安全是發(fā)展的基礎(chǔ)，也是發(fā)展的前提。黨的二十大報告提出，推進國家安全體系和能力現(xiàn)代化，堅決維護國家安全和社會穩(wěn)定。國家安全是民族復(fù)興的根基，社會穩(wěn)定是國家強盛的前提。
能源強國建設(shè)是中國式現(xiàn)代化的核心支撐。中國作為全球最大的能源生產(chǎn)國與消費國，油氣對外依存度居高不下，安全保障與能源轉(zhuǎn)型的雙重壓力日益凸顯。2021年中央經(jīng)濟工作會議首次明確提出“建設(shè)能源強國”的戰(zhàn)略目標(biāo)，2025年黨的二十屆四中全會將“建設(shè)能源強國”納入“十五五”規(guī)劃建議，標(biāo)志著我國能源發(fā)展從“量的擴張”向“質(zhì)的躍升”轉(zhuǎn)型進入關(guān)鍵階段。在能源強國建設(shè)進程中，綠色低碳的傳統(tǒng)化石能源開發(fā)仍然起著不可替代的重要作用。煤層氣開發(fā)具有“一舉三得”的多維價值，不僅有利于煤礦安全生產(chǎn)、減少煤礦瓦斯事故，也有利于碳減排、有效減少溫室效應(yīng)，更有利于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、補充清潔能源，保障國家能源安全。
近年來，煤層氣產(chǎn)業(yè)廣大技術(shù)人員依靠科技創(chuàng)新，突破勘探開發(fā)深度“禁區(qū)”，促使中國深部煤層氣獲得了顛覆性重大突破，成為全球范圍內(nèi)深部煤層氣水平井單井日產(chǎn)氣量超10萬方的國家，也成為深部煤層氣實現(xiàn)真正意義上效益開發(fā)的唯一國家。深部煤層氣一般是指埋藏深度大于1500米煤儲層中賦存的以甲烷為主的烴類氣體。經(jīng)過近6年的勘探評價和開發(fā)先導(dǎo)示范，結(jié)果已經(jīng)表明，中國深部煤層氣產(chǎn)業(yè)完全能夠成為助力經(jīng)濟社會綠色發(fā)展、實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和保障國家能源安全的重要天然氣資源。
■創(chuàng)新勘探開發(fā)技術(shù)，
深部煤層氣開發(fā)獲顛覆性突破
早在1983年，中國就開展煤層氣前期評價和勘探工作。歷經(jīng)40余年勘探開發(fā)，人們普遍認(rèn)為，中國煤層氣資源豐富，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展進展緩慢，效果不十分理想。主要原因是，中國煤層氣地質(zhì)條件復(fù)雜，理論研究進展不到位，技術(shù)創(chuàng)新與集成不強，主攻對象一直徘徊在淺部或中淺部，鉆完井、增產(chǎn)改造與排采等工程技術(shù)難題一直沒有得到很好地解決，勘探開發(fā)過分依賴國外相關(guān)理論與技術(shù)，等等。
黨的十八大以來，煤層氣行業(yè)廣大技術(shù)人員全面貫徹新發(fā)展理念，深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，經(jīng)過10多年來的不懈努力，對煤層氣科學(xué)問題的認(rèn)知和探索成果層出不窮。特別是“十三五”以來，隨著國家科技重大專項“大型油氣田與煤層氣開發(fā)”相關(guān)項目成果的突破和實踐引領(lǐng)，實現(xiàn)了煤層氣理論和勘探開發(fā)技術(shù)的重大創(chuàng)新，勘探有利區(qū)優(yōu)選、地質(zhì)工程一體化甜點區(qū)優(yōu)選、氣藏精細(xì)描述、產(chǎn)能評價、提高采收率、經(jīng)濟評價及鉆壓排技術(shù)等相關(guān)研究成果越來越凸顯出來，取得重大效果。
最令人鼓舞的是，從2019年開始，由煤層氣開發(fā)利用國家工程研究中心和中石油煤層氣有限責(zé)任公司牽頭，依托“十三五”國家油氣科技重大專項，錨定山西大寧—吉縣區(qū)塊太原組8號煤層深部煤層氣，開展地質(zhì)工程一體化思路指導(dǎo)下的精細(xì)研究，在大量分析測試基礎(chǔ)上，認(rèn)定深部煤儲層地質(zhì)條件適合從事酸化壓裂、超大規(guī)模極限體積壓裂等創(chuàng)新技術(shù)，并進行多口老井的現(xiàn)場試驗。2020年部署吉深6-7平01先導(dǎo)試驗水平井，實施煤儲層酸化壓裂技術(shù)改造，在埋深2100米的煤層獲得成功，最高日產(chǎn)氣量達10.1萬方，成為中國深部煤層氣獲得重大突破的標(biāo)志性井，顛覆了長期以來深部煤層氣技術(shù)上難以實現(xiàn)高產(chǎn)和效益開發(fā)的世界級難題。創(chuàng)新界定深部煤層氣概念與內(nèi)涵，提出深部煤層氣具有“廣覆式生烴、自生自儲、毯式成藏”特征，建立“微幅褶皺、單斜與水動力耦合、斷層與水動力耦合、鼻狀構(gòu)造”等4類成藏模式。由此帶領(lǐng)下，陜西神木—府谷、四川、新疆等地部署的一系列深部煤層氣示范井相繼獲得成功，徹底扭轉(zhuǎn)了人們對煤層“埋深大于1000米煤層氣含量低”的理論和煤層氣產(chǎn)業(yè)“經(jīng)濟效益和投資回報不理想”的傳統(tǒng)認(rèn)知，促使40年來煤層氣勘探開發(fā)領(lǐng)域一直徘徊在中淺部的理念和做法迅速轉(zhuǎn)向深部。截至2025年底，全國已累計提交近6000億方深部煤層氣探明地質(zhì)儲量，年產(chǎn)氣量近40億方。目前，國家能源局正在組織實施鄂爾多斯盆地東緣大寧—吉縣、鄂爾多斯盆地東緣臨興—府谷、沁水盆地和重慶南川等地區(qū)總年產(chǎn)氣量55億方的4個國家級“深部煤層氣開發(fā)示范項目”，展示了深部煤層氣藏勘探開發(fā)的廣闊前景。
