熊 濤， 周立明， 張維生， 劉亞然， 王福國(guó)

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

由中國(guó)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(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布。該規(guī)范自制定和發(fā)布實(shí)施以來(lái)對(duì)我國(guó)煤層氣勘探開發(fā)工作起到了積極的指導(dǎo)和促進(jìn)作用[1-2]。本文根據(jù)煤層氣勘探開發(fā)工作實(shí)踐，對(duì)在執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范中遇到的若干問題進(jìn)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(lái)煤層氣勘查開發(fā)現(xiàn)狀

我國(guó)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(dāng)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(yīng)性較差，且存在管理措施等方面的不足，使得我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)總體上發(fā)展較為緩慢[5-7]。

中國(guó)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(chǎng)化規(guī)模開發(fā)等方面取得了一定進(jìn)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(zhǎng)周期長(zhǎng)”等問題。我國(guó)截至2020年底，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，通過勘探累計(jì)獲得探明煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量 9 302×108m3。煤層氣探明資源量?jī)H占總資源量的2.4%，而天然氣資源探明率達(dá)到了15%。我國(guó)主要的九個(gè)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(shí)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(jìn)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(guó)煤層氣資源勘查、開發(fā)程度的提高，相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)行的規(guī)范自發(fā)布實(shí)施至今已有近十年時(shí)間[12-13]。當(dāng)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(guó)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(jìn)行思考和探討，以促進(jìn)我國(guó)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)的完善和更新，相應(yīng)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(chǔ)量計(jì)算的主要參數(shù)含氣量的獲取采用《煤層氣含量測(cè)定方法》(GB/T 19559)和《地勘時(shí)期煤層瓦斯含量測(cè)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(gè)規(guī)范獲取含氣量參數(shù)。但現(xiàn)行《煤層氣儲(chǔ)量估算規(guī)范》(DZ/T0126)和原國(guó)土資源部相關(guān)技術(shù)文件《關(guān)于嚴(yán)格執(zhí)行地質(zhì)勘查規(guī)范加強(qiáng)評(píng)審備案管理的函》(國(guó)土資儲(chǔ)函〔2014〕1號(hào))中規(guī)定的只能采用《煤層氣含量測(cè)定方法》(GB/T 19559)獲取的參數(shù)，否則相關(guān)勘查報(bào)告不予評(píng)審備案。因此，建議修訂規(guī)范相應(yīng)內(nèi)容，要求煤層氣勘查施工過程中及儲(chǔ)量估算中煤層含氣量按《煤層氣含量測(cè)定方法》(GB/T 19559)測(cè)定及進(jìn)行儲(chǔ)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(wù)

現(xiàn)行規(guī)范將煤層氣勘查階段劃分四個(gè)階段，分別為預(yù)查、普查、預(yù)探和勘探。現(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(biāo)準(zhǔn)，并考慮與之相銜接和有效配合對(duì)煤層氣勘查階段進(jìn)行了相應(yīng)的劃分。煤炭和煤層氣作為共伴生資源，在資源勘查評(píng)價(jià)中有著相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。相同之處為煤炭和煤層氣資源勘查需對(duì)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(jìn)行分析研究，并對(duì)煤層頂?shù)装鍘r性、物性和煤層氣含量情況等參數(shù)進(jìn)行化驗(yàn)測(cè)試，同時(shí)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(shí)的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的評(píng)價(jià)，并在經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，對(duì)煤的化學(xué)性質(zhì)、工藝性能和可選性等相關(guān)開采技術(shù)條件進(jìn)行評(píng)價(jià)。煤層氣資源勘查主要考慮在煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，針對(duì)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(jì)可行性評(píng)價(jià)[6]。

由于煤層氣資源勘查工作存在同一個(gè)礦業(yè)權(quán)區(qū)有不同的勘查階段的情況，且在實(shí)際煤層氣資源勘查過程中會(huì)統(tǒng)籌考慮區(qū)內(nèi)各階段勘查工作任務(wù)，達(dá)到探采一體化的目的，一般會(huì)采用滾動(dòng)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(lái)確定工作程度。但從這些年來(lái)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(lái)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(lái)看，將石油天然氣勘查工作劃分為三個(gè)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(biāo)單元，從目標(biāo)單元的地質(zhì)調(diào)查工作為基礎(chǔ)，實(shí)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(yù)探階段，以油氣藏圈閉為研究對(duì)象，從目標(biāo)區(qū)域優(yōu)選出有利含油氣區(qū)帶進(jìn)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(yù)測(cè)儲(chǔ)量。最后是油氣藏評(píng)價(jià)勘探階段，以獲得工業(yè)油氣流的圈閉或油氣藏為研究對(duì)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(chǔ)量和控制儲(chǔ)量。在現(xiàn)行的《油氣礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量分類》(GB/T19492)中，將勘探開發(fā)階段劃分為預(yù)探、評(píng)價(jià)、開發(fā)三個(gè)階段。預(yù)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(píng)價(jià)階段，通過地震和鉆探查明儲(chǔ)層特征和產(chǎn)能特征，估算地質(zhì)儲(chǔ)量。開發(fā)階段，實(shí)施開發(fā)井網(wǎng)鉆探，進(jìn)行油氣開采工作，并對(duì)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(diǎn)。

