王天顺:打造煤层气勘查劲旅

来源:中国矿业报 发布时间:2015-09-23

河南省煤田地质局是全国煤层气勘查开发领域的一支“黑马”,自1996年与郑州天然气公司和美国佼麦特公司合作,率先在荥阳施工了4口煤层气井,拉开了河南省煤层气勘查开发的序幕之后,便开始在国内煤层气勘查开发市场崭露头角。2003年,该局与国内较大的煤层气开发利用公司——山西蓝焰煤层气公司合作完成了18口地面抽采煤层气井,标志着该局全面进入煤层气开发领域。

多年来,河南省煤田地质局驰骋国内煤层气勘查开发市场,所向披靡,成果颇丰,先后与国内外多家知名能源公司合作进行煤层气开发,施工区域遍布河南、河北、山西等十几个省区。如今,羽翼丰满、光环笼罩的河南省煤田地质局,在河南省乃至全国煤层气勘查开发大军中已成为一支名副其实的劲旅,为美丽中国建设、新能源开发、煤矿瓦斯治理和地方经济发展做出了突出贡献。日前,河南省煤田地质局局长王天顺就煤层气勘探开发,接受了中国矿业报记者的专访。

记者:在上世纪90年代,煤层气勘探开发在我国刚刚起步,技术不成熟,政策不配套。河南省煤田地质局为什么敢吃这个“螃蟹”?

王天顺:我局之所以在国内煤层气开发服务中取得了一些成绩,主要源于形势所迫、使命所在。一是形势倒逼,必须转型。煤炭经济形势近年来急剧下滑,直接影响我局单纯以煤勘服务为主的产业格局,新常态下,已不能满足单位发展壮大的需求,这就倒逼我们必须进行转型。二是职能使命,必须履行。开发利用新能源是国家生态文明建设的战略需要,研究制定全省煤层气的勘查规划并组织实施,是我局的职能所在,这就要求我们必须不辱使命。三是领导重视,必须行动。近期,河南省政府领导对我省非常规油气资源勘查开发工作做出了重要批示。认真贯彻落实省领导的指示精神,自觉融入全省非常规能源工作大局,要求我们必须有所行动。所以,我局先后与中石油、中石化、山西蓝焰煤层气公司、加拿大亚加、荷兰格瑞克等国内外20余家知名能源公司牵手合作进行煤层气开发,施工区域遍布河南、山西、陕西、内蒙古、新疆等十几个省区,与山西蓝焰煤层气公司、中石油煤层气公司、中国燃气公司、淮南矿业集团等公司签订了战略合作协议。截至目前,我们所完成的煤层气抽采井和矿山瓦斯排放井,平均每天为社会提供600万立方米的燃气资源,热值相当于7285吨标准煤,为建设美丽中国、新能源开发、煤矿瓦斯治理和地方经济发展做出了应有贡献。

记者:基础不牢,地动山摇。抓好煤层气开发利用研究规划和评价工作是勘查开发煤层气的前提,贵局在这方面做了哪些工作?

王天顺:我们先从基础抓起,做好全省的煤层气基础研究工作。我局作为国内最早涉足煤层气、页岩气资源勘查开发领域的单位,做了大量的基础研究工作,成果丰硕,在煤层气、页岩气资源的选区评价、勘查开发规划、工程设计及施工等方面为政府部门提供决策参考,为勘查开发企业提供技术支撑。

我们完成的河南省地质矿产科技攻关项目《河南省煤层气可采性评价与勘查开发技术研究》,首次全面系统地分析、研究了河南省主要含煤地层煤层发育特征、构造特征及主采煤层的煤层气成藏地质及水文地质条件等,该成果荣获2009年河南省国土资源科学技术奖一等奖。完成的《河南省煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十一五”规划》、《河南省煤炭、煤层气资源潜力评价》和《河南省煤层气资源勘查开发区规划》等科研项目,为全省煤层气有序开发提供了科学依据。在此基础上,我局受河南能化集团、郑煤集团、河南省煤层气开发利用有限公司等大型国有企业的委托,分别针对我省主要产煤区块编制了煤层气开发利用的可行性研究报告、勘查设计和具体实施方案等,提交了《河南省安阳-鹤壁矿区煤层气资源评价及有利区块研究》、《河南省焦作矿区煤层气资源评价及有利区块研究》和《河南省周口煤层气资源勘探开发与可行性研究》等报告,分别估算了煤层气资源量,从资源参数、渗透性参数、吸附-解吸特征等方面进行了区块优选及评价,为安阳鹤壁矿区、焦作矿区和周口地区的煤层气勘查开发提供了技术支撑。

记者:改革是最大的红利,也是企业发展的动力。在当前煤层气勘探开发异军突起、竞争激烈的严峻形势下,如何才能确保贵局在煤层气勘探开发方面的领先优势?

