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中国煤层气杂志

2023-12-06 13:58 来源:学术参考网 作者:未知

中国煤层气杂志

上海亚化咨询在做中国页岩气月报,月刊,主要是国内页岩气相关新闻;另外天然气工业的新能源板块基本就是针对页岩气、煤层气开辟的,网上有该板块的合集

中国煤层气资源与勘探开发

8.3.1 煤层气产业发展前景

目前,除了井下瓦斯抽放利用已形成一定规模并获相应效益外,地面煤层气勘探开发仍处于探索阶段,尚未进入工业性规模开发阶段。但是,展望未来,我国煤层气产业具有良好的发展前景。

根据最新的预测结果,我国烟煤和无烟煤煤田中,在埋深300~2000 m范围内煤层气资源量为31.46×1012m3。在世界上,前苏联煤层气资源量为(17.0~113.3)×1012m3,美国为(9.7~11.7)×1012m3(据Boyer,et al.,1998),我国煤层气资源量位居世界第二位。由石油天然气系统进行的全国第二轮油气资源评价结果显示,我国有38×1012m3的常规天然气资源量,其中陆地有30×1012m3、海域有8×1012m3(据陈永武,2000);可见,在我国陆地范围内,煤层气资源量比常规天然气还要大。值得指出的是,在计算煤层气资源量时,褐煤、不可采煤层和煤层围岩等均未参与计算。但事实上,褐煤中含有一定量的煤层气,如我国沈北矿区褐煤的气含量Cdaf达6.47cm3/g,美国鲍德河盆地褐煤的气含量(Cdaf)虽只有0.03~2.3cm3/g,由于煤层单层厚度达67 m之巨,因而同样实现了商业性开发;我国褐煤广泛分布,大多煤层厚度都很大,故其中的煤层气资源潜力是不小的;另根据煤矿通风和井下瓦斯抽放实践,在不可采煤层和围岩中的煤层气资源量通常是可采煤层的10%~20%。若将上述3个范畴都包括在内,我国煤层气资源量将会更加巨大。

丰富的资源量为我国煤层气产业的形成和发展提供了雄厚的物质基础和资源保证。

8.3.2 国家能源战略和煤矿安全的需要

随着社会的进步和发展,在21世纪,人们将更加重视可持续发展战略。为实现国民经济持续、快速发展,必须坚持保护和建设生态环境、净化家园,节约和有效地利用能源资源。为此国家将大力推进开发和使用天然气等洁净能源。另外,从国家石油安全战略考虑,必须减少国民经济和人民生活对石油资源的依赖程度,开拓替代能源。我国人均拥有天然气产量不足20 m3,相对发达国家(如英国人均达1300 m3以上)差距很大,天然气消费量在一次能源消费结构中比例小,仅占2%左右,这种局面远远不能适应国民经济的发展和人民生活水平提高的需要。要改变这种被动局面,只靠常规天然气是不能解决问题的,国家在大力加强常规天然气开发的同时,十分重视煤层气这种非常规天然气的开发利用问题。因此,煤层气在未来我国的能源构成中将具有广阔的发展空间。

从煤矿安全生产角度看,煤层气(俗称煤层瓦斯)是煤矿安全生产的最大隐患,常常造成惨重的灾害事故,而且随着矿井的延伸,问题会变得更加严重。在采煤前及采煤过程中,如果从地面预先将煤层气开采出来,就会大大减少矿井瓦斯灾害的隐患;同时还大大降低了采煤过程中甲烷(CH4)这种强烈温室效应气体的排放量,对保护大气环境具有重要作用。

因此,利用地面采气技术开发利用煤层气资源,是解决矿井瓦斯灾害的一条有效途径,特别是对矿井深部,意义更为突出。

8.3.3 国家重视煤层气的开发利用

国家对煤层气资源的开发利用工作十分重视。江泽民总书记为煤层气开发题词:“依靠科技进步,发展煤层气产业,造福人民。”代表了国家和人民对煤层气产业化的殷切期望和高度重视。

1999年,由国土资源部、国家计委等5部委联合下发的《矿产资源储量评审认定办法》文件中,将煤层气与石油、天然气和放射性矿产同样对待,列为由国家统一管理的矿种。自20世纪80年代以来,国家在煤层气管理、产业政策、资源综合利用、价格政策及对外合作勘探开发等方面先后制定并实施了一系列措施和优惠政策(孙茂远,1998),扶持和鼓励煤层气产业的发展。

