中國采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的“三交模式”

摘 要

摘要:煤層氣與煤炭兩種礦產(chǎn)資源同根同源、緊密共生,因開發(fā)利用方式不同而分屬石油與煤炭兩個開采主體。在我國,煤層氣與煤炭兩種資源部分礦權(quán)區(qū)塊存在重疊的有1.5×104km2

摘要:煤層氣與煤炭兩種礦產(chǎn)資源同根同源、緊密共生,因開發(fā)利用方式不同而分屬石油與煤炭兩個開采主體。在我國,煤層氣與煤炭兩種資源部分礦權(quán)區(qū)塊存在重疊的有1.5×104km2之多。為解決兩種礦權(quán)重疊的矛盾,采用一種采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合開發(fā)模式,不但有效地促進(jìn)了煤層氣開采企業(yè)與煤炭開采企業(yè)的友好合作,使煤炭和煤層氣開采企業(yè)都獲得很好的效益,同時也促進(jìn)了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,安全與環(huán)保進(jìn)一步得到保障。在山西省礦權(quán)重疊最為嚴(yán)重的三交地區(qū),雙方通過簽署合作協(xié)議,實行采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展,形成了“三交模式”:在礦權(quán)重疊區(qū),將石油和煤炭兩家開采主體相互配合,利用聯(lián)合勘探(地震、鉆井相互結(jié)合)、聯(lián)合開發(fā)(采前抽、采中抽、采后抽)、聯(lián)合利用(瓦斯發(fā)電)等方式各取其利,實現(xiàn)共贏。兩家企業(yè)的關(guān)系從對立轉(zhuǎn)化為合作,將“1-1小于0”變成“1+1大于2”。實施“三交模式”有效地解決了三交地區(qū)的礦權(quán)重疊矛盾,得到了國家政府部門的認(rèn)可,并在國內(nèi)發(fā)揮了很好的引領(lǐng)作用和示范意義。
關(guān)鍵詞:煤層氣;煤炭;開采;礦權(quán)重疊;協(xié)調(diào)發(fā)展;開發(fā)模式;山西??;三交地區(qū)
1 采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的必要性
    《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》第一章規(guī)定:國家保障礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用;第四章第三十條規(guī)定:在開采主要礦產(chǎn)的同時,對具有工業(yè)價值的共生和伴生礦產(chǎn)應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一規(guī)劃,綜合開采,綜合利用,防止浪費。國務(wù)院[2006]47號文件提出:必須堅持先抽后采,治理與利用并舉的方針。堅持采煤采氣一體化,依法清理并妥善解決煤層氣和煤炭資源礦業(yè)權(quán)交叉問題。煤層中噸煤瓦斯含量高于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)且具備噸煤開發(fā)條件的,須統(tǒng)一編制煤層氣和煤炭開發(fā)利用方案,并優(yōu)先選擇地面煤層氣抽采。張德江副總理指出:“搞好瓦斯抽采利用,可以消除重大煤礦安全隱患,是煤礦瓦斯防治的治本之策;同時又可以化害為利,變廢為寶,保護(hù)環(huán)境,是煤礦安全發(fā)展、清潔發(fā)展、節(jié)約發(fā)展的必然要求”。
    煤層氣開發(fā)采用地面抽采的方式進(jìn)行;同時地面抽采也是治理煤礦瓦斯最根本、最有效的手段。充分發(fā)揮地面抽采的技術(shù)優(yōu)勢,實現(xiàn)采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展,是我國煤層氣開發(fā)利用和技術(shù)進(jìn)步的必然發(fā)展趨勢;通過石油與煤炭企業(yè)友好合作,解決礦權(quán)重疊的矛盾,實現(xiàn)兩個產(chǎn)業(yè)的互助、互惠、共存、共贏,是考驗政府執(zhí)政能力和企業(yè)履行社會責(zé)任的重要命題[1]。