王天顺:我们要从抓好改革入手,做好队伍重组和产业布局工作。河南省煤田地质局是国内最早进入煤层气开发的单位之一,曾在1996年就与郑州天然气公司和美国佼麦特公司合作,率先在荥阳施工了4口煤层气井,拉开了河南省煤层气勘查开发的序幕;2003年与山西蓝焰煤层气公司合作完成了18口地面抽采煤层气井,标志着我局全面进入煤层气开发领域。

近年来,我局加大改革发展力度,对全局的优良设备、优秀人才进行重组,以豫中公司为煤层气钻井龙头,其他地勘单位煤层气实体为躯干,从研究到实施,从钻井到测井,形成有机整体,致力于煤层气勘查开发利用工程。截至2014年底,全国已完成各类煤层气井14000余口,其中我局共完成6000余口,占全国份额的43%,通过研发新型煤层气测井仪器,优化煤层气测井参数组合,形成了煤层气测井核心技术,完成各类煤层气井、参数井、生产井、直井、定向井等测井服务2300余井次,目前,煤层气开发利用产业占我局经济总量的近30%。

记者:工欲善其事,必先利其器。在硬件建设方面贵局有哪些优势和打算?

王天顺:在硬件建设方面,我们要着重做好装备提升和人才培养工作。经过近年来的发展,我局拥有各类适用于煤层气勘探的装备100余台套。其中2000米以深的大型钻机50余台,包括石油4000米钻机1台套、石油3000米钻机2台套、RPS3000米钻机1台套、石油2000米钻机1台套;拥有目前世界上最先进的德国产全液压动力头车载钻机2台套、美国产车载钻机1台套等,这些设备可满足4000米以浅的石油井、页岩气井、各类煤层气井、大直径工程井、大口径瓦斯排放井等施工需要。我们还自筹资金购置了国内较为先进的PSJ-2数字测井仪3台套、MT3000数字测井系统1台套,通过煤层气测井工作,取全、取准地层的各种物性参数,计算目的煤层的碳、灰、水含量及地层砂、泥、水含量,估算出煤层含气量,为更好地完成后续工程提供技术参数。在加大装备投入的同时,我们通过选拔年轻有为的技术人员“走出去”培训,邀请著名教授学者“请进来”办班等方式培养人才,先后与中国地质大学、中国矿业大学、河南理工大学、吉林大学、中国地质科学院地质力学研究所等签署了科技合作框架协议,以建立产学研基地的方式,在具体项目中培养选拔了大量实用新型人才。

记者:技术创新是企业发展的不竭动力,也是提高核心竞争力的主要途径。贵局在技术创新方面有哪些优势?

王天顺:发展煤层气勘探开发工作,核心就是要做好煤层气工程科技创新工作。我局始终坚持以科技创新来提升核心竞争力,依托“河南省能源钻井工程技术中心”、“河南省大口径钻井工程技术研究中心”、“河南省煤层气压裂工程技术研究中心”、“河南省煤炭煤层气重点实验室”等省级工程技术中心(重点实验室)为平台,重视和加强与国内科研院所的合作,加大了对煤层气工程技术研究的力度,经过近10年的发展,全局煤层气钻井技术得到了突飞猛进的提升,为我们赢得了市场,树立了品牌。

一是实现了大直径工程井技术创新。2006年,我局承揽施工的安徽淮南矿业集团丁集煤矿瓦斯抽排井和注氮井项目顺利竣工,其中,瓦斯抽排井设计851米,井径1100毫米,套管重达335吨,其设计之深、井径之大、所下套管之重、施工难度之高,在当时被业界誉为“亚洲第一井”。我局还先后在河南平顶山、永城、禹州,安徽淮南,山西大同、阳泉等地施工50余口煤矿大口径瓦斯排放井,完井优良率达100%(业内完井成品率仅60%左右),在国内首创了中部浮塞法下管技术、井口密封止逆内管法固井技术等,科研成果荣获“河南省十大地质科技进展”奖、“河南省国土资源科技一等奖”。目前,我局大直径工程井施工技术在国内处于领先地位。

