国内外煤层气资源开发利用现状

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煤层气又称煤层甲烷或煤层瓦斯，是煤层在其形成演变过程中经生物化学和热解作用所生成，并储集在煤层中的自然 气。目前，世界上开展煤层气勘探开发的主要有XXX、XXX、澳大利亚、俄罗斯、印度和中国等国家，其中XXX已在圣胡安、黑勇士、北阿帕拉契亚、粉河等多个盆地举行了大规模的开发，并已在XXX自然 气供给中发挥重要作用。XXX也已形成商业煤层气产能，且煤层气生产规模仍在扩大。在北美，煤层气与致密气、页岩气一起已经成为实现自然 气储量接替的三类重要的十分规资源之一。剑桥能源预测，在北美以外的地区，以上三类十分规气将在十年后形成大规模开发，因此，可以预见，煤层气将在世界范围内迎来一个全新的进展阶段。

一、煤层气的资源现状

1、世界煤层气资源分布

世界煤层气资源储量为256.3万亿m3，约为常规自然 气资源量的50%，主要分布在北美、前苏联和中国等煤炭资源大国，其XXX、美、中、加、澳五国合计占90%（表1）。但是，因为各国讨论程度不一，煤层气资源量的精确     性有很大差别。，

表1世界主要国家煤层气资源储量

数据来源：1.CMMGlobalOverview，2023.7；2.按照XXX环保局报告，2023；3.其他文献

据不彻低统计（表1），世界煤层气资源主要分布在北美洲、俄罗斯/中亚和亚太地区。其中北美地区占35％，俄罗斯/中亚32％，亚太21％，欧洲10％，非洲2％。目前许多国家都开展了煤层气的开发利用讨论工作，除美、加两国以外，20个国家已钻探了煤层气探井以开展讨论（表2）。但是商业煤层气开发目前主要在XXX、XXX、澳大利亚等三国，中国、印度、波兰、英国等国家正在乐观推动之中。

*数据截至2023年的钻井统计

数据来源：IHS勘探开发数据库（2023年3月）

2.我国煤层气资源情况

（1）我国煤层气资源量大，主要分布在东西中南四大地区

我国煤层气资源丰盛，继俄罗斯和XXX之后居世界第三位。

据最新一轮全国油气资源评价结果显示，我国45个聚煤盆地埋深2000米以内煤层气地质资源量为36.8万亿m3（图1），其中1500米以内煤层气可采资源量为10.9万亿m3。根据煤层气资源的地理分布特点可分为东部、中部、西部及南方四个大区，其中东部区地质资源量11.32万亿m3、可采资源量4.32万亿m3，分离占全国的30.8%和39.7%，是中国煤层气资源最为丰盛的大区；中部区煤层气地质资源量10.47万亿m3、可采资源量2.00万亿m3，分离

占全国的28.4%和18.4%；西部区煤层气地质资源量10.36万亿m3、可采资源量2.86万亿m3，分离占全国的28.1%和26.3%；南方区煤层气地质资源量4.66万亿m3、可采资源量1.70万亿m3，分离占全国的12.3%和15.6%（表3）。

图1中国煤层气资源分布

表3我国煤层气资源量及可采资源量分布情况表

（2）我国煤层气资源以中低煤阶为主

在我国煤层气总资源中，中低煤阶煤层气占79%，主要分布在鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、二连盆地以及川南滇东地区（图2）。

图2我国高、中、低阶煤层气资源分布

二.煤层气的开采特征

煤层气作为一种十分规自然 气，其开发机理与常规自然 气藏有很大差别。煤层气井普通经过3个阶段。

第一阶段为脱水阶段，在煤层大量脱水的同时，自然 气产量逐步升高，即浮现所谓的“负压降曲线”。这一阶段水和蔼的产量是由相对气－水渗透率的变化，以及煤层解吸压力之间的关系确定的。该阶段可达数月。

其次阶段为稳定生产阶段，气产量相对稳定、水产量的下降也趋于缓慢。普通是煤层气井的高峰产气期。

第三阶段为减产阶段，类似于常规气藏的生产状况，随气藏的驱动压力下降，产量也下降。

煤层气生产的这种三阶段性是由气在煤层中的产状打算的。煤层甲烷是由物理吸附作用以单分子层吸附在煤的内表面。因为煤层普通都含水，气的解吸过程主要受静水压力所控制。当通过井筒排出后，压力下降，甲烷气就从吸附状态释放出来。随之，甲烷开头蔓延到裂缝或劈理，然后同水一起流向井筒。解吸作用可通过吸附/解吸等温线来显示。

