薄至中厚煤層群發(fā)育特征相匹配的煤層氣開(kāi)發(fā)模式與開(kāi)發(fā)工藝(圖1)，并在煤層氣資源綜合利用方面取得了重要進(jìn)展。

圖1 貴州省煤層氣地質(zhì)適配性開(kāi)發(fā)模式

1.2 煤層氣綜合利用現(xiàn)狀

隨著勘查開(kāi)發(fā)井?dāng)?shù)量增多與煤礦井下瓦斯抽采率的提高，貴州局部煤層氣開(kāi)發(fā)利用已初具規(guī)模，2021年，貴州省累計(jì)生產(chǎn)煤層氣3213.24×104m3。其中按市生產(chǎn)情況分，畢節(jié)市生產(chǎn)2099.45×104m3，六盤(pán)水市1113.79×104m3。按企業(yè)生產(chǎn)情況分，貴州盤(pán)江煤電集團(tuán)累計(jì)生產(chǎn)703.22×104m3、貴州烏江能源集團(tuán)累計(jì)生產(chǎn)908.57×104m3、中石化華東分公司1522.69×104m3。中石化華東分公司、貴州烏江能源集團(tuán)生產(chǎn)的煤層氣主要用于商品氣銷(xiāo)售，貴州盤(pán)江煤電集團(tuán)生產(chǎn)的煤層氣主要用于煤礦瓦斯混合發(fā)電。貴州盤(pán)江煤層氣開(kāi)發(fā)利用有限責(zé)任公司低濃度煤層氣發(fā)電站裝機(jī)容量達(dá)10.76×104kW，年利用煤層氣總量超過(guò)1.3×108m3，年商品氣銷(xiāo)售量約54×104m3，2020年通過(guò)碳交易將140×104t二氧化碳指標(biāo)轉(zhuǎn)售外企，獲利1000×104元。

1.3 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展成果

“十二五”以來(lái)，貴州省煤層氣勘查開(kāi)發(fā)科技創(chuàng)新和勘查開(kāi)發(fā)取得新進(jìn)展。截至2021年11月，全省累計(jì)施工各類(lèi)煤層氣井350余口，累計(jì)探明煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量約166.3×108m3。據(jù)能源部門(mén)統(tǒng)計(jì)，2020年度全省煤層氣年產(chǎn)能約1×108m3，年產(chǎn)量約2409×104m3；2021年1～8月全省累計(jì)生產(chǎn)煤層氣約1976×104m3。

貴州在煤層氣資源調(diào)查評(píng)價(jià)及科技攻關(guān)方面也取得新進(jìn)展?！笆濉眹?guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開(kāi)發(fā)”的“項(xiàng)目44-滇東黔西煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)和先導(dǎo)性試驗(yàn)”在黔西地區(qū)開(kāi)展了煤層氣鉆井-壓裂-排采先導(dǎo)性試驗(yàn)。2015～2018年，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心實(shí)施的“黔西川南及東北三江地區(qū)煤層氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目在黔西六盤(pán)水地區(qū)開(kāi)展了煤層氣/煤系氣地質(zhì)調(diào)查工作，其實(shí)施的楊煤參1井獲當(dāng)時(shí)我國(guó)西南地區(qū)煤層氣直井單井最高產(chǎn)氣量5011m3/d的突破，預(yù)測(cè)了六盤(pán)水地區(qū)煤層氣地質(zhì)資源量約1.39×108m3。貴州省自然資源廳設(shè)立的“貴州上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M煤層氣重點(diǎn)層段優(yōu)選和叢式井完井及壓裂技術(shù)研究與示范”“貴州省西部煤系氣調(diào)查評(píng)價(jià)”等地勘資金項(xiàng)目，正在圍繞以貴州為代表的復(fù)雜構(gòu)造區(qū)煤層氣資源評(píng)價(jià)、“雙甜點(diǎn)”區(qū)帶優(yōu)選、三維地震勘查有效性、固井-壓裂-排采適配性、多段壓裂水平井適配性等開(kāi)展科技攻關(guān)。

2 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇

(1)天然氣供需矛盾日益突出

貴州是典型的“富煤、缺油、少氣”省份，石油、天然氣等能源缺乏，導(dǎo)致天然氣消耗占比低且對(duì)外依存度高。2020年度，全省天然氣需求量約為16.70×108m3/a，產(chǎn)量約0.45×108m3/a，缺口約16.25×108m3/a，對(duì)外依賴(lài)度97.30%，預(yù)計(jì)2025年天然氣消費(fèi)量將達(dá)到40×108m3。因此，“十四五”期間加快煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，可在一定程度上緩解貴州天然氣供應(yīng)短缺的問(wèn)題。

