2021年以來，國內油氣公司紛紛加大深層煤層氣勘探開發力度，在鄂爾多斯等盆地取得了深層煤層氣戰略性突破，累計探明地質儲量接近萬億立方米。2025年，我國深層煤層氣產量突破40億立方米，占煤層氣總產量的25%以上，成為天然氣增儲上產的戰略接替資源，東方“深層煤層氣”革命已啟航。

        深層煤層氣資源特點與勘探開發進展

        深層煤層氣與淺層煤層氣的地質、工程特征差異大，是一種新型非常規天然氣。

        我國深層煤層氣資源主要分布在各含煤盆地，中國石化探區內資源量可觀，具備規模開發的資源基礎。其中，鄂爾多斯、四川、渤海灣等盆地以中高階深層煤層氣為主，具有高含氣量、富含游離氣等特點，是規模增儲和戰略突破的現實領域；準噶爾、吐哈、海拉爾、二連等盆地以低中階深層煤層氣為主，具有儲集性能好、游離氣占比高等特點，但總含氣量相對較低，是探索準備的領域。

        鄂爾多斯盆地是深層煤層氣勘探開發的主戰場，相繼發現了大吉、臨興-神府、大牛地、納林河、佳縣等5個千億立方米大氣田，探明儲量超9000億立方米，單井峰值日產量持續突破10萬立方米，單井累計產量突破7300萬立方米，大吉氣田深層煤層氣日產量突破1000萬立方米。近期，勘探層系從太原組8號煤層向山西組5號煤層拓展，勘探深度從1500米拓展到3500米以深，煤層厚度從厚層（5~15米）拓展到薄層（1~5米），3米煤厚的新富1204HF井試獲日產氣突破8萬立方米，展現了多薄深層煤層氣巨大的勘探開發潛力。

        在四川盆地，川東南多薄深層煤層氣勘探取得積極進展，陽2井、寧探1井試獲高產氣流；在渤海灣斷陷盆地，中階深層煤層氣見到好苗頭，東濮凹陷慶煤1HF井試獲工業氣流。

        深層煤層氣理論認識與技術成果

        “十四五”以前，我國主要聚焦中高階淺層煤層氣勘探開發，以吸附氣為主，單井產量低、上產周期長，形成的地質理論認識、開發技術及配套工程工藝技術難以適用于深層煤層氣勘探開發，產業發展面臨瓶頸。

        “十四五”期間，針對“深層煤儲層富集機理復雜、井壁容易坍塌、人工裂縫擴展規律不清”等一系列勘探開發關鍵理論技術難題，中國石化聚焦深層煤層氣富集規律與勘探評價技術、高效鉆完井及儲層改造技術等開展攻關，推動深層煤層氣效益勘探開發。

        一是提出了中高階深層煤層氣“二元（有利聚煤環境+良好保存條件）”富集規律，明確了構造穩定區中高階深層煤層氣是近期勘探的主要方向。

        二是創建了復雜孔縫的煤儲層多尺度全系列表征技術，明確了深層煤巖微孔和割理裂隙發育。

        三是提出了基于“灰分產率和鏡亮煤占比”的煤巖相劃分技術，明確了中高階低灰分光亮-半亮煤游離氣和吸附氣雙富，突破了傳統煤層以吸附氣為主的認識。

        四是形成以“強封堵強抑制復合鹽鉆井液、地質導向與批鉆施工、機械擾動精細防控”為核心的深層煤層氣水平井安全高效成井技術，鉆井周期由93.5天大幅縮短至28.9天，實現2000米水平段“一趟鉆”。

        五是率先提出了“造長縫、遠支撐”的壓裂理念，創新形成“大排量造縫、增前置液+連續注液拓縫、多粒徑強支撐”有效支撐壓裂技術，實現了深煤儲層有效改造和高產穩產。

        上述理論認識與技術突破，支撐了延川南氣田連續8年效益穩產，發現了大牛地千億立方米規模增儲陣地，取得了富縣3米薄煤層的勘探突破，將煤層氣勘探開發深度從1500米拓展至2800米以深，引領深層煤層氣未來產業建設。