2 采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展開發(fā)模式
    為保證煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)和煤層氣開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益,石油企業(yè)與煤炭企業(yè)必須共同進(jìn)行規(guī)劃部署,實現(xiàn)“以采氣保采煤,以采煤促采氣,采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展”。規(guī)劃的依據(jù)是煤礦首采區(qū)年限與煤層氣井服務(wù)年限相結(jié)合,以煤層氣水平井的8a服務(wù)年限為基數(shù),根據(jù)煤礦開采需要劃分出煤礦8a首采區(qū),在煤礦排采瓦斯的不同階段我們采用不同的開采方式,使煤層氣地面抽采與煤礦瓦斯排采有機結(jié)合,由此形成采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的開發(fā)模式,如圖1所示。
 
    煤層氣資源的規(guī)模性開發(fā)與利用,在時間和空間上必須與煤礦生產(chǎn)相配合,采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展開發(fā)模式的意義如下:
    1) 在時間上實現(xiàn)采氣采煤全過程的協(xié)調(diào)一致。根據(jù)采煤的規(guī)劃,采氣一般提前5~8a甚至更長時間,在煤礦規(guī)劃區(qū)內(nèi)布置規(guī)模型地面井網(wǎng)長期抽采,有效地降低煤層中的瓦斯含量;同時在煤礦開采之后繼續(xù)開采煤層氣。
    2) 在空間上實現(xiàn)采氣采煤全過程的協(xié)調(diào)一致。在煤礦8a首采區(qū)以外,煤層氣地面抽采正常進(jìn)行;在首采區(qū)以內(nèi),我們以地面抽采的“采前抽、采中抽、采后抽”方式配合煤礦治理瓦斯。
    3) 在功能上實現(xiàn)采氣采煤全過程的協(xié)調(diào)一致。地面抽采與煤礦的地質(zhì)勘探、礦井建設(shè)、開采進(jìn)度、瓦斯治理相結(jié)合,揚長避短、趨利避害,既生產(chǎn)新能源,減少瓦斯災(zāi)害,又實現(xiàn)雙方安全生產(chǎn)并避免今后對采煤的負(fù)面影響[2]。
3 石油與煤炭開采企業(yè)的合作方式
    在石油企業(yè)與煤炭企業(yè)礦權(quán)重疊區(qū),采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展依賴于石油與煤炭兩個產(chǎn)業(yè)主體的友好合作,通過合作形成采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的如下基本方式:
    1) 在礦權(quán)重疊區(qū)雙方開展共同勘探。雙方勘探地下同一目的層,只是勘探目標(biāo)各有側(cè)重,井網(wǎng)部署有所差別,技術(shù)手段有所不同,因此完全可以通過統(tǒng)一部署實現(xiàn)聯(lián)合勘探,通過一井多用節(jié)約投入(將小口徑的、取完資料即廢棄的煤炭勘探井改為大口徑的、可供地面抽采的煤層氣井)雙方共同進(jìn)行投資、共享成果資料、分別申報儲量。
   2) 在煤礦8a首采區(qū)以外生產(chǎn)互不影響。在中石油三交區(qū)塊可供煤層氣勘探的范圍有361km2,其中煤礦的8a首采區(qū)范圍只有約20km2,8a首采區(qū)以外的煤炭規(guī)劃區(qū)煤層氣生產(chǎn)領(lǐng)域廣闊,勘探開發(fā)可以正常部署,雙方生產(chǎn)完全沒有交叉,安全生產(chǎn)不受影響。同時石油企業(yè)通過煤層氣開采在8 a內(nèi)可以將高瓦斯煤礦降低為低瓦斯煤礦,為煤礦安全生產(chǎn)掃除瓦斯屏障。
    3) 在煤礦8a首采區(qū)內(nèi)配合煤礦排采。以地面抽采的方式,配合煤礦進(jìn)行治理瓦斯的“采前抽、采中抽、采后抽”。在煤礦廢棄采區(qū)內(nèi),可以地面鉆井方式進(jìn)行間歇式抽采;在煤礦5a首采區(qū)內(nèi)可以實行一井多用,在煤礦采煤之前、之后進(jìn)行煤層氣抽采;在煤礦5~8a首采區(qū)內(nèi),石油企業(yè)通過加密布井,加快抽采速度,從而有效地減少煤礦瓦斯礦難事故[3]
