维普资讯 http://www.cqvip.com 煤层气(CBM)为非常规天然气,即煤层中的甲 烷,是一种极易爆炸的气体,需要在采煤作业中先行 排出,以保证煤矿生产安全。而且,甲烷的温室效应是 二氧化碳的2l倍,综合利用煤层气将降低温室气体排 放。每1000立方米煤层气相当于1吨燃油和1.25吨标 准煤,发热量可达8000大卡,与优质煤炭相当,开发 潜力巨大。煤层气开发对弥补天然气的供应不足具有 重要意义。 煤层气 1世界煤层气资源和利用展望 目前,世界各国对煤层气资源的开发和利用已快 速走上议事日程。 1.1 阑 美国对煤层气等非常规气田的不断开发,使落基 山脉诸州和德克萨斯州的天然气储量大幅增长。美国 煤层甲烷气的探明储量增长了1%,这部分资源占到美 国干气探明储量的10%。 近20年来,煤层气等非常规天然气资源成为美国 重要的能源供应来源,未来供应将更为重要。美国天 然气供应量已由2000年1 9.2万亿立方英尺增加到 2003年19.4万亿立方英尺,而同期内,常规天然气生 产量下降,非常规天然气生产量则增加了1万亿立方英 尺。致密油砂岩气从4万亿立方英尺增加到4.6万亿立 方英尺,煤层气从1.4万亿立方英尺增加到1.6万亿立 方英尺。非常规天然气生产量从2000年5万亿立方英 尺增加到2005年10.4万亿立方英尺。 美国能源情报署确定的12个最大的天然气气田 中,有9个为非常规天然气气田。美国非常规天然气资 源分布见图1。与常规天然气资源不同,非常规天然气 因气层渗透性低,生产比较困难。 煤层气储藏中可回收50%~70%气体。 美国三大煤层气储藏地为:Power River、 Uinta和Raten盆地。2005年从这些盆地生 产煤层气合计3100亿立方英尺,生产井多达 2500口。美国生产的煤层气已从1989年1500 亿立方英尺增加到2005年1.8万亿立方英尺。 据美国能源情报署(EIA)报道,2004年美国 1 3个州储藏和生产煤层气,还有一些州也有 潜力。美国煤层气储藏量2004年为18.4万亿 立方英尺。 1.2加拿大 2003年加拿大阿尔伯省为开采煤层气钻 图1 美国非常规天然气资源分布 井1000口,2004年叉钻井1500 u,现煤层气 维普资讯 http://www.cqvip.com 生产量总计约为1~1.5亿立方英尺/天(10.22~ l5.33亿立方米/年) 据阿尔伯达地质调查估计, 阿尔伯达地下煤层拥有煤层气5 50万亿立方英尺 (15.4万亿立方米),最终可回收量为75万亿立方 发煤层气,山西正试图让瓦斯变成“能源新宠”。 我国煤炭储量占总化石能源储量的90%以上。以 煤为主的能源结构决定了我国必须重视煤层气开发, 用最有效的途径治理瓦斯。煤层气产业化和规模化开 发和利用,将大大减少煤矿安全生产事故,减少煤矿 瓦斯排放对大气臭氧层的污染破坏,还可弥补中国清 英尺(2.1万亿立方米)。据加拿大国家能源局 (NEB)预测,加拿大煤层气生产量将从2005年3 亿立方英尺/天增加到2007年9亿立方英尺/天, 洁能源的不足,改善能源结构。 我国较早进行瓦斯抽放的是辽宁抚顺、阜新和山 西阳泉等煤矿产区,但多为井下抽放,只是作为煤矿 2014年将超过2O亿立方英尺/天(204.4亿立方 米/年),2024年将达30亿立方英尺/天(306.6 亿立方米/年)。 安全生产的一项辅助措施,属于“被动抽放”,其利用 煤层气直接向空中排放 全国每年排放掉的煤层气(瓦 斯)多达120亿立方米,接近西气东输工程的总供气 量,相当于白白丢掉1000多万吨标准煤。由于勘探开 发成本高,资金、技术和产业政策不配套等多种原因, 我国煤层气开发一直没有走上产业化发展之路。 据加拿大国家能源局(NEB)预测,加拿大 也仅局限于矿区职工生活和少量工业用气,绝大多数 常规天然气生产将从2004年163亿立方英尺/天 下降至2007年160亿立方英尺/天。