張文永

（1.安徽省煤田地質(zhì)局勘查研究院，合肥 230088；2.安徽省非常規(guī)天然氣工程技術研究中心，合肥 23088；3.安徽省非常規(guī)天然氣重點實驗室，合肥 23088）

安徽省“十三五”期間煤層氣勘查開發(fā)的戰(zhàn)略思考

張文永1，2，3

（1.安徽省煤田地質(zhì)局勘查研究院，合肥 230088；2.安徽省非常規(guī)天然氣工程技術研究中心，合肥 23088；3.安徽省非常規(guī)天然氣重點實驗室，合肥 23088）

在系統(tǒng)總結(jié)安徽省煤層氣勘查開發(fā)現(xiàn)狀的基礎上，深入探討了“十三五”期間煤層氣勘查開發(fā)的戰(zhàn)略布局，提出了勘查開發(fā)的主要任務和目標，并進一步指出了科技攻關的重點方向?！笆濉逼陂g，安徽省應根據(jù)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際情況，堅持地面開發(fā)與井下抽采相結(jié)合，構(gòu)建高效協(xié)調(diào)開發(fā)格局；統(tǒng)籌煤層氣、煤炭開發(fā)時序，建立煤層氣與煤炭綜合勘查開發(fā)機制；堅持基礎研究與技術創(chuàng)新相結(jié)合，突破煤層氣勘查開發(fā)技術瓶頸；在保持目前煤礦瓦斯井下抽采力度的前提下，爭取在宿州區(qū)塊實現(xiàn)煤層氣地面開發(fā)的實質(zhì)性突破。

十三五；煤層氣；勘查開發(fā)；戰(zhàn)略思考；兩淮煤田；安徽省

0 引言

安徽省煤層氣資源豐富，但分布很不均勻，絕大部分集中在兩淮煤田。據(jù)統(tǒng)計[1]，兩淮煤田-2 000 m以淺煤層氣預測資源量為8 984.69億m3，其中淮南煤田為5008.33億m3，淮北煤田為3 976.36億m3。兩淮煤田在全國煤層氣資源格局中占有重要的位置[2-4]，《煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用“十二五”規(guī)劃》對兩淮地區(qū)煤層氣勘探、開發(fā)與利用都進行了戰(zhàn)略上的布局。據(jù)安徽省能源局預測，到2020年全省天然氣需求量將提高到100億m3左右，消費缺口預計將達到10～20億m3?？梢哉f，開發(fā)和利用兩淮煤層氣對緩解我省乃至華東地區(qū)天然氣供應緊張狀況、改善煤礦安全生產(chǎn)條件、保護大氣環(huán)境等多方面均具有十分重要的意義。

為了加速煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，統(tǒng)籌安排“十三五”期間全省煤層氣資源勘查開發(fā)利用布局，安徽省國土資源廳于2014年初啟動了“安徽省煤層氣勘查開發(fā)利用規(guī)劃（2015-2020年）”項目。在項目實施過程中共進行了三次調(diào)研、兩次會議交流和多次資料收集工作，基本掌握了全省煤層氣（瓦斯）勘查開發(fā)利用現(xiàn)狀以及主要企業(yè)“十三五”期間的工作安排，為項目的順利完成奠定了良好的基礎。依托該項目最新研究成果，本文從煤層氣資源勘查開發(fā)角度，深入探討安徽省“十三五”期間煤層氣勘查開發(fā)的戰(zhàn)略布局，并提出2020年勘查開發(fā)目標和重點科技攻關方向，謹供業(yè)界參考。

1 勘查開發(fā)現(xiàn)狀與存在問題

安徽省煤層氣勘查、開發(fā)及研究工作始于20世紀80年代，目前形成了以煤礦瓦斯井下抽采為主、地面大口徑鉆孔聯(lián)合井下抽采利用的開發(fā)格局。由于存在滲透率低、地應力較大以及開發(fā)技術等難題，兩淮煤田煤層氣的地面開發(fā)雖已得到廣泛的重視，但商業(yè)性地面抽采尚未取得實質(zhì)性的突破[5-12]。下面就全省煤層氣勘查開發(fā)現(xiàn)狀作進一步總結(jié)分析，由于2015年相關數(shù)據(jù)未統(tǒng)計完成，本文主要數(shù)據(jù)均截止到2014年底。

1.1 地面勘查開發(fā)現(xiàn)狀

安徽省境內(nèi)煤層氣礦業(yè)權(quán)人近10年累計投入15872.684萬元，鉆井42口，二維地震576.84 km。總體來說勘探投入非常低，煤層氣勘探程度仍處于起步階段。

