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目前,中国煤层气井约5000余口,其中水平井仅100多口,地面抽采量仅15亿立方米,远小于“十一五”规划的50亿立方米的目标。煤层气开发严重滞后,造成矿难频发,大量的煤层气空排(煤层气的温室效应的二氧化碳的20倍)。
政府在“十二五”规划中提到,2015年煤层气产量达到300亿立方米,其中地面开发160亿立方米,基本全部利用,是2010年的10倍;井下抽采量140亿立方米,利用率60%以上,利用量是2010年的3.7倍。新增煤层气探明地质储量1万亿立方米,建成沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘两大煤层气产业化基地。2015年沁水、鄂尔多斯盆地地面开发煤层气的计划产量分别为104亿和50亿立方米,其他地区为6亿立方米。在沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘及豫北地区建设13条输气管道,总长度2054千米,设计年输气能力120亿立方米。
我们认为,中国煤层气行业未来爆发式增长需要解决的问题如下:
第一,煤权与气权的重叠。由于煤层气的开采权属于国土资源部,而煤炭的矿权属于地方政府管理,这两大开采权的不统一是煤层气发展缓慢的原因。国土资源部把煤炭和煤层气分成了两个矿种,因此各自的采矿权、探矿权和生产权也可能分属不同的企业,气与煤炭矿权重叠1.2万平方公里。但实际上煤层气和煤矿是一体的,要想采煤,必须先抽气,上游开采企业真正采气的动力并不大,更多是先圈资源等待扶持政策,因此会和急于采煤的地方企业产生很多摩擦。煤层气“十二五规划”明确了煤矿瓦斯先抽后采、抽采达标的硬性指标,建立煤矿企业瓦斯防治能力评估制度,落实煤矿瓦斯先抽后采等指标纳入煤矿生产能力的核定标准当中,保证“先气后煤”的执行力度会加强。
第二,开发技术问题。煤层气资源存在低压、低渗、低饱和的“三低”现象以及地质变动的特殊性,而针对这些特点的勘探、生产技术和工艺,我国目前还没有解决煤层气开发的整套技术问题,制约了我国煤层气产业的发展(技术及装备要求见下)。
第三,政策扶持力度不够。煤层气开发存在投入高、难度大、单井产量低、投资回收期需要6-12 a等特点,与天然气相比,煤层气产业缺乏竞争力。国家先后出台一些鼓励煤层气行业发展的政策,现有优惠政策包括:
我国鼓励煤层气行业发展的政策
但是相对于煤层气前期勘探开发的巨大投入,现有补贴可谓杯水车薪,国内煤层气利用可获得0.2元/立方米的补贴,仅是美国补贴水平的一半。煤层气发电方面,也一直未有政策层面的实质利好出台,发电的标杆上网电价始终没有确定,而真正可用于发电的煤层气,也仅是那些不便于长距离输送的低浓度井下瓦斯,高纯度的、地面开采出来的煤层气成本非常高,完全不适宜发电。我们预期民用煤层气补贴有可能提到0.4元/立方米,煤层气发电补贴提至0.35元/度,国内煤层气开采的盈利状况将改善,投资空间将迅速释放。
4. 关键技术:钻完井技术和压裂技术
(1)钻完井技术
钻井设备需要引进石油钻机,车载钻机有待发展。随着煤层气开采深度的增加,水源钻机逐渐不能满足钻井的要求,因此需要引进石油钻机。
需要进一步根据地层和地面条件对井型设计进行优化。国内深层煤层气储层多,地面多为山地构造,根据地面条件和煤层地质条件,需要研究直井、多分支水平井、U型井、丛式井等多种井身结构类型,优化适用于开发山地构造煤层气的井身结构。多分支水平井是煤层气开发中的一个重要的增产手段,水平井产量比直井一般高4-5倍,最高可达10倍,但成本是直井的2-3倍,甚至更高。钻头优选,钻具组合优化,钻井参数的优化,钻井液性能优化,以缩短钻井周期,节约成本。
(2)压裂技术
水力压裂是煤层气增产的首选方法,也是主要措施。美国90%以上的煤层气井都是有水力压裂改造的,并且我国产气量在1000m3/d以上的煤层气井几乎都是通过水力压裂改造而获得的。目前压裂存在的主要问题在于选择既达到压裂效果,对地层伤害小的压裂液,同时要解决支撑剂易嵌入煤层,压裂后的细微颗粒容易堵塞孔道,压裂液在煤层滤失量大及不易返排的问题。
5. 短期设备及服务企业受益;长期资源企业投资最多、受益最晚
“十二五”规划2015年煤层气的产量为300亿立方米,新增煤层气探明地质储量1万亿立方米,其中地面开发160亿立方米,其中井下抽采140亿立方米。由于我国煤层气探明率与美加澳还有相当的距离,发展空间巨大,勘探市场大有可为。
在煤层气开发环节,为了解决气井钻探完成后,出气速率低单井产量低导致的投资回收周期长的问题,在钻井、增产技术设备方面的投入相应也会先行。解决产量问题有待突破的技术和设备:(1)技术:多分支水平地质跟踪、定向设备、强磁引导、注N2、CO2煤层压力、连续油管压裂。(2)设备:空气钻井设备、压裂设备(液氮压裂车)、随钻定向设备、连续油管设备。开发技术设备相关的公司:江钻股份、山东墨龙、杰瑞股份、宝德股份、宏华集团、惠博特、通辽石油、安东油服、准油股份、四方达、TSC海洋集团、海默科技、天科股份等。
在长期看来,煤层气资源企业投资最多、受益最晚。目前煤层气资源跑马圈地已经完成,资源主要集中在中石油、中石化、中联煤、晋煤集团(沁水蓝焰)手中。煤层气资源和利用上市公司:中石油、中石化、中海油、西山煤电、准油股份、天科股份、中国煤层气、中裕燃气、环能国际、中国油气控股。
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