盡管煤層氣的產(chǎn)業(yè)化利用已經(jīng)成為各界的共識(shí)，但目前的進(jìn)展一直比較緩慢。受開發(fā)技術(shù)以及我國本身的煤層氣自身特性等因素的制約，大規(guī)模商業(yè)化仍需人們付出更多的努力。
    近日，一項(xiàng)名為多分支水平井的煤層氣開發(fā)新技術(shù)使人們看到了大規(guī)模商業(yè)利用的曙光。
    中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長范維唐提筆寫信，向有關(guān)部門推薦這一技術(shù)；中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)、中國煤炭學(xué)會(huì)副理事長孫茂遠(yuǎn)也對(duì)這一技術(shù)贊賞有加。孫茂遠(yuǎn)說，技術(shù)進(jìn)步是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的永恒動(dòng)力。中國有自己獨(dú)特的煤層氣地質(zhì)條件，我們應(yīng)該有自己的技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。多分支水平井技術(shù)就是一種適應(yīng)我國地質(zhì)條件特點(diǎn)的自主、高效的新技術(shù)。
    北京奧瑞安能源技術(shù)開發(fā)有限公司成功地開發(fā)了這一技術(shù)，并在實(shí)踐中得到了運(yùn)用。
    三大因素制約煤層氣開發(fā)
    不斷上升的能源價(jià)格、頻頻爆發(fā)的煤礦瓦斯事件，都使得煤層氣(即煤礦瓦斯)的開發(fā)前景凸顯。良好的市場前景使得數(shù)億資金意欲投資煤層氣。
    我國的煤層氣開發(fā)已有10多年時(shí)間，之所以遲遲不能大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，原因是多方面的。北京奧瑞安能源技術(shù)開發(fā)有限公司總經(jīng)理?xiàng)铌懳湔f，目前就開發(fā)煤層氣的三大關(guān)鍵因素來說，資金、資源、技術(shù)仍處于三張皮的狀態(tài)，所以大量資金始終落不到具體項(xiàng)目上。
    首先就資金而言，我國對(duì)煤層氣產(chǎn)業(yè)沒有集中大量投資。煤層氣開發(fā)需要大量資金，而我們所有的科研和工程建設(shè)加起來，總投資只有30億元，美國僅在10年的時(shí)間里只在科研領(lǐng)域就投入了60億美元，反差巨大。
    市場方面，就三大能源煤、油、氣來說，前兩者只要有產(chǎn)品，就能賣錢，而氣不行。因?yàn)槿绻麤]有管道，民用設(shè)施建設(shè)不起來，氣就無法使用。天然氣沒有現(xiàn)成的市場。西氣東輸立項(xiàng)時(shí)簽訂照付不議合同，遭到了下游用戶的聯(lián)合抵制。2004年管道建成之后，大家爭著使用天然氣。這告訴我們，管道的修通喚起了用戶的用氣意識(shí)，市場隨之也就建立起來了。
    楊陸武說，最重要的一個(gè)原因是煤層氣技術(shù)開發(fā)走了一條彎路。許多人天真地認(rèn)為，既然美國開采煤層氣已經(jīng)獲得了成功，那么我們把他們的技術(shù)拿來用就行了。實(shí)際上這是不對(duì)的，因?yàn)閲�外的技術(shù)體系只適應(yīng)國外的煤層氣開發(fā)。我國的煤層氣賦存條件與國外存在巨大差距。從時(shí)間來講，我們的歷史更老，任何的地殼變動(dòng)都會(huì)留下痕跡，受到的破壞也會(huì)更多。我國的煤層氣雖然儲(chǔ)量大，但不容易開采出來。我國煤層氣有三個(gè)特點(diǎn)，一是低壓，滲透率低，油和氣在地層里的流動(dòng)能力低，即使離井筒很近，氣也不容易采出來。還有一個(gè)是低飽和，不能完全吸附到井里去，因而也就很難高產(chǎn)。而要解決這些問題，必須建立自己的技術(shù)體系。
    值得高興的是，上述困擾煤層氣發(fā)展的三大問題目前已有所緩解。西氣東輸喚醒了市場，而此時(shí)，技術(shù)突破就成為制約煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要問題。
    在楊陸武看來，技術(shù)是連接資金與市場的橋梁，是投資者獲得回報(bào)的重要前提。