三、煤层气的勘探开发觉状

世界上有30多个国家和地区举行了煤层气的勘探和开发,但是仅有XXX、XXX和澳大利亚等少数国家形成工业化规模生产，其中，XXX是世界上煤层气商业化开发最为胜利、产量最高的国家。

1、XXX的煤层气勘探开发走在世界的前列

XXX的煤层气资源在16个盆地广泛分布，探明储量从1989年的1040亿m3提高到2023年的6191亿m3，平均每年递增11%（图3）；且已在圣胡安、黑勇士、北阿帕拉契亚、粉河、拉顿等多个盆地形成商业产能，煤层气产量从1989年的26亿m3，提高到2023年的490亿m3，平均每年递增近19%，2023-2023年延续三年保持在490亿m3以上（图4），煤层气产量在XXX干气产量中的比例也从1989年的不到1%提高到临近10%（图5），并占到自然 气总产量的7.5%。

剑桥能源（CERA）预测，2023-2023的十年中，XXX的煤层气将进入稳产阶段（图64）。

图31989-2023年XXX煤层气探明储量（单位：亿立方米）

图41989-2023年XXX煤层气产量

资料来源：OGJonline,2023

图5、1991-2023年XXX干气和煤层气产量（单位：十亿立方米）

数据来源：XXXEIA某网战

图6CERA对XXX十分规气产量的预测

2、XXX煤层气进展较晚但速度很快

XXX煤层气资源主要分布在阿尔伯塔盆地，仅在最近几年才开头商业性煤层气供给，但是进展速度很快。

因为市场价格、生产技术等缘由，2000年以前XXX曾把煤层气列为无经济开采价值的资源。2000年以后，在政府的支持下，一些讨论机构按照本国以低变质煤为主的特点，开展了一系列的技术讨论工作，多分支水平井、延续油管压裂等技术取得了重大发展，降低了煤层气开采成本，加上前两年北美地区常规自然 气储量和产量下降，供给形势日趋紧急，自然 气价格不断升高给煤层气的进展带来了机遇，使一些公司有了乐观性。2023年阿尔伯塔省惟独几口实验井，2023年则已经有3000多口井衔接到输气管线（图7）。到2023年底，阿尔伯塔省剩余探明煤层气储量估量为209亿m3。

XXX规划到2023年煤层气产量达到140×108m3，2023年达到(280--390)×108m3，煤层气产量将占自然 气产量的15%左右，形成与XXX规模相近的煤层气产业。

图7XXX煤层气产量

资料来源：OGJonline,2023

3、澳大利亚起步早，煤层气生产还是以矿井煤层气抽放为主

澳大利亚煤层气主要分布在东部4个二叠系硬煤盆地：悉尼－冈尼达、博恩、加利利和库泊盆地。从1976年开头，澳大利亚就在昆士兰的鲍恩盆地开采煤层气，直到2023年才得以快速进展，煤层气井数从今前的不到100口提高到170口以上，目前在昆士兰和新南威尔士已形成商业产能。

煤层气的勘探和生产已经成为昆士兰的石油和自然 气工业的基本组成部分。目前，其煤层气产量还是以矿井煤层气抽放为主，生产的煤层气主要供应建在井口的煤层气发电站。

4、其他国家煤层气勘探开发滞后

中国已有少量煤层气生产。印度和英国等国煤层气开发也取得较大发展，不久可望开头煤层气生产。其他国家，包括煤层气资源

非常丰盛的俄罗斯，煤层气开发发展较缓，目前还处在基础讨论阶

段。另外，德国、波兰等国家也在举行煤层气资源的评价和勘探，但目前为止，都还没有形成大规模的商业化开发。造成这种局面的缘由可能有三点：一是煤层气作为一种十分规自然 气，其前期工作需要大量的资金投入，假如没有优待的税收政策支持，很难吸引资金；二是未能彻底解决各自存在的关键技术问题；三是运作时光长。因为煤层气本身的特别性，从地质评价到工业开采普通需要相当长的时光，大量XXX在短期内难以得到回报。

5、我国煤层气产储量稳步增长

我国煤层气的勘探开发经受了3个进展阶段：XXX成立初至20世纪90年月为矿井瓦斯抽放阶段；20世纪90年月初至2023年为地表煤层气开发探究阶段；2023年以来逐步进入商业化开发初始阶段。