在依靠理論與技術(shù)創(chuàng)新帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，組織與管理上也發(fā)生了實質(zhì)性轉(zhuǎn)變，認(rèn)為要實現(xiàn)深部煤層氣規(guī)模效益開發(fā)，必須實現(xiàn)技術(shù)與管理的同時創(chuàng)新，提出“以技術(shù)創(chuàng)新為核心，資源、技術(shù)、人才、政策與投資五位一體、協(xié)同創(chuàng)新”的戰(zhàn)略理念。技術(shù)上由“基質(zhì)酸化壓裂”向“體積壓裂”轉(zhuǎn)變，由“壓得開”向“壓得碎”轉(zhuǎn)變，由“多造縫”向“多造有效縫”轉(zhuǎn)變，形成以“超大、超密、充分支撐體積縫網(wǎng)”為主要內(nèi)涵的深部煤儲層“極限體積壓裂”技術(shù)。管理上不斷解放思想、深化理論研究、聚焦科技創(chuàng)新，通過高強度、持續(xù)聯(lián)合攻關(guān)，深部煤層氣基礎(chǔ)理論、工程技術(shù)不斷創(chuàng)新，開發(fā)成本顯著降低，真正打開了煤層氣產(chǎn)業(yè)效益開發(fā)的新局面。長期困擾煤層氣單井產(chǎn)量與開發(fā)效益的深度問題已不再是關(guān)鍵，深部更不是禁區(qū)，煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展由此進入一個新階段，處于發(fā)展史上最有利時期。
■助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，
煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊
“雙碳”目標(biāo)的提出，在戰(zhàn)略上可以統(tǒng)籌中華民族偉大復(fù)興和世界百年未有之大變局的發(fā)展環(huán)境，主動擔(dān)當(dāng)大國責(zé)任，推動構(gòu)建人類命運共同體；其現(xiàn)實意義是破解國內(nèi)資源環(huán)境約束，推動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和能源革命，滿足人民日益增長的美好生態(tài)環(huán)境需求，促進人與自然和諧共生。深刻領(lǐng)會并堅決貫徹落實“雙碳”目標(biāo)要求，有利于引領(lǐng)我國有步驟實施綠色低碳轉(zhuǎn)型，加強生態(tài)文明建設(shè)，推動減污降碳協(xié)同增效，促進生態(tài)環(huán)境的改善由量變走向質(zhì)變，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
當(dāng)前，綠色化、數(shù)智化與人工智能高質(zhì)量發(fā)展已成為全球共識，能源結(jié)構(gòu)正在由高碳向綠色低碳轉(zhuǎn)變，化石能源清潔高效、可再生能源大規(guī)模利用，構(gòu)建多元化清潔能源供應(yīng)體系成為踐行“雙碳”目標(biāo)和建設(shè)能源強國的戰(zhàn)略需要和必由路徑。我國正在加快化石能源清潔高效利用，大力發(fā)展可再生能源，能源體系將由傳統(tǒng)的煤炭、石油、天然氣等化石能源為主，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)能、太陽能、水力資源、生物質(zhì)資源、地?zé)豳Y源等可再生能源資源為主導(dǎo)、多能互補新格局。目前，已經(jīng)進入實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略的關(guān)鍵時期，能源工作既要保障安全，也要推進綠色轉(zhuǎn)型；既要立足基本國情推動結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化，增強綜合保障能力，也要發(fā)揮我國負(fù)責(zé)任大國的積極作用。我們必須堅持先立后破、穩(wěn)妥推進，不搞“碳沖鋒”“一刀切”、運動式“減碳”，有力有序有效推進“雙碳”工作。國家相繼出臺多項政策，全國人民共同努力，經(jīng)濟社會和能源發(fā)展正在經(jīng)歷著一場廣泛而深刻的系統(tǒng)變革。未來一段時間內(nèi)，化石能源仍將在國家經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮重要作用，總體呈現(xiàn)為煤炭減量、石油放緩，天然氣和非化石能源快速增加。