为了集中各方面的力量,加速我国煤层气资源的开发利用,经国务院批准,于1996年5月组建了中联煤层气有限责任公司。这是一个跨地区、跨行业,集煤层气开采、利用和输送于一体的主干公司,并被授予对外合作进行煤层气勘探、开发和生产的专营权。中联公司的成立,标志着我国煤层气勘探开发已进入了有序发展的全新历史阶段,也为我国煤层气产业的形成和发展提供了强有力的组织保证。

1990年,沈阳市煤气总公司引进美国技术,在辽宁省红阳矿区施工红阳一号煤层气井,进行煤层气资源风险勘探,开创了我国利用现代煤层气技术之先河。此后,国内煤炭、石油、地矿系统各有关单位和中联公司与联合国开发计划署(UNDP)、美国和澳大利亚的有关公司等,在我国各地进行煤层气勘探开发试验工作,先后在柳林、石楼、潘庄及晋城、潘庄及大城建成了6个小型煤层气试验开发井网,均获得工业性气流;由中联公司在枣园地区施工的TL-007 井,单井最高产气量达16000 m3/d。另外,正在建设中的还有新集、淮北、临兴、盘江和丰城等小型试验开发井网。这些小型开发井网起到了试验和示范作用。

小型开发井网显示出在中国利用地面技术开采煤层气的可行性,并积累了大量生产资料和丰富的实践经验,特别是在晋城矿区高变质无烟煤中利用地面垂直井技术采气获得成功,大大拓展了人们的视野。所有这些都为今后大规模工业性开发进行了有效的技术储备。

我国进行地面煤层气勘探开发试验工作已有10余年的历史,但至今仍停留在打勘探井和小型试验开发井网的水平上,未能进入大规模工业性开发利用阶段。究其原因,主要是投入不足和下游工程(特别是输气管道)不配套。美国至1995年底共有6700口煤层气生产井,年产气量达270×108m3;而我国截至1999年底,共打各类煤层气井156口,其中进行过采气试验的井(包括地面垂直井和采动区井)只有99 口;采出的气体全部排空,故煤层气产量为“零”。相比之下,我国煤层气井数量很少,相应的投入就更少。在这种状况下,很难实现煤层气开发利用的实质性突破。

天然气输送管道缺乏是制约我国煤层气发展的重要外部条件。在已有的和正在建设的小型煤层气试验开发井网范围内,除大城地区有地域性的天然气输气管道外,其他地区都没有。这种局面严重地抑制着对煤层气进一步投入和勘探的热情。若能解决煤层气远距离输送的通道问题,必将大大激发人们对煤层气勘探开发投资的热情。

伴随着国家实施西部大开发战略,由塔里木盆地至上海的“西气东输”工程已全面开工。这条长4200 km的输气管道,将经过榆林、长治和淮南等地,这些地区都是煤层气资源条件很好的地区,也是目前我国煤层气勘探开发的热点区域。“西气东输”工程的建设,为相关地区煤层气开发利用提供了一个大发展的良好契机。

8.3.4 开发前景评价

在对各主要地区分别评价和全国总体认识的基础上,按照分层次、分阶段和综合评价的原则,以煤层发育富集程度、煤层气资源量规模、地理位置及市场条件、煤层气勘探开发程度为依据,以含气带为单位,对于开发前景进行了分类评价。

Ⅰ类:指资源条件和经济地理位置俱佳,目前煤层气勘探效果显著,作为优先开发的含气带。此类含气带有沁水、鄂尔多斯盆地东缘、渭北、徐淮和淮南等5个含气带。这5个含气带的煤层气资源量为8.90×1012m3,占全国总资源量的28.29%。

Ⅱ类:指资源量丰富,但地区经济发展相对滞后,或地形条件不利,煤层气勘探工作很少,或煤层气勘探工作尚未开展的含气带,可作为长远规划考虑。这类含气带包括华蓥山、川南、黔北、六盘水、吐-哈、准噶尔南和伊犁等6个含气带。这6个含气带的煤层气资源量为6.81×1012m3,占全国总资源量的21.65%。

