国外煤层气勘探开发现状

美国、澳大利亚和加拿大等国家的煤层气勘探开发发展比较迅速，而其他大多数国家尚处于煤层气勘探开发试验阶段。我国煤层气资源丰富，勘探开发起步较晚，且发展缓慢，目前仍处于勘探开发试验阶段。通过深入分析国内外煤层气勘探开发现状，得到以下几点启示。

（1）能源需求、环保要求和经济效益是煤层气产业发展的动力。

20世纪70年代末，美国天然气需求量很大，每年需要从国外引进天然气600×108～800×108m3。美国是煤炭资源大国，拥有较为丰富的煤层气资源。每年因采煤向大气排放大量甲烷气，不仅污染大气，而且耗费劳动力和资金。而且美国联邦和地方政府对环保要求愈来愈严，并促使企业经营者减排降污。因此，能源需求、环保要求和经济效益成为美国煤层气产业发展的动力。

（2）丰富的资源基础奠定了我国煤层气广阔的勘探开发前景。

全球煤层气资源极其丰富，绝大部分煤层气资源量分布在12个主要产煤国，其中俄罗斯、加拿大、中国、美国和澳大利亚的煤层气资源量均超过10×1012m3。相比美国而言，我国煤层气资源更为丰富，因此我国煤层气勘探开发具有坚实的资源基础，前景广阔。

（3）复杂的地质条件决定我国煤层气勘探开发任务的艰巨性。

相对美国含煤盆地较简单的构造演化史而言，我国含煤盆地经受了复杂的构造改造，大多数原型含煤盆地构造破坏严重，煤层气地质条件异常复杂，低阶煤和高阶煤煤层气资源比重大。因此，必须建立起一系列适合我国煤层气地质特点的认识和理论来指导煤层气勘探开发，而理论的建立及应用是一个艰巨的过程。

（4）煤层气地质研究和资源评价是煤层气勘探开发的基础。

自20世纪70年代中后期以来，美国地质调查局（USGS）、天然气技术研究所（GTI）、美国能源部（DOE）等单位对煤层气基本地质条件、富集产出机理和增产措施方面进行了深入研究，组织完成了多次全美煤层气资源评价，加深了对煤层气资源的认识，有效地指导了美国煤层气的勘探开发。

（5）配套的工艺技术是煤层气勘探开发的关键。

煤层气藏是一种特殊的气藏类型，其勘探开发技术在很多方面有别于常规油气。美国经过20多年的煤层气勘探开发实践，已经形成了配套的工艺技术，为其煤层气勘探开发总体水平的提高起到了巨大的推动作用。

（6）足够的勘探开发投入是煤层气产业发展的充分条件。

美国是率先形成煤层气商业化开发的国家，也是迄今为止煤层气产量最高的国家，澳大利亚和加拿大近年来也实现了煤层气商业化开发，而世界上其他国家尚没有大规模开发煤层气，除去其他诸多影响因素，很重要的原因是煤层气资源的勘探开发投入程度，足够的勘探开发投入是煤层气产业发展的充分条件。

（7）制订优于常规天然气的经济扶持政策，以增强其市场竞争能力是煤层气产业发展的必要条件。

20世纪70年代末，美国政府通过众、参两院的听证会将煤层气确定为非常规气体能源，并于1980年颁布《能源意外获利法》的第29条非常规能源开发税收补贴政策，使煤层气成为政府鼓励和支持的主要清洁气体能源。考虑到煤层气开发初期具有产量低、投入大、投资回收期长的特点，无法与常规石油、天然气开发进行竞争，美国政府扶持煤层气开发的指导思想是以煤层气从开发成本、销售价格等方面可与常规天然气竞争为出发点决定税收补贴的程度；同时，补贴政策要有一个相当长的适用期，以培植煤层气产业的成熟。澳大利亚煤层气开发的发展得益于政府政策的宽松和优惠。1997年，昆士兰州政府对煤层气的开发与管理出台了一系列规定与措施，促进煤层气勘探开发的快速发展。