據(jù)研究，與淺部或中淺部煤層氣相比，深部煤層氣具有許多明顯特點和優(yōu)勢，煤層含氣量是2倍，壓力是2.6倍，溫度是1.5倍，含氣飽和度是1.4倍，滲透率低2個數(shù)量級、煤層水礦化度是20倍。呈現(xiàn)出煤層厚度大、熱演化程度高、含氣飽和度高、游離氣豐富、水動力條件弱、割理裂隙發(fā)育、煤體結(jié)構(gòu)完整、儲層壓力大等有利成藏條件，整體資源條件優(yōu)越，開發(fā)條件明顯優(yōu)于淺部或中淺部。
從本質(zhì)上說，煤層氣屬于優(yōu)質(zhì)天然氣和低碳清潔能源，1方煤層氣釋放的熱值相當(dāng)于1.2千克標(biāo)煤；煤層氣96%以上是甲烷，而甲烷溫室效應(yīng)是二氧化碳的20—25倍；開發(fā)利用1方煤層氣，相當(dāng)于減少向大氣排放20—25方二氧化碳。從這個意義上說，助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)也為煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了重要契機，而加快煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，完全符合實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)要求。“雙碳”目標(biāo)和保障國家能源安全為煤層氣產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了重要的戰(zhàn)略機遇，深部煤層氣成為我國繼致密氣、頁巖氣之后又一非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)新熱點，展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。
■依靠科技自立自強，
煤層氣助力能源強國建設(shè)
黨的二十大報告提出，加快實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，加快實現(xiàn)高水平科技自立自強?？萍甲粤⒆詮娛菄覐娛⒅?、安全之要。在全面建成社會主義現(xiàn)代化強國、實現(xiàn)第二個百年奮斗目標(biāo)的新征程中，我們黨將實現(xiàn)高水平科技自立自強置于實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的戰(zhàn)略高度，擘畫出高水平科技自立自強的中國方案。
建設(shè)能源強國，是黨中央面對深刻變化的國內(nèi)外能源格局、著眼中華民族偉大復(fù)興戰(zhàn)略全局所作出的一項重大戰(zhàn)略決策，是應(yīng)對大變局、筑牢國家安全屏障的戰(zhàn)略支點，是推動經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的強大引擎，是塑造未來全球競爭新優(yōu)勢的關(guān)鍵舉措。當(dāng)今世界不穩(wěn)定、不確定因素不斷增加，全球能源供應(yīng)市場波動加大、能源短缺加劇，保障國家能源安全的艱巨性和復(fù)雜性前所未有。我國天然氣對外依存度持續(xù)達40%以上，唯有堅持科技自立自強，才能從根本上緩解天然氣供應(yīng)緊張局面，保障國家能源安全。
中國深部煤炭資源豐富，其中蘊藏的煤層氣資源規(guī)模大、開發(fā)前景廣闊。美國、加拿大、澳大利亞等國家在煤層氣商業(yè)化開發(fā)的成功實踐和全球如火如荼的頁巖氣革命，為中國實現(xiàn)深部煤層氣高效開發(fā)提供了重要啟示和借鑒。我國深部煤層氣成功實現(xiàn)開發(fā)先導(dǎo)試驗，已經(jīng)被證明深部煤層氣是未來重要的天然氣潛在資源，對推動我國實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展、增加清潔能源供應(yīng)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)具有極其重要的現(xiàn)實意義。
第四次全國油氣資源評價結(jié)果表明，我國埋深小于2000米煤儲層中煤層氣資源量約30.05萬億方。深部煤層氣獲得重大突破后，進一步研究發(fā)現(xiàn)，僅鄂爾多斯盆地深部煤層氣資源量與全國原有30萬億方煤層氣資源量相當(dāng)，而全國埋深大于2000米煤層氣和煤系中的非常規(guī)天然氣資源量可超過70萬億—80萬億方，甚至更多。從開發(fā)效益及安全環(huán)保等因素綜合考慮，深部煤層氣開發(fā)前景有望超過頁巖氣。與美國“頁巖氣革命”相比較，目前正在形成的深部煤層氣勘探開發(fā)新局面被稱為“深部煤層氣革命”。
