江西省煤层气开发利用存在的问题及建议

■ 黄孝波/汪恩满

（1.江西省煤田地质勘察研究院，南昌 330001；2.江西省页岩气研究院，南昌 330001；3.中国国土资源经济研究院，北京 101149）

江西省煤层气开发利用存在的问题及建议

■ 黄孝波1,2/汪恩满3

（1.江西省煤田地质勘察研究院，南昌 330001；2.江西省页岩气研究院，南昌 330001；3.中国国土资源经济研究院，北京 101149）

江西省煤层气（煤矿瓦斯）开发利用中存在如下问题：基础研究工作薄弱，研究不够深入；地质条件复杂，开发难度大；煤层气资源估算值偏低；矿业权设置不合理；瓦斯利用困难；政策与制度不完善。江西省煤层气（瓦斯）开发利用建议：加强基础地质研究，加大经济投入；加强政策引导，调动瓦斯勘探开发的积极性；完善煤层气（瓦斯）配套人员与设施；加强矿业权管理，合理划分矿业权。

煤层气；开发利用；问题；建议；江西

0 引言

煤层气是一种以甲烷为主的，主要以吸附态赋存在煤层中的自生自储的非常规天然气[1-3]。煤炭是我国的能源主体，预计到2050年，煤炭仍占50%以上，全国的煤矿重大事故中，近70%是由瓦斯造成的，是煤矿安全的第一杀手[4-5]。

美国、加拿大、澳大利亚、德国等国家的煤层气勘探开发利用技术世界领先，在强有力的政策与经济支持下，煤层气产业快速发展，在能源结构中占有重要的位置[6-8]。我国的沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘、阜新盆地以及铁法盆地是煤层气开发最为成功的地区。这些盆地煤层气的成功开发在于国家大量的科研与经济投入，“十五”、“十一五”、“十二五”连续三个五年的科研攻关，加之地方政府的支持，煤炭企业、勘查开发单位与科研单位的高效合作，煤层气管网等配套设施建设加速了煤层气的开发利用。

相比之下，江西省煤层气（瓦斯）开发利用的现状却不容乐观。江西省煤层气资源丰富，全省煤层气资源量168.46×108m3，三分之一以上的煤矿是高瓦斯煤矿，多次发生重大煤炭瓦斯事故。因此，加强江西省煤层气（瓦斯）的研究开发十分必要。

1 江西省煤层气开发利用概况

江西省煤层气（瓦斯）研究工作起步较早，1966年英岗岭煤矿开始尝试瓦斯井下抽放，1977年起，丰城矿务局在坪湖、新建、八一和尚一井开始进行井下瓦斯抽放，并在1982-1984年建立了井下瓦斯利用工程；1983年，焦作矿业学院组织全国地勘单位和科研院校开展了全国煤岩与瓦斯突出矿井地质调查工作，江西省作为高瓦斯矿井省份之一参与此次调查工作。

1994年1月-1996年9月，江西省煤炭厅与中国石油天然气总公司合作，施工了江西省第一口煤层气试验井（曲试1井），完井井深1038m，采用洞穴完井工艺，测试含气18.33m3/t，稳定产气量150m3/d。

1996年11月-1999年1月，江西省煤炭工业厅、煤炭部、中国煤田地质总局、江西省计委等单位共同出资，施工完成了第二口煤层气试验井（赣试2井），包括气测录井、测井、试井、固井、射孔压裂和排水试气，完井井深863m；测试含气层3层，B4含气量17.46m3/t，稳定产气量为600-1100m3/d。

2010-2011年，江西省发改委、江西省能源局、江西省煤田地质勘察研究院与安徽理工大学共同编制了江西省煤矿瓦斯地质图以及江西省萍乡、高安、新余、丰城、乐平矿区的瓦斯地质图及说明书，对江西省的矿井瓦斯有了一个宏观了解。

2012-2013年，中联煤层气公司与江西省煤田地质局综合普查大队在丰城—花鼓山一带实施了煤层气勘查物探工作，与江西省煤田地质局195地质队在该区施工了三口钻井，已完成钻探与固井，正进行下一步工作。

