贵州织纳煤田煤层气储量及开发利用方式探讨

吴建琼

(贵州理工学院采矿工程学院，贵州贵阳550003)

贵州织纳煤田煤层气储量及开发利用方式探讨

吴建琼*

(贵州理工学院采矿工程学院，贵州贵阳550003)

对贵州织纳煤田煤层气储量及开发利用方式进行了探讨，首先是煤田含气量高，煤层埋深适中，裂隙发育，渗透性好，煤变质程度较高，煤层气资源量大，适合煤层气的勘探开发；其次是借鉴晋城开发一套CBM和CMM相结合的煤层气开采模式；再次是把废气变为有用的资源，有利于缓解贵州省能源紧张局势，优化能源结构，减少温室气体排放，减轻大气污染和保证煤矿安全生产，具有巨大的社会意义和经济效益。

贵州织纳；煤层气；开发利用

煤层气是指成煤母质在煤化作用过程中形成并储集于煤层及煤层邻近岩层中的非常规天然气，也称煤层吸附气、煤层甲烷或煤层瓦斯。其一般组分为CH4、CO2、O2、N2、CO、H2S、NOx，是一种优质、洁净和高效的能源。贵州素有“西南煤海”之称，煤层气资源总量十分丰富，特别是织纳地区煤层含气量最高达27m3/t，是贵州煤层气高度富集的地区。在《煤层气开发利用“十二五”规划》中提出，“十二五”期间，开展安徽、河南、四川、贵州、甘肃、新疆等省区煤层气开发试验，力争取得突破。到2015年，煤层气产量达到160×108m3。加快辽宁阜新、铁法矿区煤层气开发，推进河南焦作、平顶山、贵州织金-安顺等项目开发试验。项目总投资23亿元，到2015年，形成产能9×108m3，产量6×108m3。但是，就目前实际情况来说，实现“十二五”规划目标任务非常艰巨。所以说，研究织纳地区煤层气开发利用是非常有必要的。

1 织纳煤田煤层气资源储量

织纳煤田是贵州最大的无烟煤产区。位于贵州省中西部贵阳市和六盘水市之间，包括织金县、纳雍县以及周边数个县的部分地域，面积8891km2。织纳煤田的煤层气资源量比较丰富，总资源量达到6367.771× 108m3。在化乐地区最高，达到355.7l×108m3，综合“含气面积、含气量、资源丰度、构造复杂程度”等4个关键参数总体进行分析，煤层气勘探开发最有利区位于化乐地区，白岩、乐治南东翼东段、新华、坐拱等区域是煤层气勘探开发的较有利区。织纳煤田的煤层厚度主要呈现从西向东逐渐变小的趋势，煤层总厚最大能达到20.5m，大部分煤层厚度处于0.8～2.0m；织纳煤田的含气量在勺窝、岩脚、茶店、白岩几个地区比较高，最高能达到27m3/t，并且在3个可采煤层中，含气量分布特征基本一致。因此，织纳煤田煤层层数多、厚度大、含气量高，煤层埋深适中，裂隙发育，渗透性好，煤变质程度较高，煤层气资源量大，适合煤层气的勘探开发。

2 织纳煤田煤层气利用现状

织纳煤田煤层气的开采处于煤层气勘探开发试验初期和煤层气井下抽放利用阶段并正向煤层气勘探开采试验全面展开和井下规模抽放和利用阶段过渡发展。合理利用高含量的煤层气可以有效缓解本地区富煤、贫气的紧张局势。但是由于地质条件、设备等因素，织纳煤田煤层气开发受到制约，虽经过很多年的探索，还没有进行商业规模的开发利用。要想像开发煤、天然气那样来开发煤层气还有许多工作要做。纳煤地区在开发煤层气方面也面临诸多问题。

2.1 地形复杂，开采运输难度大

煤层气要想实现其潜在的商业价值，必须以大规模开采和运输为基础。这就需要建设庞大的管网系统，但贵州地貌属于中国西部高原山地，境内地势西高东低，自中部向北、东、南三面倾斜，平均海拔在1100m左右。贵州高原山地居多，素有“八山一水一分田”之说，这样的地理条件不仅限制了煤层气钻井的建设。而且大大限制了管网的铺设，造成煤层气产量低。即使产量提高了，由于其落后的管网系统，导致煤层气不能及时运销出去，依然不能实现资源的及时、高效利用。

2.2 煤层气开采成本高，企业缺少积极性

煤层气的地质勘查和前期勘探都需要大量的资金，且煤层气的开采成本很高，一口井的开采成本在几百万元到上千万元。由于勘探技术的限制，不能保证找到的区域一定能产出煤层气，这样也增加了企业的损失。目前国内煤层气的价格由供需双方协商确定，不实行国家定价。对煤层气勘探开发作业的设备等免征进口关税和进口环节增值税，中央财政按0.2元/m3煤层气(折纯)标准进行开发补贴。

2.3 煤层气开采监管体制有待改进

煤层气是附着在煤上的，如何处理好大采煤量和煤层气合理有效开采成为考验政府监管的问题。煤层气是附着在煤颗粒表面上的吸附气。由于煤层气和煤炭的矿权重叠矛盾突出，导致煤层气开发在贵州乃至全国都陷入进退两难的境地。