（8）健全的法律是煤层气产业发展的保障。

立法是煤层气生产的关键和保证，只有通过立法才能保证煤层气投资者的合法权益，从而提高煤层气投资者的积极性，最终促进煤层气产量的提高。美国联邦政府和州政府在煤层气勘探开发过程中的管理作用主要以法律、法规的形式体现出来。在颁布煤层气法规后，煤层气产量大幅度上升，由此产生的经济效益和社会效益非常明显。

（9）完善的天然气管网等基础设施促进煤层气产业快速发展。

美国有完善的天然气管道系统，生产的煤层气大部分都进入天然气管网销售给燃气公司，促进了煤层气产业快速发展。而印度等国家，由于天然气管网等基础设施建设跟不上，从一定程度上迟滞了煤层气产业的发展。

（10）煤层气勘探开发具有良好的经济效益和社会效益。

美国的经验证实，煤层气勘探开发一旦取得突破，形成规模生产，可获得明显的经济效益，主要反映在以下几个方面：一是勘探费用低，获利大，风险小；二是生产成本低，生产期长；三是煤层气井经济效益好。更为重要的是，煤层气资源的勘探和开发对缓减我国能源紧缺局面、煤矿安全问题和环境污染问题意义重大，具有良好的社会效益。

（一）中美煤层气地质条件对比

我国煤层气资源丰富，但是具有与美国不同的成煤和煤化作用地质条件，地壳运动具有多期叠加性，构造活动具有复杂多样性，因而我国煤层气成藏机理和气藏富集规律均与美国不同，煤层气勘探开发表现出诸多特殊性。

1.构造背景不同

美国位于北美地台之上，北美地台是以加拿大和格陵兰地盾为中心，以同心圆的方式向外发展起来的一个巨型地台。在地台内部，以地台为基底的含煤盆地构造较稳定，聚煤作用发育，煤炭资源赋存条件简单、储量丰富。我国位于复合大陆之上，地台较小，其周边的过渡带窄，构造活动频繁强烈。在我国总体十分复杂的构造背景中，相对稳定的地台区含煤盆地占有十分重要地位，形成了华北地台中西部及华南扬子地台中西部古生代煤层气聚气区。

2.煤级

我国中煤级煤炭资源约占全国煤炭资源的30%，而高煤级和低煤级煤炭资源占70%，而美国的煤层气产量主要来自于中煤级的煤层中。美国传统观念认为在无烟煤中难以获得工业性气流，主要是因为深层变质作用形成的无烟煤各种孔隙遭受强烈压实，割理很不发育，致使煤储层的渗透性很差。但在我国山西沁水盆地南部高变质无烟煤中施工的煤层气开发试验井网中，单井最高产量达16000m3/d，在正常排采情况下，日产气量可稳定在2000～3000m3/d，产气量是相当可观的。这预示高变质煤层中的煤层气资源仍具有良好的开发前景。

我国低阶煤（褐煤和长焰煤）主要分布在西北及东北含气盆地群，虽然煤层含气量普遍较低，但煤层厚度大且分布面积广泛，地质构造简单，煤储层渗透性能好，是我国煤层气资源的一个重要领域。近年在美国粉河等盆地的煤层气开发实践证明，在亚烟煤（相当于我国煤级划分中的褐煤）中，即使实测煤层气含量低，但煤层渗透率高，厚度大，仍能实现商业性煤层气开发，这为我国在低阶煤中开发煤层气提供了借鉴。

3.低渗

我国煤层普遍存在低渗（<1mD）、低储层压力（压力系数＜0.8）和低含气饱和度（<70%）的“三低”不利条件，但煤层埋深、含气量、煤层厚度大都比较理想。我国的煤层渗透率大多不超过10mD，一般在1mD左右。但也有储层条件相对有利的区域，如沁水和鄂尔多斯盆地某些煤层的地质条件与美国的圣胡安、黑勇士等盆地相当。虽然美国圣胡安、黑勇士盆地部分煤层渗透率在10mD左右，甚至高达50mD，但也仅在局部地区出现，大多数的煤层渗透率还是普遍较低，主要通过压裂等措施改善煤层的导流能力。