    4) 充分利用煤礦排放瓦斯生產(chǎn)混合商品氣。地面煤層氣抽采的甲烷濃度是95%,巷道瓦斯排采的甲烷濃度受生產(chǎn)條件制約而不同,在三交地區(qū)只有12%~30%,國家規(guī)定甲烷濃度低于30%的瓦斯不得利用。兩個企業(yè)生產(chǎn)的不同濃度氣體相混合,只要濃度達(dá)到41%,即可供應(yīng)當(dāng)?shù)乩谩Mㄟ^生產(chǎn)混合商品氣,將煤礦瓦斯化害為利,從而有效降低瓦斯的大氣污染。
    以煤層氣地面抽采與瓦斯井下排采相結(jié)合,實現(xiàn)煤層氣與煤炭資源的合理開發(fā)、綜合利用、協(xié)調(diào)發(fā)展,這是我國煤層氣開發(fā)的必由之路。
4 采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的重大意義
    煤層氣與天然氣的成分及利用方式相同,可混輸混用,同時煤層氣地面抽采作為“先采氣、后采煤”的排頭兵,將促進(jìn)當(dāng)?shù)孛禾抗I(yè)的健康、快速發(fā)展,由此共同拉動地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
4.1 煤炭企業(yè)獲得效益
    ①規(guī)模型的煤層氣產(chǎn)業(yè)可以將高瓦斯煤礦降為低瓦斯煤礦,瓦斯含量遠(yuǎn)低于噸煤8m3;②低瓦斯煤礦比高瓦斯煤礦的建井成本減少25%以上;③我們配合煤礦進(jìn)行地面的“采前抽、采中抽、采后抽”,減少了瓦斯危害;④雙方共同生產(chǎn)混合商品氣,充分利用煤礦瓦斯,降低了大氣污染;⑤合作成果使煤炭企業(yè)可向政府申請更多的生產(chǎn)份額。
4.2 石油企業(yè)獲得效益
    ①雙方合作使煤層氣開采由避開煤炭采礦權(quán)區(qū),變?yōu)檫M(jìn)入煤炭采礦權(quán)區(qū),擴(kuò)大了煤層氣開采企業(yè)的生產(chǎn)領(lǐng)域和范圍;②通過利用煤炭企業(yè)的勘探和開采資料,石油企業(yè)在煤層氣勘探空白區(qū)可以迅速掌握煤層和煤層氣的分布規(guī)律,在探明儲量區(qū)可大大提高煤層氣開發(fā)井的成功率,從而加快生產(chǎn)步伐,降低成本;③將煤礦低甲烷含量的瓦斯與石油企業(yè)地面開采的高甲烷含量的煤層氣相混合,增加了石油企業(yè)的煤層氣銷售量。
4.3 促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展
通過深層次合作,煤炭和煤層氣兩個產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)都能夠高速發(fā)展,這將有利于地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展;②可有效加快煤層氣田建設(shè),確保地方的民用和工業(yè)用氣;③從投資、就業(yè)、延長產(chǎn)業(yè)鏈、加快城市化建設(shè)等方面,有力地拉動地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
5 采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的技術(shù)關(guān)鍵
    實施采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的技術(shù)關(guān)鍵在于兩種礦產(chǎn)開采的相互結(jié)合,共同部署,統(tǒng)一協(xié)調(diào);不斷開發(fā)、完善適用于采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的新技術(shù)和技術(shù)方法。具體體現(xiàn)在以下兩個方面:
    1) 地面抽采井位部署:①考慮配合煤礦進(jìn)行地面抽采的單井效果;②考慮加密井網(wǎng)以加快煤礦首采區(qū)的地面抽采;③考慮使煤層瓦斯均勻地降低,不留下局部瓦斯含量仍大、壓力仍高、有突出危險的隱患。
