埋藏地底的宝藏:从夺命瓦斯到能源新星

它曾是大家谈之色变的

“煤矿杀手”

毫秒之间便能夺人生命

如今它成了备受关注的“能源新星”

和储量丰富的资源接替新阵地

它就是煤层气

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从夺命瓦斯到能源新星

煤层气

又称瓦斯

被视为煤矿事故的“头号杀手”

当煤层气在空气中的浓度

达到5%~16%时

稍遇明火，就会发生爆炸

在过去20年间

国内因矿难死亡的遇难者中

约三分之一的生命因瓦斯事故而消逝

然而这种看似危险的气体

本质上却是一种优质的清洁能源

它生于煤层，藏于煤层

主要成分是甲烷

燃烧后几乎不产生任何废气

可用于工业、化学、发电等诸多领域

作为煤炭资源大国

我国拥有富饶的煤层气资源

资料显示

我国埋深在1500米以浅的煤层气

地质资源总量超30万亿立方米

几乎相当于鄂尔多斯、塔里木、柴达木

三大“天然气聚宝盆”

资源量的总和

这对于我国这个天然气使用大国而言

无疑是一份珍贵的宝藏

可是让“夺命瓦斯”脱胎换骨

并不是件容易的事

起初

为了防范井下安全事故

人们借助煤炭开采使用的工作巷道

将瓦斯抽放泄压

这种情况下抽出来的瓦斯浓度低

利用价值不高

只能就地排放至空气中

但这样一来

瓦斯中的甲烷会带来严重的温室效应

安全事故、环境破坏、资源浪费

种种“污名”笼罩之下

煤层气亟须一场救赎

2

浅层探索

初尝煤层气硕果

早在上世纪中下叶

我国就开展了煤层气的前期探索工作

但复杂的地质条件一度

让早期研究人员望而却步

难上加难的是

在我国广袤的土地上

各煤层气区块间存在着极大差异

部分成功经验复制移植之后

往往会“水土不服”

只有找到开采煤层气的“通用解法”

才能因地制宜，变废为宝

不同于早期的井下瓦斯抽放

煤层气开采大多使用地面钻井的方式

开采流程大致与常规油气相同

但又比常规油气更为复杂

1967年

我国在辽宁抚顺钻探出首口煤层气地面井

但并未获得工业气流

直到1976年

我国的两口煤层气地面井

日产达到1000多立方米

才标志着我国煤层气开采的实质性进展

20世纪中期开始

我国先后实施了70余口煤层气试验井

并在辽宁、陕西、安徽等地

显示出良好的开发前景

如今

在沁水盆地、鄂尔多斯盆地等资源富集区

煤层气的开发已经如火如荼

山峁间，春的新绿冲出枝桠，与辛勤摆动的抽油机交相呼应。图为中联公司煤层气井生产现场

尤其是埋深1500米以浅的浅层煤层气

已然成为了开发的“甜点地带”

2022年

我国煤层气产量近百亿立方米

其中大多数来自

浅层煤层气

浅层还只是煤层气

这个“资源大蛋糕”的第一层

当我们深入1500米深的地下煤层中

还会发现更多宝藏

3

由浅入深

开启禁区寻宝之旅

鄂尔多斯盆地

是全国煤层气资源的代表地区

埋深在1500米以深的煤层气

资源量超25万亿立方米

埋深1500~2000米以深的煤层气

资源量近4万亿立方米

与巨大的潜力相比

真正被开发出来的资源寥寥无几

当我们在浅层煤层气领域取得突破后

这些诱人的“新资源”

自然也吸引着人们前去探索

但海量的资源背后

却是长期被视为

“勘探禁区”的复杂之地

煤层气开采环境十分复杂，从业人员往往需要多次进行野外实地勘查。

与浅层煤层气不同

深层煤层气的地质条件更为复杂

埋藏大、地应力高、储层敏感性强、

渗透率差等特点

以及更高的地层压力和地下温度

使得开发成本和技术难度呈指数级增加

2015年

国内启动1500米以深的深层煤层气勘探

但多数探索者败兴而归

作为煤层气勘探开发的国家队

中国海油决定迎难而上

与勘探禁区“死磕”

他们聚焦鄂尔多斯盆地东缘

针对演化程度差异大、饱和度变化多等

特殊气藏条件

构建了三类关键控产要素

并拓展了传统煤层气赋存理论

提出深煤层气藏

具有“束缚游离气与吸附气共存”特点

此外

针对深层煤层气埋藏深、厚度大等特点

中国海油还决定从页岩气勘探中汲取经验

创新性地将大规模压裂技术

引入到深层煤层气的勘探中

如今中国海油在深层煤层气勘探的

关键环节

均已获得新的认识和突破

2022年

中国海油所属中联公司

在鄂尔多斯盆地东缘

取得深层煤层气勘探重大突破

被命名为“深煤一号”的深层煤层气井

日产最高达2万立方米

深层煤层气开发终于有了实质性突破

压裂作业需要大量设备，狭窄的山地空间无疑增加了作业难度。图为“深煤一号”压裂作业现场

喜讯接踵而至

2023年10月23日

中国海油宣布位于鄂尔多斯东缘的

神府煤层气田

新增深层煤层气探明储量超千亿立方米

是我国首个成功申报的

千亿方深煤层储量

解锁正确开发方式的中国海油

已然将深层煤层气作为

重要的资源接替阵地之一

山间高耸的井架代表着中国海油在深煤层领域已然获得突破。图为深煤层三钻机同台作业钻井现场

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让中国能源粮仓更富足

千亿立方米方储量的提交

让我们的能源家底更加深厚

也让“双碳”目标的实现更有底气

但不可否认的是

想要在曾经的勘探禁区中“取气”

依旧困难重重

为了将千亿立方米方储量

变成切切实实的产量

中国海油做了十足的准备

他们针对临兴-神府区块同时拥有

深层煤层气、致密气的特点

提出了“多气合采、立体开发”的方案

努力实现开发效益的最大化

当然

还有更多的难题亟待解决

为了高效开发千亿方深层煤层气

中国海油从勘探、评价、钻井、压裂、

排采等7大关键领域

开展了持续的技术攻关

为“资源变现”提供强有力的支撑

中国海油在深层煤层气领域的成功探索

给行业带来了足够的信心

当我们拥有过硬的技术

当我们的队伍足够强大

那些曾经遥不可及的“勘探禁区”

也终将会盛开出绚烂的“资源之花”

中国海油首条陆上非常规天然气跨省管道-神安管道，正源源不断地将天然气输送到千家万户。

而这还只是

中国海油肩抗能源报国重任的缩影

为了响应国家增储上产号召

中国海油提出建设

陆上万亿大气区

非常规天然气

成为了中国海油陆上增产的主阵地

非常规天然气

是指那些难以用传统油气地质理论解释

不能用常规技术手段开采的天然气

除了煤层气外

还包括页岩气、致密气等

随着这些非常规宝藏逐渐被解锁

中国海油的“登陆之旅”也硕果累累

2021年底

中国海油非常规天然气资源总量

达到2.5万亿立方米

为中国海油建设陆上万亿方大气区

提供了充足的底气

当我们解读大自然的鬼斧神工

就能听到亿万年前地层的呼唤

那些沉睡已久的富饶之地

是大自然带给人类的无私宝藏

数据资料来源：国家能源局 国家矿山安全监察局