而煤层气产 量将快速增长,预计产量将从2005年3亿立方英 尺/天提高到2007年9亿立方英尺/天。 1.3印度 印度也在加快煤层气的开发利用。印度能源 2006年2月份,国务院成立瓦斯治理部级协调领 导小组。小组设在国家发改委,由发改委、国家煤矿安 组成立以来做了一系列工作,包括协调各方面的力量, 创造瓦斯治理工程是生命工程的舆论氛围;组织专家 到煤矿企业考察,帮助企业制定瓦斯治理方案;筹集 400'[L元资金解决瓦斯治理投入不足问题;成立煤矿瓦 斯科技中心,利用科技加大对瓦斯的治理;加大地面 煤层气预抽工作等。截至2005年,我国新建地面预抽 煤层气井的数量达到330口,超过过去十多年的总和。 我国煤层气开发和利用进入新的发展期。 需求量中,煤炭占55%、石油占35%、天然气占 万立方米/天,而需求达1.1亿立方米/天,预 7%、水电占2%、核能占1%。天然气生产量为78o0 全监察局、科技部等l2个单位的有关人员共同组成。小 计2006~2007年需求将增加到2.3亿立方米/天, 2025年需求将增加到3.9亿立方米/天 印度煤 炭资源量2400亿吨 煤层气的资源量为1万亿立 方米,以50%可回收利用计,可回收利用5000亿 立方米,而常规天然气储量为7600亿立方米,煤 层气的开采利用已在加快 2中国煤层气资源现状 据了解,我国地表往下2000米的煤层气资源 量为30~35万亿吨,居世界第三位,与常规天然 3中国煤层气发展情况 目前世界上主要产煤国都十分重视开发煤层气资 源,同时还注重减少煤炭燃烧所产生的二氧化碳气体 排放 2005年2月16日生效的((京都议定书》,要求 相关签约成员减少温室气体排放,进而防止全球气候 变暖。温室气体可以像商品一样买卖,以清洁发展机 制(CDM)为主的碳市交易是主要手段。世行碳基金 2004年底从我国晋煤集团购买了l0年450万吨的二氧 气资源储备量相当。 我国中联煤层气有限责任公司最新一轮全国 煤层气资源预测结果显示,我国煤层气资源总量 为31.46万亿立方米,相当于450亿吨标准煤,与 我国常规天然气的资源总量相当,其中鄂尔多斯盆 地内,晋陕蒙含气区的煤层气资源就达l7.25万亿 立方米,占全国煤层气总资源量的半壁江山。煤炭 化碳气体减排指标,售价高达1900万美元。而中国作 为世界第一大产煤国,长期以来煤层气资源开发利用 十分滞后,而其对安全生产的威胁却日趋严峻。 我国已制定“十一五”期间煤层气产业发展规划, 大省山西煤层气储量约占全国的1/3,是目前我国 煤层气产量最大的地区,该省的阳泉煤业集团、晋 城煤业集团年产气量均过亿立方米,从居民用气、 工业用气到煤层气发电,到投入20多亿元全面开 对煤层气(瓦斯)治理的正确理念逐渐深入人心,我国 维普资讯 http://www.cqvip.com 节眭 煤层气开发和煤矿瓦斯治理工作正面临重要的转折点。 中联煤层气有限责任公司2005年的煤层气产量为 _ 方千米的范围将连为一体,并且将进一步与沁水 盆地北部的寿阳、阳泉等煤层气基地相接,使之 成为我国最大的煤层气生产基地,形成洁净能源 2000万立方米。该公司2006年的产量预计将达到1. 5亿立方米。我国煤层气井主要分布在晋、陕、蒙地区, 的有力补充。虽然该项目所产煤层气现阶段主要 用于满足山西省内需求,但今后的计划是接入西 气东输管道,向东部沿海地区输送。 山西省将煤层气开发利用列为六大重点投资 钻井数量占全国钻井总数的56%,开采投资近IO(L元, 其中外资投入为3亿元。 外国能源公司也在加大对中国煤层气开采的投入 和争夺。目前已有美国、加拿大、英国、澳大利亚等国 家的l3家公司来华开采煤层气。这些外国能源公司包 领域内容之一,在煤层气燃料、发电、化工合成、 液化等领域寻求合作。据悉,国家投资公司已决 定在未来7年内投入30~50亿元参与山西煤层 气、焦煤气的开发。 