截止到2014年底，淮南煤田煤層氣地面井施工22口，其中，中聯(lián)公司在潘謝東區(qū)塊施工12口，淮南礦業(yè)集團施工9口，中石化與淮南礦業(yè)集團合作施工1口?；幢泵禾锩簩託獾孛婢┕?0口，其中，中聯(lián)公司在宿州區(qū)塊施工30口，淮北礦業(yè)集團施工23口，中煤科工集團西安研究院與淮北礦業(yè)集團合作施工5口，聯(lián)合國資助項目2口。

截止到2014年底，安徽省僅有淮北煤田宿州區(qū)塊獲得煤層氣探明儲量31.58億m3，技術可采儲量15.79億m3，經(jīng)濟可采儲量14.94億m3。煤層氣勘探程度最高的區(qū)塊為淮北煤田宿州區(qū)塊和淮南煤田潘謝東區(qū)塊，其他區(qū)塊未取得實質(zhì)性進展。

1.2 井下抽采現(xiàn)狀

安徽兩淮煤田主要的瓦斯抽采技術有采動煤巖移動卸壓抽采煤層氣技術、本煤層強化抽采煤層氣技術和“一井多用”技術[13-17]。尤其是以采動煤巖移動卸壓抽采煤層氣技術為基礎的煤氣共采理念在行業(yè)內(nèi)產(chǎn)生了重要影響，而且在淮南礦區(qū)應用最好，被稱為煤層氣抽采的“淮南模式”。2014年，我省四大礦業(yè)集團總抽采量達到9.56億m3，其中，淮南礦業(yè)集團5.81億m3，淮北礦業(yè)集團2.36億m3，皖北煤電集團0.68億m3，國投新集能源公司0.71億m3。近年來，煤礦瓦斯抽采率均在50%以上，達到了較高水平，2014年瓦斯利用量3.04億m3，利用率較低，僅為31.8%。

1.3 存在的主要問題

①地質(zhì)條件復雜，地面抽采難度較大。兩淮礦區(qū)因地質(zhì)條件、煤層賦存的復雜性，構(gòu)造煤極為發(fā)育，煤層滲透系數(shù)低，煤層氣殘留量較大、煤層埋藏深等一系列因素，歷經(jīng)20多年勘探開發(fā)，經(jīng)數(shù)次選區(qū)評價和抽采試驗工作，目前純粹采用地面鉆井抽采煤層氣僅在宿州區(qū)塊取得小規(guī)模成功，實現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模開發(fā)難度仍然很大。

②扶持政策有待進一步落實和完善。國家在煤層氣資源勘查、礦權(quán)設置、開發(fā)利用項目建設、價格與稅費政策、煤層氣發(fā)電、煤礦安全費用提取與使用等方面制定出臺了一系列扶持、優(yōu)惠政策，但由于力度不足、落實不到位等多種因素，導致企業(yè)開發(fā)利用煤層氣的積極性不高。

③礦權(quán)重置問題突出。目前中聯(lián)煤層氣公司、中石化股份公司等6個企業(yè)在我省登記了煤層氣礦權(quán)，與煤炭礦業(yè)權(quán)重疊面積為2 116.86 km2?，F(xiàn)階段大部分煤層氣區(qū)塊沒有進入實質(zhì)性勘查階段，隨著煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，煤層氣探礦權(quán)人加大勘查力度，煤層氣和煤炭企業(yè)才會進入真正的礦權(quán)糾紛時期，將會嚴重阻礙煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2 資源勘查及主要任務

2.1 煤層氣勘查安排及目標

加強重點區(qū)煤層氣勘查，妥善處理礦業(yè)權(quán)重疊區(qū)煤層氣勘查，加大礦業(yè)權(quán)非重疊區(qū)煤層氣勘查力度，加快煤炭勘查過程中的煤層氣勘查進度，快速提交煤層氣探明地質(zhì)儲量。對已設煤層氣探礦權(quán)區(qū)塊加大勘查力度，引導煤層氣、煤炭合理有序勘查，對于煤層氣探礦權(quán)長期勘查投入不足的企業(yè)，創(chuàng)優(yōu)環(huán)境，根據(jù)相關規(guī)定依法延續(xù)（表1）。

到2020年煤層氣累計探明地質(zhì)儲量力爭達到531.58億m3，較2014年底新增500億m3。其中，煤炭預查區(qū)新增60億m3，煤炭普查區(qū)新增200億m3，煤炭詳查區(qū)新增40億m3，煤層氣礦業(yè)權(quán)區(qū)新增200億m3。

