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地下三种气体燃料有何区别?煤层气开发还有哪些瓶颈?

文章作者:作者 人气:发表时间:2023-11-15 10:31:29

地球拥有者丰富的资源,尤其是在地下埋藏着各类矿产。例如金属矿产,像熟知的金、银、铜铁等金属就有50余种。非金属矿产如金刚石、水晶、各种宝石90余种等等。还有能源矿产,煤、沥青、石油、天然气等都是在地下开采的。我们的地下储存着丰富的油气资源,古老的生物经过沧海桑田沉积于地层之中,通过地质作用形成化石燃料,页岩气、天然气、煤层气就是这样形成的。

这三种气都可以作为清洁优质的能源,都存在与地层之中,那么他们到底有什么区别?他们之前有什么关系?又是如何形成的呢?

一、页岩气、天然气、煤层气的区别

1、存在介质不同

常规天然气以游离赋存为主,蕴藏在地下多孔隙岩层中,主要存在于油田和天然气田,也有少量出于煤田。煤层气以吸附状态为主、生成并储存于煤层及其围岩中。煤层气赋存特点是在成煤的过程中以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤、围岩孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。页岩气较深,具有自生自储的特点,页岩既是烃源岩又是储岩。页岩气是天然气的一种但是两者概念不在一个级别上。页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。从某种意义来说,页岩气藏的形成是天然气在源岩中大规模滞留的结果。

地下三种气体燃料有何区别?煤层气开发还有哪些瓶颈?

2、开采方式不同

常规天然气开采时一般采用自喷方式采气、排水式采气,开采技术较简单。煤层气开采一般有两种方式:一是地面钻井开采;二是井下瓦斯抽放系统抽出,相对天然气开采程度大一点。页岩气的开采难度相对来说较大,因为页岩气储集层渗透率低,主要有水平井技术和多层压裂技术。

3、生产方式、产量曲线不同

煤层气是通过排水降低地层压力,使煤层气在煤层中解吸-扩散-流动采出地面,而天然气主要是靠自身的正压产出;煤层气初期产量低,但生产周期长,可达20-30年,天然气初期产量高,生产周期一般在8年左右。但是由于页岩气分布的范围比较广、厚度大能够长期稳定的产期,所以开采寿命长,所以目前页岩气的开采技术发展的很快。

二、我国煤层气资源丰富,居世界第三

在国际能源局势趋紧的情况下,作为一种优质高效的清洁能源,煤层气的大规模开发利用前景诱人。

煤层气的开采在我国常用的两种方式是:一是地面钻井抽采;二是自井下瓦斯抽放系统抽出。地面钻井抽采的煤层气和井下抽放的瓦斯都是可以利用的,通过地面开采和井下抽放后可以大大减少矿井风排瓦斯的数量,降低煤矿生产对通风的要求,改善了矿工的安全生产条件。

我国煤层气资源构成以晚古生代、中生代煤层为主,其中90%多的煤层气资源储存于石炭纪-二叠纪和中侏罗纪形成的煤层中。中国煤层气储层具有低含 气饱和度、低渗透率、低储层压力、和低资源丰度的“四低“特性。该特性导致煤层气开发难度大,垂直单井产量低(沁水盆地南部晋城地区例外)、生产成本高、投资回收期较长。经过年几年的努力,虽然在煤层气钻井技术上实现了突破,但仅适应个别储层条件较好的地区(沁水盆地)。目前,煤层气钻井技术已成为影响我国煤层气开发的主要难题,开展适合我国不同储层特性的煤层气钻井技术研究已成为煤层气开发领域的一个重要课题。

三、仍待理论和技术创新支撑

资源赋存条件复杂、开发技术难度大、项目经济效益欠佳是当前煤层气产业发展面临的主要瓶颈。

地下三种气体燃料有何区别?煤层气开发还有哪些瓶颈?

全国煤层气产量主要分布在山西沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地东缘地区,虽然煤层气产业发展一直没有停止技术攻关的脚步,但目前资源量占比更大的低煤阶和深部煤层气开采技术尚未突破,亟待相关理论和技术创新支撑。现有开发项目普遍处于微利甚至亏损状态,部分企业扩大投资意愿不强,行业良性发展难以为继。”上述煤层气开发资深从业人士进一步指出。

当前,煤层气产业仍处于“爬坡阶段”,政策支持和激励至关重要。

未来,我国将重点完善煤层气开发扶持政策,持续加大煤层气开发财政政策支持力度,对符合条件的煤层气项目安排中央预算内投资支持。“十四五”时期,我国将煤层气等非常规天然气技术创新攻关纳入国家科技计划总体布局统筹考虑,加强对煤层气理论研究和技术攻关的支持。

除了在技术方面需要攻坚克难外,目前,我国煤矿瓦斯利用项目需要土地、环境评价、电价等一系列手续和多部门协调配合,从而导致审批周期长、程序复杂、效率低等问题,极大影响项目进度,造成大量瓦斯气体无法得到及时利用。

与此同时,因煤层气下游市场不健全、煤层气利用企业竞争力弱、用气企业价格承受能力弱,大量煤层气只能通过管道输送至邻近省份低价出售,从而制约了煤层气产业发展。

下一步将指导协调地方各级有关部门为煤层气项目用地用林、环评、争议协调等提供良好服务;引导金融机构积极运用煤炭清洁高效利用再贷款工具,加大煤层气项目融资支持,并落实好煤层气市场定价机制。督促有关地方和电网企业落实完善瓦斯发电价格政策,发展煤层气分布式利用和消费替代。

煤层气产业发展离不开模式创新。“多气合采”“煤气共采”可有效提升煤层气开发项目经济性,已成为煤层气开发利用新的增长点。“下一步,将推广煤层气地面预抽和‘三区联动’井上下联合抽采,继续加大煤层气勘查区块竞争性出让,鼓励社会资本进入煤层气领域。同时,拓展瓦斯利用途径,建设更高水平的瓦斯抽采规模化矿区。”

区块出让对规范煤层气招标有一定示范和促进作用。应制定合理的区块出让规划,有序组织油气探矿权竞争性出让。

多位业内人士同时建议加大出让前期地质调查及资料公开力度,建立开放的资料收集、流转和共享体系,确保信息对称,以便企业合理评估区块风险和开发价值,选择合适的参与方式。