3 煤层气开采方式

我国开采煤层气主要有2种方式，一种为地面开采方式(CBM)，即在未受采动影响的原始煤层中通过地面钻井工程进入煤层，采取高压介质压裂煤层或采取比甲烷具有更强吸附能力的高压二氧化碳置换甲烷等方式，使煤层气与钻井空间产生巨大压力差，释放出煤层气。这种方法由于需要从地面直接打井，加之煤层地质条件复杂，不容易勘探，费时费力，很难快速的达到抽采瓦斯，治理灾害的目的，故多用于专门抽采天然气的企业，如中联煤层气有限责任公司、中国石油华北油田公司煤层气勘探开发分公司等。另一种为地下开采方式(CMM)，即利用煤炭开采过程在井下施工煤层气开发工程，或利用煤炭开采对煤层的采动影响在地面施工钻井工程，并利用真空泵产生负压抽采煤层气。这种方式主要由煤矿企业完成，不仅可以有效利用巷道，降低成本，而且有助于改善煤炭生产安全状况。

织纳煤田可借鉴晋城开发一套CBM和CMM相结合的煤层气开采模式。对于瓦斯含量高于16m3/t的开采煤层或区域，提前5～8年实施地面钻井预抽煤层瓦斯，使瓦斯含量降到16m3/t以下，达到建设条件；对于瓦斯含量在8～16m3/t的开采煤层或区域，提前3～5年或更长时间，采用井下千米钻机等钻具实施井下大面积区域递进式预抽采。当预抽区域内瓦斯含量降至8m3/t以下时，在本区域有效抽采范围的边界以内不小于30m的煤层中施工巷道，并布置下一个抽采区域进行接替。

4 利用方式

4.1 优先民用，改善矿区居民生活条件

煤层气用作民用燃气，有安全、清洁、热值高等优点。高浓度瓦斯建立气柜，直接民用；大于8%的低浓度瓦斯根据民用高浓度瓦斯气源情况，可吸附富集后用于民用，作为民用燃气的调峰气源。

4.2 煤层气发电

目前，我国国内煤层气发电机组生产厂家不多，技术力量较强的有山东济南柴油股份有限公司、山东胜动机械有限公司、江苏启东宝驹动力机械厂、株洲南方燃气轮机制造公司、浙江义乌发电厂等厂家。国外技术较先进的有德国道依茨能源系统、卡特彼勒中国投资公司、GE能源集团等。

煤层气(瓦斯)发电。瓦斯发电的效益也相当的显著，据胜利油田胜利动力机械有限公司技术部齐先生表示：“如果是lm3含量100%的瓦斯，可以发出3.2～3.3度电，如果是30%含量的lm3瓦斯，可以发出1度电。”瓦斯发电具有投资小、建设施工周期短、同报率高等优点，目前电力比较紧张，可以带来很高的经济效益。

4.3 CNG清洁能源汽车

据测算，1m3煤层气可代替1.13L93号汽油，以现行市场油价和气价计算，每使用1m3煤层气，可节约3元以上。

4.4 工业用气

煤层气的甲烷含量高，杂质少，用于玻璃、陶瓷制造等行业有很大的优势。晋城市及周边地区的陶瓷、玻璃、钢铁等生产企业许多企业都在使用煤层气燃料。

4.5 煤层气作为往复式内燃机燃料

在贵州省煤层气比较丰富的地区可以研究瓦斯作为汽车的燃料，可以把矿区的汽车作为实验平台，为以后作为汽车新能源打下基础，也为石油缺乏作为补充能源。

4.6 CDM项目

清洁发展机制(CDM)是《京都议定书》所规定的附件I缔约方在境外实现部分减排承诺的一种履约机制。我国政府对提高能效和优化能源结构领域发展CDM项目方面持积极态度。而对我国企业来讲，对CDM的希望：一是获得正常商业渠道无法获得的技术；二是增加其获得国际融资的可能性。国际目前支持CDM的资金机构有雏形碳基金(PCF)CER单位采购招标机构(CERUPT)和联合国。煤层气开发是实施CDM项目的重要领域。煤层气的利用将会收到增加清洁能源供应、改善煤矿安全和保护全球环境的多重效益。贵州织纳地区煤层气开发利用在有条件的地方可考虑申请CDM，以弥补煤层气开发利用资金的不足。

5 结语

贵州织纳煤田煤层层数多、厚度大、含气量高，煤层埋深适中，裂隙发育，渗透性好，煤变质程度较高，煤层气资源量大，适合煤层气的勘探开发。织纳煤田可借鉴晋城开发一套CBM和CMM相结合的煤层气开采模式，这种方式既考虑了安全的因素，也在时间、空间上找到了一个平衡的点，使煤层气开采更有效率。煤层气的利用，对于缓解贵州省能源紧张局势、优化能源结构，减少温室气体排放、减轻大气污染，以及实现我国国民经济可持续发展具有重大的现实意义，同时具有可观的经济效益，而且可以对高瓦斯和煤与瓦斯突出区域有很好的减少煤矿安全事故的作用，有利于和谐矿区和和谐社会的建设。

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1004-5716(2015)06-0135-03

2014-04-08

吴建琼（1980-），女（汉族），四川简阳人，讲师，现从事矿井灾害防治理论与技术、煤层气抽采及综合利用工作。