Ⅲ类:指资源条件一般,但经济地理位置优势明显,市场需求旺盛,煤层气勘探具有一定基础,煤层气开发利用已取得一定成效的含气带,可根据需要和可能性开展工作。这类含气带包括三江-穆棱河、浑江-辽阳、抚顺、辽西、京唐、冀中平原、豫西、萍乐、湘中、黄陇、鄂尔多斯盆地北部、鄂尔多斯盆地西部、桌-贺和准噶尔东14个含气带。这14个含气带的煤层气资源量为10.60×1012m3,占全国煤层气总资源量的37.73%。

Ⅳ类:为上述各类以外的含气带,资源条件和外部条件较差,在当前技术经济条件下可暂不考虑开发利用其煤层气资源。

在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类含气带中,优选出沁水盆地北部的阳泉-寿阳地区、沁水盆地南部地区、鄂尔多斯盆地东缘、渭北煤田东段、铁法盆地、大城地区、淮北矿区、淮南矿区、丰城矿区和盘江矿区等有利区块,作为煤层气地面开发的重点工作对象。

建议进一步阅读

1.程裕淇主编.1994.中国区域地质概论.北京:地质出版社

2.赵庆波.2004.中国煤层气地质特征及其勘探新领域.天然气工业,24(5):4~8

3.朱杰,车长波等.2006.我国煤层气产业发展趋势预测.中国矿业,15(11):5~8

4.张新民等.2002.中国煤层气地质与资源评价.北京:科学出版社,65~137、202~219、224~276

煤层气勘探开发历程

我国煤层气勘探开发和利用,主要经历了3个发展阶段。

1.矿井瓦斯抽放发展阶段(1952~1989年)

1952年我国在抚顺矿务局龙凤矿建立起瓦斯抽放站,此后至1989年期间我国煤层气勘探开发主要处于矿井瓦斯抽放发展阶段,主要进行井下瓦斯抽放及利用、煤的吸附性能和煤层气含量测定工作。该期间的工作成果,为后来全国煤层气资源预测和有利区块选择等积累了重要的实际资料。

2.现代煤层气技术引进阶段(1989~1995年)

1989~1995年为我国现代煤层气技术引进阶段。原能源部于1989年9月邀请美国有关煤层气专家来华介绍情况,并于1989年11月在沈阳市召开了我国第一次煤层气会议“能源部开发煤层气研讨会”。随后,国家“八五”攻关和地方企业、全球环境基金(GEF)资助设立了多个煤层气的研究项目,并在河北大城、山西柳林进行了煤层气的勘探试验,1991年出版了我国第一部煤层气学术专著—《中国的煤层甲烷》。同时,许多外国公司也纷纷出资在我国进行煤层气风险勘探。在这期间,我国引进了煤层气专用测试设备和应用软件,设备的引进和人员交流使我国在煤层气资源评价、储层测试技术、开采技术等方面取得了较大的发展。

3.煤层气产业逐渐形成发展阶段(1996年后)

为了加快我国煤层气开发,国务院于1996年初批准成立了中联煤层气有限责任公司。“九五”和“十五”国家科技攻关都设立了煤层气研究和试验项目,同期国家计委设立了“中国煤层气资源评价”国家一类研究项目。这些项目和其他相关研究工作使煤层气在选区评价方法、有利区块优选、富集规律及其控制因素等方面取得了新的进展。上述工作大力促进了我国煤层气勘探开发工作,在30多个地区进行了钻井评价,在沁水南部和北部、大宁—吉县区块、韩城区块、神府—保德、阜新盆地、大同—宁武、准噶尔盆地、恩洪—老场区块、沈北—铁法地区等10个地区取得重要勘探成果;韩城、沁水端氏、大宁—吉县、宁武、沁水樊庄、沁水大宁等6个项目准备进行开发试验;国家级沁南潘河煤层气开发示范项目、晋城寺河煤层气开发项目、沁南枣园煤层气开发试验项目和阜新煤层气开发试验项目等4个项目先后进入煤层气商业化开发示范阶段。

煤层气论文分布与中国煤层气产业发展特点

秦勇

(中国矿业大学 江苏徐州 221008)

