在山西沁水盆地,一臺(tái)臺(tái)“磕頭機(jī)”日夜不停地運(yùn)轉(zhuǎn)著,從深埋地下的煤層中汲取著清潔能源——煤層氣。2024年,山西省煤層氣產(chǎn)量達(dá)134.3億立方米,占全國(guó)同期產(chǎn)量的八成以上,穩(wěn)居全國(guó)第一大煤層氣生產(chǎn)基地。
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今年前10個(gè)月,山西非常規(guī)天然氣累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到152億立方米,同比增長(zhǎng)7.5%,創(chuàng)下歷史同期產(chǎn)量新高。
這片曾經(jīng)因煤而興的土地,正在經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的能源蛻變。隨著中國(guó)石油、中國(guó)海油、中國(guó)石化等能源巨頭紛紛投下重注,一場(chǎng)前所未有的能源開(kāi)發(fā)“競(jìng)賽”正在山西上演。到2030年,山西計(jì)劃將非常規(guī)天然氣年產(chǎn)量提升至300億立方米,同步打造千億級(jí)產(chǎn)業(yè)集群。
01
資源稟賦:山西煤層氣家底有多厚?
山西煤層氣資源富集程度令人驚嘆。數(shù)據(jù)顯示,全省埋深2000米以淺的煤層氣預(yù)測(cè)資源量約8.31萬(wàn)億立方米,占全國(guó)近三分之一。這意味著山西擁有全國(guó)最豐富的煤層氣資源儲(chǔ)備。
山西坐擁沁水盆地和鄂爾多斯盆地東緣兩大非常規(guī)天然氣富集區(qū)。其中,沁水煤田是我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)最早的煤田之一,也是當(dāng)前我國(guó)最大的煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地。
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)地測(cè)學(xué)院教授李勇指出:“沁水煤田主體地質(zhì)構(gòu)造類(lèi)型單一、褶皺微弱,內(nèi)部斷裂少、規(guī)模小,減少了煤層氣散逸。頂?shù)装逡簿邆淞己玫姆馍w性,利于氣體保存”。
目前,沁水煤田煤層氣資源量約4萬(wàn)億立方米,其中探明儲(chǔ)量5691億立方米,約占全國(guó)煤層氣探明儲(chǔ)量的一半。截至2024年底,山西省煤層氣累計(jì)探明地質(zhì)儲(chǔ)量約0.97萬(wàn)億立方米,保持全國(guó)首位。
山西煤層氣開(kāi)發(fā)不僅有資源基礎(chǔ),更有地質(zhì)條件支撐。相比其他地區(qū),山西煤層氣埋深適中,多套煤層均有開(kāi)發(fā)價(jià)值,為規(guī)模化商業(yè)開(kāi)發(fā)提供了先天優(yōu)勢(shì)。
02
開(kāi)發(fā)進(jìn)程:從“瓦斯之困”到“綠色能源”
煤層氣俗稱(chēng)“瓦斯”,是產(chǎn)自煤層、以甲烷為主要成分的非常規(guī)天然氣。在山西煤礦開(kāi)采史上,瓦斯曾是煤礦安全的長(zhǎng)期威脅,令人聞之色變。
為破解這一難題,山西在采煤過(guò)程中開(kāi)始主動(dòng)抽采瓦斯并燃燒處理,以降低安全風(fēng)險(xiǎn)。早期的瓦斯抽采是“不得不抽”的被動(dòng)防御措施,卻意外成為山西啟動(dòng)煤層氣勘探的直接動(dòng)因。
1993年,晉丹能源開(kāi)發(fā)有限公司在沁水寺河建成了全國(guó)首個(gè)煤層氣開(kāi)發(fā)試驗(yàn)井組,標(biāo)志著山西煤層氣開(kāi)發(fā)從理論探索進(jìn)入實(shí)踐階段。
自此,山西煤層氣產(chǎn)業(yè)步入快車(chē)道。產(chǎn)量從2007年不足19億立方米,快速增至2024年的134.3億立方米。2024年,山西省非常規(guī)天然氣總產(chǎn)量達(dá)到166.9億立方米,同比增長(zhǎng)12.8%,年度產(chǎn)量創(chuàng)歷史新高。
山西通過(guò)實(shí)施“先采氣后采煤,采氣采煤一體化”新模式,顯著提升了煤層氣開(kāi)發(fā)水平。晉城礦區(qū)創(chuàng)新的“四區(qū)聯(lián)動(dòng)”模式,采用規(guī)劃區(qū)地面預(yù)抽、準(zhǔn)備區(qū)井上下聯(lián)合抽采、生產(chǎn)區(qū)精準(zhǔn)抽采、采空區(qū)地面鉆采,有效實(shí)現(xiàn)了煤層氣“減少溫室氣體排放、保障煤礦安全生產(chǎn)、補(bǔ)充綠色氣體能源”三重功效。
03
技術(shù)突破:解鎖“邊際資源”的開(kāi)發(fā)鑰匙