2021年，在分析中國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和深部煤層氣資源條件的基礎(chǔ)上，我們提出了我國煤層氣產(chǎn)業(yè)“10年兩步走”發(fā)展目標(biāo)：到2025年，實現(xiàn)理論與技術(shù)新突破，年產(chǎn)氣量達100億方目標(biāo)，堅定產(chǎn)業(yè)發(fā)展信心；到2030年，不斷擴大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，力爭實現(xiàn)年產(chǎn)氣量300億方奮斗目標(biāo)，提高煤層氣產(chǎn)業(yè)地位。第一階段目標(biāo)已經(jīng)在2023年提前2年實現(xiàn)，第二階段目標(biāo)正在加緊落實。中國工程院院士羅平亞認(rèn)為，經(jīng)過幾代人的不懈努力，中國煤層氣年產(chǎn)量有望向千億方級奮斗目標(biāo)邁進。
隨著進一步探索研究交叉性、系統(tǒng)性相關(guān)學(xué)科的理論與技術(shù)戰(zhàn)略，在進行傳統(tǒng)意義上煤層氣勘探開發(fā)理論與技術(shù)攻關(guān)的同時，嘗試開展新型煤炭與煤層氣融合開發(fā)技術(shù)、煤層原位氣體轉(zhuǎn)化及提高采收率的技術(shù)攻關(guān)，包括煤炭地下氣化（UCG），CO2捕集、利用和封存（CCUS），以及包括微生物、熱采、微波、激光、注入N2、CO2驅(qū)替在內(nèi)的生物、物理和化學(xué)開發(fā)技術(shù)等，實現(xiàn)深部煤炭與煤層氣資源的全方位融合動用與煤炭原位氣化，煤層氣前景將更為廣闊。目前最為重要的是，如何進一步激勵和堅定技術(shù)、投資、管理等各行各業(yè)的必勝信心，需要引起全社會對煤層氣產(chǎn)業(yè)更為廣泛的關(guān)注和重視，提出和實施合理高效的保障措施。
黨的二十大報告提出，“教育、科技、人才是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。”我們必須開辟發(fā)展新領(lǐng)域新賽道，不斷塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢。當(dāng)前煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)站到新的歷史起點，必須大力提升科技創(chuàng)新能力，進一步系統(tǒng)性開展理論與技術(shù)攻關(guān)。深部煤層氣理論技術(shù)與開發(fā)效益突破業(yè)已證明，只有實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)的自主可控，才能真正掌握發(fā)展主動權(quán)。新征程上，既要認(rèn)識到推動深部煤層氣勘探開發(fā)技術(shù)自立自強任重道遠，也要充分看到目前所形成的雄厚研究基礎(chǔ)。充分發(fā)揮國家資源和國有企業(yè)動員能力，通過新型舉國體制，打好關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰(zhàn)，進一步取得深部煤層氣開發(fā)重大技術(shù)創(chuàng)新成果，加強原創(chuàng)性、引領(lǐng)性科技攻關(guān)。充分發(fā)揮全國重點實驗室、煤層氣科技領(lǐng)軍企業(yè)和國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)工程化中心作用，堅持科技創(chuàng)新和制度創(chuàng)新“雙輪驅(qū)動”，以問題為導(dǎo)向，以需求為牽引，大力弘揚科學(xué)家創(chuàng)新精神，不斷激發(fā)各類人才創(chuàng)新活力，以高端人才隊伍引領(lǐng)深部煤層氣高水平科技自立自強。
科技自立自強是國家強盛之基、安全之要。我們要清醒地看到，深部煤層氣產(chǎn)業(yè)對國家能源轉(zhuǎn)型、“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)和經(jīng)濟發(fā)展的貢獻將越來越凸顯，隨著一些“卡脖子”技術(shù)的突破，深部豐富的優(yōu)質(zhì)煤層氣資源將帶動煤層氣產(chǎn)業(yè)走向新的輝煌。在未來深部煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，比歷史上任何時候都更加迫切需要進一步提升理論與技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，必須堅定不移走中國特色煤層氣勘探開發(fā)理論技術(shù)的自主創(chuàng)新道路。煤層氣大產(chǎn)業(yè)必將成為端牢能源飯碗、助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要組成部分，也將從根本上為保障國家能源安全做出煤層氣產(chǎn)業(yè)更大的貢獻，展現(xiàn)出光明的發(fā)展前景。
?。ㄗ髡呦抵袊O(shè)備管理協(xié)會石油石化分會會長、成都理工大學(xué)頁巖氣現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院特聘院長、中國石油學(xué)會會士、教授）
