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“十三五”期间煤层气行业发展迅猛,按照“十三五”规划,到2023年,煤层气(煤矿瓦谨凳斯)抽采量达到240亿立方米,其中地面煤层气产量100亿立方米,利用率90%以上。据此测算未来煤层气年产量增速将达到17%以上。
据《中国煤制天然气行业市场前瞻与投资分析报告》预计2023年煤制天然气产量达到600亿方,是“十二五型老”规划中2023年产卜晌升量180亿方的三倍有余。未来7年内,煤制气将迎来井喷式增长。
自20世纪50年代以来,世界天然气工业发展迅速。天然气在世界一次能源消费构成中所占份额已从20世纪50年代初的不到10%上升到2023年的24%。据国际能源机构预测,2030~2040年,天然气将超过石油成为世界第一大能源,大规模开发利用天然气将成为2l世纪世界能源的发展趋势[128]。
据2023年BP世界能源数据统计,我国是全球第一煤炭消费大国、第二石油消费大国。据统计资料表明,许多国家人均GDP达到1000美元以后,必然大幅度增加天然气消费量[129]。据国家统计局数据,我国人均GDP在20世纪末达到800美元,2023年人均GDP为2023美元。2000~2023年是我国实现工业化的关键时期,也是我国经济结构、城镇化水平和居民消费结构发生明显变化的阶段,对天然气的需求将大大增加。
据国家发改委能源所的分析预测,2023年中国一次能源的需求在25×108~33×108t(标准煤)之间,人均能源消费将由2000年的约1.0t(标准煤),增加到2.0t(标准煤)左右。显然到2023年,我国能源对外依存度将大大提高,特别是石油,据估计,2023年需求为4.54×108t,国内产量仅2.20×108t,对外依存度将达到55.4%。前述第五章第二节对中国能源供需形势作了详细分析,在此不再赘述。总之,中国所处的发展阶段决定了我国在能源需求上的基本趋势。如搜森从总体上看渣亩,我国难于跨越工业化过程中人均能源和资源消费迅速增长的发展阶段。能源和资源国内供给不足,需要依赖国际市场已成为我国经济发展的约束因素之一。
图6-5 我国天然气供需形势[117]
图6-6 我国天然气资源主要盆地分布[117]
我国煤层气资源主要分布在华北和西北地区,华南和东北只占很小一部分。在地理分布上的特点是具有优势开发潜力的资源相对集中在华北地区的中东部,该区常规天然气资源很少,但经济发展对天然气的需求大。中部地区及长江三角洲地区,是未来煤层气的主要消费市场[130]。我国中部和东部地区煤层气资源占总量的74%(图6-7),其中鄂尔多斯和沁水盆地是煤层气资源量最大的两大盆地,资源量超过10×1012m3。具有优势开发潜力的资源又相对集中在华北地区的中东部(占煤层气资源总量的57%),该区既是常规气的发育盲区,又是洁净能源的消费旺区。开发该地区的煤层气资源可以缓解该区天然气供需矛盾。
(一)美国煤层气储量—产量史分析
美国煤层气的勘探开发在20年时间内,从无到有,从小到大,发展迅速,可划分为两个阶段:
1.评价试验阶段(20世纪70年代至80年代末)
1953年,美带物竖国在圣胡安盆地钻了第一口地面煤层气井,产气量达1.2×104m3/d。1976年获工业气流,1977年投入开发。1971年在黑勇士盆地奥克格罗夫气田采用垂直井试采煤层气,并进行测试和评价,1977~1978年在该气田钻了27口煤层气井。
美国政府于1980年颁布了《能源意外获利法》第29条非常规能源开发税收补贴政策,以后又数次延迟该项优惠政策的截止日期,使煤层气成为政府鼓励和支持的主蚂和要清洁气体能源。在该项政策的激励下,德士古、雪佛龙等石油公司积极投入煤层气开发,八十年代初,开始大规模应用常规油气井开采煤层气,并在黑勇士煤田建成了第一个商业化煤层气井田。煤层气产量从1980年的不足1×108m3上升到1991年的100×108m3。
2.快速发展阶段(20世纪90年代初至本世纪初)
1991年以后,美国的煤层气勘探开发进入了快速发展阶段,其累计可采储量在1989年仅有1041×108m3,到1993年已经增长到3097×108m3,4年间增加了1.9倍。在此阶段,随着空气钻井和裸眼完井技术的大规模应用,黑勇士盆地和圣胡安盆地的煤层气产量得到迅速提高,1990年为55.2×108m3,1995年已经达到270.7×108m3,形成了较大的产业规模。1996~2001年美国煤层气储量又进入了一个较快的增长阶段,从1996年的3276×108m3到2001年的5407×108m3,增加了0.65倍。煤层气产量持续增长,1996年为311.5×108m3,2000年为396.5×108m3,2023年已经增加到487.1×108m3,占气体能源(天然气)总量的9%。与此同时,新技术和新理论带动了煤层气的勘探开发,煤层气的工业开发由原来的黑勇士盆地和圣胡安盆地逐渐扩展到中阿巴拉契亚、粉河、拉顿、尤因塔、阿科马、切若基等含煤盆地。黑勇士、圣胡安盆地继续保持高产、稳产,但产量比重有所下降,中阿巴拉契亚已经成为第三大产气盆地,新开发的粉河、拉顿、尤因塔盆地,具有低煤级、低含气量、厚煤层、高饱和气藏的特点(图9-2、图9-3)。
(二)我国煤层气资源发展趋势预测
根据目前我国煤层气发展速度及政策导向,类比美国煤层气勘探开发的发展模式,预测我国煤层气的发展也将经历探索、起步和快速三个发展阶段:
1.探索阶段(20世纪50年代至21世纪末)
从20世纪50年代初至70年代末,为减少煤矿瓦斯灾害而进行的煤矿井下瓦斯抽放与利用;从70年代末至90年代初为煤层气勘探开发试验初期阶段,采用地面钻井预排煤层气的试验工作,并进行了水力压裂试验和研究;从90年代初开始进入了煤层气勘探开采试验全面展开阶段。
2.起步阶段(本世纪初至2023年)
2000~2023年将是我国煤层气产业发展的重要战略机遇期,截至2002年已探明1023×108m3的地质储量,其中在沁水盆地以地蠢大面可采方式获得的地质储量为754.4×108m3,在柳林、晋城、大城、铁法等含煤区获得了工业气流。2004年煤矿区抽采煤层气达18.7×108m3。
2023~2023年随着煤层气的勘探开发技术日趋成熟,勘探范围将进一步扩大到华南、东北区及西北地区,鄂尔多斯盆地和西北几大盆地低煤级煤层气勘探取得工业性突破后,预计2023年累计获得探明储量约12000×108m3,形成10~15个煤层气生产基地,产量将超过300×108m3,其中煤矿瓦斯抽采利用量100×108m3,地面抽采量200×108m3以上。
3.快速发展阶段(2023年以后)
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