作者简介:秦勇,1957年生,男,博士,教授,煤田与煤层气地质,yongqin@cumt.edu.cn。

基金项目:国家973计划项目(2002CB211704)及国家自然科学基金项目(40572095)资助。

摘要 基于CNKI中国期刊全文数据库,系统检索和统计了我国煤层气论文的分布特点。以此为基础,分析了我国煤层气论文分布与产业发展特征之间的关系,讨论了产业发展对科学技术的需求趋势。结果显示:分别以1999年和2002年为界,论文分布体现出我国煤层气产业发展经历了三个历史阶段,每一阶段对科技需求的特点在论文分布特征上都有所体现。由此,作者认为:煤层气资源评价及其方法仍是今后研究的主题,进一步深化地质选区理论与方法将有助于选区成功率的提高,开发技术适应性是今后需致力于探讨的重要方向之一,煤层气井产能、采收率及其影响因素的研究应该引起足够重视,全方位探索深部煤层气资源与开发潜力将有可能拓展我国煤层气开发的新领域,研发环境保护、高附加值转化利用和小型化利用储运技术将有助于推进我国煤层气产业健康发展。

关键词 煤层气 论文 分布 产业 发展

CBM Publication Occurrence and Industrial Development in China

Qin Yong

(China University of Mining and Technology,Xuzhou 221008)

Abstract:The occurrence of the coalbed methane(CBM)papers written by Chinese authors from 1994 to 2005 was systematically indexed and analyzed form the CNKI's China Journal Full Database(CJFD).Based up the data or information,the correlation of the paper distribution to the development of Chinese CBM industry was construed and the requirements of the industry to science and technology for the future were discussed.It was shown that,respectively taking the 1999 and 2002 as a borderline,three developmental stages of the Chinese CBM industry as well as the scientific and technologic requirements of the industry in each stage were unfolded through the distribution of the papers.It was farther suggested that the evaluation and methodology of the CBM resources should be taken as one of the subjects in future research,the deep research of the target-selecting theory and method would help to improve the reliability of the CBM target selection,the adaptability of the exploiting technology to the CBM geological conditions should be one of the key aspects which should be engaged in the researches,the CBM-well productivity and CBM recovery ration should be laid much store by investigation,the omni-directional exploration for the potential of the deep CBM resources and development would be helpful to the deploitation of new CBM field in the industry,and the technological advances on the CBM environmental protection,high-additional-value utilization and miniaturized storage and transportation equipment should conduce to promote the benign development of the industry.

Keywords:CBM;paper;occurrence;industry;development

在现代科学技术背景下,新兴产业的发展均与该领域学术技术研究状况密切相关。换言之,一个产业领域内基础、应用基础与技术研究论文的分布状况,蕴涵着该产业发展历程的丰富信息,并在一定程度上可预示产业的发展趋势。我国煤层气产业目前处于商业化生产的启动阶段[1],分析煤层气论文产出特点及其与产业发展的关系,对回顾我国煤层气产业发展历史、展望其发展趋势均有所裨益。为此,本文作者利用中国国家知识基础设施(CNKI)中国期刊全文数据库[2],对1994~2005年期间煤层气论文进行了系统检索。以此为依据,分析了我国煤层气论文在时间和研究方向上分布特点,讨论了产业发展所需注重的主要科学技术问题。

1 CNKI 煤层气论文总体分布

系统检索结果显示,CNKI中国期刊全文数据库收录1994年至2005年煤层气论文1465篇,年均约122篇。

分析检索结果(图1),获得如下总体认识:

第一,我国煤层气论文连年增长,但不同历史阶段的增长速率明显不同。这一特点,与中国煤层气产业的艰难探索过程一致,反映出产业从起始到目前产业化经历了阶段性的发展历程。

第二,不同类别论文的分布特点,揭示出我国煤层气产业当前所处的阶段性特征。在论文总量中,地质与勘探类论文所占比例为54.33%,开发技术类论文占14.88%,利用与储运类论文占6.42%,经济与政策类论文占4.03%,环境保护类论文占1.30%。以地质勘探类论文为主的分布特点,折射出我国煤层气产业总体上处于发展的初始时期。

第三,各类论文在时间上的分布呈规律性起伏,这正是产业不同发展阶段对科学技术的需求有所不同的集中反映。

图1 CNKI中国期刊全文数据库煤层气论文类别及年度分布

值得注意的是,1994年至2005年期间,CNKI 煤层气论文篇数增长了12.80倍,年均增长率约106%。进一步分析,论文数量呈三阶段式的非线性增长,指示中国煤层气产业发展历程至今经历了三个阶段(图2)。其中:第一阶段论文447篇,年均产出约75篇;第二阶段论文390篇,年均产出130篇;第三阶段论文628篇,年均产出约209篇。同时,不同阶段中各类论文互为消长的状况,与每一阶段对地质研究、勘探评价、开发试验等的不同需求高度对应。

