近日，中國海油建成投產(chǎn)我國首個薄煤層氣大規(guī)模開發(fā)項目受到各方關(guān)注。這個位于山西沁水盆地南部潘河區(qū)塊的薄煤層氣開發(fā)項目已經(jīng)累計建井212口，單井最高日產(chǎn)達萬立方米，平均日產(chǎn)量超2500立方米。自2020年底試采至今，潘河區(qū)塊薄煤層氣累計產(chǎn)量達到億立方米。
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從小范圍試驗，到大規(guī)模開發(fā)；從鉆井開采，到井下抽采；從巨型煤田利用，到薄煤層開發(fā)——煤層氣正在從危害性極大的井下瓦斯，變身高質(zhì)量的綠色能源。
據(jù)公開資料顯示，我國煤層氣總儲量為萬億立方米，占世界總儲量的％，居世界第三。如果這一資源能夠得到很好的開發(fā)利用，則會成為我國重要的能源解決路徑，將推動綠色低碳發(fā)展。
過半煤層氣產(chǎn)自山西晉城
煤層氣俗稱“瓦斯”，是與煤炭伴生、以吸附狀態(tài)儲存于煤層內(nèi)的非常規(guī)天然氣，其主要成分是CH4（甲烷）。據(jù)國家能源局數(shù)據(jù)，2022年國內(nèi)煤炭總產(chǎn)量約億噸，而煤層氣產(chǎn)量達到115億立方米。同時，2022年13億噸原煤產(chǎn)自山西，而據(jù)山西省人民政府官網(wǎng)消息，2022年山西省規(guī)模以上工業(yè)法人單位累計抽采煤層氣億立方米，約占全國同期煤層氣產(chǎn)量的%。在山西近百億立方米的煤層氣抽采量中，有51億立方米產(chǎn)自山西晉城，其中億立方米出自沁水縣，素有“中國煤層氣看山西，山西煤層氣看晉城，晉城煤層氣看沁水”的說法。
從2004年末開始，中國海油中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司在沁水盆地就開始建設(shè)首個國家級煤層氣開發(fā)利用示范工程。經(jīng)過多年建設(shè)，該公司實現(xiàn)了“空氣鉆井技術(shù)”“微珠低密度固井技術(shù)”“清水加砂壓裂技術(shù)”“氮氣泡沫壓裂技術(shù)”“分片集輸一級增壓地面集輸技術(shù)”“穩(wěn)控精細排采技術(shù)”等8項技術(shù)創(chuàng)新。同時，形成4項技術(shù)和安全規(guī)范、規(guī)程，開創(chuàng)了中國煤層氣重大建設(shè)項目的技術(shù)、工藝體系和規(guī)范化管理的先河。
據(jù)沁水縣有關(guān)部門工作人員向貝殼財經(jīng)記者介紹，“十二五”時期，中石油下屬企業(yè)、山西地方煤層氣公司紛紛進駐山西沁水，并沿著沁水河流域，向周邊的陽城縣、安澤縣、屯留縣拓展，使之成為響徹全國的煤層氣開發(fā)聚集區(qū)。
8月23日，晉城市煤層氣標準化技術(shù)委員會成立，成為全國首家市級煤層氣標委會。
此次，中國海油潘河區(qū)塊的薄煤層氣開發(fā)項目之所以受到關(guān)注，一方面是因為大部分處于晉城的沁水盆地是近20年來中國煤層氣大規(guī)模開發(fā)主陣地，另一方面此次對薄煤層所含煤層氣的大規(guī)模開發(fā)需要突破多項技術(shù)難題，開發(fā)的意義重大。
薄煤層是一個相對概念，地下開采厚度小于米的煤層一般被稱為薄煤層。雖然開發(fā)難度大、成本高，但在我國比較普遍，且占比很大。多年來，一直被視為煤層氣中的“邊際資源”。
“潘河區(qū)塊有多套薄煤層發(fā)育，薄煤層儲氣量可觀，但單層厚度薄，平均厚度僅米，只有目前主力煤層厚度的十分之一，此外還具有多層疊置、單層展布不均以及縱向多層跨度較大等特點，所以開采難度極大?！敝袊Ｓ椭新?lián)公司副總工程師米洪剛介紹。
煤層氣綠色低碳價值獲認可
事實上，當(dāng)前大規(guī)模進行的煤層氣鉆井開采只是煤層氣利用的一部分。還有一部分則是井下抽采。
早在2013年，山西凱嘉集團就成立了專門的煤層氣發(fā)電公司，該公司利用周邊煤礦井下“瓦斯”資源，先后投資億元分三期建設(shè)煤層氣發(fā)電項目，年可實現(xiàn)節(jié)能量噸標準煤。貝殼財經(jīng)記者之前采訪中在項目現(xiàn)場看見，原本要白白排放掉的瓦斯，通過多組內(nèi)燃機帶動發(fā)電機組正在發(fā)電，而內(nèi)燃機中高溫的尾氣再進入一個熱量交換的“爐膛”，通過蒸汽機帶動發(fā)電機組再進行二次發(fā)電。而在整個過程中的冷卻水直接供應(yīng)廠區(qū)的供暖系統(tǒng)和洗浴系統(tǒng)。
這樣的煤層氣抽采發(fā)電項目已在山西多個高瓦斯礦井得到使用。2022年8月，山西省能源局發(fā)布《關(guān)于推動煤礦瓦斯綜合利用的指導(dǎo)意見》提出，到2025年，全省瓦斯利用率力爭達到50%。
是怎樣的動力在推動煤層氣開采利用快速發(fā)展？
記者梳理發(fā)現(xiàn)，首先，煤層氣的主要成分是甲烷氣體，其單位溫室效應(yīng)是CO?的20多倍。山西省環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會會長樊文彬向貝殼財經(jīng)記者表示，如果甲烷氣體得不到有效利用，其在空氣中更容易導(dǎo)致全球變暖。其次，甲烷氣體如果在礦井中得不到及時抽取，一旦濃度達到5%—16%，就容易發(fā)生瓦斯爆炸。在這方面，曾經(jīng)發(fā)生過多起慘痛教訓(xùn)。同時，甲烷因為含碳量較低，還是相對清潔的燃料。煤層氣是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活燃料。1立方米煤層氣大約相當(dāng)于度電、千克汽油、千克標準煤。煤層氣的熱值是通用煤的2至5倍。
不僅如此，甲烷也正在成為全球議題。
20世紀80年代，美國就開始大規(guī)模開發(fā)煤層氣，年產(chǎn)量從1981年的億立方米提升至1989年的26億立方米。到2001年，年產(chǎn)量已經(jīng)超440億立方米。7月18日，美國總統(tǒng)氣候問題特使克里開始對中國進行訪問，而減少甲烷氣體排放正是克里此行的氣候議題之一。
為加快煤層氣（煤礦瓦斯）科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化推廣，7月7日，國家能源局綜合司發(fā)布《關(guān)于組織開展煤礦瓦斯高效抽采利用和煤層氣勘探開發(fā)示范工作的通知》，并指出，組織遴選一批技術(shù)工藝領(lǐng)先、示范效應(yīng)突出的煤礦瓦斯高效抽采利用和煤層氣勘探開發(fā)典型項目，引領(lǐng)帶動煤層氣（煤礦瓦斯）產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
煤層氣的開發(fā)利用正獲得越來越多的重視。
新京報零碳研究院研究員 白華兵
編輯 宋鈺婷
校對 陳荻雁