2.2 重點勘查項目安排

實施已探明儲量區(qū)及周邊精細勘查，實現(xiàn)探明儲量較快增長，積極科學推進未探明儲量區(qū)的勘查活動，快速尋找新的戰(zhàn)略接替區(qū)?！笆濉逼陂g重點勘查項目4處，分別為：潘集煤礦外圍勘查區(qū)、桃園祁南煤礦深部勘查區(qū)、淮南煤田蘆集煤層氣區(qū)塊、淮北煤田宿州煤層氣區(qū)塊，共計新增勘查井130口，總進尺13萬m，新增探明地質(zhì)儲量380億m3。

2.3 妥善處理礦業(yè)權(quán)重疊區(qū)煤層氣勘查

堅持礦業(yè)權(quán)排他性原則。對已重疊的探礦權(quán)，雙方應簽署互不干擾施工、保障安全生產(chǎn)的協(xié)議，按照規(guī)定有序開展工作。歷史上已形成重疊的煤層氣探礦權(quán)與煤炭采礦權(quán)，雙方礦業(yè)權(quán)人應簽訂安全生產(chǎn)協(xié)議，合理避讓，不能避讓的，應鼓勵通過合資合作綜合開采。

表1 “十三五”期間煤層氣重點勘查項目安排Table 1 Key CBM exploration projects arrangement during 13th Five-Year Plan period

2.4 加大礦業(yè)權(quán)非重疊區(qū)煤層氣勘查力度

在煤層氣、煤炭礦業(yè)權(quán)非重疊區(qū)，考慮煤層氣富集條件，劃定煤層氣重點勘查區(qū)，按照“先采氣，后采煤”的原則優(yōu)先勘查煤層氣，煤層氣礦業(yè)權(quán)人對煤炭進行綜合勘查、評價，提交綜合勘查報告。經(jīng)論證不具備規(guī)?；孛娉椴苫虻孛娉椴珊竺簩託夂拷抵羾乙?guī)定標準以下的，注銷煤層氣礦業(yè)權(quán)，由國家或安徽省競爭性出讓煤炭礦業(yè)權(quán)。

2.5 煤層氣與煤炭綜合勘查布置

根據(jù)《關于加強煤炭和煤層氣資源綜合勘查開采管理的通知》和《煤層氣資源勘查技術規(guī)范（GB/T 29119-2012）》的相關規(guī)定（范），安徽兩淮煤田在下一步煤炭勘查過程中，必須進行相應的煤層氣勘查工作。

3 資源開發(fā)及主要任務

3.1 煤層氣開發(fā)安排及目標

依據(jù)國家和省有關法律法規(guī)，綜合考慮煤層氣賦存條件、產(chǎn)業(yè)政策和環(huán)境保護等因素，在規(guī)劃分區(qū)的基礎上，實行地面預抽和井下抽采相結(jié)合，確定開發(fā)時序，建立相互溝通機制，做到煤炭開采和煤層氣開發(fā)“兩不誤、兩促進”。對煤炭規(guī)劃區(qū)，積極推進“先抽氣后采煤”的方針。對煤層氣礦業(yè)權(quán)勘查結(jié)束不及時開發(fā)的，依法核減其礦業(yè)權(quán)面積。

加大重點開發(fā)區(qū)煤層氣開發(fā)力度，快速提升產(chǎn)能建設，提高煤層氣產(chǎn)量；加強礦業(yè)權(quán)重疊區(qū)協(xié)調(diào)力度，快速探明資源儲量，保障后續(xù)煤層氣產(chǎn)能建設；創(chuàng)新改革煤層氣礦業(yè)權(quán)空白區(qū)，鼓勵單個煤炭企業(yè)或多個煤礦聯(lián)合開發(fā)煤層氣資源。加快現(xiàn)有煤層氣探明地質(zhì)儲量區(qū)產(chǎn)能建設，鼓勵新提交煤層氣探明地質(zhì)儲量區(qū)施工與產(chǎn)能建設同步進行。

到2020年煤層氣產(chǎn)量力爭達10億m3，其中地面開發(fā)4 500萬m3，全部利用，井下抽采9.55億m3，利用率提高至50%。

3.2 地面開發(fā)項目及任務

①加大重點地區(qū)煤層氣地面開發(fā)力度，快速提升產(chǎn)能建設。根據(jù)煤層氣資源條件、開發(fā)現(xiàn)狀及礦業(yè)權(quán)人投入能力和技術水平，規(guī)劃下一步煤層氣開發(fā)重點項目（表2）。“十三五”期間規(guī)劃開發(fā)項目1處：安徽淮北煤田宿州區(qū)塊。累計新增開發(fā)井139口，總進尺11萬m，累計地面產(chǎn)能建設力爭達到9 000萬m3，年產(chǎn)量達到4 500萬m3。