技術(shù)創(chuàng)新是山西煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。近年來(lái),山西在煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)上取得一系列突破性進(jìn)展,解決了制約產(chǎn)能釋放的多種關(guān)鍵問(wèn)題。
在潘河薄煤層氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中,中海油中聯(lián)公司對(duì)薄煤層進(jìn)行了集中攻關(guān),形成了薄煤層識(shí)別、復(fù)雜井網(wǎng)部署優(yōu)化等一系列技術(shù)創(chuàng)新,在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)對(duì)薄煤層氣的資源提儲(chǔ)。
目前,潘河薄煤層氣開(kāi)發(fā)項(xiàng)目累計(jì)建井200多口,單井平均日產(chǎn)量超3000立方米,日產(chǎn)量占比已攀升至該區(qū)塊總產(chǎn)量的二分之一。
針對(duì)深層煤層氣開(kāi)發(fā),山西也取得了重大突破。李勇教授介紹,傳統(tǒng)煤層氣依賴(lài)“排水—降壓—解吸—擴(kuò)散—滲流”過(guò)程,而深層煤巖氣游離氣與吸附氣并存,采用滲吸置換的開(kāi)發(fā)方式,利用 “長(zhǎng)水平井+超大規(guī)模壓裂”技術(shù),壓裂后開(kāi)井即高產(chǎn),無(wú)需長(zhǎng)期排水。
中石油在大吉區(qū)塊開(kāi)展的深層煤巖氣先導(dǎo)試驗(yàn)取得重大成功,該區(qū)塊成為全國(guó)首個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)深層煤巖氣田,一舉打破了長(zhǎng)期以來(lái)制約深層煤巖氣開(kāi)發(fā)的技術(shù)壁壘。
華新燃?xì)饧瘓F(tuán)則首創(chuàng)了全國(guó)采煤采氣一體化四區(qū)聯(lián)動(dòng)技術(shù)體系,通過(guò)科學(xué)劃分采氣區(qū)、采煤區(qū)、過(guò)渡區(qū)和保護(hù)區(qū),實(shí)現(xiàn)了煤炭開(kāi)采與煤層氣抽采的同步規(guī)劃、同步實(shí)施、協(xié)同推進(jìn)。
04
三桶油競(jìng)逐:山西煤層氣開(kāi)發(fā)格局重塑
山西煤層氣的巨大潛力吸引了“三桶油”紛紛投下重注,在山西展開(kāi)了一場(chǎng)前所未有的能源開(kāi)發(fā)“競(jìng)賽”。
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中國(guó)石油設(shè)立山西煤層氣勘探開(kāi)發(fā)分公司,在沁水盆地等區(qū)域深耕多年,擁有扎實(shí)的資源和產(chǎn)量基礎(chǔ)。華北油田沁水煤層氣田成為全國(guó)首個(gè)年地面抽采能力突破20億立方米的煤層氣田。
中國(guó)海油通過(guò)中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司布局山西煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中聯(lián)煤可以說(shuō)是國(guó)內(nèi)煤層氣商業(yè)化開(kāi)發(fā)的開(kāi)拓者,擁有豐富的對(duì)外合作經(jīng)驗(yàn)和一定的技術(shù)積累。截至今年初,華北油田沁水煤層氣田日產(chǎn)量持續(xù)保持在720萬(wàn)立方米以上,繼2024年煤層氣年產(chǎn)達(dá)26億立方米后,今年產(chǎn)量有望再創(chuàng)新高。
2025年,中國(guó)石化在山西投資成立煤層氣公司,注冊(cè)資本4.5億元。其經(jīng)營(yíng)范圍不僅覆蓋陸地石油和天然氣開(kāi)采、礦產(chǎn)資源勘查等煤層氣開(kāi)發(fā)核心領(lǐng)域,還涉足發(fā)電、輸電、供配電以及風(fēng)、光發(fā)電技術(shù)服務(wù)等業(yè)務(wù)。
中國(guó)石化早于2008年就開(kāi)始在山西布局煤層氣產(chǎn)業(yè)。2011年,中國(guó)石化和山西國(guó)際能源集團(tuán)共同出資組建山西國(guó)化能源有限責(zé)任公司,從事山西省境內(nèi)煤層氣的勘探開(kāi)發(fā)、管道輸送、城市管網(wǎng)、綜合利用和銷(xiāo)售。
05
政策創(chuàng)新:煤層氣改革的“山西樣板”
山西煤層氣產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,離不開(kāi)持續(xù)深化的體制機(jī)制改革。山西作為全國(guó)首個(gè)煤層氣管理體制改革試點(diǎn)省份,全方位推進(jìn)管理體制改革創(chuàng)新,為全國(guó)煤層氣管理起到了示范引領(lǐng)效應(yīng)。
