煤层气国家科技重大专项攻关：太行山巅的科技大战

70年前发生在太行山上的上党战役，决定了中国革命的重要走向。70年后的今天，同样发生在太行山上的煤层气科技大战，为煤层气这种重要清洁资源能源的未来划定了一个战略性的发展标记。而刚刚获得中国石油和化工自动化行业科学技术一等奖的中国石油华北油田公司（简称“华北油田”）《山西沁水盆地高煤阶煤层气水平井开发关键技术研究与应用》课题，无疑是敲定这个标记的重锤。项目主要完成人：朱庆忠、杨延辉、刘立军、左银卿、倪元勇等。

我国煤层气资源潜力巨大，开发利用前景广阔，2000米以浅的煤层气30万亿立方米，高、中、低煤阶煤层气分别占34%、31%和35%，其中沁水盆地煤层气资源总量4万亿立方米，占高煤阶煤层气资源的39%，是全国煤层气资源的14%，是我国最重要的整装煤层气资源区。自2008年开始，国家依托“大型油气田及煤层气田”科技重大专项，首选煤层气资源丰富、中国勘探开发最早见到成效的沁水盆地，开展具有历史意义的示范工程。

“十一五”时期，随着沁水盆地煤层气产业的迅速兴起，人们乐观地认为将有一个超大的新型能源将被大规模开发出来。然而到“十二五”前期，红红火火的煤层气开发却遇到了一场强劲的寒流，以华北油田后续开发的郑庄、夏店等区块为例，在开发的三十几个井区中，1个最差的井区实际产量仅是预计产量的17%。原因何在？复杂的地质条件让煤层气开采理论和技术遇到“拦路虎”，新的技术难题摆在华北油田科研团队的面前。

地质条件差异、核心技术未破、基础支撑不牢成新考验

在沁水盆地高阶煤层开采实践中，华北油田的科研团队从如何破解我国煤层气开发的技术难题的大讨论入手，梳理制约我国煤层气产业发展的主要瓶颈。

一方面，开发对象发生变化，地质条件差异较大，煤层气富集高产区难以掌控。从含气丰度上来看，尽管沁水盆地“满盆皆气”，但区域差异很大，樊庄区域每吨煤含气量在22立方米左右，而沁南、夏店等区域含气量仅为10—20立方米，有些甚至低于10立方米。从煤岩特性上来看，樊庄“过火煤”（即经过火山闷烤）煤质较硬，更利于钻井、压裂和井筒支撑，郑村和成庄区块紧挨樊庄，地质情况类似，而距离樊庄稍远的长治区域煤质却较软。除此之外，从埋藏深度、物性、煤体结构、应力大小等方面，其他区域与樊庄相比，都有不同程度的差别，由此可见煤层地质特征的变化对产量的影响较大，开发技术也要适应主体改造对象的基本特征。