江西省瓦斯利用较好的有丰城矿区和乐平矿区。丰城矿区安装了6台瓦斯发电机组，发电功率6000kw，其中石上井田1矿瓦斯供给当地居民使用，坪湖矿区、新建矿区、曲江矿区的煤层气供瓦斯发电站使用，丰城矿区的部分瓦斯也输送给工业园用于烧制精品陶瓷。乐平矿区的沿沟煤矿、涌山煤矿瓦斯浓度较低，由于低浓度瓦斯发电技术成熟，现已建立低浓度瓦斯发电站。

2 存在的主要问题

2.1 基础研究工作薄弱、研究不够深入

(1)工作缺乏系统性。江西省煤层气虽然经过多年的矿山开采瓦斯抽放，但都是针对所要开采的煤层和小范围区块进行研究，没有系统深入地研究；地面勘探工作则较少，特别是物探工作、煤层气试井很少，对煤层气的富集规律和开采条件研究不够深入，对“甜点”认识不深，导致目前的勘探与试采工作效果不佳、投资煤层气项目收益不高。

(2)深部煤层气资源研究程度低。目前江西省煤层气研究深度一般都在-1200m以浅，对于深部煤层气资源研究程度很低。深部煤储层由于温度与压力增大，较浅部煤层气赋存规律有较大的差异：一方面，埋深加大使储层温度升高，不利于气体吸附；另一方面，埋深加大使储层压力增大，气体吸附能力增强；再者，埋深加大，煤层趋于致密，对深部煤层气赋存规律与资源前景知之甚少。

2.2 地质条件复杂，开发难度大

(1)煤层破碎，煤层气难以开采。煤层气地面开采难度大直接影响江西省煤层气产业的发展。由于地质构造复杂、煤层厚度变化大、煤岩各向异性明显、构造影响使煤层破碎严重等原因，导致地面开采难度大，主要表现在煤层不稳定、煤层松软破碎、软分层多，导致定向钻进难度大、压裂效果不明显、裂缝闭合快、煤粉封堵管道现象严重。

(2)瓦斯含量“高中有低、低中有高”，预测难度大。江西省地质构造复杂，岩浆活动频繁，导致煤层气资源预测难度较大，呈现出“高中有低，低中有高”的现象。如赣南煤田总体上为低瓦斯煤田，但是信丰几个煤矿又是高瓦斯矿井；又如萍乡矿区白源井田周边都是高瓦斯矿井，白源井田按照高瓦斯矿井建设，结果证实为一个低瓦斯矿井，浪费了大量的建设费用；而杨桥矿区宜萍井田周边区总体上为低瓦斯矿井，宜萍井田按照低瓦斯矿井建设，结果却是高瓦斯矿井，投资方不得不进行矿井改造，浪费了大量的资金和时间。

2.3 煤层气资源估算欠合理

(1)资源估算值偏小。目前煤层气资源储量计算大都是针对可采煤层（厚度大于0.6m，硫分含量小于3%，灰分小于40%），而不可采煤层中的煤层气资源量并未计算，导致勘探计算的煤层气资源量低于实际资源量。美国曾在岩溪地区进行实验研究，先单独开采可采煤层的煤层气，之后再连通不可采煤层，共同开采，结果证明35%的煤层气来自不可采的薄煤层，使岩溪区块的煤层气从边缘经济效益转变为具有商业开发价值的区块。另外，煤层围岩中的煤层气资源更不可低估，1985年阳泉矿务局对12处矿井进行瓦斯来源分析，结果证明只有23%-35%的瓦斯来自煤层本身，65%-75%的瓦斯来源于围岩。

(2)资源量估算地面与井下标准不统一。现在的煤矿生产中，一般只是通过通风量与瓦斯浓度进行瓦斯含量预测，与地面煤层气含量检测存在较大的误差，使瓦斯资源量的计算结果偏差较大。到底哪种方法更可靠，如何正确地进行煤层气（瓦斯）资源量的估算，也是一个值得思考的问题。

