煤層氣利用技術(shù)簡(jiǎn)介

1、煤層氣利用技術(shù)簡(jiǎn)介煤層氣簡(jiǎn)介煤層氣俗稱(chēng)煤礦瓦斯，是一種以吸附狀態(tài)為主，生成并儲(chǔ)存在煤系地層中的非常規(guī)天然氣。其成分與常規(guī)天然氣基本相同(甲烷含量大于95%，發(fā)熱量大于 8100 大卡 )，完全可以與常規(guī)天然氣混輸、混用，井下抽放的煤層氣不需提純或濃縮就可直接作為發(fā)電廠(chǎng)的燃料，可大大降低發(fā)電成本。煤層氣是近 20 年來(lái)崛起的新型潔凈能源，它在發(fā)電、工業(yè)和民用燃料及化工原料等方面有廣泛的應(yīng)用，對(duì)煤層氣的合理利用可以緩解當(dāng)前能源短缺的狀況，改善能源結(jié)構(gòu)，降低溫室氣體排放，提高煤礦生產(chǎn)的安全性并帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。煤層氣利用技術(shù)世界主要產(chǎn)煤國(guó)都十分重視開(kāi)發(fā)煤層氣，英國(guó)、德國(guó)、前蘇聯(lián)、波蘭等國(guó)主要采用煤

2、炭開(kāi)采前抽放和采空區(qū)封閉抽放方式抽放煤層氣。 80 年代初美國(guó)開(kāi)始試驗(yàn)應(yīng)用常規(guī)油氣井（即地面鉆井）開(kāi)采煤層氣并獲得突破性進(jìn)展，標(biāo)志著世界煤層氣開(kāi)發(fā)進(jìn)入一個(gè)新階段。美國(guó)進(jìn)行煤層氣地面開(kāi)發(fā)有兩種情況， 一種是在沒(méi)有采煤作業(yè)的煤田開(kāi)采煤層氣，采用的技術(shù)與常規(guī)天然氣生產(chǎn)技術(shù)基本相似，滲透率低的煤層往往需要采取煤層其激勵(lì)增產(chǎn)措施，如把二氧化碳注入不可開(kāi)采的深煤層中的煤層氣回收增強(qiáng)技術(shù)；另一種是在生產(chǎn)礦區(qū)內(nèi)開(kāi)發(fā)煤層氣，這種情況下采氣與采煤密切相關(guān)， 特別是采用地面鉆井抽取采空區(qū)的煤層氣，通常抽氣容易，不需要進(jìn)行煤層壓裂處理。另外一些發(fā)達(dá)國(guó)家煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，如澳大利亞采用航空磁測(cè)和地震勘探以確定

3、鉆井的最佳位置，開(kāi)發(fā)了水平井高壓水射流改造技術(shù)，并應(yīng)用水平鉆孔、斜交鉆孔和地面采空區(qū)垂直鉆孔抽放技術(shù)開(kāi)采煤層氣。我國(guó)地質(zhì)條件復(fù)雜，煤儲(chǔ)層具有 “三低一高 ”的特點(diǎn)，即：低壓、低滲、低飽和、高含氣量的特征，需要進(jìn)一步完善基礎(chǔ)理論，指導(dǎo)煤層氣勘探開(kāi)發(fā)工作。我國(guó)對(duì)于本層、鄰近層和采空區(qū)的井下煤層氣開(kāi)采都已經(jīng)有比較成熟的技術(shù)，還有些關(guān)鍵技術(shù)需進(jìn)一步完善。從90 年代初開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)，目前基本掌握了適合我國(guó)煤儲(chǔ)層特征的煤層氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)，為煤層氣的商業(yè)化開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了條件。國(guó)內(nèi)外支持政策美國(guó) 1980 年出臺(tái)了能源以外獲利法第 29 條稅收補(bǔ)貼政策極大促進(jìn)了煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 1992 年美國(guó)能

4、源管理委員會(huì)頒布第 636 號(hào)法令，取消了管道公司對(duì)天然氣購(gòu)銷(xiāo)市場(chǎng)的控制，更有利于煤層氣市場(chǎng)的擴(kuò)大。德國(guó) 2000 年頒布的可再生能源法對(duì)德國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)是個(gè)里程碑，該法規(guī)定今后 20 年內(nèi)， 500 千瓦以上的煤層氣發(fā)電設(shè)備每產(chǎn)一度電補(bǔ)貼7歐分。中國(guó)從 80 年代就開(kāi)始鼓勵(lì)煤層氣利用， 1996 年成立了中聯(lián)公司， 把開(kāi)發(fā)利用煤層氣作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)來(lái)扶持，并相繼出臺(tái)了一系列優(yōu)惠政策,主要包括進(jìn)口設(shè)備稅減免、免征礦區(qū)使用費(fèi)以及其它稅收的減免等。技術(shù)可行性氣源充足：我國(guó)埋深 2000m 以淺的煤層氣資源總量約 3035萬(wàn)億 m3，與陸上常規(guī)天然氣資源總量（ 30 萬(wàn)億 m3）相當(dāng)，居世界第三位。已有較