2018年,山西出臺(tái)《山西省深化煤層氣(天然氣)體制改革實(shí)施方案》,從放開(kāi)勘查準(zhǔn)入、推動(dòng)管網(wǎng)公平開(kāi)放等方面給出全面指導(dǎo)。2019年,山西成為能源革命綜合改革試點(diǎn),晉城同步承擔(dān)煤層氣綜合改革試點(diǎn)任務(wù)。
政策出臺(tái)后,改革成效迅速顯現(xiàn)。礦業(yè)權(quán)審批時(shí)限從半年壓縮至27個(gè)工作日,極大激發(fā)了市場(chǎng)活力。中國(guó)石油、中國(guó)海油、華新燃?xì)獾绕髽I(yè)紛紛加碼投資,幾年內(nèi)新增鉆井2200多口、完成投資132億元、新增產(chǎn)能20多億立方米。
山西還通過(guò)嚴(yán)格執(zhí)行煤層氣探礦權(quán)延續(xù)核減規(guī)定、提高最低勘查投入標(biāo)準(zhǔn),有效解決了“圈而不探”的行業(yè)痛點(diǎn)。“十四五”以來(lái),全省累計(jì)退出區(qū)塊約7800平方千米,占區(qū)塊總面積的25%。
山西還依托全省自然資源網(wǎng)上交易平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了煤層氣資源出讓的市場(chǎng)化、公開(kāi)化、規(guī)范化。這種公開(kāi)透明的市場(chǎng)環(huán)境,為各類(lèi)企業(yè)參與煤層氣開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了良好條件。
06
前景展望:千億級(jí)產(chǎn)業(yè)集群呼之欲出
隨著煤層氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,山西正從過(guò)去的天然氣輸入省轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鍪。蔀榫┙蚣健⑿郯残聟^(qū)等地區(qū)燃?xì)夤?yīng)的有力支撐。
在輸送端,山西已構(gòu)建起“三縱十二橫”的輸氣管網(wǎng)格局,管網(wǎng)長(zhǎng)度超9400公里,實(shí)現(xiàn)全省111個(gè)縣(市、區(qū))全覆蓋,“橫貫東西、縱穿南北”的體系確保了天然氣“產(chǎn)得出、輸?shù)米摺薄?/p>
應(yīng)用端的變革也同樣亮眼。山西大力推進(jìn)煤層氣多元化利用,在發(fā)電、工業(yè)燃料、民用燃?xì)獾阮I(lǐng)域全面開(kāi)花。僅晉城市通過(guò)“氣化晉城”工程就實(shí)現(xiàn)工業(yè)園區(qū)、景區(qū)全覆蓋,居民氣化率超95%,年消納煤層氣8.7億立方米。
煤層氣開(kāi)發(fā)已帶動(dòng)裝備制造、技術(shù)服務(wù)等全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。山西正重點(diǎn)打造太原、晉城、臨汾各具特色的煤層氣產(chǎn)業(yè)裝備園區(qū),“強(qiáng)龍頭、補(bǔ)鏈條、聚集群”的發(fā)展思路清晰明確。
按照規(guī)劃,山西將力爭(zhēng)在“十四五”末,使非常規(guī)天然氣年產(chǎn)量突破200億立方米;到2030年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)量300億立方米的目標(biāo),全力打造非常規(guī)天然氣千億產(chǎn)業(yè)集群。
屆時(shí),山西將成為我國(guó)最重要的天然氣產(chǎn)區(qū)之一。按1戶(hù)家庭日均用氣量1立方米計(jì)算,300億方可滿(mǎn)足8000萬(wàn)個(gè)家庭、超過(guò)兩億人的用氣需求。
從“一煤獨(dú)大”到“氣煤共贏”,山西的能源革命正在深刻重塑中國(guó)能源版圖。未來(lái)幾年,隨著“三桶油”等能源巨頭持續(xù)加碼,技術(shù)瓶頸不斷突破,山西煤層氣產(chǎn)業(yè)有望迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展空間。
這場(chǎng)圍繞煤層氣的開(kāi)發(fā)競(jìng)賽,不僅關(guān)乎企業(yè)間的市場(chǎng)角逐,更關(guān)系到國(guó)家能源安全與“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。山西煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,正為中國(guó)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和綠色低碳轉(zhuǎn)型注入強(qiáng)勁動(dòng)力。
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