4.后期构造破坏

我国成煤后期构造破坏较为严重，造成部分地区构造煤发育，使储层改造措施无法实现。一些含煤和含气条件较好的地区，有时具有较强的储层非均质性，煤层气可采条件相对较差，一定程度制约了煤层气井的产能开发，但通过实施低渗透性构造煤储层改造和煤层气井压裂等措施也可以实现对此类煤层气资源的有效开发。我国已经取得了部分区块煤层气勘探开发试验的成功，还需要进一步实践和完善成熟的和系统配套的适用于我国煤层气地质条件的勘探开发工艺技术。

美国与中国都是资源大国，有相同之处，更有不同之处，应当借鉴，但绝不可照搬。

（二）中美煤层气勘探开发状况对比

美国是世界上开采煤层气最早和最成功的国家，起步于20世纪70年代，大规模发展始于80年代。由于美国政府1980年出台了税收补贴优惠政策，煤层气产量从1980年的不足1×108m3，迅速上升到1991年的100×108m3，之后产量逐年上升，到2004年达到500×108m3，占气体能源（天然气）总量的8%～10%，成为常规天然气的重要替代能源。主要的原因包括：一是能源需求、环保要求和经济效益是促使美国致力于煤层气开发的动力源泉；二是重视煤层气地质研究和资源评价，发展煤层气勘探开发技术；三是制订优于常规天然气的经济扶持政策，以增强煤层气产业的市场竞争能力；四是健全的法律保障煤层气产业的发展；五是具有完善的天然气管网等基础设施。

与美国相比，我国煤层气勘探起步晚，发展缓慢，但随着国家对煤层气的重视，以及技术水平的不断提高，目前已经进入了起步阶段，原因主要有：一是我国具有雄厚的煤层气资源基础，通过综合评价优选出沁水、鄂尔多斯东缘及南缘、宁武、安阳—鹤壁、松藻等有利区带，具有资源丰度高、资源量大、储层物性好、开发条件便利等特点，是近期和中长期进行煤层气规模开发的有利区；二是从20世纪80年代中期，我国陆续开展煤层气地面勘探工作以来，煤层气勘探开发理论、方法和技术取得明显进步，初步形成适合我国煤层气地质特点的勘探开发理论、方法和技术；三是我国煤层气勘探开发已初见成效，获得了1023.08×108m3的煤层气探明地质储量，煤矿区瓦斯抽放已形成一定规模；四是出台部分煤层气勘探开发优惠政策；五是天然气管网等基础设施正在不断构建；六是能源需求、环保要求和煤矿安全形势同样是促使我国致力于煤层气开发的动力源泉。因此，我国基本具备了美国20世纪80年代中后期煤层气的勘探开发条件。

2020年全球煤炭需求下滑，产量下降，国际煤炭贸易萎缩，煤炭价格在上半年大幅下降。随着欧美发达国家绿色能源替代水平进一步提升，以及亚洲地区相对强劲的经济增长带动的煤炭消费增长，预计未来几年，煤炭出口和消费重心向亚洲转移的趋势将更加明显。

2020年全球煤炭产量有所下降

2017-2019年全球煤炭产量逐年增长，但增速呈现下降趋势，到2019年全球煤炭总产量达到79.21亿吨。2020年，中国煤炭经济研究会初步测算全球煤炭产量同比下降了4%左右，新冠疫情对全球宏观经济的巨大打击进一步导致煤炭产量有所下滑。

美国煤炭产量降幅最大

2020年，在全球16个主要产煤国中，煤炭产量增长的有3个国家(包括中国、印度、越南)，其余13国煤炭产量均呈现不同程度的下降。煤炭产量最大的中国，全年产煤量为38.4亿吨，同比增长0.9%排名第二的印度，得益于四季度产量的快速回升，全年产煤7.41亿吨，同比增长0.8%而美国的煤炭产量跌破5亿吨，仅产煤4.89亿吨，同比下降了23.7%，降幅最大。

俄罗斯煤炭出口逆势增长

从出口情况来看，IEA数据显示2017-2019年全球煤炭出口量逐年增长，2019年达到14.36亿吨。2020年新冠疫情对全球煤炭贸易造成较大影响，中国煤炭经济研究会预测2020年全球煤炭出口下降至13亿吨。

