美国煤层气产业成功发展浅析

　　美国是世界上主要的煤层气资源国之一，也是世界上煤层气商业开发最为成功的国家。1998年全美煤层气产量已达324亿m³，约占当年天然气总产量的7％，美国煤层气产业的成功发展已在保证美国能源供应安全和经济发展方面起到了不可忽视的作用，同时大大改进了煤炭安全生产环境污染和情况。

　　而我国是煤炭生产和消费大国，煤炭和煤层气资源十分丰富。据国内权威部门测算，我国的煤层气资源量为30～35万亿m³，大大高于美国11万亿m³的煤层气资源量。如何借鉴美国成功发展煤层气的经验，有助于我们从中发现问题，总结经验，促进我国煤层气产业的发展。

　　1　美国煤层气资源的分布

　　美国现有14个主要的含煤盆地，1200m埋深以浅的煤层气资源量为11万亿m³。美国煤层气资源主要分布在西部的落基山脉中——新生代含煤盆地，在这一地区集中了美国84.2％的煤层气资源，其余15％分布在东部阿巴拉契亚和中部石炭纪含煤盆地中。目前，落基山脉中的新生代含煤盆地群不仅是美国煤层气资源最为富集的地区，而且是煤层气勘探开发最为活跃的地区。美国煤层气资源主要赋存在1500m以浅的煤层中，粉河盆地中的煤层气主要赋存在1000m以浅的煤层中。

　　2　美国煤层气产业发展的动因

　　(1)安全。1994年以前，美国每年因采煤排放的甲烷总量达42亿m³，其中利用的甲烷量仅为1/6，这一情况使得美国政府认识到抽排瓦斯不仅严重污染大气层，而且耗费很大的动力和资金，瓦斯利用率也很低。通过一些矿区在采煤之前首先钻探垂直井进行开采煤层气的实验得出结论，打垂直井开采煤层气不仅抽排效率高，而且极大降低了煤矿的通风费用，改善了矿工的安全条件，是一种可取的开采利用煤层气的方法。

　　（2）能源危机。20世纪70年代末期，美国石油价格一度高涨，为缓解石油供需矛盾，美国政府于1980年出台了《能源以外获利法》（windfallProfitAct）鼓励非常规气体能源和低渗透气藏的开发，其中可适用于煤层气的鼓励政策是第29条的税收补贴政策。该税收优惠政策的出台在煤层气开发的初期起到巨大的推动作用。自1980年该法出台以后的10年间，美国黑勇士盆地煤层气开采得到的税收补贴大约是2．7亿美元，圣胡安盆地的税收补贴为8．6亿美元。最初《能源以外获利法》中第29条的税收优惠政策的适用期为10年，即到1989年底。而1988年美国政府又把该项优惠政策延迟到1990年底，后来政府又第二次把截止期推迟到1992年底。在1979年12月31日至1993年1月1日之间钻探的井中生产出的煤层气产量，在2003年1月1日以前都可以享受到第29条税收政策规定的补贴。美国第29条的税收补贴政策的截止日期的2次推迟，极大地促进了煤层气开发者在3个截止日期之前，以最大的努力钻探最多的井以期获得最大限度的税收补贴。事实证明，美国的第29条的税收优惠政策有效推动了美国煤层气井数和产量的增加，使美国煤层气产量在不到20年的时间内，从年产量不足2亿m³迅速增加到1998年的接近324亿m³。美国煤层气产业在美国能源产业中的地位已举足轻重。

　　3　美国主要煤层气生产基地

　　（l）圣胡安盆地。盆地位于美国科罗拉多州西南部和新墨西哥州的西北部，由一系列主要的地质构造圈定，面积约19425km2。盆地形状近似圆形，南北长约16lkm，东西宽约145km。煤层的单层厚度从不足10cm到12m不等。

　　1953年，圣胡安32-7单元中由菲利普斯公司钻探的6-17井被认为是该盆地中第一口煤层气井。1977年，由阿莫科公司钻探的CAHNNo.1井是第一口以煤层为目的煤层气井，该井煤层气的成功生产证实了圣胡安盆地煤层气开发的可行性。该盆地生产的煤层气产量约占美国总煤层气产量的80％。圣胡安盆地地质上的特点主要表现为煤层厚而广、中-高的气体含量、中-高的煤阶、适度的煤层渗透率、中—高的水产量、煤层超高压、煤层上下岩层的封闭性好等，因此圣胡安盆地被认为是世界上最具有生产能力的煤层气盆地。1997年，圣胡安盆地的煤层气产量达到212．4亿m³，占美国当年煤层气产量的74.8％。

