新疆维吾尔自治区煤层气开发利用展望

崔德广 李瑞明 周梓欣 王俊辉

(新疆维吾尔自治区煤田地质局，新疆 830091)

2020年5月，中共中央、国务院《关于新时代推进西部大开发形成新格局的指导意见》明确提出，建设一批石油天然气生产基地，加快煤层气等勘探开发利用。面对国家大力促进新疆经济社会实现跨越式发展及建设国家综合能源基地的定位，充分利用新疆煤层气资源优势，以准南煤田阜康、乌鲁木齐河东、吉木萨尔水溪沟矿区及后峡煤田、库拜煤田为核心，加快准噶尔盆地南缘、塔里木盆地北缘两大煤层气产业化基地建设，增加清洁能源供应，切实推进库车、拜城、阜康、艾维尔沟、和什托洛盖等重点矿区煤矿瓦斯抽采利用，保障煤矿安全生产，减少瓦斯排放，保护生态环境。

1 煤层气资源状况及开发潜力

1.1 新疆中低煤阶煤层气资源丰富，位居全国第一

新疆分布有准噶尔、塔里木、吐哈、三塘湖、天山等沉积盆地，蕴藏着丰富的煤炭及煤层气资源(图1)，以中低煤阶、大倾角、多、厚煤层为显著地质特征。新疆2000m以浅的煤炭资源总量约1.9×1012t，占全国煤炭预测资源总量的32%，位居全国第一，区域上“北疆富、南疆贫”，是我国低阶煤最发育地区。据《全国油气资源动态评价》(2015)数据，新疆2000m以浅的煤层气资源量约8.99×1012m3，占全国煤层气资源总量的30%，位居全国第一。

图1 新疆五大沉积盆地及煤层气资源量分布图

1.2 准噶尔盆地南缘、塔里木盆地北缘等区域煤层气资源赋存条件好，开发潜力大

通过长期的煤层气资源评价、勘查及科研工作认为，新疆主要盆地(群)的含煤区域普遍含气，但重点在天山南、北两侧的山前地带富集，准噶尔盆地南缘区域的准南及后峡等煤田、塔里木盆地北缘的库拜、阳霞及温宿煤田，其煤层厚度大、含气量中-高、渗透性较好、资源丰度高，为煤层气勘探开发的最有利区。

1.2.1 准噶尔盆地南缘煤层气富集区

准噶尔盆地南缘煤层气富集区包含准南煤田、后峡煤田、达坂城煤田及艾维尔沟煤产地等区域，即国家规划的“准噶尔盆地南缘煤层气产业化基地”所在区域，含煤面积5897km2，煤炭资源量1109×108t，煤层气资源量6962×108m3。

从地质条件分析，该区以中低变质的长焰煤～不粘煤～气煤为主、局部为中高变质程度的气煤-瘦煤，煤层厚度8～189m，含气量在3～20m3/t，试井渗透率多在0.1～3mD，次生生物型、混合型成因的煤层气生成，聚集条件好。

从煤层气勘查效果分析，该区试采获得大量煤层气高产井。阜康矿区四工河区块CSD01井产气量最高达17200m3/d(2015年)，创造了全国煤层气单井、单层产量最高纪录，CS11-向2井产气量最高达28000m3/d(2017年)，再创单井、单层产量纪录新高；乌鲁木齐矿区新乌参1井产气量超过3500m3/d、WXS-1井最高产气量超过5000m3/d、WBCS-7井最高产气量达到4431m3/d；其他煤层气排采试验井最高产气量多在300～2880m3/d。

从区块开发效果分析，阜康西部四工河区块的46口井、单井平均产气量最高超过4000m3/d，阜康白杨河区块产能扩大工程的14口井、单井平均产气量达到1500m3/d，明显好于沁水盆地700～900m3/d的平均产量。

1.2.2 塔里木盆地北缘煤层气富集区

塔里木盆地北缘煤层气富集区包含库拜煤田、阳霞煤田、温宿煤田，含煤面积1647km2，煤炭资源量277×108t，煤层气资源量3404×108m3。

从地质条件分析，该区以中高变质的气煤-肥煤-焦煤-瘦煤-贫煤-无烟煤为主、局部为低变质程度的长焰煤，煤层厚度2～37m，含气量3～21m3/t，试井渗透率多在0.01～1mD，煤层气资源赋存条件好，但该区构造极其复杂，地层倾角大且局部近似直立，开发技术难度相对较高。

从煤层气勘查效果分析，库拜煤田拜城区块BCS-1井产气量最高达4710m3/d，BCS-30L水平井首创国内高陡煤层水平钻井先河、稳产气量达到6000m3/d(控产)，其他煤层气排采试验井最高产气量多超过1000m3/d。

1.2.3 其他煤层气富集区

由于新疆其他地区煤层气勘查工作较少，吐哈盆地、天山系列盆地的煤层气勘查近乎空白，赋存规律仍待探索。综合近年来的煤层气地质研究与其他地区少量煤层气试采井成果，认为三塘湖盆地东部地区及汉水泉区块、巴里坤煤田、吐哈盆地三道岭、沙尔湖及托克逊区块、天山系列盆地尼勒克区块、和什托洛盖煤田西部、准噶尔盆地东缘深部等区域具有较好的煤层气或煤系气勘查前景。