表2 宿州區(qū)塊“十三五”期間煤層氣地面開發(fā)規(guī)劃一覽表Table 2 Data sheet of CBM surface exploitation plan during 13th Five-Year Plan period in Suzhou block

②加快現(xiàn)有煤層氣探明地質(zhì)儲量區(qū)產(chǎn)能建設。截至2014年底，全省累計探明煤層氣地質(zhì)儲量31.58億m3，探明儲量區(qū)產(chǎn)量0億m3，已建產(chǎn)能0億m3。在已設煤層氣礦業(yè)權(quán)區(qū)塊，規(guī)劃到2020年現(xiàn)有煤層氣探明地質(zhì)儲量完成產(chǎn)能建設5 000萬m3，年產(chǎn)量2 500萬m3。

③加強礦業(yè)權(quán)重疊區(qū)協(xié)調(diào)力度，保障后續(xù)煤層氣產(chǎn)能建設。煤層氣、煤炭礦業(yè)權(quán)聯(lián)合協(xié)作，按照煤礦首采區(qū)年限與煤層氣井服務年限相協(xié)調(diào)的原則，共同劃定首采區(qū)范圍，加強聯(lián)合勘探、聯(lián)合開發(fā)、聯(lián)合利用，實現(xiàn)“以采煤保采氣，以采氣促采煤，采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展”。

④鼓勵煤炭礦業(yè)權(quán)人獨立或多個煤礦聯(lián)合開發(fā)煤層氣。鼓勵非重疊區(qū)煤炭采礦權(quán)人獨立或多個煤礦聯(lián)合申辦煤層氣采礦權(quán)，有效開發(fā)煤層氣資源。

3.3 井下抽采項目及任務

①保持煤礦瓦斯井下抽采力度。保持礦井瓦斯、風排瓦斯和乏風的綜合利用項目投入，堅持應抽盡抽、先抽后采、以抽保用、以用促抽的瓦斯治理與利用方針，加大推進地面、井下立體化抽采，保持煤礦瓦斯抽采量?！笆濉逼陂g四大礦業(yè)集團年抽采量與2014年抽采量基本持平或略有降低，達到9.50億m3，地市煤礦抽采量達到500萬m3，年抽采總量達到9.55億m3（表3）。

表3 全省“十三五”期間煤礦瓦斯井下抽采量規(guī)劃一覽表Table 3 Data sheet of coalm ine gas underground d rainage plan during 13th Five-Year Plan period in Anhui Province Mm3

②加快煤礦瓦斯治理示范礦井建設進度。為了全面深化煤礦瓦斯治理，切實抓好煤礦瓦斯治理“十六字”體系的貫徹落實，扎實推進瓦斯治理體系建設工作的開展，再建設一批瓦斯治理示范礦井，推進瓦斯防治理念、技術、管理、裝備集成創(chuàng)新，探索形成不同地質(zhì)條件下防治模式，發(fā)揮區(qū)域示范引導作用?！笆濉逼陂g規(guī)劃建設祁東煤礦、朱集西煤礦、口孜東煤礦等瓦斯治理示范礦井，爭取建設潘三礦、謝橋礦、顧橋礦、丁集礦、朱集東礦、新集二礦及劉莊煤礦等瓦斯治理示范礦井。

4 科技攻關安排

4.1 加強煤系非常規(guī)天然氣聯(lián)合勘查開發(fā)研究

兩淮煤田煤系地層中的煤層氣、頁巖氣和致密砂巖氣的聯(lián)合勘查開發(fā)是今后安徽省非常規(guī)天然氣研究的重點內(nèi)容。煤系非常規(guī)天然氣研究面臨著地質(zhì)理論基礎研究薄弱、科學評價標準缺乏、資源落實程度欠佳、合理勘探開發(fā)技術匱乏等挑戰(zhàn)。需要在煤系烴源巖生排烴規(guī)律、煤系非常規(guī)天然氣的成藏機制、富集規(guī)律、儲層條件、保存條件、評價標準體系及綜合勘探開發(fā)策略等方面開展研究工作[16-18]，力求取得理論與技術突破。