(2)煤礦安全生產(chǎn)與碳減排壓力巨大

貴州省內(nèi)多數(shù)煤礦為煤與瓦斯突出礦井和高瓦斯礦井，煤層氣賦存的地質(zhì)條件復(fù)雜，導(dǎo)致煤與瓦斯突出事故時(shí)有發(fā)生。此外，2020貴州省煤礦區(qū)煤層氣利用量?jī)H為14.05×108m3。

(3)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向日趨明確

在煤層氣勘查開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略與產(chǎn)業(yè)支持政策研究的支撐下，貴州省煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向日趨明確。通過(guò)增加煤層氣礦業(yè)權(quán)投放，加快煤層氣勘查工作，增加煤層氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量。通過(guò)進(jìn)一步完善煤層氣產(chǎn)業(yè)支持政策，落實(shí)各級(jí)政府財(cái)政資金和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)投資，加快煤層氣產(chǎn)能建設(shè)，推動(dòng)小面積區(qū)塊全面轉(zhuǎn)采，中大面積區(qū)塊局部轉(zhuǎn)采?；诿簩託饩a(chǎn)能建設(shè)，建設(shè)CNG、LNG加氣站，作為汽車(chē)燃料；進(jìn)行煤層氣就地撬裝液化，供工業(yè)企業(yè)利用；建設(shè)民用燃?xì)夤艿溃瑵M(mǎn)足城鎮(zhèn)居民對(duì)天然氣的生活需求。

(4)地質(zhì)適配性開(kāi)發(fā)技術(shù)日益成熟

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的煤層氣地質(zhì)研究、勘查開(kāi)發(fā)實(shí)踐探索，目前已對(duì)貴州煤層氣復(fù)雜地質(zhì)條件、地質(zhì)適配性技術(shù)方面有了較為深入的認(rèn)識(shí)，并在煤層氣開(kāi)發(fā)地質(zhì)選區(qū)選層、儲(chǔ)層改造與合層排采工藝等方面取得了階段性的研究成果，初步形成了一套與貴州復(fù)雜地質(zhì)條件相匹配的勘查開(kāi)發(fā)技術(shù)系列(圖2)。在上述適配性技術(shù)工藝的指導(dǎo)下，貴州煤層氣勘查開(kāi)發(fā)進(jìn)展迅速，煤層氣井產(chǎn)氣效果快速提升，彰顯了技術(shù)進(jìn)步與工藝革新對(duì)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的促進(jìn)作用。

圖2 貴州省煤層氣勘查開(kāi)發(fā)適配性技術(shù)

2.2 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)

(1)資源風(fēng)險(xiǎn)

貴州省“十四五”期間計(jì)劃投放的18個(gè)煤炭、油氣礦權(quán)空白煤層氣探礦權(quán)區(qū)塊，以往所開(kāi)展的煤層氣地質(zhì)研究工作較少，煤層發(fā)育及賦存、含氣性、儲(chǔ)層物性、溫壓條件等認(rèn)識(shí)不清，直接開(kāi)展煤層氣勘查開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)較高，因?yàn)樾柙趨^(qū)塊投放前開(kāi)展煤層氣資源評(píng)價(jià)與地質(zhì)選區(qū)工作，并結(jié)合區(qū)塊優(yōu)選結(jié)果，分批進(jìn)行區(qū)塊投放。

(2)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

薄至中厚煤層群發(fā)育條件下的煤層氣勘查開(kāi)發(fā)地質(zhì)適配性技術(shù)不成熟是制約貴州省煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。

(3)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)

貴州省煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于起步階段，主要依靠探礦權(quán)人有限的資金、技術(shù)投入進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)勘查，尚未構(gòu)建起煤層氣勘查開(kāi)發(fā)的多元化投資渠道，尚未形成規(guī)范有效的煤層氣勘查開(kāi)發(fā)投入產(chǎn)出機(jī)制，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足煤層氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求。

(4)政策風(fēng)險(xiǎn)