基于以上情況，筆者建議對(duì)現(xiàn)行煤層氣勘查規(guī)范的勘查階段進(jìn)行重新劃分，突出體現(xiàn)煤層氣勘查采用滾動(dòng)勘探的模式，在煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，針對(duì)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(jì)性可行性評(píng)價(jià)為重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)探采一體化的勘查目的任務(wù)?？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(jìn)行劃分。同時(shí)兼顧煤系氣綜合勘查工作，減少勘查實(shí)物工作量的重復(fù)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(jìn)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(guó)家能源安全有著重要作用。目前，在我國(guó)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(yùn)含著我國(guó)60%以上的煤層氣資源。同時(shí)，擔(dān)負(fù)著國(guó)內(nèi)70%以上的煤炭生產(chǎn)產(chǎn)量的礦井都有比較嚴(yán)重的瓦斯問題。我國(guó)煤礦開采隨著范圍的擴(kuò)大、開發(fā)強(qiáng)度和開采深度的增大，越來(lái)越多高瓦斯礦井涌現(xiàn)出來(lái)，越來(lái)越大的威脅到煤礦安全生產(chǎn)，嚴(yán)重制約和影響著煤礦的提質(zhì)增產(chǎn)和煤炭工業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展。所以，煤礦區(qū)煤層氣勘探開發(fā)和利用是當(dāng)前我國(guó)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(zāi)害，實(shí)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(guó)能源安全的重要措施[7]。

對(duì)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(biāo)準(zhǔn)》提出的地質(zhì)報(bào)告檢測(cè)的瓦斯壓力達(dá)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(shí)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(gè)階段，即基建、生產(chǎn)、關(guān)閉礦井應(yīng)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(xì)則》有突出危險(xiǎn)煤層的新建礦井在礦井建設(shè)開工前，應(yīng)對(duì)首采區(qū)突出煤層進(jìn)行地面鉆井并進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)期的預(yù)抽煤層氣，煤層氣含量降低率達(dá)到30%以上后方可開工建設(shè)。對(duì)于高瓦斯礦井、沖擊地壓礦井和地質(zhì)報(bào)告檢測(cè)的瓦斯壓力≥0.74 MPa的礦井應(yīng)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(bào)告、礦井建設(shè)方案和設(shè)計(jì)，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(duì)于高瓦斯礦井、突出礦井、沖擊地壓礦井和地質(zhì)報(bào)告檢測(cè)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(yīng)根據(jù)礦井最新地質(zhì)報(bào)告、生產(chǎn)建設(shè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃和礦井盤區(qū)設(shè)計(jì)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(yuǎn)景規(guī)劃區(qū)、開拓準(zhǔn)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(dòng)實(shí)施。

關(guān)閉礦井，針對(duì)采空區(qū)煤層氣地面工作開展前，需根據(jù)關(guān)閉礦井報(bào)省級(jí)煤炭行業(yè)管理部門批準(zhǔn)的閉坑報(bào)告資料，并核實(shí)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(shí)間、分布范圍、積水情況、覆巖破壞影響范圍和密閉性，保護(hù)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(chǔ)上，進(jìn)行采空區(qū)煤層氣地面鉆采方案設(shè)計(jì)。

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(guó)家生態(tài)文明思想的具體舉措。同時(shí)，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(shí)期保障國(guó)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(jiān)持綠色發(fā)展的理念為引領(lǐng)，以科學(xué)的管理方式和先進(jìn)的技術(shù)手段，通過運(yùn)用先進(jìn)的綜合性勘查手段和方法，集約化低能耗的設(shè)備和工藝，在勘查實(shí)施各階段、全過程進(jìn)行控制，以達(dá)到對(duì)環(huán)境影響的最小化，對(duì)生態(tài)環(huán)境最大限度地減少擾動(dòng)，并治理修復(fù)受影響和擾動(dòng)的生態(tài)環(huán)境的勘查工作方式。

近些年來(lái)，在貫徹落實(shí)生態(tài)文明建設(shè)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(yàn)，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(guó)在推進(jìn)煤層氣資源勘查過程中，要加大綠色勘查的工作力度，引導(dǎo)和指導(dǎo)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(dá)到煤層氣綠色勘探的目標(biāo)。

同時(shí)，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(xiàng)目立項(xiàng)、項(xiàng)目投標(biāo)、項(xiàng)目勘查實(shí)施方案等各個(gè)環(huán)節(jié)報(bào)告編制中，均應(yīng)體現(xiàn)綠色勘查理念及相關(guān)措施，在編制相關(guān)報(bào)告時(shí)應(yīng)專門的章節(jié)編寫綠色勘查相關(guān)內(nèi)容，從而明確項(xiàng)目實(shí)施中綠色勘查工作現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)要求與管理，生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施和環(huán)境恢復(fù)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(gè)礦業(yè)權(quán)區(qū)有不同的勘查階段的情況，且在實(shí)際勘查過程中會(huì)統(tǒng)籌考慮區(qū)內(nèi)各階段勘查工作任務(wù)，以達(dá)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(dòng)勘探，探采一體化的勘查目的任務(wù)。并加強(qiáng)煤系氣綜合勘查工作，減少勘查實(shí)物工作量的重復(fù)部署和投入，以獲得最佳的地質(zhì)效果。

2)煤礦區(qū)實(shí)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(zāi)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(gè)階段，針對(duì)于瓦斯礦井、突出礦井、沖擊地壓礦井和瓦斯壓力達(dá)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(shí)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(xué)的管理方式和先進(jìn)的技術(shù)手段，在勘查實(shí)施各階段、全過程進(jìn)行控制，以達(dá)到最大限度地減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)和影響，并對(duì)受影響和擾動(dòng)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)。