中聯(lián)煤層氣有限責任公司研究院副院長張守仁:深層煤層氣勘探開發(fā)進展
發(fā)表時間 :2024-07-03 來源:中國礦業(yè)網(wǎng)
2023年,全國煤層氣產(chǎn)量已經(jīng)達到了117億立方米,同比增長超過20%;我國新增煤層氣探明儲量超300億立方米,其中深層煤層氣新增探明儲量近2500億方,占比78%?!笆奈濉币詠?,我國新增煤層氣大部分都是深層煤層氣的貢獻,煤層氣產(chǎn)量也由此進入了新的快速增長階段。

圖為中聯(lián)煤層氣有限責任公司研究院副院長張守仁發(fā)言
總體上來看,我國深層煤層氣的勘探開發(fā)現(xiàn)狀是多點開花,重點是在鄂爾多斯盆地,深層煤層氣前景最好,新疆地區(qū)也具有非常大的潛力。此外,在大牛地、三角、石樓也開展了不同程度的勘探試驗,同時在四川盆地、松遼盆地也在積極開展風險探井評價。
從深層煤層氣開發(fā)技術體系來說,目前在三個方面取得了新認識,一是地質(zhì)-工程甜點評價體系,二是深層煤層氣大規(guī)模極限壓裂工藝技術,三是深化深層煤層氣氣水產(chǎn)出規(guī)律,初步形成了排采工藝技術。
在地質(zhì)-工程甜點評價方面,深層煤層氣的構造穩(wěn)定性與含氣飽和度決定煤層氣儲層能量,這個認識實際上是促進了在哪兒做、怎么做的重要基礎。在壓裂工藝技術方面,實際上就是形成壓裂工藝體系:“密切割+大排量+組合支撐劑+前置酸+變粘滑溜水”極限體積壓裂技術。在排采工藝技術方面,針對高飽和的煤層氣井,目前除了控制流壓、排水,然后就是通過油嘴來控制套壓,進一步促進下壓范圍的擴展。另外,針對埋深大、以及同時產(chǎn)氣產(chǎn)水量大、氣鎖現(xiàn)象嚴重:優(yōu)化形成”延長中心管防氣、半圓插接式防脫抽油桿“防偏磨、防氣鎖、防腐蝕工藝技術。
我國煤層氣資源比較豐富,“十三五”全國油氣資源評價是埋深1500-2000米煤層氣資源量合計8.8萬億立方米。中石油勘查院近幾年預測,1500米以深的大概是57萬億,這些埋深資源主要集中在我國的中部和西部,而且深層煤層氣在中部地區(qū)占比更大,鄂爾多斯盆地大概占到52%左右,新疆地區(qū)可能占到23%。
從目前來看,鄂爾多斯盆地應該是我國深層煤層氣開發(fā)的一個主戰(zhàn)場,甚至未來10年到20年。一是具備大規(guī)模開發(fā)的資源基礎,1500米以深資源兩約20萬億方。二是可采性高,含氣飽和度高,見氣時間快,單井產(chǎn)量高,直井可達3萬方/天。三是工程配套成熟:成熟氣田分布廣泛,老井場、老井眼、地面管線和集氣站等已有工程,可助力深層煤層氣快速建產(chǎn)上產(chǎn),極大降低開發(fā)成本、提升經(jīng)濟效益。
預計2035年我國深層煤層氣產(chǎn)量可達400億方,占天然氣總產(chǎn)量12%,成為我國天然氣上產(chǎn)增速最快新領域。
但是,我國在煤層氣勘查開發(fā)的技術進步以及產(chǎn)業(yè)機制協(xié)同仍需進一步優(yōu)化,以便有效保障產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。主要由兩大卡脖子技術難題:一是增產(chǎn)改造關鍵技術,圍繞“壓裂裂縫在哪兒”核心問題,重點聚焦煤儲層及其頂?shù)装鍘r石物理非均質(zhì)性表征、基于煤儲層非均質(zhì)性的壓裂工藝技術研發(fā),地質(zhì)工程一體化聯(lián)合攻關厘定壓裂裂縫起裂/擴展機理,指導增產(chǎn)改造技術攻關。
二是排采工藝技術及設備,相較于“排水降壓誘導解吸”,“壓力擾動誘導解吸”更適應于現(xiàn)有煤層氣產(chǎn)出規(guī)律描述;下一步應聚焦明確煤層氣微觀產(chǎn)出機理、構建真實反映煤層氣氣藏的數(shù)值模型,在此基礎上優(yōu)化排采制度及工藝,保障排采過程中持續(xù)壓力擾動、誘導打破儲層壓力平衡狀態(tài)由井筒近端向遠端擴散,擴展泄壓范圍。
