“废弃”煤层气资源开发前景广阔-欧洲杯在线开户

来源：中国能源报

据中国工程院预测，到2030年，全国关闭、废弃矿井将达1.5万处，赋存非常规天然气近5000亿立方米。对比去年，我国天然气表观消费量3280亿方、对外依存度已超40%，这部分资源若能充分利用，将极大弥补用气缺口。然而，多位业内人士向记者证实，直至目前，宝贵资源仍未得到有效开发，受制于种种约束，即便在长期开展抽采试验的地区，能够保持稳定产量的高产井数量也不多。

守着宝贵资源却难以充分利用

国家能源局于2020年5月专门发布《关于推进关闭煤矿瓦斯综合治理与利用的指导意见（征求意见稿）》，要求到2025年，基本摸清全国关闭煤矿瓦斯灾害、资源及甲烷逸散和减排潜力情况，在重点地区推动实施若干个关闭煤矿瓦斯治理与利用试点工程，逐步建立关闭煤矿瓦斯灾害评价、资源预测、抽采利用技术体系和政策保障机制。

据了解，我国90%以上为井工矿，资源实际回采率多在40%-60%，遗留资源十分可观。“‘十二五’‘十三五’期间，全国分别累计淘汰落后煤矿7100处、5500处左右。矿井虽然关了，大量煤层气资源残存井下，若不能妥善处置，极易引发次生灾害，影响周边生产生活安全。”中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院教授孟召平表示。

在碳达峰、碳中和目标的要求下，废弃矿井减排问题也越来越受重视。孟召平称，煤层气即甲烷，其温室效应是二氧化碳的21倍。“废弃矿井内残存的遗煤、留设的煤柱等，在一定条件下会源源不断释放瓦斯，还会通过井口和各种采动裂缝等逃逸到大气中。废弃矿井数量逐年增加，长此以往必将增加温室气体排放。”

然而，多地守着宝贵资源却难以充分利用。以煤炭大省山西为例，实验室执行副主任李国富介绍，全省具备开发利用价值的煤炭采空区面积约2052平方公里，预测残余煤层气资源量约726亿立方米。“这些煤层气资源相对分散，单位面积内资源蕴藏量较低，一些废弃矿井历史地质资料不完整，不少采空区边界与现有煤炭矿业权范围交错，集中连片开发、持续稳定利用面临诸多不确定性，许多资源迟迟未能实现有效利用。”

资源评价的关键性基础难题待解

山西所面临的问题，亦是废弃矿井煤层气开发利用的共性难题。据中国工程院院士袁亮表示，我国煤层气利用主要依赖正在开采矿井的瓦斯抽排系统，真正意义上的废弃矿井资源综合治理、产业化尚属空白，长期停留在基础理论研究和先导性工业试验阶段。

袁亮认为，合理准确的资源评价是前提，也是现场应用的核心难题之一。“地下空间构造种类繁多、地质断层散落其中、采场和巷道错综复杂，加上遗留煤炭资源分布规律不清等因素，致使废弃矿井瓦斯抽采利用对象属性不清，地面抽采工程措施无的放矢，效果不理想。”

“通常，煤层气开发企业很难获取作业范围内真实准确的煤矿采掘平面图、井上下对照图等关键基础资料。很多矿井关闭年限许久、基础资料缺失，不仅存在安全风险，还有可能加大企业投入风险。”李国富称，由于国家尚未设置废弃矿井采空区煤层气矿业权，开发企业若按常规审批流程办理，采空区产气量很可能达不到储量下限标准，导致无法取得采矿权。

孟召平坦言，从基础理论研究、开发利用技术到产业规模均处于起步阶段，进一步影响开发效果。“除了赋存条件复杂，不同采煤方法、矿井关闭时间及密闭性、含水性等情况，纷纷影响着开发难易程度。针对废弃矿井的钻井成功率，目前只有50%左右，打下去很可能是废井、出不了气。相比常规煤层气井，废弃矿井的衰减速度快、出气不稳定。如果说现阶段开发数量有限，尚且可以一口井一口井进行研究，今后大规模开发利用，则需要完整的抽采可行性评价体系及方法。完善方法、提炼规律，解决这一关键性基础难题迫在眉睫。”

实现全生命周期系统管理利用

李国富介绍，通过深入开展废弃矿井采空区煤层气富集规律、资源评价及井位优化研究，现已在钻井技术、抽采工艺、装备研发、标准制定等方面建立了成套技术体系。截至目前，晋城、西山、阳泉等地施工完钻采空区煤层气抽采井100多口，单井日产量最高可达8000立方米，抽采甲烷浓度平均保持在50%以上，最高达到99%，主要包括中高浓度煤层气增压集输、低浓度煤层气提纯、低浓度煤层气分布式发电等用途。

“这些技术预计可在部分开发条件较好的矿区率先推广，诸如矿区遗留煤层气资源量较多、矿井原始资料较为准确详实、煤层和采空区自燃风险较低，以及靠近终端用户便于销售的区域。”李国富表示，针对不同煤层赋存条件、不同采煤方法形成的采空区，还需加强资源量精准预测、采空区内部结构精细探测、水文地质精准预测等方面攻关。“尤其是对部分开发利用潜力较好的矿井，建议在关闭前就对抽采工作进行布局，提前做好井下瓦斯后续集中抽采的技术和工程准备，为能抽尽抽打好基础。”

袁亮提出，面对遗留资源开发需求，亟需研究废弃矿井资源协同综合利用评价方法，并构建废弃矿井全生命周期系统管理利用的理念，建立废弃矿井可再生能源利用规划标准。通过“政产学研金”一体化改革，把技术创新的上中下游打通并有效对接耦合，才能真正推动这些宝贵资源的精准开发利用。“‘十四五’期间，煤矿数量将进一步压缩。实现资源和资产二次回报，不仅能减少浪费，提高去产能矿井能源资源开发利用效率，也是践行碳达峰、碳中和目标的重要举措。”