煤層氣的“技術(shù)性”惡循環(huán)

盡管煤層氣面臨諸多政策困境，但其自身的“技術(shù)坎”始終是所有玩家都繞不過(guò)去的難題。

在山西柳林縣的西南方向，佇立著(zhù)一些井架。這是1991年華北石油地質(zhì)局在這里打下的煤層氣氣井。然而，這個(gè)開(kāi)發(fā)最早的中國煤層氣井網(wǎng)區域、同時(shí)也是中國煤層氣儲層滲透率最高的地區至今還尚未能實(shí)現大規模的商業(yè)化開(kāi)發(fā)。

自上世紀80年代中后期中國開(kāi)始針對煤層氣資源開(kāi)始進(jìn)行系統的資源調查，已經(jīng)過(guò)去了近三十年的時(shí)間。與不斷新增的資源量相比，中國煤層氣的產(chǎn)量多年來(lái)卻一直逡巡不前，遲遲無(wú)法突破100億立方米的瓶頸。

1996年中聯(lián)煤成立，獨家享有了與國外企業(yè)合作開(kāi)發(fā)煤層氣區塊的權益，但其煤層氣主業(yè)依然萎靡不前。

所有煤層氣開(kāi)發(fā)公司都面臨著(zhù)這樣或那樣的問(wèn)題，一系列技術(shù)瓶頸限制著(zhù)中國煤層氣產(chǎn)業(yè)的起飛。

勘探失誤的惡性循環(huán)

“煤層氣的開(kāi)采是一個(gè)有別于常規天然氣的全新系統。然而整個(gè)系統的每一個(gè)環(huán)節，我們都面臨著(zhù)缺乏適用性技術(shù)的問(wèn)題。”中石油勘探研究院廊坊分院煤層氣研究所專(zhuān)家鮑清英對《能源》雜志記者說(shuō)道。

資源評價(jià)、鉆井。這兩者是煤層氣勘探過(guò)程中最核心的步驟?？碧介_(kāi)發(fā)的結果直接決定了煤層氣企業(yè)對上游開(kāi)采的投資，而勘探評價(jià)的結果更是直接決定了企業(yè)投資回報的最終結果。

就是在這樣一個(gè)決定企業(yè)戰略投資效果的環(huán)節上，國內相應技術(shù)的缺失，給企業(yè)的煤層氣開(kāi)發(fā)計劃帶來(lái)了直接的負面效果。

在勘探階段，煤層氣井取芯鉆進(jìn)目前多采用繩索取芯鉆進(jìn)技術(shù)，基本上可滿(mǎn)足國內中、高煤階煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的需求。但是，低煤階煤儲層吸附能力弱，游離氣比例相對較高，目前的取芯鉆進(jìn)技術(shù)通常導致煤層含氣量測試結果失真，影響到對煤層氣資源的客觀(guān)評價(jià)。

而我國煤層氣資源量有將近一半屬于低煤階煤層氣。“因為不同煤層的吸附性不一樣。吸附性越強，如果按現在的常規技術(shù)，它到達井口展示的量就越小。你比如煤階越高，它吸附性越強，影響力就越小。煤階越低，它這個(gè)量相對比例比較大。這種情況下，就會(huì )出現儲量相對估計不準的情況。”鮑清英解釋道。

總面積27萬(wàn)平方公里的沁水盆地足以稱(chēng)得上是煤層氣開(kāi)發(fā)典范的地區。但是即便是這里，也需要面對煤層氣井里面各種層出不窮的新情況。“氣井下的氣流并不如游離氣氣井下的氣流穩定。其運動(dòng)的方向和流量還都不是非常規律。”

氣井的穩產(chǎn)與否直接決定了一口鉆井、乃至整個(gè)井網(wǎng)區域的經(jīng)濟效益。而經(jīng)濟效益，則直接決定了一個(gè)煤層氣企業(yè)的生死存亡。

井網(wǎng)區域的布局是資源勘探評價(jià)之外，煤層氣企業(yè)另一大重要的勘探準備工作。井網(wǎng)布局直接決定了未來(lái)整個(gè)井網(wǎng)區域的采收率。這其中包括：布井、井網(wǎng)、井型、排采工藝、以及這些技術(shù)支持下的單井產(chǎn)量測算等等。

“這些工作是以前期準備為主的。如果沒(méi)有很好的測算，井間距大了，盡管生產(chǎn)年限延長(cháng)了，但是單井產(chǎn)量就會(huì )很低，沒(méi)有經(jīng)濟效益。如果井間距過(guò)小，單井產(chǎn)量很容易上去，但是生產(chǎn)年限被壓縮了，還是不能收回成本。”

