进入21世纪,随着全球能源产业的快速发展,特别是受高油价、煤矿安全、环境保护等重要因素的影响,煤层气的开发利用正在引起全世界的关注,煤层气的勘探开发也正在成为能源替代的热门话题。
在中国的能源家族中,从人均资源来看,煤炭相对丰富,而石油和天然气相对较少。一次能源消费中,煤炭占70%,天然气占不到3%。相当于天然气储量的煤层气的开发利用显得尤为迫切和重要。
中国煤层气资源丰富,是仅次于俄罗斯和加拿大的第三大储量国,占世界前12位国家总资源的13%。新一轮煤层气资源评价结果显示,42个2000米深度盆地(群)煤层气地质资源量近37万亿立方米,1500米深度煤层气可采资源量11万亿立方米。两个重点地区煤层气地质资源量超过4000亿立方米,可采资源量超过1300亿立方米。
据计算,1000立方米煤层气相当于1吨标准煤,其热值可达30兆焦/立方米以上。据此估算,中国煤层气储量相当于350亿吨标准煤或240亿吨石油。如果能开发利用丰富的煤层气资源,将有效缓解中国的能源短缺问题。
俗称煤层气,是成煤过程中通过生物化学热解,以吸附或游离状态赋存于煤层和固体岩石中的自储式非常规天然气。优质煤层气通常含有90%以上的甲烷,当空气中的含量达到5%~16%时,遇明火就会爆炸,因此也被称为煤矿的“第一杀手”。包括中国在内的世界各国都采用“先抽后采”的方法来避免“第一杀手”的危害。然而,不经土地利用直接排放煤层气不仅会造成巨大的资源浪费和经济损失,还会造成严重的环境问题。因此,如何科学合理地开采和利用煤层气一直是世界产煤国和有关专家关注的焦点。
中国是一个富煤、贫油、贫气的国家。为了解决天然气和石油资源的短缺,中国每年都要用大量外汇进口石油和天然气。仅2006年,25年间就从伊朗进口了1000万吨液化天然气,花费的外汇高达700亿美元。更严重的是,中国已经是全球第二大温室气体排放国,2020年后将面临执行《京都议定书》的压力。目前,煤炭在一次能源消费结构中占70%的事实,使得中国的环境压力日益沉重,迫切需要提高天然气、煤层气等清洁能源在一次能源消费中的比重。
中国首次将煤层气开发列入“十一五”能源发展规划。计划到2010年,保护层比例达到90%以上,煤气回收率达到50%以上,瓦斯抽采量达到100亿立方米,全国矿井瓦斯利用总量达到50亿立方米,瓦斯发电装机达到150万千瓦。2006年6月19日,国务院办公厅发布《关于加快煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用的若干意见》,明确规定了税收优惠政策、煤层气进口设备免征关税、煤层气价格确定、煤层气矿区使用费、探矿权采矿权使用费等。
政策的助推效果很快显现。从2005年到2006年,中国的煤层气井数量达到1000多口,超过了之前10年的总和。截至2006年底,中国专业化煤层气骨干企业中联煤层气公司已拥有8个自营勘探项目,并在山西省石庄南建立了由15口井组成的沁南枣园煤层气开发试验井组。产出的煤层气除供应800 kW电站外,还通过36000 m3/d的压缩气站向河南林州和山西长治供气,实现了日供气10000-20000 m3的商业运营;山西潘河煤层气高新技术产业化示范项目一期投资3.64亿元,年产气量1亿立方米,已成功应用于汽车、民用和工业。该公司还与中国燃气公司和山西天然气公司签署了煤层气供应协议,目的是一旦大规模煤层气开发成功,符合标准的煤层气可以通过西气东输管网直接发送到下游用户。
倾斜的政策、政府的支持、技术的突破,以及中国丰富的煤层气资源和巨大的市场需求,预示着中国煤层气大规模商业化开发的时代已经到来。
首先,实现技术上的突破。20世纪80年代以来,我国通过“六五”、“十五”煤层气重点研究项目和973煤层气开发计划,在煤层气研究、资源评价和勘探试验方面,掌握了煤层气的形成、赋存特征、分布规律、资源评价和储层测试技术,初步建立了煤层气资源数据库,进行了开采技术试验。我们在煤层气选区评价、高渗透区预测、钻井、完井、增产措施和气井管理等方面积累了宝贵经验,基本消除了煤层气开发的技术障碍。
其次,丰富的资源和西气东输、陕京二线、忠武线、岑宁兰线、济宁联络线五条输气干线的建成,解决了商业运营中最头疼的煤层气安全输送问题。
目前,我国已经形成了中联公司、中石化、中石油和世界各地大型煤企共同参与,海外军团与国内外科研院所合作开发煤层气资源的格局。这些企业不仅掌握了煤层气开发利用的关键技术,而且资金实力雄厚,积累了十多年的煤层气开发利用经验,掌握了相当数量的煤层气采矿权。一旦优惠政策和配套措施到位,就会开始大规模开发。