截至2023年底，我国累计探明煤层气含气面积691.11km2，储量1181.07亿m3，资源探明率仅为3.2‰，主要分布于鄂尔多斯盆地东缘和山西沁水盆地（表4）。其中，煤层气开发条件较好的Ⅰ类目标区煤层气资源量为37257亿m3，仅占10%，是我国煤层气下一步产量和储量主要增长地区（表5）。

近年来，我国煤层气勘探开发的探究脚步不断加快，煤层气成藏条件与机制探究在国家层面上绽开，煤层气地质讨论进入了求源和成藏作用探究过程；大井网煤层气勘探开发实验取得突破，水平羽状井、丛式井等技术在煤层气开发中得到应用，对二氧化碳注入等新的增产技术举行了现场实验，晋城地区开头了煤层气商业化生产，与XXX、XXX等国对外合作取得成绩，中国煤层气产业的雏形已经形成。

截至2023年底，全国共钻煤层气直井2446口（探井540口，开发井1906口），多分支水平井55口；投产745口，日产气204×104m3，年产气能力7.5×108m3（表6）。直井单井普通日产气2000-5000m3，多分支水平井达到1～10×104m3。

预计2023年我国煤层气产量将达100亿m3，其中地面抽采50亿立方米；2023年产量300亿m3；2030年产量500亿m3，与XXX现阶段产量相当（图8）。

图8中国煤层气产量预测

6、中国石油的煤层气勘探成绩喜人

中国石油煤层气勘探取得突破，2个千亿m3大气田初具规模。沁水气田探明含气面积256km2，储量459亿m3；2023年初步探明含气面积190km2，储量300亿m3，控制含气面积200km2,储量500亿m3；累积约获三级储量1259亿m3。大宁-吉县地区钻井42口，控制面积270km2,储量343亿m3；预测面积760km2,储量460亿m3；新增预测面积960km2，储量680亿m3；累积获三级储量1483亿m3。另外还在宁武盆地南部钻井11口，2023年提交控制面积112km2，储量191亿m3。

四、煤层气的利用情况

煤层气的主要成分是甲烷，这使得煤层气可以作为优质民用燃料、工业燃料、化工原料、液化自然 气燃料和合成油原料等。

民用燃料煤层气作为民用燃料，和煤炭比较具有热值高、污染小、使用平安等特点，不需浩大的净化处理装臵，不腐蚀、不阻塞输气设备。在XXX，则是将开采的煤层气经加压后输入自然 气管道，然后输向全国各地。煤层气允许进入自然 气管道的条件是甲烷浓度要高于95%。

工业燃料煤层气作为工业燃料主要用于发电厂、加工业和汽车工业。

煤层气发电不同型号的煤层气发电机设备可以利用不同浓度的煤层气。煤层气发电可以使用直接燃用煤层气的往复式发动机和燃气轮机，也可用煤层气作为锅炉燃料，利用蒸汽发电。欧洲的无数国家，在多年前就已经应用煤矿抽取的瓦斯举行发电。煤层气富集的地区煤炭资源都非常丰盛，附近大都有一些火力发电厂，电网发达，应用煤层气发电可以直接输入电网。

加工业燃料煤层气可以作为玻璃厂和冶炼厂的洁净燃料。目前玻璃厂熔炉主要还是以煤炭作燃料，用煤层气作燃料不仅成本低，热值高，而且有利于改善厂区环境，提高产品质量，大幅度提高玻璃厂、冶炼厂的经济效益。

汽车燃料汽车用压缩自然 气的技术指标为甲烷浓度必需达到90%～100%，乙烷以上的烷烃含量不超过6.5%。煤层气中甲烷成分占肯定优势，浓缩后甲烷浓度可达95%以上，乙烷以上的烷烃含量极少，因此，煤层气十分适合于生产汽车用压缩自然 气，还可以与柴油混合制成车用混合燃料。

化工原料甲烷是一种重要的化工原料，可以用来合成多种化学产品，如合成氨、XOX系列产品、甲醇、乙炔、硝基甲烷、氢气等，大约有20多种，加上二次加工后的五六十种产品，合计近百种化工产品，涉及国民经济的许多领域。

液化气燃料(LNG)自然 气液化后比压缩自然 气更平安，更经济。低温条件自然 气的液化(LNG)是一项重大的先进技术，已被许多国家广泛采纳。自然 气液化后，其体积惟独同量气态自然 气的1／625，从而大大便利了自然 气的储存、运输乃至使用，单位体积的燃烧值相应大大提高，可用以代替汽油作为汽车等交通工具的燃