    多分支水平井開發(fā)技術(shù)的奧妙
    幾年前，我國許多企業(yè)從國外引進(jìn)了不少煤層氣開發(fā)的成套設(shè)備，但全部以失敗告終。
    有人認(rèn)為，國外開發(fā)煤層氣做了幾十年，有現(xiàn)成的先進(jìn)技術(shù)，我們拿來用即可。實(shí)踐證明，國外的技術(shù)和工具應(yīng)用到國內(nèi)不一定行，因?yàn)槲覀兊馁Y源條件與國外不同。如松藻煤礦的煤細(xì)膩如粉，打水平鉆孔的難度非常大。楊陸武說，建立一套與中國煤層氣地質(zhì)條件相匹配的高效開發(fā)技術(shù)是中國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展最關(guān)鍵的核心任務(wù)。我們必須進(jìn)行技術(shù)改造。
    為了這一信念，楊陸武在井下整整“潛伏”了兩年。那段時(shí)間，他沒有上下班的概念，更談不上節(jié)假日休息。這種耐得住寂寞的鉆研精神，令他的同行敬佩不已。
    終于，成果出來了。煤層氣的排放系統(tǒng)做好了，國外的平均排放率是26.83%，而楊陸武做的達(dá)到了78%至80%，這在全國是少有的。
    為什么不能照搬國外技術(shù)？楊陸武說，由于受多熱源疊加變質(zhì)和多期構(gòu)造改造的影響，中國的煤儲(chǔ)層大多表現(xiàn)為“低滲”和“低壓”的特點(diǎn)。這種“雙低”的儲(chǔ)層條件使得在美國取得了重大成功的垂直井壓裂排采技術(shù)在中國無法獲得預(yù)期成效。其主要原因在于，儲(chǔ)層的“雙低”一方面限制了壓降傳遞速度和距離，另一方面制約了“導(dǎo)流改善”的良性循環(huán)，因而氣井表現(xiàn)為“低產(chǎn)”而且“不穩(wěn)定”。目前位于山西沁水南部地區(qū)的較好的垂直壓裂井僅能維持1000-2000立方米/天的單井產(chǎn)量，對(duì)商業(yè)開發(fā)來說，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足投資回報(bào)要求。
    多分支水平井通過在煤層中部署水平分支井眼，擴(kuò)大井筒與煤層的接觸面積，有效彌補(bǔ)和克服儲(chǔ)層壓力不足和導(dǎo)流能力不足的缺陷。該技術(shù)在設(shè)定的面積內(nèi)沿一定的方向按照合理的分支井間距部署水平井筒，并通過單一的主分支井筒將那些在煤層中通過排水降壓獲得的快速解吸的氣體輸送到井口。按照這種技術(shù)組織鉆井和生產(chǎn)，雖然單井施工成本比常規(guī)垂直井增加3至5倍，但產(chǎn)量可提高10至20倍，采氣時(shí)間可以從15年減少到3-5年。而且同一井眼可以部署多套多分支水平井單元。以四單元井組為例，一個(gè)部署在沁南地區(qū)的四單元井組可以控制4.8平方公里的產(chǎn)氣面積，日產(chǎn)量將達(dá)到12至15萬立方米的規(guī)模，預(yù)計(jì)5年內(nèi)最終回采率可以達(dá)到60%至70%。
    簡單地說，多分支水平井技術(shù)，就是從地面打井，鉆井到煤層后開始拐彎分叉，并向兩側(cè)行走，盡可能向煤層延伸鉆孔，從而盡可能地將煤層氣吸到井筒中。
    通過選擇煤礦井下煤儲(chǔ)層進(jìn)行近距離觀察研究和大強(qiáng)度試驗(yàn)積累，奧瑞安公司成功地開發(fā)出了一套特別適用于低滲和低壓環(huán)境的煤層氣高效開發(fā)多分支水平井技術(shù)體系。這套技術(shù)具有如下鮮明的特點(diǎn)：
    1) 高產(chǎn)高效，相對(duì)于常規(guī)水力壓裂垂直井，產(chǎn)能提高約5到10倍，5年內(nèi)氣體采收率可達(dá)70%；
    2) 定向開采，其定向和水平延伸能力使得復(fù)雜地表地質(zhì)條件下單井筒大面積開采煤層氣成為可能，單井眼水平定向延伸能力可達(dá)1000-1500米；
    3) 欠平衡儲(chǔ)層保護(hù)，對(duì)低壓儲(chǔ)層而言，欠平衡作業(yè)是保障產(chǎn)能的唯一有效途徑；
    4) 全程抽放，可以配合煤礦開采，進(jìn)行立體的全方位瓦斯抽放，同一井筒可以用于預(yù)抽、采中抽及采后抽，既能提高抽放率，又能在不干擾煤礦生產(chǎn)的前提下節(jié)約抽放時(shí)間；