5、大發(fā)展：近幾年我國(guó)煤層氣國(guó)內(nèi)自營(yíng)和對(duì)外合作均取得了較大進(jìn)展， 2000 年煤層氣利用量達(dá) 5 億 m3 左右，作為商業(yè)項(xiàng)目來(lái)開(kāi)發(fā)的煤層氣已在多個(gè)礦區(qū)展開(kāi)。由撫順礦務(wù)局和沈陽(yáng)煤氣公司投資的由撫順向沈陽(yáng)供氣的撫順煤層氣開(kāi)發(fā)利用工程總投資2.26 億元。2000 年底，中聯(lián)煤層氣公司在沁水盆地東南部共鉆了11 口井，中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司也于 1999 年完成了 6 口井的井組試驗(yàn)。已有發(fā)展模式：晉城無(wú)煙煤集團(tuán)公司計(jì)劃建一座120mw 的煤層氣電廠(chǎng)，該項(xiàng)目已經(jīng)立項(xiàng)，是目前世界上擬建的規(guī)模最大的煤層氣電廠(chǎng)。據(jù)估算該項(xiàng)目總投資為47896 萬(wàn)元，其中25%由晉城礦業(yè)集團(tuán)以資本金的方式注入，另外75%擬通

6、過(guò)申請(qǐng)亞行優(yōu)惠貸款解決，具體條款正在商談之中。中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司是1996 年經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)成立的專(zhuān)門(mén)從事煤層氣勘探和開(kāi)發(fā)的國(guó)有公司，產(chǎn)品分成合同是中聯(lián)公司對(duì)外合作開(kāi)發(fā)煤層氣的標(biāo)準(zhǔn)合同。合同期限通常為30 年，包括勘探期、開(kāi)發(fā)期和生產(chǎn)期三個(gè)階段，在勘探期內(nèi)外方獨(dú)自承擔(dān)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)和所有勘探費(fèi)用。原則上開(kāi)發(fā)期中方參股比例最高可達(dá) 51%，外方為 49%，如中方?jīng)Q定參股比例小于 51%，外方可相應(yīng)提高其參股比例。經(jīng)濟(jì)性分析各個(gè)煤礦的煤層氣抽放利用成本有較大的差異，據(jù)有關(guān)資料估算每口生產(chǎn)氣井的投資約為120 萬(wàn)元上下。根據(jù)對(duì)某煤礦采煤后備區(qū)選取10km2 的評(píng)價(jià)區(qū)塊所作的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，在 15 年服務(wù)期內(nèi)

7、煤層氣抽放的平均成本約為 461 元/km3 ?？紤]煤層氣綜合利用的經(jīng)濟(jì)性還應(yīng)綜合考慮以下因素：形成完善的市場(chǎng)化價(jià)格體系：目前一些地方煤層氣價(jià)格是由政府相關(guān)部門(mén)而不是根據(jù)市場(chǎng)需求定的，導(dǎo)致前期投入回收周期長(zhǎng)。前期的勘探成本： 煤層氣利用最大的前期投入在于氣源的勘探和選址。由于我國(guó)煤層地質(zhì)情況復(fù)雜， 缺乏針對(duì)不同地質(zhì)情況的勘探開(kāi)采方法，所以應(yīng)與國(guó)外有經(jīng)驗(yàn)的公司合作，利用其先進(jìn)技術(shù)降低前期勘探成本和風(fēng)險(xiǎn)。采用成熟開(kāi)發(fā)和利用工藝：我國(guó)煤層氣抽放技術(shù)已較為成熟，開(kāi)采出來(lái)的煤層氣應(yīng)利用設(shè)計(jì)先進(jìn)合理的工藝加以利用，開(kāi)采規(guī)模小時(shí)可就地利用，開(kāi)采規(guī)模較大時(shí)可考慮外輸，建設(shè)以煤層氣為燃料的熱電廠(chǎng)等。與天然氣管網(wǎng)公司合作： 煤層氣是能與天然氣混輸、 混用的潔凈燃料，如能利用天然氣管網(wǎng)加以運(yùn)輸，將大大降低氣開(kāi)發(fā)成本，并有利于拓展終端用戶(hù)，提高其經(jīng)濟(jì)性。投資融資渠道總結(jié)目前的煤層氣開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，主要有以下參與投資開(kāi)發(fā)煤層氣的方式：?與當(dāng)?shù)孛旱V或燃?xì)夤竞献鹘M成煤層氣開(kāi)發(fā)公司；?京都議定書(shū)規(guī)定締約方可以在境外實(shí)現(xiàn)部分減排，因此進(jìn)行減排量的轉(zhuǎn)讓與獲得也可成為開(kāi)發(fā)煤層氣的投資方式之一；?利用廢棄礦井資源，開(kāi)發(fā)利用煤層氣。煤層氣的環(huán)境效