“經歷從無到有、從依賴進口到自主生產,我國煤層氣勘探、開采技術的確取得了不小進步。甚至幾年前,有些技術我們想都不敢想,更別說自己做出來了。不過在成立專業公司專攻煤層氣發展的同時,我國距真正的‘專業化’仍有差距,主要就差在了核心技術。”近日在接受本報記者采訪時,山西藍焰煤層氣集團(下稱“藍焰煤層氣”)執行董事王保玉主動提及煤層氣存在“技術”短板的問題。

而當日,聚集多位業內頂級專家的“2018年中澳非常規天然氣論壇”在山西晉城召開,無獨有偶,與會專家談論最多的話題同樣關于技術。“可以說,技術進步是我國煤層氣產業發展的根本所在。”中聯煤層氣有限責任公司副總經理吳建光感慨。

那么,我國煤層氣開采的技術現狀如何?發展中還面臨哪些技術難題?下一步又將沿著哪些方向進行探索?

　　“采煤采氣一體化”技術成型

煤層氣,一種煤的伴生礦產資源,主要成分為甲烷,甲烷還有個更通俗的名字——煤礦瓦斯。作為曾經的“礦工殺手”,瓦斯可能因一個意外的火花而爆炸,是煤礦安全生產的主要威脅。但若在采煤前先行抽采瓦斯,不僅可將爆炸率降低70%-85%,還能產出煤層氣這一清潔能源。

由于伴煤而生,煤層氣開采的主要原理是通過降低煤儲層壓力,將“吸附態”甲烷抽采形成“游離態”后再運至井口。通用方式主要有二:地面鉆井后,先采氣后采煤;井下先采煤后采氣,或邊采氣邊采煤。其中,后者效率更高、也更安全。

根據原理,如何實實在在將技術轉化為生產力?作為國內首個啟動煤層氣開發的企業,一定程度上,藍焰煤層氣代表著我國煤層氣技術發展的縮影。“我們從上世紀90年代初就開始探索,起初沒有自己的東西,大多交給外國公司做或學習別人的經驗去做,根本沒人相信中國能采出自己的煤層氣,連銀行都不愿給貸款。”王保玉回憶。

正是在這樣的條件下,我國煤層氣技術逐步完善,就連國外同行及不少專家認為“不可能完成”的事也已實現突破。記者了解到,位于山西東南部的沁水煤田,是我國探明儲量最多的煤層氣田,因抽采難度極大,也是世界公認的煤層氣抽采“禁區”。

“瓦斯和煤炭的關系就像血與肉,割肉必然流血,采血也必然傷肉。煤層氣抽采若不能與采煤有效銜接,必然同時影響兩者的生產,造成安全隱患和資源浪費。”王保玉介紹,除常規方式外,一套獨有的“井上井下聯合、采煤采氣一體化”模式也應運而生。通過地面打井與煤礦井下抽取相結合,實現煤炭和瓦斯的邊采邊抽,在保證煤礦安全生產的同時,實現煤層氣的開發利用。

　　開發技術“適應性”不足

從瓦斯被動治理到主動開發,技術推動著煤層氣產業更進一步。但同時,一個不得不正視的現實長期存在:經過20多年發展,我國煤層氣實際開發的業績仍遠低于預期。如在“十二五”開采目標未完成的基礎上,到2017年地面產量仍只有47億方,僅為“十三五”規劃目標的47%。

究其原因,是目前的開發技術存在短板。“我國難采煤層氣資源占總量的70%以上,這是客觀上最大的攔路虎。要想摸得準、探得明、采得出、采得快、用得上,技術進步是基石與核心競爭力。”一位與會專家坦言,我國雖在技術層面取得不少突破,但適用于不同地質條件的勘探開發技術,目前尚未真正形成。“這也是為何我國煤層氣產業發展至今,依然處在規模化生產的初級階段。”

對于這一觀點王保玉也表示了贊同,“評價一項技術的好壞,產氣量是關鍵指標。目前,我國無論在煤層氣總產量,還是單井產氣量方面,均未能扭轉長期偏低的現狀,主要原因正是技術‘適應性’不足。”

盡管開采原理相同或相近,但因不同地區的地質條件、資源分布、煤層結構等情況各不相同,所對應的技術難免有差別。相比客觀條件的多樣化,現有技術卻顯得不那么全面。“有的技術在山西實踐成功,到鄂爾多斯很可能不那么適用。再如,北方以丘陵地形居多,到了南方遇高山路險,甚至連設備都沒法上山,來自北方的技術怎么用?”王保玉稱。

技術制約,進一步體現在開采收益上。中石油華北油田分公司副總經理朱慶忠指出,受工程技術不適應等影響,區域內不同產氣井的日產氣量差別大,單井產量遲遲難以提升,“這也導致整體盈利水平較低,抗風險能力差。按目前單方氣1.74元的收入計算,我們的實際利潤只有6分錢。”

　　技術創新要“因地制宜”

形勢明確,下一步如何提升開采技術的“適應性”?在多位專家看來,以示范工程需求引領技術研發方向,“因地制宜”的技術創新將是煤層氣產業發展的必由之路。

首先,是對技術認識的完善。上述與會專家指出,由于過去對煤炭儲層的認識多局限于表淺層次,對地質類型、特征等差異的認識也存在不足,從一開始就限制了技術的“適應性”發展。而在可開采性的認識上,過去更多停留在儲量計算層面,并無進一步深度研究,導致同一區域的單井產量差異較大。“因此,勘探技術要向提高選區精準度上轉移,開發技術要結合不同地質的結構性、敏感性及可改造性等特性。”

“除缺乏現成的系統理論支撐,亟待取得基礎理論突破,另一方面也亟需新的高效經濟工藝。”中國工程院院士、中國石油大學(北京)副校長李根生舉例指出,“如我國自主研發的水力噴射徑向水平井技術,可形成‘一井多層、一層多眼、一眼多縫’的復雜縫網,由此提高煤層氣的壓裂效益,進而降低開采成本。”

結合已探明的沁水、鄂爾多斯兩大主要開采基地,吳建光也稱,在常規開采工藝的基礎上,可進一步優化推廣地面和井下聯動抽采,分別采用“老井提升”“新井快速上產”的工藝技術,尤其注重中深層煤層氣資源的高效經濟開發技術。

“此外,若裝備水平不行,技術開發還是上不去。相比進口設備,我們的國產化水平現已逐漸趕上,別人有的我們基本也能做出來,只是在發展速度、產品質量等方面還有差距。說到底,要進一步在‘專業化’上下功夫,否則一些核心技術仍難取得更深突破。”王保玉補充。