作為能源大省，山西煤層氣資源十分富集，全省埋深2000米以淺的煤層氣預測資源量約8.31萬億立方米，約占全國1/3。近年來，山西煤層氣不斷增儲上產(chǎn)，產(chǎn)量從2007年不足19億立方米，快速增至2024年的134.3億立方米。今年前5個月，山西省煤層氣累計產(chǎn)量達60.1億立方米，約占全國煤層氣總產(chǎn)量的82%。

未來，山西將如何引領(lǐng)全國煤層氣高質(zhì)量開采？

主要產(chǎn)地增儲上產(chǎn)

山西擁有六大煤田，其中的沁水煤田是我國煤層氣開發(fā)最早的煤田之一，也是當前我國最大的煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地之一。相比山西其他煤田，沁水煤田在地質(zhì)構(gòu)造、資源存量、資源儲存狀態(tài)等方面的優(yōu)勢，是煤層氣能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化開發(fā)的重要支撐。

中國礦業(yè)大學（北京）地測學院教授李勇告訴《中國能源報》記者：“沁水煤田主體地質(zhì)構(gòu)造類型單一、褶皺微弱，內(nèi)部斷裂少、規(guī)模小，減少了煤層氣散逸。頂?shù)装逡簿邆淞己玫姆馍w性，利于氣體保存。”目前，沁水煤田煤層氣資源量約4萬億立方米，其中探明儲量5691億立方米，約占全國煤層氣探明儲量的一半。當前沁水煤田資源探明率超過10%，高于國內(nèi)其他煤田，為煤層氣開發(fā)奠定資源基礎(chǔ)。

此外，沁水煤田的煤層氣資源埋深適中，多套煤層均有開發(fā)價值，一批企業(yè)正加速推進當?shù)孛簩託赓Y源增儲上產(chǎn)。截至今年初，華北油田沁水煤層氣田日產(chǎn)量持續(xù)保持在720萬立方米以上，繼2024年煤層氣年產(chǎn)達26億立方米后，今年產(chǎn)量有望再創(chuàng)新高。除常規(guī)煤層的資源開發(fā)外，近年中聯(lián)煤層氣公司在潘河區(qū)塊實現(xiàn)薄到超薄煤層氣的高效開發(fā)，多口氣井日產(chǎn)氣量超萬方，為以往的無效資源賦予可開發(fā)價值。

除沁水煤田外，山西的河東煤田也具有良好的開發(fā)潛力，南部的大寧—吉縣區(qū)塊在近年實現(xiàn)深層煤巖氣規(guī)模效益開發(fā)，已經(jīng)探明2000米以深煤層氣儲量超3000億方，發(fā)展?jié)摿Υ?。今?/span>5月22日，山西大吉深層煤層氣田日產(chǎn)量突破650萬立方米，創(chuàng)歷史新高。該區(qū)塊累計產(chǎn)氣量超過1億立方米的水平井平臺達9個，最高單井累計產(chǎn)量超過7000萬立方米。

技術(shù)突破開采難關(guān)

除沁水煤田和河東煤田外，山西其他煤田也具有一定的煤層氣資源潛力，但當前規(guī)?；_發(fā)難度仍較大。當前，霍西煤田的汾西區(qū)塊、西山煤田的古交礦區(qū)也進行了煤層氣開發(fā)，但受限于相對復雜的地質(zhì)構(gòu)造條件，煤層氣開發(fā)效果一般，開發(fā)技術(shù)有待進一步完善。其他煤田還面臨煤層薄、煤層構(gòu)造破壞嚴重、資源埋藏過深等問題。