括美国的雪佛龙公司、远东能源公司、英国瑞弗莱克 公司、加拿大的维罗纳开发有限公司、特拉维斯特能 源公司、宏图研探能源公司等。截至2006年3月,外 国能源公司在中国已签约的25个区域煤层气的勘探开 山西晋城市选用煤层气作为替代汽油的新型 燃料,大力推广煤层气汽车项目,在使煤矿瓦斯 得到有效利用的同时,化解了油价上涨压力。截 采投资已超过l2亿元人民币,分成从50%到70%不等。 3.1Ⅲ内余业“t发腱情况 至2005年l1月,该市已有近400部车辆燃用煤 近年来,随着能源地位的提高,我国开始重视煤 层气。据测算,如果全市改装率达到50%,每年 节省的燃料费用将超过l亿元。晋城市地处我国 第一个大型整装煤层气田沁水煤田南部,煤层气 总储量为6.85万亿立方米,约占全国煤层气资 源量的20%。目前煤层气替代汽油的技术已相当 层气的产业化。中联煤层气有限责任公司于l996年3 月由国务院批准组建,中国中煤能源集团公司和中国 石油天然气集团公司各占50%股份,主要从事煤层气 资源勘探、开发、生产、输送、销售和利用,享有对外 合作开发煤层气资源的专营权。该公司组建以来,以 成熟,在传统的燃油汽车上再加设储气瓶、充气 阀、截止阀等设备,即可形成油气双燃系统,经 过改装后的汽车还可以使用汽油,由一个转换开 技术研发为保证,以产业化为目标,坚持外引内联的 发展思路,在煤层气勘探开发领域取得了丰硕成果。该 公司在全国共登记煤层气区块39个,面积3.92万平方 公里,占全国煤层气登记区块面积的58.7%。截至2005 关进行控制。汽车燃用煤层气的费用约为汽油的 50%~58%,并且排放尾气不含铅,基本不产生 含硫化合物,与燃用汽油相比,一氧化碳、碳氢 化合物、氮氧化合物可分别减排97%、72%和 年6月,共实施35个项目,累计投资约15亿元,其中 引进外资12亿元。 山西省是我国煤炭和煤层气资源生产大省,煤层 39%。据悉,晋城市目前拥有车辆3万余辆,该 市计划2005年改装汽车500辆,2006年改装2000 气资源量占全国总量的1/3左右。“十一五”期间,山 西省煤层气勘探投资预计达200 ̄L元,煤层气开发利用 辆,2007年开始对公务车及私家车进行改装。 国家“863”科技项目试验基地一一新汶矿 业集团莱芜鄂庄矿地下煤层气化二期工程于 总投资将超过looo ̄L元,煤层气产能将达50亿立方米。 山西省煤层气综合开发利用正在形成热潮。 我国第一个煤层气地面开采商业示范项目——山 西 南煤层气开发利用高技术产业化示范工程潘河煤层 气项目一期工程已于2005年l2月实现商业售气,我国 的煤层气地面开发由此而进入商业化运营阶段。该项目 一2006年3月竣工。标志着新矿煤层气化研究已从 试验转入规模工业化试验应用的新阶段。新矿和 中国矿业大学在原有l号气化炉运行的基础上, 建起富氧水蒸气连续气化工艺的二期工程,使 期工程的总投资达3.6亿元,平均年产煤层气约l亿 整个地下气化站能够每日稳定生产煤气5万立方 立方米,是目前我国第一个、同时也是最大的煤层气地 面商业化开发利用项目。二期工程将钻井400口,实现 米,而煤气的平均热值也达每立方米2500大卡。 该项技术不但实现了富氧连续气化,而且成功实 施了工业应用,是我国煤层气气化技术的又一重 大突破。 年产气3.295亿立方米,三期工程将实现年产气6.899 亿立方米。全部工程完工后,整个沁水盆地南部346平 维普资讯 http://www.cqvip.com 3.2嘲内食业与囤外仓业合作发展情况 西焦煤集团签订了合作意向,并完成了对山西焦煤集 团三个矿井的煤层气利用可行性调研。 中美两国联手开发云南煤层气取得突破性进展, 中联煤层气有限责任公司将与外国能源公司 共同合作在我国勘探、开发、生产及销售煤层气, 勘探开采区域涉及华北、西北和东北广大地区。 该公司于2006年3月初与加拿大宏图研探能源公 该省富源县竹园镇一钻井排采实验每天可产煤层气 2000立方米。