2 以往取得的主要成就

“十三五”期间，在自治区政府大力支持、地质勘查基金持续投入、煤层气勘查项目科学部署的情况下，新疆煤层气勘查开发步伐加快，开展了全疆煤层气资源评价，优选了准南煤田阜康矿区、乌鲁木齐矿区、水溪沟矿区及库拜煤田、三塘湖盆地等煤层气勘查有利区；重点开展了阜康矿区、乌鲁木齐矿区及库拜煤田的煤层气预探、勘探工作，新增煤层气探明地质储量103×108m3(未备案)，累计探获煤层气探明地质储量146.39×108m3(未备案)；煤层气地面开发获得实质性突破，开展了乌鲁木齐及拜城煤层气开发利用先导性试验、阜康白杨河煤层气开发产能扩大工程、乌鲁木齐河东矿区煤层气开发示范工程、吉木萨尔水溪沟矿区瓦斯气综合治理等煤层气开发项目，新增煤层气生产井156口(累计现有煤层气生产井256口)，最高实现煤层气年产量8235×104m3(2017年)。

3 面临的形势

3.1 我国及新疆清洁能源供需形势

3.1.1 全国能源供需与清洁能源发展形势

“十三五”时期，我国经济发展进入新常态，由高速增长转向更高效率、更高效益的中高速增长、高质量发展，经济形态更高级、分工更优化、结构更合理。为国民经济高质量发展服务，国家扎实推进“四个革命、一个合作”能源安全新战略，聚焦绿色低碳转型，继续深化能源供给侧结构性改革，通过增加清洁能源供应、削减煤炭落后产能，使能源消费总量保持平稳增长，同时实现能源消费结构的稳步优化。由于经济发展对油气资源需求的不断扩大，我国石油、天然气的对外依存度分别达到70.8%、43.4%(2019年)，且仍将呈增长趋势，油气自给保障持续呈较高风险。

2019年，我国能源消费总量49.6×108t标准煤，连续11年位居全球第一位。作为清洁能源供应重要板块的天然气领域，致密砂岩气、页岩气和煤层气等非常规天然气产量迅速增长，使天然气产量连续三年增产超过100×108m3，2019年我国天然气产量达到1736×108m3(相当于2.11×108t标准煤)，同时得益于天然气进口的大幅回落，我国天然气对外依存度首次微降，由44.2%(2018年)下降到43.4%(2019年)。

“十三五”时期，我国经济增长速度超过能源消费增速，单位GDP能耗不断降低，能源消费结构不断优化，天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费占比以1.0%～1.5%的速度逐年提高，2019年已达到23.1%，其中天然气占到7.8%、非化石能源占15.3%。天然气作为我国目前最经济、提高潜力最大的清洁能源，煤层气开发利用可有效增加天然气供应，发展前景广阔。

3.1.2 新疆能源供需与清洁能源发展形势

受经济发展需要，“十三五”时期新疆能源消费总量不断提升，通过供给侧结构性改革，新疆落后煤炭、煤电去产能稳步实施，能源结构不断优化，煤炭消费比重逐步降低、天然气及风光电清洁能源消费比重逐步升高，但煤炭仍占据绝对优势地位。新疆水、风、光等清洁能源发电量稳步增长，清洁能源发电量占发电总量的比重达到22.9%(2019年)。

表1 新疆“十三五”时期能源生产及消费情况

“十三五”期间，新疆煤炭、天然气产量快速增长，石油产量小幅增加，但由于“西气东输”管道对东部地区的保供需求增加、新疆北部 “乌-昌-石”及“奎-独-乌”重点区域大气污染治理使“煤改气”工程加快实施，新疆天然气供应存在一定缺口，尤以2017年春冬季全国性“气荒”、2020年初“西气东输”二线遭遇外方气源减供19×108m3时缺口最为严重。

新疆作为经济发展相对落后的西部省份和煤炭与油气富集区，确立了“三基地一通道”(大型油气生产加工和储备基地、大型煤炭煤电煤化工基地、大型风电基地、国家能源资源陆上大通道)的战略定位，建成“西气东输”管线3条、“西电东送”通道2条，截止2020年7月，“西气东输”工程累计外输天然气约2600×108m3、“西电东送”哈密南-郑州特高压直流输电工程累计外送电量超过2000×108kW·h，为我国东中部15个省区市输送了大量清洁能源，但新疆清洁能源生产与外输潜力仍有发掘潜力。

3.2 煤矿安全生产形势

在以煤炭为主的能源生产与消费体系下，以井工开采为主要手段的煤矿生产是国家安全生产管控的重要领域。自2000年煤矿监察体制实施以来，国家对煤矿安全生产长期保持严格要求，使煤矿安全形势发生显著变化，煤矿事故数量及死亡人数大幅下降，但煤矿安全生产具有反复性、长期性的问题，随着煤矿开采深度不断加大、难开采资源逐渐开发，安全形势仍然脆弱。

