Question

辽宁省阜新市煤层气开发利用现状

Answer 1

张俊宝 何玉梅

（东北煤田地质局一〇七勘探队 阜新 123000）

作者简介：张俊宝，教授、研究员级高工，主要从事煤田地质、煤层气地质及其他有关地质工作。近年来在国家级刊物上发表有关煤层气、地热方面学术论文5篇。

摘要 2003年3月1日，辽宁省阜新市煤层气地面开采（CBM）、矿区井下抽放煤层气（CMM），正式向市区供气，实现了煤层气商业性开发。本文根据该区刘家区煤层气地面开采和阜矿集团矿井瓦斯抽放的实际情况，对目前开发利用现状及前景作了论述。

关键词 煤层气地面开采 矿井煤层气抽放 煤层气商业性开发

Status of CBM Development and Utilization in Fuxin City，Liaoning Province

Zhang Junbao，He Yumei

（Team 107 of Northeast Bureau of Coal Geology，Fuxin 123000）

Abstract：The projects of surface CBM exploitation and underground extraction located in Fuxin city，Liaoning Province formally supplied the CBMflow to the citizens on March 1，2003，which realized the commercial development of CBMin this area.Based on the actual status of surface CBMexploitation projects in Liujia area and underground gas extraction projects of Fuxin Coal Group，the status and prospects of local CBM development and utilization were discussed.

Keywords：CBM；surface exploitation；underground extraction；commercial development

引言

阜新市位于辽宁省西部，介于沈阳、锦州两市之间。2003年3月1日，刘家区地面开采煤层气，阜新矿区的井下抽放煤层气，已经向阜新市市民供气，日供气规模（8～12）×10⁴m³（34%CH₄），从而结束了阜新市居民17年燃用煤制气的历史，有6.5万户居民用上了质量好、热值高的煤层气。经过近4年的运行表明：“供气稳定，安全可靠”。以地面钻井煤层气开采（CBM）、矿井煤层气抽放（cmM）为标志的煤层气开发利用工程实现产业化，居全国之首。

1 煤层气（CBM）勘探背景

阜新市煤层气地质工作较早。1996年，由东北煤田地质局一〇七队为中美煤层气CBM公司提交了《阜新煤田煤层气赋存条件》报告，基于对资料的分析、研究，对阜新盆地煤层气资源条件做出了评价，提出了刘家区为煤层气开发重点区。

刘家区位于阜新煤田中部，赋存有下白垩统阜新组煤层。据1993年精查报告，煤炭储量28195×10⁴t，天然焦储量6223×10⁴t，煤层埋深在600～1000m，煤层最大累厚约98m，煤类以长焰煤为主，深部有少量气煤，煤层层数多、厚度大、煤层气含量较高，具有小而肥的特点。1998～2001年，由国家和辽宁省投资，东北煤田地质局一〇七队在刘家区进行了煤层气普查勘探工作，共施工4口煤层气参数及试验井，经排采试验，单井日产量最高达6000m³，平均在3000m³左右，甲烷成分98%左右，表明该区具有良好的煤层气开发前景。2001年东北煤田地质局一〇七队提交了“辽宁省阜新刘家区煤层气普查报告”，经中国煤炭地质总局审查批准，全区煤层气资源量52.171×10⁸m³，其中控制资源量32.289×10⁸m³，远景资源量19.882×10⁸m³。

2002年由阜新市投资在该区块内又施工了4口煤层气生产井，形成了8口煤层气井网，于2003年3月1日正式向市区供气，平均每天供气约2×10⁴m³左右，实现了商业性开发，这在我国地面煤层气开采尚属首例。

2 矿井煤层气（CMM）抽放系统

阜矿集团现有8个井工矿，其中高瓦斯矿井三个（五龙矿、清河门矿、海州立井），突出矿井两个（艾友矿、王营矿），低瓦斯矿井三个（伊马矿、乌龙矿、八道壕矿）。经煤炭科学总院抚顺分院1997年鉴定，煤层气储量达116.06×10⁸m³，其中五龙矿、刘家区及海州立井66.34×10⁸m³，王营矿24.81×10⁸m³，艾友矿11.98×10⁸m³，清河门矿12.93×10⁸m³，瓦斯含量为10～12m³/t，按可抽量30%计算，可采储量34.82×10⁸m³。从煤层气赋存情况分析，气源量比较充足。

阜矿集团煤层气抽放始于1993年，在王营矿南风井建成一套煤层气抽放利用系统，并于1997年6月实现向阜新氟化学总厂供气。《综合利用瓦斯供居民生活用气工程》于1999年6月被辽宁省计委批准立项建设。该工程于2000年4月开工建设，2001年9月29日全部施工完毕，2003年3月1日向阜新市民供气。

目前在8个矿井中有6个矿井已经先后建立、改造、完善了地面或井下瓦斯抽放系统。五龙矿、艾友矿、清河门矿、恒大公司、海州立井5个矿井共建有6套地面永久瓦斯抽放系统，同时部分矿井还有井下移动抽放系统。瓦斯抽放基本方法是采用以高位顶板瓦斯抽放道或临近层抽放为主，高位钻场水平长钻孔、采空区埋管等辅助抽放为辅的综合抽放方法。