2.4 矿业权设置不合理

煤层既是煤炭资源的主体，又是煤层气资源的储层载体。目前矿业权设置往往是煤炭资源矿业权和煤层气矿业权归不同的企业所有，虽然有相关规范与文件规定先采气、后采煤，但是由于采气周期长，短期内不能完全抽放煤层中的瓦斯气体而影响了煤矿生产进度；另外，煤层气的地面开采需要进行钻探与压裂工作，钻孔封孔质量直接影响到煤矿的安全生产，煤层压裂破坏了煤层的稳定性和完整性，给煤炭开采带来困难。这些矛盾导致了煤炭资源矿业权和煤层气矿业权所属企业之间协调困难，采煤与采气互相干扰。

2.5 瓦斯利用困难

江西省地质构造复杂、煤层不稳定、煤岩煤质变化大，导致井下抽放出来的瓦斯浓度不稳定，时高时低，对燃烧技术要求较高，利用困难。由于缺少配套的煤层气输送管网，煤矿抽采出来的瓦斯就地使用，多余的气体直接排放到空气中，不仅造成了大量的资源浪费，而且增加了温室气体的排放量。

2.6 政策与制度不完善

(1)缺乏统一管理与部署。国家与地方政府关于煤层气发展规划及相关的法律法规相对滞后，资源勘探开发缺乏系统性，进入煤层气勘探领域的单位（部门）互相封闭信息和资料，各自规划，存在抢地盘、占区块的现象，导致布局上不合理、随意而无序。江西省的煤层气区块大部分被个别央企占有，但是勘探投入很小，进展缓慢，登记面积过大，影响其他单位进入勘探研究，阻碍地方企业单位的积极性，降低了全省煤层气研究开发的发展速度。

(2)缺乏激励措施。由于缺乏有效的激励措施，矿山企业很少招聘瓦斯地质专业技术人员，对瓦斯地质特征了解不多（有的矿山管理人员把瓦斯涌出量当作瓦斯含量，显然不符合规范），对瓦斯赋存规律知之甚少，导致了不能准确地预测瓦斯，容易造成事故，也是对煤层气资源的浪费。

3 建议与对策

3.1 加强基础地质研究，加大经济投入，加强利用技术攻关

建议加大基础地质研究投入，加强煤层气的富集规律、储层物性、开采技术要求等的研究，做好煤层气“甜点”预测工作，降低钻探投资的风险。根据国外经验[9]，煤田中煤层气资源的高渗有利区（即甜点）一般只占含煤面积的10%左右，这10%的面积赋存着80%的可采储量，因此，“甜点”预测可以减少工作的盲目性。充分利用现有的人力、物力、财力，设立科研攻关项目，解决煤层定向钻进技术难题、构造煤层压裂技术难题、低渗煤储层瓦斯抽放技术难题等；详细地进行煤层气资源调查工作，注意薄煤层、高硫分、高灰分煤层中的煤层气资源、更加应该关注煤层围岩中的煤层气资源。

设立低浓度瓦斯利用技术专题，学习其他矿山企业的瓦斯利用成功经验，开展瓦斯提纯技术、低浓度与不稳定浓度瓦斯发电技术攻关，可以在矿区附近将煤层气（瓦斯）液化后供给当地的出租车使用，低于5%的瓦斯经过膜分离、变压吸附、真空变压吸附后浓度可以达到30%以上，可以用于民用及锅炉燃烧，二级提纯以后浓度可以达到90%以上，可以更大范围地使用，实践证明瓦斯的提纯使用是经济的。

3.2 加强政策引导，调动瓦斯勘探开发的积极性

建议国土资源管理部门授予有资质的国有地勘单位煤层气探矿权，调动其积极性，使其主动参与到煤层气的研究、勘探与开发中去，同时鼓励民企甚至外企的技术力量和资金参与煤层气资源勘探开发。

从政策上和资金上鼓励支持煤炭企业进行瓦斯的抽采利用，可大大减少因矿业权纠纷导致的一些问题，把瓦斯抽放利用率当作煤炭企业年度考核的重要指标，奖励先进，批评落后。建议国家与地方政府共同协商煤层气开发事宜，统筹规划，统一部署，鼓励地方企业与国家大型科研单位共同开发江西省的煤气资源；对煤层气（瓦斯）开发利用的扶持政策应该长期贯彻执行，避免由于政策的频繁变动而导致一些基础性工作半途而废。

