作為能源大省，山西煤層氣資源十分富集，全省埋深2000米以淺的煤層氣預測資源量約8.31萬億立方米，約占全國1/3。近年來，山西煤層氣不斷增儲上產，產量從2007年不足19億立方米，快速增至2024年的134.3億立方米。今年前5個月，山西省煤層氣累計產量達60.1億立方米，約占全國煤層氣總產量的82%。
未來，山西將如何引領全國煤層氣高質量開采？
主要產地增儲上產
山西擁有六大煤田，其中的沁水煤田是我國煤層氣開發最早的煤田之一，也是當前我國最大的煤層氣產業化基地之一。相比山西其他煤田，沁水煤田在地質構造、資源存量、資源儲存狀態等方面的優勢，是煤層氣能夠實現商業化開發的重要支撐。
中國礦業大學（北京）地測學院教授李勇告訴《中國能源報》記者："沁水煤田主體地質構造類型單一、褶皺微弱，內部斷裂少、規模小，減少了煤層氣散逸。頂底板也具備良好的封蓋性，利于氣體保存。"目前，沁水煤田煤層氣資源量約4萬億立方米，其中探明儲量5691億立方米，約占全國煤層氣探明儲量的一半。當前沁水煤田資源探明率超過10%，高于國內其他煤田，為煤層氣開發奠定資源基礎。
此外，沁水煤田的煤層氣資源埋深適中，多套煤層均有開發價值，一批企業正加速推進當地煤層氣資源增儲上產。截至今年初，華北油田沁水煤層氣田日產量持續保持在720萬立方米以上，繼2024年煤層氣年產達26億立方米后，今年產量有望再創新高。除常規煤層的資源開發外，近年中聯煤層氣公司在潘河區塊實現薄到超薄煤層氣的高效開發，多口氣井日產氣量超萬方，為以往的無效資源賦予可開發價值。
除沁水煤田外，山西的河東煤田也具有良好的開發潛力，南部的大寧-吉縣區塊在近年實現深層煤巖氣規模效益開發，已經探明2000米以深煤層氣儲量超3000億方，發展潛力大。今年5月22日，山西大吉深層煤層氣田日產量突破650萬立方米，創歷史新高。該區塊累計產氣量超過1億立方米的水平井平臺達9個，最高單井累計產量超過7000萬立方米。
技術突破開采難關
除沁水煤田和河東煤田外，山西其他煤田也具有一定的煤層氣資源潛力，但當前規模化開發難度仍較大。當前，霍西煤田的汾西區塊、西山煤田的古交礦區也進行了煤層氣開發，但受限于相對復雜的地質構造條件，煤層氣開發效果一般，開發技術有待進一步完善。其他煤田還面臨煤層薄、煤層構造破壞嚴重、資源埋藏過深等問題。
李勇表示，薄煤層需要通過"多層合壓合采"等定制化技術才能實現開采，不同煤田構造活動導致煤層破損，也需要"一礦一策、一井一策"的差異化技術方案。此外，當前業內對1500米以深的深層煤層氣認識有限，其賦存特征、含氣機制、壓裂響應等關鍵地質與工程參數仍不完善，導致深層資源開采能力長期難以釋放。"另外，傳統煤層氣相關開采技術適應性差，常照搬常規油氣的開發方式，結果是鉆井液污染煤層、壓裂液滯留傷害儲層，導致裂縫撐不開、產量上不去。"
近年來，隨著科技持續攻關和工程實踐積累，山西主要煤層氣產地在開發技術上取得一系列突破性進展，解決了制約產能釋放的多種關鍵問題。李勇表示，勘探開發理念方面，明確了深層煤層氣的開發潛力，成功建成我國首個超大型整裝深層煤巖氣田。建立地質和工程一體化技術體系，廣泛應用多種新型開發模式，有效提高單井產量和開發效率。裝備和工藝集成水平提升，復雜煤層的穿層能力和控層精度顯著強化，減少了井壁失穩和儲層污染問題。
依托理論與技術的協同突破，當前山西煤層氣產業已形成高階煤、薄煤層、中深層乃至深層煤層氣多類型、多層系、差異化開發的新格局，有效釋放了資源潛力，鄂爾多斯盆地東緣和沁水盆地南部的兩大國家煤層氣產業基地逐步建成。
氣、煤開采逐漸分離
山西也是我國重要的煤炭產地。當前，埋深小于1500米煤層的吸附氣占煤層氣總含氣量90%以上，而1500米通常也是煤炭開采的極限深度。面對煤炭與煤層氣資源的重合，近年山西探索"先采氣后采煤，采氣采煤一體化"新模式，顯著提升煤層氣的規模化開發水平。李勇指出，"先采氣、后采煤"模式可有效協調開發，兼顧安全、效益與資源最大化。在煤炭開采前，通過地面鉆井預抽煤層氣，降低煤層瓦斯壓力，減少煤礦瓦斯突出風險。
當前，晉城礦區依靠"四區聯動"模式，采用規劃區地面預抽、準備區井上下聯合抽采、生產區精準抽采、采空區地面鉆采，有效實現煤層氣"減少溫室氣體排放、保障煤礦安全生產、補充綠色氣體能源"三重功效。
而開采埋藏深1500米以下的深層煤巖氣，是實現"煤-氣"兩種資源開采"結耦"的重要路徑。盡管目前全國煤層氣年產量大約為138億立方米，其中深層煤巖氣僅約25億立方米，傳統的淺層煤層氣依然占據產量大部，但深層煤巖氣增長勢頭明顯，正成為新增長極。
深層煤巖氣開采也是煤層氣實現產能接續，進一步增儲上產的重要抓手。李勇介紹，傳統煤層氣依賴"排水-降壓-解吸-擴散-滲流"過程，以吸附氣為主，需排水降壓數月甚至數年才能穩定產氣，單井產量低。而深層煤巖氣游離氣與吸附氣并存，采用滲吸置換的開發方式，利用"長水平井+超大規模壓裂"技術，壓裂后開井即高產，無需長期排水，單井日產氣就可達10萬立方米。(記者 楊沐巖)
轉自：中國能源報
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