2020年，全球煤炭出口量排名第一的印尼全年出口煤炭4.07亿吨，同比下降11.3%其次是澳大利亚，预计全年出口煤炭3.61亿吨，同比下降8.9%排名第三的俄罗斯，在下半年中国强劲煤炭进口需求的拉动下，全年出口煤炭1.93亿吨，同比增长1.7%。

近几年俄罗斯煤炭向中国市场转移趋势明显。过去很长一段时间，西欧是俄罗斯主要出口市场，但随着西欧国家“去煤化”步伐加快，俄罗斯出口西欧的煤炭量快速萎缩，出口重心由西向东转移。

2020年下半年，俄罗斯出口中国的煤炭量达1460万吨，比2019年同期的1090万吨增长了33.9%。俄罗斯政府层面也将加快铁路、港口等物流设施建设，加大煤炭出口向东部转移的步伐，积极拓展亚太区域煤炭市场。

亚洲地区进口消费需求强劲

中国、印度、日本、韩国是全球主要煤炭进口国家。其中中国作为全球最大的煤炭进口国，2020年进口煤炭3.04亿吨，同比增长1.5%印度进口煤炭2.18亿吨，比2019年减少3000多万吨，同比下降了12.4%日本进口煤炭1.74亿吨，同比下降6.8%韩国进口煤炭1.23亿吨，同比下降12.7%。

2020年全球主要煤炭进口国家和地区中，中国、越南、泰国、巴基斯坦和土耳其煤炭进口量实现正增长，其他国家和地区煤炭进口量均呈现不同程度的下降，其中德国的降幅最大，为-27.3%。

整体来看，亚洲市场煤炭进口需求占据主要份额，并在全球宏观经济低迷的情况下，以中国泰国、越南等为代表的亚洲国家依旧能保持逆势增长，市场潜力较大。

煤炭市场发展趋势分析

在欧美市场，绿色可再生能源快速替代煤炭，近几年欧美国家的煤炭消费持续下降，2020年美国可再生能源发电量首次超过燃煤发电量，全年煤炭消费量下降21%欧盟国家煤炭消费量下滑幅度更大，欧盟27国2020年煤炭进口量下降32.7%。

在亚洲市场，例如越南、印尼和南亚的印度、巴基斯坦等国，煤炭消费量还有增长潜力。2020年，越南、巴基斯坦的煤炭进口量均实现正增长，印尼受新冠肺炎疫情影响，煤炭产量和消费量虽然都出现下降，但疫情稍有缓和后，马上加快了燃煤电厂的建设步伐。

从整体来看，全球范围的煤炭出口和消费重心逐渐向亚洲转移趋势明显。

—— 以上数据及分析来源参考前瞻产业研究院发布的《中国煤炭物流行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

美国煤炭资源丰富

美国拥有世界上最大可开采的煤炭存储量。事实上，按现在的生产水平，我们拥有的煤炭量可供开采200余年。生产煤炭的25个州分布在三大产煤区。在2012年，近70%的煤炭产自这五个州：怀俄明洲（Wyoming），西维吉尼亚州（West Virginia），肯塔基州（Kentucky），宾夕法尼亚州（Pennsylvania）和伊利诺伊州（Illinois）。

美国的煤炭主要用于发电

美国92%的煤炭用于发电，生产了全国电网37%的电力，耗煤超过8亿吨。尽管煤炭发电所占比例最大，但由于用电需求放缓、更低价格的天然气和可再生能源技术的广泛应用，这种比例还是在下降。

如果没有温室气体减排的政策影响，这种比例还会上升；不过依据目前的碳排放政策，预计一直到2040年，这一比例将持续降低，这也很大程度上改变了国内煤炭市场的预期。

除了用作发电外，煤炭还用于生产钢铁的焦炭，一少部分用在商业、军事和公共机构的设施上，更少量的用于家庭取暖。

美国煤炭的出口

2000年-2010年，每年平均约5%的煤炭出口到其他国家，在2011年，美国煤炭出口量攀升到10%，部分原因是本年澳大利亚的煤炭出口量大幅下滑。在2012年，由于欧洲和一些亚洲国家煤炭需求持续扩大，美国煤炭出口份额达到12%，创纪录的达到了1.257亿吨。煤炭主要以两种形式出口：一种是用于钢铁生产的炼焦煤，另一种是用作电厂发电和工厂加热产蒸汽用的动力煤。当然炼焦煤出口量大于动力煤，欧洲进口最多，亚洲其次。