“十三五”时期，由于生产力发展不均衡，新疆煤炭工业通过限制高瓦斯煤炭资源开采、鼓励大型露天煤矿开采，在煤矿数量大幅下降的同时，实现煤炭产量的快速增长，且煤矿瓦斯数量、死亡人数均较“十二五”下降明显。

总体而言，全疆煤矿开采安全形势仍然严峻，尤其是南疆地区中小型煤矿井仍较多，技术与安全保障水平偏低。库拜、阜康、阳霞、和什托洛盖等矿区的煤炭开采深度逐步增加，瓦斯含量和涌出量呈快速递增趋势，采煤安全风险持续较高。

3.3 环境保护与节能减排形势

由于CH4的温室效应相当于CO2的21.5倍，我国每年通风瓦斯(约170～230×108m3)产生的温室气体效应约为2×108t的CO2当量，对自然环境造成严重污染。据推算，2018年我国碳排放总量达到100×108t，风排瓦斯所导致的温室效应约占我国碳排放总量的2%，因此，坚持实施煤层气地面开发、加强煤矿瓦斯抽采利用，对推进节能减排、 大幅减少瓦斯空排、 降低我国碳排放意义重大。

国家积极推进碳排放权交易平台建设、加强温室气体排放管理与监督，鼓励煤层气开发利用以减少碳排放。新疆煤矿瓦斯抽采利用比例明显低于全国水平，与全国第四的煤炭产量不相匹配，煤炭生产领域的温室气体排放问题凸显，大力推进新疆煤层气开发利用对减少碳排放、增加清洁能源具有积极意义。

4 开发利用重点

按照“准南、塔北两产业化基地，三塘湖东部一区块”的总体布局，新增煤层气生产井1090口(直井/定向井1010口，水平井80口)，实现年产气量达到6×108m3。

围绕阜康、乌鲁木齐河东、后峡、吉木萨尔水溪沟等区块加快推进国家级“新疆准噶尔盆地南缘煤层气产业化基地”建设，新增煤层气生产井720口(直井/定向井680口，水平井40口)，年产气量4.15×108m3，主要以CNG方式利用，为“乌-昌-石”等环境治理重点区城市提供一定天然气保障。

启动以库拜煤田为核心的自治区级“塔里木盆地北缘煤层气产业化基地”建设，新增煤层气生产井260口(直井/定向井220口，水平井40口)，年产气量1.49×108m3，主要以CNG方式利用，适时建设LNG利用项目，为周边县市提供车用、民用及工业燃料。

此外，在三塘湖盆地东部的马朗-淖毛湖一带开展煤层气开发，新增煤层气生产井110口(全部为直井/定向井)，年产气量0.36×108m3，主要以CNG方式利用，为周边县市提供车用、民用燃料。

5 保障措施及建议

(1)“一区一策”解决矿权问题，保障煤层气产业健康发展

深化新疆油气资源改革试点内容，按照自然资源部有关文件要求，积极推进新疆地区煤层气矿业权的设置、出让、登记事务，统筹煤层气、煤炭资源勘查开发布局和时序，以“先采气，后采煤”“合理设置煤层气与油气开采深度界限”为原则，以国家规划煤矿区为单元、“一区一策”方式积极推动煤层气资源与煤炭矿业权、油气矿业权重叠矛盾的解决。

(2)稳定煤层气勘查资金投入，多措施支持煤层气商业开发行为

中央投资补助和自治区地勘基金应稳定对公益性煤层气勘查投入的支持力度，煤层气资源调查评价和勘查是煤层气矿业权设置与出让、规模化商业开发的前提和保障。多措施支持民间资本、境外资金参与煤层气勘探开发、储配及输气管道等基础设施建设，拓宽企业融资渠道，鼓励金融机构按照安全、合规、自主的原则，为煤层气项目提供授信支持和金融服务，支持符合条件的煤层气企业发行债券、上市融资，以多种融资方式支持新疆煤层气产业的发展。

(3)加大科研资助力度，推进科研平台建设、人才培养与技术创新

加大国家级、自治区级重大科技专项、自然科学基金对煤层气领域科研创新的资助力度，针对关系煤层气产业发展的关键技术难题进行研究攻关，形成一批具有自主知识产权的重大理论、技术和装备。加强与国内相关院校合作，开设与煤层气领域相关专业，加强校企合作，多层次培养煤层气产业发展急需的专业技术人才和技能人才。

(4)建立健全制度与标准体系，规范勘查、开发、利用工作行为

加快制度建设步伐，研究制定地方性煤层气勘查、开发、输配、环境保护等环节及煤矿瓦斯抽采、利用等环节的规范性文件，建立健全煤层气开发利用标准体系，推进煤层气产业规范化发展。制度与标准体系的形成、完善，能够提高煤层气勘查开发利用的工作效率，降低相关作业与管理成本，为煤层气产业健康发展与稳步壮大奠定基础。