    2)為煤炭開采創(chuàng)造安全條件:①考慮避讓井下采掘巷道和井筒及硐室;②考慮地面抽采對嗣后采煤的負(fù)面影響,包括奧陶系石灰?guī)r水與斷層水、直井壓裂、生產(chǎn)后遺留直井套管等;③考慮在抽采全過程做到一井多用的可行性。
6 三交地區(qū)的采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展
    三交地區(qū)是我國煤層氣與煤炭礦權(quán)重疊最嚴(yán)重的地區(qū)之一,數(shù)量占山西省礦權(quán)重疊的1/10,情況最為復(fù)雜。中石油三交煤層氣區(qū)塊面積462km2,與煤炭企業(yè)重疊357km2,占77%;其中與煤炭采礦權(quán)重疊59個,面積237km2;與煤炭探礦權(quán)重疊3個,面積120km2。中石油準(zhǔn)備與其中的9家煤炭企業(yè),12個煤礦區(qū)塊合作,礦權(quán)面積361km2;其余煤炭采礦權(quán)的面積都不足5km2,煤層埋深小于300m,已經(jīng)開采多年且巷道情況復(fù)雜,準(zhǔn)備退出煤層氣礦權(quán)。
    在當(dāng)?shù)卣闹С窒?,中石油與其中較大的5家煤炭企業(yè)(山西焦煤集團(tuán)、美錦集團(tuán)、東輝集團(tuán)、大土河集團(tuán)、潞安集團(tuán))簽署了合作框架協(xié)議,其他4家正在洽談中。合作雙方一致同意開展采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的合作,落實具體開發(fā)模式;并與雙柳煤礦隸屬的山西焦煤集團(tuán)正在洽談一個全面合作的協(xié)議,首批合作的區(qū)塊包括三交地區(qū)雙柳煤礦和毗鄰的賀西煤礦,在這兩個礦區(qū)生產(chǎn)混合商品氣確保地方用氣需求。
    在三交區(qū)塊的實踐證明,只要建立良好的合作機制,就能夠打破兩個礦權(quán)主體對立矛盾的僵局,創(chuàng)建兩家企業(yè)合作協(xié)調(diào)發(fā)展的良好局面,國土資源部總工程師張洪濤指出:“中石油煤層氣公司在該地區(qū)所采用的工作方法,為兩類企業(yè)的礦權(quán)管理提供了很好的借鑒經(jīng)驗。這當(dāng)中體現(xiàn)出了‘三個轉(zhuǎn)變’:一是由對立轉(zhuǎn)變?yōu)楹献?,從而使雙方各自的發(fā)展空間和外部環(huán)境得到了充分保障;二是由‘非此即彼’轉(zhuǎn)變?yōu)?lsquo;彼此銜接’,實現(xiàn)了資源的合理利用,并成功地解決了瓦斯綜合利用問題;三是由各自為政、重復(fù)投入轉(zhuǎn)變?yōu)楹献鹘涣鳌⒒Q資料、共同研究乃至聯(lián)合勘探,不僅保障了生產(chǎn)安全,而且降低了操作成本。對于這些成功經(jīng)驗,國土資源管理部門要跟蹤研究,因勢利導(dǎo),及時總結(jié)并加以推廣,進(jìn)而繼續(xù)推動煤層氣產(chǎn)業(yè)的快速、健康發(fā)展”。國務(wù)院副總理張德江批示:“中石油創(chuàng)新煤層氣合作開發(fā)模式,意義重大,應(yīng)當(dāng)鼓勵和支持”。在國家領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)單位的鼓勵和支持下,三交區(qū)塊礦權(quán)重疊解決模式必將會在全國取得推廣應(yīng)用,為煤層氣、煤炭兩種資源協(xié)調(diào)發(fā)展創(chuàng)造和諧的政策環(huán)境,進(jìn)而推進(jìn)兩個產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 張俊威.晉煤集團(tuán)采煤采氣一體化綜合開發(fā)模式應(yīng)用探討[J].中國煤層氣,2008,5(2):11-14.
[2] 倪小明,王延斌,接銘訓(xùn),等.煤層氣開采模式探討[J].煤礦安全,2007,38(3):45-48.
[3] 王會林.煤氣共采、綜合開發(fā)探討[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2003,13(1):169-170.
 
(本文作者:徐祖成 李延祥 中石油煤層氣有限責(zé)任公司)