图2 CNKI论文总数时序分布及其展现的中国煤层气产业发展阶段

2 CNKI 论文分布与中国煤层气产业发展阶段

2.1 第一阶段:寻证-找气-摸索阶段

该阶段可上溯至20世纪80年代前半期,结束于1999年,历时四个“五年”计划。在此期间,煤层气论文数量从1994年的20篇增加到1999年的129篇,在时间序列上呈线性增加,阶段总增长率545%,阶段年均增长率约91%,作者和单位的数量明显增多(图1)。

从论文类别分布来看:地质与勘探类论文居绝对优势,占阶段论文总数的60%,年均约45篇;开发技术类论文不足8%,年均约6篇;利用与储运、经济与政策、环境保护等类别论文的比例很低,年均都在2篇左右(图1,图2)。这种分布,是各国煤层气产业发展初期的典型特征,即研究和生产都是以寻找“证据”、框定资源、选择区域和验证目标为主。

在地质与勘探类论文中(图3):多数报道的是关于煤层气资源评价与地质选区(42%,年均约19篇)、储层物性和吸附性(34%,年均约15篇)的研究成果,反映出积累资料、摸索经验的特点;成藏条件与过程、煤层气可采性论文年均分别只有2篇和1篇,该方面研究没有得到重视,在一定程度上显示出基础研究不足而致使煤层气地质选区和“找气”具有盲目性,这也是该阶段我国煤层气地质选区成功率较低的一个重要原因[3]。

在该阶段,开发技术类论文多是对国外技术的消化和应用。其中,钻井、试井和完井论文占了较大比例(35%,年均约6篇),排采与增产措施得到了应有重视(24%,年均约4篇),对解吸-扩散-渗流这一煤层气开采的基础有所关注(6%,年均约1篇),但几乎未见关于煤层气井产能和采收率方面研究成果的报道(图4)。此外,综述性论文也多以介绍国外煤层气勘探开发理论和技术为主。

图3 CNKI煤层气地质与勘探类不同研究方向论文分布

图4 CNKI煤层气开发技术不同研究方向论文分布

上述特征揭示:本阶段的研究是针对我国煤层气产业的起始过程而开展的,在煤层气地质研究上表现为寻证,在勘探上表现为找气,在开发试验上表现为摸索,总体上试图通过引进和消化国外相关理论与技术来解决中国的煤层气地质问题,积累了较为丰富的煤层气地质基本条件信息,对全国煤层气资源及其分布规律取得了基本认识,煤储层特性这一煤层气地质核心问题得到应有的重视,开展了适合于中国煤层气地质特点开发技术的试验与探索,并从区域上开始了对全国或区域煤层气产业发展战略的思考。

2.2 第二阶段:探因-普查-彷徨阶段

该阶段历时3年,从2000年开始,至2002年结束。在此阶段,每年的煤层气论文稳定在130篇左右,年均论文数量比第一阶段增加了73%,但论文类别构成变化明显(图1)。

从论文类别来看:地质与勘探类论文209篇,占该阶段论文总数的54%,年均篇数(约70篇)比第一阶段显著增加,但从1999年至2001年论文篇数显著递减,在后期有重新增加的趋势;开发技术类论文显著增多,占论文总数的比例比第一阶段增长了10个百分点;经济与政策、利用和储运的研究得到更多的关注,论文比例均上升了5~6个百分点(图1,图2)。

与第一阶段相比:该阶段地质与勘探论文中煤储层物性与吸附性研究成果的数量和比例显著增高(105篇,50%),构成了研究的主题;资源评价与地质选区尽管仍得到较多关注,但比例明显降低(29%);成藏条件与过程论文的比例基本不变(10%),但年均论文篇数(7篇)明显增多(图3)。由此表明,这一阶段常规评价与选区方法趋于成熟,研究的注意力更多地转向与开采地质条件密切相关的煤储层特性,转向了成藏效应等深层次的控制机理问题。