3.3 完善煤层气（瓦斯）配套人员与设施

建议各煤炭矿山企业培训一批具有地质知识背景的瓦斯地质专业技术人员，安全矿长和地质负责人应起到带头作用，全面掌握本矿山的瓦斯特征，做好瓦斯预测、监控与抽放，确保矿山安全。完善输气管网建设，充分利用煤矿瓦斯资源，对于煤炭资源储量少的地区，可以建立煤层气（瓦斯）液化站，使用槽车运输，可以节约成本，提高经济效益。

3.4 加强矿业权管理，合理设置矿业权

建议除国有大型煤矿外的煤层气矿业权应由省国土资源厅、能源局共同发放，并鼓励煤炭资源矿业权拥有企业申请煤层气矿业权。对于煤炭资源矿业权和煤层气矿业权不属于同一个企业的矿区，政府部门协调资源开发程序。

原则上按照国家“先抽后采”的规定执行。由于江西省为缺煤省份，应优先考虑煤炭生产，在不影响煤炭生产的前提下，统筹兼顾煤层气资源的开发。井下煤炭开采之前必须进行瓦斯抽放，确保矿山安全；煤层气开采与煤炭开采发生冲突时，需要有明确的政府部门监管调解，解决矛盾。煤层气与煤炭资源开采过程中应该明确各矿业权所属企业的责任，明确安全监管主体。

[1]苏现波,林晓英.煤层气地质学[M].北京:中国矿业大学出版社,2009.

[2]宋岩,刘洪林,柳少波,等.中国煤层气成藏地质[M].北京:科学出版社,2010.

[3]黄孝波,李贤庆,王萌,等.煤层气储层研究进展[J].断块油气田,2012,19(3):307-311.

[4]周心权,陈国新.煤矿重大瓦斯事故致因的概率分析及启示[J].煤炭学报,2008,33(1):42-46.

[5]樊九林.煤矿瓦斯事故的原因及对策分析[J].煤炭科技,2005(2):41-42.

[6]马争艳,杨昌明.美国煤层气产业化的成功经验与启示[J].中国国土资源经济,2007(4):29-31.

[7]郑爱华,冯晓云,郑晓华,等.国外煤层气开采政策比较及对我国的启示[J].中国国土资源经济,2009(3):31-32.

[8]赵国泉,刘馨,桑逢云.国外煤层气(煤矿瓦斯)经济政策对我国的启示[J].中国煤炭,2011,37(1):122-126.

[9]陈信平,陈富怡,周凯凯.从经济效益看煤层气勘探开发技术模式[C]//2013年煤层气学术研讨会论文集.北京:中国煤炭学会煤层气专业委员会,中国石油学会石油地质专业委员会,煤气层产业技术创新战略联盟,2013.

The Problems that Jiangxi Province Faces in Developing and Utilizing Coal-Bed Gases and Some Suggestions

HUANG Xiaobo1,2, WANG Enman3
(1.Jiangxi Institute of Coal Geology for Exploration Research, Nanchang 330001, China; 2. Jiangxi Institute of Shale Gas Investigation, Nanchang 330001, China; 3. Chinese Academy of Land and Resource Economics, Beijing 101149)

The problems that Jiangxi province faces in developing and utilizing coal-bed gases include the following: weak basic research, lack of the thorough study, complex geological conditions and being difficult to be developed, low estimated value of coalbed gases resources, unreasonable mining right setup, difficulty in the use of coal-bed gases, and poor policy and system. On account of this, this paper proposes some measures with a view to furthering initiatives in this regard. These measures lay emphasis on the following: strengthening the basic geological research; increasing financial input to promote economic development and policy leading to arouse the enthusiasm of enterprises to explore and develop coal-bed gases; training professionals and improving facilities; strengthening the management of mining rights and differentiating mining rights reasonably.

coal-bed methane (CBM); development and utilization; problem; suggestions; Jiangxi

F407.1；F062.1

C

1672-6995（2014）10-0049-03

2014-05-15；

2014-06-19

江西省煤型天然气的地质特征及资源评价（20133BBG70015）

黄孝波（1987-），男，江西省赣州市人，江西省煤田地质勘察研究院助理工程师，硕士研究生，长期从事煤田地质、非常规天然气地质研究与勘探工作。