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(kāi)發(fā)技術(shù)以及我國(guó)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(kāi)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(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)范維唐提筆寫(xiě)信，向有關(guān)部門(mén)推薦這一技術(shù)；中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)孫茂遠(yuǎn)也對(duì)這一技術(shù)贊賞有加。孫茂遠(yuǎn)說(shuō)，技術(shù)進(jìn)步是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的永恒動(dòng)力。中國(guó)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(guó)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(kāi)發(fā)有限公司成功地開(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)前景凸顯。良好的市場(chǎng)前景使得數(shù)億資金意欲投資煤層氣。
    我國(guó)的煤層氣開(kāi)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(kāi)發(fā)有限公司總經(jīng)理?xiàng)铌懳湔f(shuō)，目前就開(kāi)發(fā)煤層氣的三大關(guān)鍵因素來(lái)說(shuō)，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(guó)對(duì)煤層氣產(chǎn)業(yè)沒(méi)有集中大量投資。煤層氣開(kāi)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(lái)，總投資只有30億元，美國(guó)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(chǎng)方面，就三大能源煤、油、氣來(lái)說(shuō)，前兩者只要有產(chǎn)品，就能賣(mài)錢(qián)，而氣不行。因?yàn)槿绻麤](méi)有管道，民用設(shè)施建設(shè)不起來(lái)，氣就無(wú)法使用。天然氣沒(méi)有現(xiàn)成的市場(chǎng)。西氣東輸立項(xiàng)時(shí)簽訂照付不議合同，遭到了下游用戶(hù)的聯(lián)合抵制。2004年管道建成之后，大家爭(zhēng)著使用天然氣。這告訴我們，管道的修通喚起了用戶(hù)的用氣意識(shí)，市場(chǎng)隨之也就建立起來(lái)了。
    楊陸武說(shuō)，最重要的一個(gè)原因是煤層氣技術(shù)開(kāi)發(fā)走了一條彎路。許多人天真地認(rèn)為，既然美國(guó)開(kāi)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(lái)用就行了。實(shí)際上這是不對(duì)的，因?yàn)閲?guó)外的技術(shù)體系只適應(yīng)國(guó)外的煤層氣開(kāi)發(fā)。我國(guó)的煤層氣賦存條件與國(guó)外存在巨大差距。從時(shí)間來(lái)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(guó)的煤層氣雖然儲(chǔ)量大，但不容易開(kāi)采出來(lái)。我國(guó)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(lái)。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(wèn)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(wèn)題目前已有所緩解。西氣東輸喚醒了市場(chǎng)，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(wèn)題。
    在楊陸武看來(lái)，技術(shù)是連接資金與市場(chǎng)的橋梁，是投資者獲得回報(bào)的重要前提。
    多分支水平井開(kāi)發(fā)技術(shù)的奧妙
    幾年前，我國(guó)許多企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)了不少煤層氣開(kāi)發(fā)的成套設(shè)備，但全部以失敗告終。
    有人認(rèn)為，國(guó)外開(kāi)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(lái)用即可。實(shí)踐證明，國(guó)外的技術(shù)和工具應(yīng)用到國(guó)內(nèi)不一定行，因?yàn)槲覀兊馁Y源條件與國(guó)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(shuō)，建立一套與中國(guó)煤層氣地質(zhì)條件相匹配的高效開(kāi)發(fā)技術(shù)是中國(guó)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(méi)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(lái)了。煤層氣的排放系統(tǒng)做好了，國(guó)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(guó)是少有的。
    為什么不能照搬國(guó)外技術(shù)？楊陸武說(shuō)，由于受多熱源疊加變質(zhì)和多期構(gòu)造改造的影響，中國(guó)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(guó)取得了重大成功的垂直井壓裂排采技術(shù)在中國(guó)無(wú)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(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足投資回報(bào)要求。
    多分支水平井通過(guò)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(guò)單一的主分支井筒將那些在煤層中通過(guò)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(wàn)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(jiǎn)單地說(shuō)，多分支水平井技術(shù)，就是從地面打井，鉆井到煤層后開(kāi)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(lài)；
    奧瑞安針對(duì)中國(guó)煤地質(zhì)條件開(kāi)發(fā)的多分支水平井技術(shù)已經(jīng)在中國(guó)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(guó)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(guò)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(kāi)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(guó)組建了一套完整的煤層氣勘探開(kāi)發(fā)專(zhuān)家隊(duì)伍，可以為地面煤層甲烷的開(kāi)發(fā)利用提供如下系列技術(shù)支持：
    1) 煤層氣開(kāi)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(kāi)發(fā)工程技術(shù)服務(wù)；
    5) 煤層氣勘探與開(kāi)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(kāi)發(fā)戰(zhàn)略分析；
    8) 煤層氣勘探開(kāi)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(qián)”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(wàn)立方米，是傳統(tǒng)方法的近7倍。
    投資者紛紛找上門(mén)來(lái)與他合作，手中握有大把資金的老板對(duì)楊陸武說(shuō)，只要你告訴我哪兒能開(kāi)采，我就在哪兒投錢(qián)。國(guó)內(nèi)大型的石油公司、國(guó)外基金也紛紛來(lái)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(kāi)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(guó)際煤層氣開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)為依托，從1994年開(kāi)始，經(jīng)過(guò)近10年的時(shí)間，完成了關(guān)于中國(guó)煤層氣的理論與實(shí)踐積累，相繼于2002 年和2004年在中國(guó)山西晉城成功地完成了國(guó)內(nèi)本行業(yè)煤礦井下水平長(zhǎng)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(kāi)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(guó)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(guó)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(shuō)，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(kāi)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(guó)的煤層氣資源進(jìn)行分類(lèi)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(kāi)發(fā)感興趣的資金提供投入的方向。

來(lái)自：經(jīng)濟(jì)參考報(bào)