美国也进口一部分煤；这是因为墨西哥湾（Gulf Coast）和大西洋海岸（Atlantic Coast）的一些电厂，发现进口煤相对于美国煤产区铁路或公路运输来的煤更便宜。

煤炭是相对便宜的燃料

尽管天然气电厂比煤电厂的发电效率高，但在过去，每发1度电的天然气成本比煤要高很多。然而在2009年，煤炭失去了这种成本上的优势，在东部的一些州更为明显，这是因为页岩气技术的出现使得天然气产量急剧增加，这直接导致了天然气价格的下降。

煤炭使用产生的环境影响

相对于其他发电资源，煤炭丰富且价格相对便宜，但是煤炭使用产生了危害环境的几种类型的排放。煤炭燃烧会产生二氧化硫，氮氧化物，重金属（如水银和砷）和酸性气体（氯化氢），这些与酸雨，烟雾和健康问题有直接关系。在2012年，煤炭产生了31%的二氧化碳排放。对于生产而言，煤矿对于生态系统，水质，地形地貌改变都会产生消极影响。

煤炭使用的前景展望

如果美国实施严格的二氧化碳排放政策，那么燃煤的经济性将会改变。例如碳排放排污交易会增加燃煤成本，因为煤炭中高的碳含量，这会促使发电公司考虑低碳技术，如核能，可再生能源和天然气。在2012年3月，美国环保部提议了一项新的二氧化碳排放标准，即每生产一兆瓦电，只能排放1000磅二氧化碳，所有的石化电厂都要满足这个标准。这项排放标准促使电厂采用一种碳捕捉和封存技术（CCS），这可以使二氧化碳排量降低约50%。

研究人员正在致力于降低CCS费用，提高CCS捕捉和封存率到90%。这样，CCS从理论上讲可以大幅降低二氧化碳排量，然而经济和技术上的瓶颈还需要突破。

中国煤炭工业发展的前景展望

在今后相当长的时间内，煤炭仍然是中国的主要能源

煤炭是中国的主要能源。中国能源资源条件的特点是富煤、少油、缺气，这就决定了在未来较长时期内，煤炭在中国能源结构中仍将居主体地位。今后五年，我国明确提出要合理控制能源消费总量，明确总量控制目标和分解落实机制。通过严格控制能源消费总量达到加快转变经济发展方式的目的。随着经济结构的战略性调整以及水电、核电、风电等新能源和可再生能源的发展，非化石能源消费比例提高将从8.3％提高到11.4％，提高3.1个百分点，煤炭消费比重将下降，增幅将回落，但煤炭总量仍将保持一定幅度的增长。煤炭在中国主体能源的地位很难改变。

根据国民经济"十二五"规划，在全国GDP增长7％的条件下，预计到2015年中国煤炭生产量将达到38亿t以上，年煤炭净进口量2亿t左右，煤炭消费量将达到40亿t左右。

"十二五"（2011-2015）时期是中国煤炭工业由量的增长向质的提升转型发展的关键时期

"十二五"时期，中国仍然处在经济社会发展的重要战略机遇期，也是中国煤炭工业转型发展的关键时期。

随着中国工业化、城市化、市场化和国际化快速发展，能源需求将继续增长，对煤炭工业发展提出了新的更高的要求。中国煤炭行业高度关注和顺应世界经济和能源工业发展的大趋势，在总结以往煤炭工业发展经验的基础上，将选择适合自己国情和时代特征的科学发展道路。

中国政府高度关注和支持煤炭工业发展，确立了"煤为基础，多元发展"能源发展方针，颁布了《国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》，发布了《煤炭产业政策》，制定了《"十二五"煤炭工业发展规划（2011-2015）》，为今后一个时期煤炭工业的发展指明了方向。