云南省拥有将近4500 ̄L立方米的煤层气, 储量居全国第三,主要分布于滇东恩洪及老厂矿区。为 司签署了一份合同,在我国华东地区勘探煤层气。 这是近4个月来,该公司与外国公司签订的第4个 煤层气开发合同,目前,该公司已与外国公司签 署了26份煤层气合同 根据产品分成合同规定, 了合理开发利用煤层气、减少煤炭开采瓦斯爆炸,云 南省煤田地质局、中联煤层气有限公司与美国远东能 源公司,签署联合开采恩洪及老厂矿区煤层气合同, 在暑年的勘探期内,外国能源公司将独立承担勘 探的全部风险和投资,在开发期产出的全部煤层 气将由中方与外方按照投资比例分享。 大维罗纳开发有限公司签署了合作开发山西石楼 北煤层气资源的产品分成合同。至此,中联公司 与外国公司签署的煤层气产品分成合同已达2 3 个,合同区总面积约3.5万平方千米,合作区内 的预测煤层气总资源量近3.7万亿立方米。双方 计划钻探5口煤层气勘探井和8口煤层气开发实验井。 该项目现已进入实质性实施阶段。 中美也将合资开采湖北省黄石市地下煤层气,黄石百 中联煤层气有限责任公司于2005年底与加拿 里矿区煤层气资源量约50亿立方米。2003年l0月,经 国家有关部门批准,中美双方签署了合作开发黄石地 区煤层气资源的开采合同,合同期为30年。该项目由 美国格莱斯顿能源集团投资8000万美元,利用国际先 进技术将黄石地下依附于煤层的瓦斯压出,输送到煤 气公司煤气净化站脱硫后进入天然气管网。产出的煤 层气将依照合同条款按比例分成。 此次合作区块位于山西省河东煤田中部,合同区 面积为1015平方千米,预测煤层气总资源量约为 1500亿立方米。该区块煤层含气量高,煤层气资 源开发潜力巨大,具有极好的商业前景。根据双 方签署的产品分成合同,在勘探期内维罗纳公司 将采用先进的勘探技术探明合同区内的煤层气资 中国石油天然气股份有限公司与美国CDx天然气 国际公司(下称CDX公司)于2005年4月底签署山西 沁水盆地实施煤层气羽状水平井钻井服务合同。中国 石油天然气股份有限公司利用CDX公司专有技术,在 沁水盆地实施2个羽状水平井井组进行煤层气试验开 源并独立承担勘探风险。在开发生产期内,由双 方共同投资,所产煤层气将依照合同条款按比例 采。在山西沁水盐地中国石油天然气股份有限公司拥 有矿权的区块内,煤层气资源丰富,是我国煤层气开 发利用条件最好的地区之一。如果CDX的羽状水平井 钻完井技术在该区的试采取得成功,中国石油天然气 股份有限公司计划以已有的探明储量为依托,力争用3 年时间,形成年产l0亿立方米商品煤层气规模 河南鹤壁市煤层气发电技术项目通过省级鉴定, 分成。据悉,中联公司自成立以来已先后投资12 亿元在山西进行煤层气勘探和开发试验,占历年 总投资的八成以上。其中,约l0亿元是对外合作 项目。该公司在山西重点开发的煤层气项目有11 个,其中潘河项目是国家级煤层气高技术产业化 示范工程。 德国鲁尔集团公司与山西潞安矿业集团公司 填补了河南省瓦斯发电技术的空白。煤层气发电技术 研究与应用是鹤壁煤电公司的重大科研项目。该项目 利用煤矿井下抽出的低浓度瓦斯发电、供热、制冷,达 和山西焦煤集团于2005年5月签订合作协议,共 同开发利用山西的煤层气资源。根据山西潞安和 到了变废为宝,综合利用的目的。多年来,瓦斯爆炸一 直是威胁矿井生产的重大灾害因素,鹤壁煤电公司研 发的煤层气发电技术,有效地减弱了瓦斯对矿井生产 鲁尔的双方协议,潞安矿区煤层气开发大致分3 个阶段,第一阶段是到2005年底,井下抽放初具 规模,满足矿井安全生产的需要,第二阶段是到 2006年形成稳定的气源,达到利用的规模要求; 的威胁。该项目发电成功,为河南省同类矿井利用煤 层气发电提供了新的经验。 随着世界对能源需求的不断增长,煤层气资源及 其利用必将日受重视。一 第三阶段是到2007年形成煤层气产业规模,用于 发电、化工生产及民用等。德国鲁尔集团还与山