就开发技术而言:钻井、完井、试井论文17篇,年均约8篇,远高于第一阶段,但在阶段论文总数中的比例(25%)有所降低;排采与增产措施论文18篇,比例(27%)有所提高;产能与采收率论文11篇,比例从零增至约16%;解吸-渗流-扩散论文14篇,占阶段论文总数的21%,比例显著增长(图4)。排采与增产措施、产能与采收率的研究得到加强,开采基础和应用基础研究受到高度重视,研究重点向开发技术的中—下游移动,这是为解决我国煤层气产业发展“瓶颈”问题而做出的努力,也是产业逐渐走向成熟的标志之一。

在此阶段:除了进一步拓展勘探选区继续找气之外,更多的力量集中于第一阶段已有一定勘探工程的地区,以进一步缩小勘探靶区,为开发试验提供更为可靠的基地;同时,尽管在近20个地区进行了排采试验,但多未取得理想的效果,致使开发试验徘徊不前,业界信心受到冲击。然而,这一时期煤层气开发基础与技术研究得到了较大发展,尤其是在开采方法与增产措施、煤层气解吸扩散渗流机理、产能与采收率分析等方面取得较多成果,为中国煤层气产业化时代的到来奠定了重要技术基础。

上述论文分布特征,指示我国煤层气产业发展过程由于进入了一个新的阶段而对科学技术的需求发生了较大变化,在煤层气地质研究上表现为探因,勘探上表现为普查,开发试验上表现为访徨,总体上处于为催生中国煤层气产业化时代到来的“阵痛”阶段。

2.3 第三阶段:求源-详查-商业阶段

自2003年以来,我国煤层气产业发展进入了一个新的历史时期,即商业化生产阶段。其主要标志为:煤层气地质研究进入了求源,勘探实践进入了详查,开发上步入了商业化生产,中国煤层气产业的雏形已经形成,并呈现出快速发展的势头,这些标志在煤层气论文的数量和结构上均有体现。

在2003~2005年的三年期间,CNKI煤层气论文总数大幅度增加,达到628篇,年均论文约209篇,与第二阶段相比增长了61%,接近第一阶段论文总量的一半(图1,图2)。开发技术类论文的比例有所提高,利用和储运技术研究得到进一步重视,基础研究明显加强,研究重点进一步向煤层气产业的中—下游移动,更加适应于商业化生产阶段对科学技术的需求。

地质与勘探类论文占阶段论文数的比例约51%,仍有较大比重,这是我国煤层气产业目前总体上处于初期阶段的必然特征。其中:煤储层物性与吸附性仍是研究重点,但论文比例下降至39%左右;资源评价与地质选区仍是产业的科技需求,论文比例(27%)与上一阶段基本持平;成藏条件与过程研究得到高度关注,论文比例比上一阶段提高了约9个百分点(图3)。

本阶段开发技术类论文数量的比例为19%,比上一阶段略有提升,显示我国煤层气产业中游领域的研究得到进一步重视。其中:钻井、完井、试井论文(25篇)多于第一阶段,但比例继续下降(约21%);排采与增产措施论文34篇,数量显著增加,比例(29%)略有提高;产能与采收率论文12篇,数量和比例(约10%)均比上一阶段显著减少;解吸-渗流-扩散论文25篇,数量明显增加,比例与上一阶段基本持平(图4)。钻井、完井、试井论文比例相对降低,排采与增产措施论文比例显著提高,解吸-渗流扩散论文数量明显增多,尤其是2005年开发技术类论文数量大幅度跃升(图1,图2),显示出我国煤层气商业性生产、示范工程等对新技术开发和相关基础研究的强烈需求。

在此阶段:新增了一批国家批准的煤层气储量,煤层气成藏条件与机制探索在国家层面上全面展开,标志着中国煤层气地质研究从资源与基本地质条件调查阶段转入了资源“详查”阶段和成藏作用探索过程;大井网煤层气勘探开发试验取得新的突破,水平羽状井、丛式井等技术在煤层气开发中得到初步应用,对二氧化碳注入等新的增产技术进行了现场试验,晋城地区开始了煤层气商业化生产,标志着中国煤层气产业从开发试验阶段转入了商业化生产启动阶段。