4.2 加強基礎理論研究和勘探技術創(chuàng)新

在基礎理論研究方面，重點開展煤層氣、頁巖氣高滲富集規(guī)律研究及有利區(qū)塊預測評價，深部煤層氣富集規(guī)律與有利區(qū)預測，頁巖氣資源評價和潛力分析技術研究，構(gòu)造煤煤層氣勘查開發(fā)技術，煤礦瓦斯突出機理研究，“三氣”共生成藏規(guī)律和共采關鍵技術研究等。在勘探技術攻關方面，重點解決煤層氣地球物理勘探關鍵技術，包括巖石物理特征和地震波場響應特征，煤層氣地震數(shù)據(jù)采集及成像技術。

4.3 加強關鍵工程技術研發(fā)

重點研究解決適合兩淮煤田儲層特征的煤層氣鉆完井工程技術，高效增產(chǎn)技術，深部煤層煤層氣開發(fā)技術，煤層氣排采工藝與數(shù)值模擬技術，煤層氣儲層保護、井壁穩(wěn)定與鉆井方式優(yōu)化，煤層氣欠平衡鉆井配套技術，煤層氣氮氣泡沫壓裂、連續(xù)油管改造工藝技術，煤層氣頁巖氣多分支水平井鉆井與排采工藝等。

4.4 優(yōu)化煤氣共采技術

重點開展地面鉆井煤層預抽、采動卸壓抽采、采空區(qū)抽采、一井多用技術研究，研發(fā)礦井卸壓區(qū)煤層氣次生富集評價技術，優(yōu)化和完善“淮南模式”、“晉城模式”的工藝和技術，發(fā)展低成本大面積礦井卸壓抽采和地面/礦井聯(lián)合抽采關鍵技術，重點突破條帶式井上下聯(lián)合抽采、松軟煤層礦井順層高效安全鉆進與負壓大管路抽采、井下本煤層長鉆孔貫通地面井壓裂影響區(qū)抽采等關鍵技術。

5 結(jié)論

①我國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)造成城市大氣污染，過度消耗將導致生態(tài)破壞，生態(tài)環(huán)境壓力越來越大。作為產(chǎn)煤大省，安徽省迫切需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，推動能源生產(chǎn)和利用方式變革，著力構(gòu)建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、清潔的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系。在此背景下，安徽省“十三五”期間大力推進煤層氣開發(fā)利用，有利于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率。

②“十三五”是煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵時期，安徽省應根據(jù)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際情況，堅持地面開發(fā)與井下抽采相結(jié)合，構(gòu)建高效協(xié)調(diào)開發(fā)格局；堅持資源統(tǒng)籌規(guī)劃、有序開發(fā)，統(tǒng)籌煤層氣、煤炭開發(fā)時序；堅持基礎研究與技術創(chuàng)新相結(jié)合，突破煤層氣勘查開發(fā)技術瓶頸。到2020年，煤層氣產(chǎn)量力爭達到10億m3，其中地面開發(fā)4 500萬m3，井下抽采9.55億m3，新增煤層氣探明地質(zhì)儲量力爭達到500億m3，建立煤層氣、煤炭綜合勘查開發(fā)機制。

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Strategic Considerations on CBM Exploration and Exploitation during the 13th Five-Year Plan Period in Anhui Province

Zhang Wenyong1,2,3
(1.Exploration and Research Institute,Anhui Bureau of Coal Geological Exploration,Hefei Anhui,230088; 2.Anhui Provincial Unconventional Natural Gas Engineering Technology Research Center,Hefei,Anhui 230088; 3.Anhui Provincial Key Laboratory for Unconventional Natural Gas,Hefei,Anhui 230088)

On the basis of systematically summarized CBM exploration and exploitation status quo in the province,deeply discussed CBM exploration and exploitation strategic layout during the period,proposed main tasks and target,pointed out key direction of scien?tific and technological research.During the 13th Five-Year Plan period,the province should be based on CBM industrial development reality,to adhere surface exploitation and underground drainage combination,build high efficiency coordinated exploitation framework; plan CBM,coal exploitation time sequence as a whole,build up integrated exploration and exploitation mechanism;adhere combination of basic study and technical innovation,to break through exploration and exploitation bottlenecks.Under the prerequisite to keep cur?rent coalmine underground drainage potency dimension,endeavor to realize substantial breakthrough CBM surface exploitation in the Suzhou block.

13th Five-Year Plan;CBM;exploration and exploitation;strategic consideration;Huainan and Huaibei coalfields;Anhui Province

P618.1

A

10.3969/j.issn.1674-1803.2016.12.07

1674-1803(2016)12-0038-05

張文永（1965—），男，碩士，教授級高級工程師，長期從事煤田地質(zhì)及非常規(guī)天然氣地質(zhì)的生產(chǎn)、科研與管理工作，現(xiàn)為安徽省煤田地質(zhì)局勘查研究院院長。

2016-05-30

責任編輯：宋博輦