        深層煤層氣發展挑戰與攻關方向

        隨著深層煤層氣勘探開發從鄂爾多斯盆地向全國其他盆地推進，高效勘探和低成本開發面臨三大挑戰：一是深層煤層氣類型多樣，成藏地質條件復雜，資源稟賦差異大，富集高產理論與預測技術尚需深化；二是深層煤層氣井型和壓裂改造工藝需要進一步探索，不同類型儲層優快鉆完井、高效改造工藝、開發技術政策尚未定型；三是當前技術和成本條件下，深層煤層氣屬于邊際效益資源，需要進一步探索降本增產措施。

        建議進一步加強富集高產理論攻關。我國深層煤層氣分布面積廣、賦存層系多、熱演化范圍寬、成藏地質條件復雜，富集高產機理及分布規律不清，開采機理與游離氣-吸附氣產出規律不清，EUR（估算的最終采收量）認識不一致。針對鄂爾多斯、四川、準噶爾等典型盆地的不同類型深層煤層氣，持續開展聚煤、生烴、成儲、賦存、富集、產出研究，揭示“構造-沉積-流體”協同控制的孔縫發育機理和游離氣與吸附氣變化規律，建立煤巖“生-滯-排”模式、深層煤層氣富集模式和多尺度多場耦合流動模型，深化差異富集高產規律和滲流機理認識，不斷完善深層煤層氣游離氣評價、“甜點”預測、目標優選、有效開發等技術。

        建議持續攻關優快鉆完井技術。深層煤儲層非均質性強、夾矸發育、頂板黏土礦物含量較高等特征，增加了水平井成井難度，鉆井過程中常見坍塌，不同煤巖特征的失穩機理仍不明晰。聚焦煤層易坍塌、鉆井周期長等關鍵難點，攻關煤層井壁防坍塌與鉆頭破巖機制，開展優快長水平段鉆完井技術研究，優化井身結構、鉆具組合和水力參數，研發強封堵鉆井液、高效導向技術及裝備、個性化PDC鉆頭等，不斷提升鉆遇率、縮短鉆井周期。

        建議積極探索“高效益”壓裂技術。深煤儲層滲透率低、塑性強、地應力復雜，目前主體采用大規模體積壓裂工藝有四大問題：一是導致部分井套管變形嚴重，產量不及預期；二是單井用液量普遍在3萬立方米以上，規模開發用水需求難以滿足；三是大排量、大砂量、大液量施工成本高，效益開發難度大；四是在碎裂-糜棱煤的應用效果不理想，急需攻關。針對不同類型、不同煤體結構的煤層，開展起裂機理和壓裂工藝技術研究，研發低傷害、低成本的一體化壓裂液體系，形成與儲層特征適配的降本節水壓裂工藝技術及裝備，助推效益開發。

        在產業政策大力支持下，深層煤層氣迎來了發展新機遇。要扎實推進“深層煤巖氣”新型油氣勘探開發國家科技重大專項研究，充分用好各級深層煤層氣實驗平臺，聚焦產業重大需求，強化集智攻關，推動產學研用深度融合，加快構建深層煤層氣勘探開發關鍵技術體系，打造深層煤層氣產業基地，以理論技術創新引領深層煤層氣高效勘探與規模開發。

鏈接

        什么是深層煤層氣？資源量有多大？

        深層煤層氣通常指賦存于埋藏深度超過1500米煤層中的天然氣資源。

        作為清潔高效非常規資源，深層煤層氣的有效開發對于煤礦減災、環境保護和能源安全具有重要戰略意義。

        深層煤層氣資源豐富，主要分布在鄂爾多斯、四川、準噶爾等大中型含煤盆地，資源量達50萬億立方米，占煤層氣總資源量的70%以上。

        受溫壓耦合作用和保存條件影響，深層煤層氣具有“儲層壓力高、游離氣占比高和總含氣量高”三高特征，通過長水平井和規模儲層改造可獲得高產氣流。

        深層煤層氣與淺層煤層氣有何不同？

        研究表明，淺層煤層氣以吸附氣為主（占比達到90%以上），煤層含氣量一般為10~15立方米/噸；深層煤層含氣量則在20~30立方米/噸，是淺層煤層的2~3倍，吸附氣占比相對較低，游離氣占比最高可達50%，具備高產穩產的物質基礎。

        然而，深層煤儲層較淺層煤儲層更加致密，非均質性強、有效應力大，需要通過水平井分段壓裂技術才能有效動用，增加了經濟開采的難度。