此外,還需要管理及產(chǎn)業(yè)政策的優(yōu)化提升。目前煤層氣產(chǎn)業(yè)制度建設還需優(yōu)化,卡脖子技術需要政府、國家從引導層面激勵各行各業(yè),包括企業(yè)、研究院所投入更大的精力,來突破這種機理的認識和技術的成熟度。

圖為中聯(lián)煤層氣有限責任公司研究院副院長張守仁發(fā)言
從深層煤層氣開發(fā)技術體系來說,目前在三個方面取得了新認識,一是地質(zhì)-工程甜點評價體系,二是深層煤層氣大規(guī)模極限壓裂工藝技術,三是深化深層煤層氣氣水產(chǎn)出規(guī)律,初步形成了排采工藝技術。
在地質(zhì)-工程甜點評價方面,深層煤層氣的構造穩(wěn)定性與含氣飽和度決定煤層氣儲層能量,這個認識實際上是促進了在哪兒做、怎么做的重要基礎。在壓裂工藝技術方面,實際上就是形成壓裂工藝體系:“密切割+大排量+組合支撐劑+前置酸+變粘滑溜水”極限體積壓裂技術。在排采工藝技術方面,針對高飽和的煤層氣井,目前除了控制流壓、排水,然后就是通過油嘴來控制套壓,進一步促進下壓范圍的擴展。另外,針對埋深大、以及同時產(chǎn)氣產(chǎn)水量大、氣鎖現(xiàn)象嚴重:優(yōu)化形成”延長中心管防氣、半圓插接式防脫抽油桿“防偏磨、防氣鎖、防腐蝕工藝技術。
我國煤層氣資源比較豐富,“十三五”全國油氣資源評價是埋深1500-2000米煤層氣資源量合計8.8萬億立方米。中石油勘查院近幾年預測,1500米以深的大概是57萬億,這些埋深資源主要集中在我國的中部和西部,而且深層煤層氣在中部地區(qū)占比更大,鄂爾多斯盆地大概占到52%左右,新疆地區(qū)可能占到23%。
從目前來看,鄂爾多斯盆地應該是我國深層煤層氣開發(fā)的一個主戰(zhàn)場,甚至未來10年到20年。一是具備大規(guī)模開發(fā)的資源基礎,1500米以深資源兩約20萬億方。二是可采性高,含氣飽和度高,見氣時間快,單井產(chǎn)量高,直井可達3萬方/天。三是工程配套成熟:成熟氣田分布廣泛,老井場、老井眼、地面管線和集氣站等已有工程,可助力深層煤層氣快速建產(chǎn)上產(chǎn),極大降低開發(fā)成本、提升經(jīng)濟效益。
預計2035年我國深層煤層氣產(chǎn)量可達400億方,占天然氣總產(chǎn)量12%,成為我國天然氣上產(chǎn)增速最快新領域。
但是,我國在煤層氣勘查開發(fā)的技術進步以及產(chǎn)業(yè)機制協(xié)同仍需進一步優(yōu)化,以便有效保障產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。主要由兩大卡脖子技術難題:一是增產(chǎn)改造關鍵技術,圍繞“壓裂裂縫在哪兒”核心問題,重點聚焦煤儲層及其頂?shù)装鍘r石物理非均質(zhì)性表征、基于煤儲層非均質(zhì)性的壓裂工藝技術研發(fā),地質(zhì)工程一體化聯(lián)合攻關厘定壓裂裂縫起裂/擴展機理,指導增產(chǎn)改造技術攻關。
二是排采工藝技術及設備,相較于“排水降壓誘導解吸”,“壓力擾動誘導解吸”更適應于現(xiàn)有煤層氣產(chǎn)出規(guī)律描述;下一步應聚焦明確煤層氣微觀產(chǎn)出機理、構建真實反映煤層氣氣藏的數(shù)值模型,在此基礎上優(yōu)化排采制度及工藝,保障排采過程中持續(xù)壓力擾動、誘導打破儲層壓力平衡狀態(tài)由井筒近端向遠端擴散,擴展泄壓范圍。
此外,還需要管理及產(chǎn)業(yè)政策的優(yōu)化提升。目前煤層氣產(chǎn)業(yè)制度建設還需優(yōu)化,卡脖子技術需要政府、國家從引導層面激勵各行各業(yè),包括企業(yè)、研究院所投入更大的精力,來突破這種機理的認識和技術的成熟度。