李勇表示，薄煤層需要通過“多層合壓合采”等定制化技術(shù)才能實現(xiàn)開采，不同煤田構(gòu)造活動導致煤層破損，也需要“一礦一策、一井一策”的差異化技術(shù)方案。此外，當前業(yè)內(nèi)對1500米以深的深層煤層氣認識有限，其賦存特征、含氣機制、壓裂響應等關(guān)鍵地質(zhì)與工程參數(shù)仍不完善，導致深層資源開采能力長期難以釋放。“另外，傳統(tǒng)煤層氣相關(guān)開采技術(shù)適應性差，常照搬常規(guī)油氣的開發(fā)方式，結(jié)果是鉆井液污染煤層、壓裂液滯留傷害儲層，導致裂縫撐不開、產(chǎn)量上不去。”

近年來，隨著科技持續(xù)攻關(guān)和工程實踐積累，山西主要煤層氣產(chǎn)地在開發(fā)技術(shù)上取得一系列突破性進展，解決了制約產(chǎn)能釋放的多種關(guān)鍵問題。李勇表示，勘探開發(fā)理念方面，明確了深層煤層氣的開發(fā)潛力，成功建成我國首個超大型整裝深層煤巖氣田。建立地質(zhì)和工程一體化技術(shù)體系，廣泛應用多種新型開發(fā)模式，有效提高單井產(chǎn)量和開發(fā)效率。裝備和工藝集成水平提升，復雜煤層的穿層能力和控層精度顯著強化，減少了井壁失穩(wěn)和儲層污染問題。

依托理論與技術(shù)的協(xié)同突破，當前山西煤層氣產(chǎn)業(yè)已形成高階煤、薄煤層、中深層乃至深層煤層氣多類型、多層系、差異化開發(fā)的新格局，有效釋放了資源潛力，鄂爾多斯盆地東緣和沁水盆地南部的兩大國家煤層氣產(chǎn)業(yè)基地逐步建成。

氣、煤開采逐漸分離

山西也是我國重要的煤炭產(chǎn)地。當前，埋深小于1500米煤層的吸附氣占煤層氣總含氣量90%以上，而1500米通常也是煤炭開采的極限深度。面對煤炭與煤層氣資源的重合，近年山西探索“先采氣后采煤，采氣采煤一體化”新模式，顯著提升煤層氣的規(guī)模化開發(fā)水平。李勇指出，“先采氣、后采煤”模式可有效協(xié)調(diào)開發(fā)，兼顧安全、效益與資源最大化。在煤炭開采前，通過地面鉆井預抽煤層氣，降低煤層瓦斯壓力，減少煤礦瓦斯突出風險。

當前，晉城礦區(qū)依靠“四區(qū)聯(lián)動”模式，采用規(guī)劃區(qū)地面預抽、準備區(qū)井上下聯(lián)合抽采、生產(chǎn)區(qū)精準抽采、采空區(qū)地面鉆采，有效實現(xiàn)煤層氣“減少溫室氣體排放、保障煤礦安全生產(chǎn)、補充綠色氣體能源”三重功效。

而開采埋藏深1500米以下的深層煤巖氣，是實現(xiàn)“煤—氣”兩種資源開采“結(jié)耦”的重要路徑。盡管目前全國煤層氣年產(chǎn)量大約為138億立方米，其中深層煤巖氣僅約25億立方米，傳統(tǒng)的淺層煤層氣依然占據(jù)產(chǎn)量大部，但深層煤巖氣增長勢頭明顯，正成為新增長極。

深層煤巖氣開采也是煤層氣實現(xiàn)產(chǎn)能接續(xù)，進一步增儲上產(chǎn)的重要抓手。李勇介紹，傳統(tǒng)煤層氣依賴“排水—降壓—解吸—擴散—滲流”過程，以吸附氣為主，需排水降壓數(shù)月甚至數(shù)年才能穩(wěn)定產(chǎn)氣，單井產(chǎn)量低。而深層煤巖氣游離氣與吸附氣并存，采用滲吸置換的開發(fā)方式，利用“長水平井+超大規(guī)模壓裂”技術(shù)，壓裂后開井即高產(chǎn)，無需長期排水，單井日產(chǎn)氣就可達10萬立方米。

來源：中國能源報