3 开发利用现状

阜新市所辖二县五区。其中：海州区为燃气的普及区。清河门北山地区远离市区约45km，为独立的区域。市政设施不发达，到目前为止，本区内无煤气供应系统。2003年实际供气量506×10⁴m³（CH₄34%，1489×10⁴m³），其中：市氟化学总厂：100×10⁴m³（CH₄34%，295×10⁴m³），市煤气厂：406×10⁴m³（CH₄34%，1194×10⁴m³）。2004年实际供气量：617×10⁴m³（CH₄34%，1816×10⁴m³），其中：市氟化学总厂：55×10⁴m³（CH₄34%，163×10⁴m³），市煤气厂：562×10⁴m³（CH₄34%，1653×10⁴m³）。

目前由于利用量少，在满足井下安全通风的条件下，只能限量抽放。五龙、王营和艾友三矿共抽放纯煤层气量8.82×10⁴m³/d，向市及氟化学总厂供气部分利用外（市氟化学总厂0.34×10⁴m³/d，混合量10000m³/d，市煤气厂1.7×10⁴m³/d，混合量50000m³/d），每天剩余6.78×10⁴m³/d纯煤层气，因利用能力不足而白白放空，利用率仅为30%。

目前刘家地面煤层气开采主要供应市区民用，平均产气量（1.5～1.7）×10⁴m³/d（CH₄98%）。2005年4月阜新市煤气厂推行出租车油改气，目前大约有500辆出租车改用煤层气，经过1年多的运行，效果很好，每天用气约1×10⁴m³。

4 下一步规划

4.1 用气规划

4.1.1 市区用气规划

阜新市居民用气：近年来，由于城市经济建设的发展，市区内燃气用户逐年增加，据阜新市煤气公司统计，年用气量递增率达到7%左右。根据市区发展的需要，阜新市煤气厂特编制阜新市区2004～2015年燃气用量规划表，详见表1。

表1 阜新市区燃气用量规划表

4.1.2 工业用气

根据东北老工业基地振兴和发展的需要及资源枯竭型城市经济转型的需要，阜新市地方工业对洁净能源的需求将进一步增加，本项目的主要供气方向拟定为阜新市玻璃厂及阜新市氟化学厂。

供气规划能力为：将王营矿、五龙矿刘家区抽放系统及刘家区地面开采系统的煤层气，集中输配至5.4×10⁴m³输配站储气柜，经加压后输配给阜新市氟化学总厂及阜新市玻璃厂，总供气能力为10.87×10⁴m³/d、3967×10⁴m³/a。其混兑后CH₄含量为55%，热值为4680kcal/m³，混兑后日供气量19.92×10⁴m³，年供气量为7271×10⁴m³。

4.2 供气规划

4.2.1 矿区煤层气抽放

根据各矿相对位置及周边可利用条件，阜矿集团拟对海州立井、五龙矿、刘家区、王营矿、艾友及清河门矿的矿井煤层气进行抽放及开采。

通过对阜矿集团的煤层气资源量、矿井可采状况、抽放煤层气条件的分析，根据与阜新市煤气公司的供气协议及向工业用户供气协议要求，确定项目建设规划如下：

伴随回采工作面生产，各矿井下抽放煤层气总能力11.69×10⁴m³/d、折合混气34.4×10⁴m³/d（34%CH₄），阜矿集团煤层气井下抽放规划见表2。

表2 阜矿集团煤层气井下抽放规划表

4.2.2 地面钻井开采煤层气

根据东北煤田地质局一〇七队1998～2002年在刘家区进行小井网开采煤层气的实践证明，单井平均产气量为3000～5000m³/d。预计在刘家区施工煤层气地面钻井22口，单井开采煤层气按3000m³/d计算，可采煤层气6.6×10⁴m³/d（CH₄98%）、2409×10⁴m³/a（CH₄98%），地面煤层气钻井开采将根据实际需要进一步调整钻井数量及完井工艺方法，以保证供气能力的稳定、可靠。预测煤层气井的服务年限为10～15年。10～15年后部分煤层气钻孔，由于受煤炭开采的需要可转为矿井采空区抽放钻井，如采空区井下封闭较好，预测抽放CH₄浓度可达70%～90%。煤层气钻孔仍可以服务5～20年，可以满足项目规划的要求及市场规划的需要。

另外根据各生产矿井目前煤炭开采情况，可在尚未开采的区块内进行煤层气地面钻井的施工，以达到先采气后采煤的效果。

5 结论

以上就阜新市煤层气开发利用现状和下一步规划作了简述，实际上，就目前开采规模远远达不到市场需求。阜新市目前居民约20万户，但只有6.5万户居民用气，还有三分之二户的居民没有用气。阜新市玻璃厂目前已经完成了二期改造工程，3个窑日需发热量5000cal/g的煤层气32×10⁴m³。加大生产规模既能满足市场需求带来更大的经济效益，又能减少因瓦斯给煤矿生产造成的危害。