3 CNKI 论文分布特点与产业发展需注重的科学技术问题

进一步分析C N KI论文分布特点,发现存在某些问题,而解决这些问题正是发展中国煤层气产业所需要继续努力的方向。

首先,煤层气资源评价始终是20余年研究探讨的主题,尤其是对全国和某些区域的煤层气资源量及其构成众说纷纭,且国家批准的煤层气储量所占比例极低。究其原因,主要在于三个方面:一是评价方法缺乏规范性要求;二是资源估算尚存重大基础问题未能解决;三是资源勘探和探明程度很低。为此,煤层气资源评价及其方法仍是今后相当长一段时期内所要研究的主题,而在国家层面上制定评价方法和要求的规范性文件,加强以吸附机理为核心的基础研究[3],加大勘探和开发试验的力度,将有助于推进这一问题的解决。

其次,文献中涉及的煤层气地质选区多达50余个,但目前实现商业性开发或具有可见前景的地区不超过5个,且某些选区已上过多轮勘探和开发试验工程。造成这种状况的原因是多方面的,包括选区理论和方法在科学性和适应性上的缺陷、早期勘探与开发试验技术发展水平和认识的局限、钻井/完井/排采技术管理经验不足等[3]。因此,在深化研究选区理论与方法的基础上,通过资料复查和新技术应用,总结开发技术上的经验和教训,可能会使我国煤层气地质选区成功率得到一定的提高。

第三,国外几乎所有的传统和先进煤层气开发技术在我国都有引用,但多数情况下的应用效果都不甚理想。正视这一状况,似应考虑如下三个问题:一是所有先进技术是否都适合我国特定选区的煤层气地质条件?二是传统技术在特定选区的开发效果是否就不如先进技术?三是我国自主研究开发出了哪些适合于我国煤层气地质条件的开发技术?对于前两个问题,答案当然是否定的。至于后一个问题,目前尚未见到关于自主研发的关键技术的报道。这三个问题的关键,在于各种开发技术的适应性,这也正是今后需致力于研究的重要方向之一。

第四,见诸报道的煤层气井产能、煤层气采收率及其影响因素的研究成果较少,与煤层气商业性生产阶段的技术需求之间存在较大差距。原因在于,我国前期实践多为开发试验,对此没有太多的需求,积累的资料也十分有限,难以满足开展这一研究的要求。但在进入商业化开发且追求经济效益的现今阶段,该方面的研究应该引起足够重视,包括系统追踪和分析排采动态、注重不同煤层气地质条件的对比分析、深化煤层气解吸-渗流规律与机理的研究、开发科学性更强的数值模拟技术等。

第五,尚未充分注意到深部煤层气开发这一潜在新领域,深部资源及其与常规油气共采可行性的研究成果鲜见报道。我国深部煤层气资源量巨大[4],多数大—中型沉积盆地中煤层气都与常规油气共生,前期少数研究显示了深部煤层气与常规油气共采的可能性[5]。为此,从资源潜力、成藏作用与过程、地质选区、勘探与开发试验等方面,对深部煤层气资源潜力开展全方位的研究探讨,将有助于拓展我国煤层气开发的新视野。

第六,煤层气开采可能诱发的环境保护以及煤层气利用与储运技术问题,应该得到应有重视。在1994年以来的1465篇CNKI煤层气论文中:环境保护方面的论文只有19篇,几乎全为哲学意义上的讨论或介绍国外相关技术;利用与储运方面的论文逐年增长(图1),但多是关于煤层气发电和管网输送技术的探讨。这种状况,可能会影响到我国煤层气产业的健康发展。针对我国煤层气地质和开发特点,开展环境保护技术研究或实例分析,研究开发具有更高附加值的煤层气转化利用技术和适应矿区煤层气分布式开发特点的小型化利用储运技术与装置,将有助于弥补我国煤层气产业在此方面的不足。

参考文献

[1]秦勇.2006.中国煤层气产业化面临的形势与挑战(Ⅰ):当前所处的发展阶段.天然气工业,26(1):4~7

[2]中国期刊全文数据库.http://211.70.215.35/kns50/

[3]秦勇.2006.中国煤层气产业化面临的形势与挑战(Ⅱ):关键科学技术问题.天然气工业,26(2):6~10

[4]秦勇.2006.中国煤层气产业化面临的形势与挑战(Ⅲ):走向与前瞻性探索.天然气工业,26(3):1~5

[5]秦勇,宋全友,傅雪海.2005.煤层气与常规油气共采可行性探讨.天然气地球科学,16(4):492~498

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