    5) 精確勘探，定向工程揭露的地質(zhì)信息可以為煤礦工作面部署提供最權(quán)威的勘探依據(jù)，完全解除煤炭生產(chǎn)對(duì)常規(guī)補(bǔ)充鉆探和三維地震勘探的嚴(yán)重依賴；
    奧瑞安針對(duì)中國煤地質(zhì)條件開發(fā)的多分支水平井技術(shù)已經(jīng)在中國山西獲得了成功驗(yàn)證。2004年11月28日，奧瑞安設(shè)計(jì)和組織施工的DNP—02多分支水平井正式投入生產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)了預(yù)期工藝和產(chǎn)能的雙重突破。該井率先在中國實(shí)現(xiàn)了煤層水平多分支鉆進(jìn)，煤層中水平井眼總進(jìn)尺近8000米。在經(jīng)過70多天的排水后，DNP—02井井底壓力僅降低了0.5Mpa，但甲烷流量已經(jīng)逐步上升到了15000m3/d。從開始生產(chǎn)至今已經(jīng)將近一年半，氣井日產(chǎn)量平均 20000m3。
    奧瑞安已經(jīng)在中國組建了一套完整的煤層氣勘探開發(fā)專家隊(duì)伍，可以為地面煤層甲烷的開發(fā)利用提供如下系列技術(shù)支持：
    1) 煤層氣開發(fā)投資；
    2) 煤層氣資源與儲(chǔ)量評(píng)估；
    3) 煤層氣儲(chǔ)層工程評(píng)價(jià)與數(shù)值模擬；
    4) 特殊氣藏(低滲、低壓)開發(fā)工程技術(shù)服務(wù)；
    5) 煤層氣勘探與開發(fā)工程規(guī)劃；
    6) 煤層氣利用規(guī)劃與工程設(shè)計(jì)；
    7) 煤層氣勘探開發(fā)戰(zhàn)略分析；
    8) 煤層氣勘探開發(fā)項(xiàng)目投資分析；
    9) 煤礦區(qū)采煤采氣一體化。
    新技術(shù)使投資者看到“錢”景
    楊陸武的多分支水平井技術(shù)取得成功后，在業(yè)內(nèi)引起了強(qiáng)大的震動(dòng)。在許多打直井的人宣布退出的地方，楊陸武打出了煤層氣，傳統(tǒng)的方法一天只能產(chǎn)300立方米煤層氣，而楊陸武的方法能產(chǎn)2000萬立方米，是傳統(tǒng)方法的近7倍。
    投資者紛紛找上門來與他合作，手中握有大把資金的老板對(duì)楊陸武說，只要你告訴我哪兒能開采，我就在哪兒投錢。國內(nèi)大型的石油公司、國外基金也紛紛來找楊陸武，尋找技術(shù)合作。楊陸武也十分看好煤層氣產(chǎn)業(yè)開發(fā)的良好前景。2005年，運(yùn)用這一技術(shù)，楊陸武為中石油、中聯(lián)煤層氣有限公司等共施工了5口井。
    奧瑞安及其股東公司以其豐富的國際煤層氣開發(fā)經(jīng)驗(yàn)為依托，從1994年開始，經(jīng)過近10年的時(shí)間，完成了關(guān)于中國煤層氣的理論與實(shí)踐積累，相繼于2002 年和2004年在中國山西晉城成功地完成了國內(nèi)本行業(yè)煤礦井下水平長鉆孔(1002米)瓦斯抽放項(xiàng)目和地面煤層氣多分支水平井(8018米)開發(fā)項(xiàng)目。其中，井下抽放項(xiàng)目的成功實(shí)施使山西晉城大寧煤礦的瓦斯抽放率達(dá)到了80%。
    2004年，奧瑞安在中國河南協(xié)助完成的煤礦井下軟煤深孔鉆進(jìn)項(xiàng)目也獲得了成功。12月6日完鉆的示范井深162米，率先實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜構(gòu)造帶軟煤鉆井的技術(shù)突破。軟煤鉆進(jìn)的成功實(shí)施標(biāo)志著中國煤礦防突工作的重大進(jìn)步，井下勘探、防突和抽放一體化作業(yè)成為現(xiàn)實(shí)。
    楊陸武說，技術(shù)本身是有潛力的，只要方法得當(dāng)，產(chǎn)能可以大大提高。隨著技術(shù)的進(jìn)一步推廣和完善，煤層氣開發(fā)的成本還會(huì)降低。同時(shí)，他想做的另外一件事情，是對(duì)全國的煤層氣資源進(jìn)行分類整理，徹底摸清資源家底，弄清不同的資源條件適合什么樣的技術(shù)，給對(duì)煤層氣開發(fā)感興趣的資金提供投入的方向。

來自：經(jīng)濟(jì)參考報(bào)