　　（2）黑勇士盆地。
　　黑勇士盆地主要位于美国阿拉巴马州，其轮廓近似三角形，面积为15500km²，是美国著名的产煤盆地，也是世界煤层气工业的发源地。其煤层的单层最大厚度为2.4m，单井最大总煤层厚度为7．6m，煤阶最高为低挥发分烟煤，煤层为常压或欠压状态，含气量约为6～20m3/t。自1980年12月12日，OAKGROVE煤层气田建成投产以来，黑勇士盆地已建成18个煤层气田，1994年的煤层气产量已达到26．6亿m³。

　　（3）粉河盆地。粉河盆地位于美国怀俄明州东北部和蒙大拿州东南部，面积达66800km2，粉河盆地是美国新兴的煤层气开发基地之一。虽然粉河盆地煤层的含气量比美国圣胡安盆地高煤阶的煤低一个数量级，但是，该盆地厚而分布广泛的煤层及巨大的煤炭资源恰好弥补了煤层气含量不足的缺点，使得粉河盆地煤层气资源量达到8400亿m3。粉河盆地的天然气最初产自浅部的砂岩，是一种煤层气。1986年，WYATT石油公司在该盆地钻探了第一口煤层气井以后，至1998年底，共钻探550口煤层气井，盆地日产煤层气249万m³，单井平均日产量4530m³。1997年粉河盆地煤层气产量为3．6亿m³。

　　由于粉河盆地煤层气的勘探开发费用很低，同时，由于粉河盆地煤层的高渗透率和地层水的低矿化度，使得粉河盆地煤层气的开发免去了煤层压裂和地面水处理的费用。

　　（4）拉顿盆地。拉顿盆地位于科罗拉多州东南部和新墨西哥州的东北部，为南北走向不对称的构造盆地。南北长约128km，东西宽约80km，总面积约为5700km2。煤层单层厚度0．5~4m，煤层总厚度3~13m。1993年该盆地开始钻探第一批煤层气井。1997年拉顿盆地煤层气产量为5.6亿m3。

　　4　与我国煤层气产业的对比

　　从美国的煤层气发展历史我们可以看出，在煤层气产业发展初期，政策的扶持和税收政策的补贴是煤层气发展的主要推动力。美国政府从宏观政策上对煤层气产业的发展提供了极为有利的条件，很快形成了大规模商业开采的格局，奠定了美国煤层气产业的基础，因此，在20世纪90年代美国政府取消了对煤层气的税收补贴后，其仍然能持续健康发展，产量约占到美国能源生产的8％，给从业者带来丰厚的利润。
　　由此可以看出，高风险的能源行业在起步前期得到国家扶持的重要性。正是由于有了政府的这些支持，各类潜在的能源公司或投资公司才敢大胆投入资金开发新技术和开展针对性的地质研究工作，使得煤层气产业迅速成长。

　　我国目前煤层气享有与勘探开发石油和天然气同样的优惠政策，但实际上中国的煤层气产业比上述二者远不是同一层次的。首先，石油天然气已经有了上百年的勘探开发历史，在世界各地的勘探开发基本上都有比较成熟的技术和方法，而煤层气目前只有美国、加拿大和澳大利亚有过成功的经验，在世界其它地方基本还是一个空白。在我国煤层气的勘探虽然也有十几年的历程，但由于地质情况特殊，至今为止还没有一个区块进入商业开发，在勘探技术和地质研究上仍处于探索的阶段，还没有针对中国国情的各种勘探开发技术和方法。其次，石油天然气在钻探完成后很快就可以得出结论，而煤层气则需要经过几个月甚至1年多的排采才能得出结论，有一个滞后的时间。再者，我国没有现成的燃气输送管网，很多城市也没有大规模普及燃气管网，这从基础设施上增加了煤层气进入市场的难度和成本，限制了煤层气的商业化开发。很多外国公司在对中国一些市场进行调查后就放弃投资勘探的计划本身也说明了这一点。最后，在中国现有体制下，能源行业的投资主体仍然是以国家为主，其它渠道为辅，现阶段如果国家投入不足或者没有一个进入商业开发的项目作为示范，很难吸引其它资金大量地、长期投入在煤层气勘探上，实际上国家投资起到了“风向标”的作用。

　　综上所述，在煤层气发展的现阶段，我国应该给予其比石油天然气更优惠的政策，并投资扶持一二个成功商业开发的项目作为示范，这样才能吸引外资和其它资金进入该领域，推动和扶持煤层气的发展，在形成规模后，国家可以逐步取消优惠。同时，对相关勘探开发技术和方法的研究应大力予以扶持。