對上游資源的勘探正在成長(cháng)為整個(gè)油氣行業(yè)中，所有油氣企業(yè)爭相搶奪的最核心領(lǐng)域。然而中國的煤層氣企業(yè)卻在這一環(huán)節中遭遇到了尷尬的技術(shù)瓶頸。對資源評價(jià)和前期布井工作的不完善往往會(huì )直接導致煤層氣企業(yè)的投資失敗，反過(guò)頭來(lái)又影響到企業(yè)，乃至整個(gè)行業(yè)對煤層氣上游資源勘探的投入。

這種惡性循環(huán)帶來(lái)的惡果就是煤層氣上游勘探的投入越來(lái)越少，煤層氣的產(chǎn)出也就一直逡巡不前。不過(guò)更令人擔憂(yōu)的是，國內對于采排和增產(chǎn)技術(shù)的不足，很可能會(huì )導致現有煤層氣井產(chǎn)量受到更為直接的影響。

西體中用的局限性

20世紀80年代初開(kāi)始，大井組直井壓裂技術(shù)和小井網(wǎng)工藝等一系列關(guān)鍵的技術(shù)突破，讓美國成為世界上第一個(gè)成功實(shí)現煤層氣商業(yè)化開(kāi)發(fā)的國家。

技術(shù)上領(lǐng)先的美國公司很快就成為了中國煤層氣開(kāi)發(fā)公司的合作對象。“康菲、安然、德士古這些知名的美國煤層氣開(kāi)采服務(wù)公司都和中聯(lián)煤做過(guò)技術(shù)合作。但是都沒(méi)能實(shí)現大規模的商業(yè)化開(kāi)發(fā)”，鮑清英對《能源》雜志記者說(shuō)。

技術(shù)的撞墻首先來(lái)自于不同的地質(zhì)條件。中國煤層氣地質(zhì)條件復雜,煤儲層具有低壓、低滲透的特點(diǎn),單井產(chǎn)量普遍偏低。

中國特殊的地質(zhì)背景造就了高煤階典型的高含氣量、低滲透率、低儲層壓力和低含氣飽和度的特征,這些都給美國煤層氣技術(shù)在中國的運用帶來(lái)了極大的困難。

針對低煤階、高滲透、厚煤層鉆井易坍塌和煤層污染等問(wèn)題，美國的技術(shù)公司采用了煤層段裸眼下篩管完井或者是洞穴完井的方式，以增加煤層裸露面積，提高單井產(chǎn)量。該項技術(shù)在美國圣胡安和粉河盆地區塊的大范圍運用，讓這一地區成為了煤層氣開(kāi)采最為成功的案例。

然而這項堪稱(chēng)革命性的技術(shù)卻在以滲透率低為主的中國煤層儲藏結構面前碰了壁。無(wú)論是低滲透率的河北、河南或者是江西地區，還是高滲透率的沁水地區，這一煤層氣井增產(chǎn)技術(shù)在中國煤層氣井上的實(shí)際運用都不成功，即無(wú)法保證煤層氣井或者是區域井網(wǎng)能夠產(chǎn)出工業(yè)氣流。

鄂爾多斯(600295,股吧)和沁水兩大中國煤層氣產(chǎn)區目前都以活性水壓裂技術(shù)為主要方式。

“無(wú)論是裸眼技術(shù)、洞穴技術(shù)，還是氮氣技術(shù)都使用了一遍，這些在美國能使用的常規技術(shù)都不能保證沁水盆地煤層氣有經(jīng)濟效益的開(kāi)采。在外資公司都放棄之后，晉煤集團旗下專(zhuān)司煤層氣地面抽采的藍焰煤層氣公司在對國外水力壓裂技術(shù)改造的基礎上設計出了自己的壓裂方案，最終獲得了工業(yè)氣流。”上述專(zhuān)家對《能源》雜志記者說(shuō)。

這個(gè)現象正折射出了在煤層氣技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的一個(gè)現狀。由于地質(zhì)條件更好，滲透率和含氣量都很高，美國煤層氣企業(yè)針對復雜和困難地質(zhì)條件下的煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)儲備實(shí)際上并不充足。

過(guò)去三十年的時(shí)間，引進(jìn)的勘探及地面開(kāi)發(fā)主體技術(shù)與裝備經(jīng)過(guò)消化和改良，支撐了我國煤層氣地面井開(kāi)發(fā)的發(fā)展，但是“并非所有煤層氣資源都適合用地面井的方式開(kāi)發(fā)。中國有很多地方用礦井開(kāi)采，就取得了比地面井更好的效果。”

因此，在今后幾十年的時(shí)間里，北美等國家很可能會(huì )因為頁(yè)巖氣相對更高的單井產(chǎn)量以及隨之而來(lái)很高的經(jīng)濟效益而失去了創(chuàng )新煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)的動(dòng)力。因此了解現有技術(shù)的成熟程度，分析現有技術(shù)適應性及其缺口，將會(huì )是中國煤層氣企業(yè)未來(lái)很長(cháng)一段時(shí)間內都要面臨的挑戰和機遇。