煤層氣與煤炭、石油天然氣礦權(quán)的設(shè)置和管理存在的差異，導(dǎo)致煤層氣和煤炭、石油天然氣礦權(quán)交叉重疊，同時(shí)煤炭礦權(quán)零散分割的現(xiàn)狀與煤層氣勘查開(kāi)發(fā)的大面積區(qū)域性要求不相適應(yīng)，造成煤層氣與煤炭資源的勘查和開(kāi)采之間、企業(yè)與企業(yè)之間的不協(xié)調(diào)，礦業(yè)權(quán)人和投資者的利益難以得到有效保護(hù)。

3 煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策

3.1 重視開(kāi)發(fā)地質(zhì)理論與適配性技術(shù)研究

立足于貴州省復(fù)雜煤層氣地質(zhì)條件，深入開(kāi)展煤層氣開(kāi)發(fā)地質(zhì)理論研究，為煤層氣勘查開(kāi)發(fā)選區(qū)、選層、多產(chǎn)層優(yōu)化組合提供指導(dǎo)。

相關(guān)開(kāi)發(fā)理論研究工作，一方面應(yīng)結(jié)合以往所開(kāi)展的煤層氣資源評(píng)價(jià)，進(jìn)一步落實(shí)全省煤層氣資源稟賦與開(kāi)發(fā)特征，重點(diǎn)查明貴州主要含氣單元煤層氣可采性、儲(chǔ)層可改造性及其主控因素；另一方面，查明影響煤層氣勘查開(kāi)發(fā)有利區(qū)段優(yōu)選的地質(zhì)因素及控制機(jī)理，形成薄至中厚煤層群發(fā)育條件下多煤層煤層氣開(kāi)發(fā)選區(qū)-選層技術(shù)體系，優(yōu)選煤層氣勘查開(kāi)發(fā)先導(dǎo)性試驗(yàn)區(qū)，確定最優(yōu)的開(kāi)發(fā)層段及合層開(kāi)發(fā)產(chǎn)層組合。

3.2 加大勘查開(kāi)發(fā)資金投入與財(cái)政補(bǔ)貼力度

加快開(kāi)放煤層氣市場(chǎng)的步伐，加大對(duì)外招商引資的力度，按照“誰(shuí)投資、誰(shuí)承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、誰(shuí)受益”的原則，吸引貴州省內(nèi)外優(yōu)勢(shì)企業(yè)進(jìn)入，引導(dǎo)鼓勵(lì)常規(guī)油氣礦業(yè)權(quán)人、煤炭礦業(yè)權(quán)人與煤層氣開(kāi)發(fā)企業(yè)建立利益共享機(jī)制，合作推動(dòng)常規(guī)油氣礦權(quán)區(qū)、煤層氣礦權(quán)區(qū)內(nèi)煤層氣勘查開(kāi)發(fā)，建立多元化投入機(jī)制。

3.3 強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)政策支持與專(zhuān)業(yè)化服務(wù)保障

在礦業(yè)權(quán)投放上，鼓勵(lì)煤炭采礦權(quán)人為主體申請(qǐng)?jiān)隽忻簩託馓降V權(quán)，并經(jīng)過(guò)勘查提交煤層氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量后申請(qǐng)煤層氣采礦權(quán)。通過(guò)對(duì)已有煤炭礦業(yè)權(quán)進(jìn)行增列煤層氣礦種或辦理煤層氣探礦權(quán)、采礦權(quán)，從而實(shí)現(xiàn)煤層氣與煤炭礦業(yè)權(quán)“兩權(quán)合一”，推進(jìn)貴州省煤層氣與煤炭產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，加快煤礦區(qū)煤層氣勘查開(kāi)發(fā)進(jìn)程。

3.4 重視專(zhuān)業(yè)研究團(tuán)隊(duì)建設(shè)與人才培養(yǎng)

省級(jí)層面一方面應(yīng)強(qiáng)化支持貴州省煤層氣地質(zhì)與勘查開(kāi)發(fā)技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，全力優(yōu)化相關(guān)資源配置，為團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研究提供所需的資金、人力、政策等方面的支持，促進(jìn)研究團(tuán)隊(duì)的發(fā)展與技術(shù)實(shí)力提升；另一方面，建議制定非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)利用相關(guān)專(zhuān)業(yè)的“人才引進(jìn)”或“團(tuán)隊(duì)引進(jìn)”相關(guān)政策，吸引省外專(zhuān)業(yè)人才加入貴州省煤層氣勘查開(kāi)發(fā)與利用工作，并與貴州本土人才團(tuán)隊(duì)聯(lián)合培養(yǎng)，使貴州煤層氣開(kāi)發(fā)利用工作更為高效。