中国石油勘探开发研究院

10月21—22日，由中国石油勘探院代表集团公司与国际石油工程师协会（SPE）联合主办的“SPE地质工程一体化专题技术研讨会”在上海召开。煤岩气作为一种极具潜力的新类型天然气资源，首次被列入国际学术会议研讨议题。

理论突破：

从勘探“禁区”到全新领域

长期以来，传统煤层气理论认为，埋深超过1500米的煤层含气量低、孔渗条件差，是勘探开发难以逾越的“禁区”。然而，自2017年起，中国石油科研人员在深层非常规油气资源探索中，大胆地将煤岩作为储层进行天然气勘探。

煤岩气，并非传统意义上的煤层气，它是煤岩自身生成或其他气源运移而赋存于煤岩中的烃类气体，游离态与吸附态并存，游离气含量颇高，煤岩储层经改造后可实现快速产气与工业化开采。与传统煤层气相比，煤岩气具有鲜明的“五高”特征：高地层压力、高地层温度、高含气量、高吸附气饱和度、高游离气含量。其游离气占比可达20%—50%，这使其在开采初期便能凭借游离气的弹性能量驱动迅速产气，与传统煤层气长期排水降压后才产气、产量较低的情况形成鲜明对比。

煤岩气的地质成藏机理也独具特色。以鄂尔多斯盆地为例，这里区域构造简单平缓，顶底板封盖能力极强，水动力环境微弱。在这种条件下，以中高阶煤为主的煤岩实现了自生自储成藏。煤化作用在成藏过程中扮演着关键角色，不同热演化阶段均可形成气藏。在本溪组8号煤岩层中，藻类等水生生物的输入，显著提升了生烃潜力。部分地区赋存大量油质沥青，增加了煤岩气资源勘探开发价值。

为了更好地理解煤岩气富集及成藏规律，中国石油勘探开发研究院科研团队深入研究，提出了“三场”控制成藏机理，系统阐释不同类型煤岩气的形成与富集规律。这一机理认为，束缚动力场、自由动力场和局限动力场共同控制着煤岩气的成藏过程。

在此基础上，科研团队构建了煤系全油气系统地质模式，将煤岩气划分为原生型、再生型、残留型、生物型4类。

这一模式的提出，为深层煤岩气甜点预测与勘探部署提供了全新的理论框架和评价方法，指引找到煤岩气的富集区域。

勘探进展：

多点突破，储量产量快速增长

从全球煤岩气发展历程来看，美国在20世纪70年代开始探索深部煤岩储层，但受限于认识和技术瓶颈未能取得突破。2008年，美国煤层气产量达到557亿立方米峰值后持续下滑，目前年产量约180亿立方米。相比之下，中国在鄂尔多斯盆地的煤岩气勘探取得显著成果。

中高煤阶深层煤岩气在鄂尔多斯盆地实现规模效益开发。目前，大吉气田日均产气量为650万立方米，较去年同期增长50.1%，并成为我国首个百万吨级油气当量煤岩气田。2019年首口实验直井在8号煤岩层实现工业气流突破，2021年通过大规模压裂技术，成功开发全球首口实现商业化开发的深层煤岩气井。

中低煤阶煤岩气勘探在准噶尔盆地取得显著成效，多口井获得高产气流，部分井更是实现了油气同产。某探井通过水平体积压裂方式，在煤岩层初期产气量约5万立方米/日、稳产气量约2万立方米/日。

此外，四川盆地超深层勘探取得重大突破，在埋深超4000米的薄储层中获得高产气流。新疆的伊宁、焉耆等外围盆地勘探稳步推进，进一步拓展了煤岩气的勘探领域与资源空间，彰显了中国在煤岩气勘探开发方面的强大实力。

在鄂尔多斯盆地本溪组8号煤岩层中，科学家预测存在4个含凝析油区。在鄂尔多斯盆地侏罗系延安组，新疆准噶尔、塔里木、吐哈—三塘湖等盆地侏罗系，也具备找到富含凝析油煤岩油气藏的潜力。这些区域为我国能源资源的进一步挖掘提供了新的方向和希望。

技术创新：

形成特色开发技术系列

技术创新是推动煤岩气开发从理论突破走向实际应用的关键力量，为煤岩气产业的快速发展提供了强大动力。面对煤岩气储层的复杂特性，以中石油煤层气公司为首的科研团队在现场实施过程中形成多项关键技术，有效克服了勘探开发过程中的诸多难题，实现了煤岩气的高效开发。

在勘探阶段，黄土塬地表高精度三维地震精细应用技术，结合大数据分析，能够对地下煤层的构造和裂缝分布进行详细的“扫描”，清晰展现地下的地质情况，让钻探准确率大幅提升，减少无效钻井，降低开发成本。

煤层黑金靶体精细表征评价技术能够精准定位煤岩气开发的“甜点区”。在鄂尔多斯盆地，通过这项技术，明确了储层中上部存在煤岩气开发的“黑金靶体”，其产气贡献率是其他储层的3至6倍。这一发现为煤岩气的高效开发提供了重要依据，让勘探人员能够有的放矢地进行勘探和开发。

在煤岩气开采的核心环节，我国通过三项关键技术实现了从“改造储层”到“稳定产气”的全面技术升级。精益充分弥合缝网储层改造压裂技术能够在煤岩层造出“纵横交错的通道”，让气能顺利流动。技术人员结合顶底板应力、天然裂缝分布等6个因素，精准选择压裂段和簇数，还采用“高低黏液体交替注入、多轮转向压裂”等方法，让裂缝能够均匀扩展、充分“弥合”。目前，缝网弥合度已提升至90%以上，加砂强度下降了18.3%，压裂成本也降低了9.1%，开发过程既高效又经济。

有效利用地层能量稳定生产采气技术能够平衡地层压力，确保煤岩气的稳定产出。技术人员利用煤层纳米孔的渗吸作用，在高压差下促进气液置换，将气体从煤层中“搬运”出来。同时，通过控制生产压差和压力降速，延长气井的自喷期和稳产期，让气井持续稳定地产气。

煤岩气水平井生产动态监测技术通过微地震监测、光纤产出剖面监测和示踪剂监测等手段，为煤岩气开采提供了全方位的“监测眼睛”。微地震监测能够“看到”压裂形成的裂缝长度，目前监测到的在325—421米之间；光纤产出剖面监测能够确认“黑金靶体”段是主要产气区，其产气强度是其他段的3倍以上；示踪剂监测则能确保井与井之间不会出现窜气问题。这些监测数据，为调整开采措施、提高采收率提供了重要依据，让开采过程更加科学、高效。

以鄂尔多斯盆地为核心，研究团队初步形成了一套完整的煤岩气勘探开发技术系列，涵盖资源评价、甜点评价、实验测试、水平井+多段压裂、焖井控压排采等多个方面。这套技术系列就像一个精密的“工具箱”，为煤岩气的勘探开发提供了全方位的技术支持。同时，研究团队还积极探索煤岩气少水/无水、极限控砂储层改造技术与多层多气立体开发技术，不断拓展技术边界，为煤岩气的可持续开发提供更多的技术选择。

随着技术进步和勘探深入，煤岩气将在能源结构中扮演越来越重要的角色。特别是按照煤系全油气系统理论分析预测，未来在华北、西北诸多中低成熟的侏罗系煤岩储层中，还可能发现更多富含凝析油的煤岩油气藏，为能源安全提供新的保障。中国在煤岩气领域的突破，不仅打破了传统煤层气的思想桎梏和开发瓶颈，明确了煤系全油气系统的整体研究和有序开发，更为全球非常规天然气开发提供了新的思路和方向。