展望未来，在世界经济发展的大背景下，生态环境保护、发展非化石能源和低碳经济、节能减排、资源综合开发和利用等已成为了国际社会普遍关注的焦点之一。中国煤炭工业发展依然面临着资源约束强化、环境压力加大、转变发展方式任务繁重、安全生产难度增加等挑战。坚持科学发展，转变经济发展方式，走新型工业化道路，加快推进煤炭工业由量的增长向质的提高转变，实现节约发展、清洁发展、安全发展和可持续发展，显得尤为重要。

"十二五"时期中国煤炭工业发展的总体要求是：坚持发展先进生产力，提高劳动者素质，坚持规模化、现代化，走工业化和信息化相融合的发展道路；把增强科技进步和组织创新能力，建设资源节约型、环境友好型、安全有保障、经济效益好、健康可持续发展的新型煤炭工业体系，真正摆在煤炭工业发展战略的核心位置。

中国煤炭工业总体开发布局将大规模地由中东部地区向西部地区转移

"十二五"时期中国煤炭工业发展的重点要求是：按照科学布局、集约发展、安全生产、清洁利用、保护环境的发展方针，以转变发展方式为主线，以科技进步为支撑，以改革开放为动力，发展具有国际竞争力的大型煤炭企业集团，建设大型煤炭基地，建设大型现代化煤矿（露天），保障煤炭稳定供应，改善矿区生态面貌，提高矿工生活水平，促进煤炭工业可持续发展。

"十二五"期间，中国将合理控制能源消费总量，坚持节约优先、立足国内、多元发展、保护环境、加强国际互利合作、调整优化能源发展战略，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系。统筹规划全国能源开发布局和建设重点，建设山西。鄂尔多斯盆地、内蒙古东部地区、西南地区和新疆五大国家综合能源基地。按照"控制东部、稳定西部、开发西部"的指导思想，从今年起，煤炭开发向西部地区转移的趋势更加明显。西部陕、蒙、宁和新疆等省区煤炭资源丰富，开发潜力大，主要运煤大通道正在建设或规划建设，为西部大规模开发布局创造了条件。一大批现代化矿井（露天）将重点在西部地区动工，将加快陕北、黄陇、神东、蒙东、宁东煤炭基地建设，稳步推进晋北、晋东、云贵煤炭基地建设，启动新疆煤炭基地建设，依托以上煤炭基地建设若干个大型煤电基地。

"十二五"期间中国煤炭工业转型发展的基本路径是努力实现"五个"转变

由产量速度型向质量效益型转变。抓住结构调整、转变发展方式的有利时机，大力推进煤炭企业兼并重组和资源整合，创新发展模式、大力减少煤矿和工作面个数，提高单井产量，合理集中生产，努力实现煤炭行业由产量速度型向质量效益型转变，提高科学发展能力。

实现由粗放的煤炭开采向以高新技术为支撑的安全高效开采转变。加大煤炭行业重大安全基础理论和关键性技术研究，推动煤矿由传统的生产方式向大型化、现代化、自动化、信息化的方向转变，大型煤矿形成安全高效集约化发展模式，中小煤矿机械化水平明显提高。煤炭企业管理由经验决策转向信息化、系统化、科学化决策上来，推动煤炭生产向安全高效，集约化方向发展。

煤矿安全实现由控制伤亡事故向职业安全健康转变。坚持以安全生产为前提，把煤炭工业发展建立在煤矿安全状况不断改善、全行业职业安全健康水平不断提高的基础上，实现煤矿安全生产的明显好转并向根本好转迈进。

实现由单一煤炭生产向煤炭资源综合利用、深加工方向转变。结合我国煤炭资源开发与消费布局特点，以资源开发为龙头，发展新兴产业，推动煤炭清洁高效利用，提升煤炭价值空间，推动煤炭上下游产业一体化发展，特别是推进煤电一体化发展，推进煤炭深加工转化，促进煤炭产业升级。

实现由资源环境制约向生态环境友好型转变。坚持循环经济发展理念，推动资源综合利用和节能减排工作，加快科技创新和新技术研发，推进煤矿绿色开采，建立矿区生态环境修复与治理机制、以最少的资源和环境消耗，支撑国民经济又好又快发展。