二是实现了煤层气参数井施工技术创新。我局在国内第一次将大口径绳索取芯技术引入到煤层气参数井施工中,该技术在国内同行业处于领先地位。其中,应用大口径绳索取芯技术,成功创造了从850米井深捞取煤芯仅用9分钟的全国纪录。

三是实现了煤层气井掏穴技术创新。该技术是在垂直钻孔的目的煤层段,利用掏穴工具进行扩孔,使孔内目的煤层段形成的洞穴直径远远大于钻孔直径。我局自主设计研发的《喷射式扩孔掏穴器》获得国家专利,成功解决了煤层气掏穴钻进难题,被国外同行业钻井专家誉为“中国第一掏”。

四是实现了水平井施工技术创新。我局成功完成了国内第一口寄生管法欠平衡水平井,该项研究成果荣获“河南省第二届十大地质科技进展”奖。2014年完成的煤层气L型水平井,经过试抽采,日产量已达28000立方米,创造了我国沁水盆地煤层气L型单井日产的最高纪录。

五是实现了快速钻进技术创新。我局自主掌握了多工艺复合快速钻井工艺、穿采空区快速钻井技术等,钻井效率多次刷新国内同行业纪录,采用空气潜孔锤钻井,最高时效达到76米/小时,平均时效38米/小时。此外,我局利用快速钻进技术多次参与煤矿透水事故救援,在短时间内顺利打通生命通道,为救援的全面展开提供了保障。目前我局在煤层气勘查开发方面拥有喷射式扩孔掏穴器、螺纹联接气举反循环双壁钻具、气固液体旋流分离器、密封止逆固井工艺、套管对接扶正器、煤层气井空气动力层改造减压防爆除尘装置、煤层气井的反循环空气动力造穴方法及设备等10余项国家实用新型发明专利。

记者:煤层气是一把双刃剑,不开发将是煤矿的最大“杀手”,开发好将成为清洁能源。贵局如何更好地服务煤炭企业,使煤层气化害为利?

王天顺:做好矿山安全生产的服务工作是我们的宗旨。煤矿瓦斯是煤矿安全生产的最大威胁,开发利用煤层气不仅可以优化我国的能源结构、减少温室气体排放,减轻大气污染,还可以从根本上解决煤矿安全问题,对于实现我国国民经济的可持续发展具有重大意义。近年来,我局充分发挥装备、技术、人才的优势,做好为矿山企业安全生产服务工作。在省内的永城矿区、平顶山矿区、安阳矿区、济源矿区,以及省外中原经济区内的晋城矿区、淮南淮北矿区,充分发挥我们局设备优、工艺新、施工能力强的优势,施工了大量的大口径瓦斯排放井,不仅为国家提供了洁净、高效、低碳的新能源,为煤炭企业安全生产提供了保障,也为矿方带来了相应的经济效益,特别是在安徽淮南,由于我局大口径井施工工艺先进、现场管理科学、成井质量高,受到甲方高度称赞。

记者:河南省的煤层气产业发展状况如何?贵局今后在煤层气勘探开发方面将采取哪些积极措施?

王天顺:河南省晚古生代沉积地层分布面积广,聚煤环境好,煤炭资源储量大,与其伴生的煤层气资源丰富。根据我局完成的《河南省煤层气资源潜力评价》最新成果,全省各煤田(找煤区)共估算煤层气推测资源量为1万亿立方米。

目前,全省煤层气地面抽采已完成了一些工程,但总体效果不太理想。我局将积极吸取国内外先进经验,针对我省乃至全国煤层气资源地质条件复杂,多数区块煤层气资源具有“低压、低渗、低饱和”的特点,进行相关资料的收集和深入研究工作,包括区域调查资料、钻探资料、物探资料、测井资料、化验测试、储层改造和排采资料收集,结合岩相古地理及构造背景,从储层特征和沉积-埋藏-构造演化特征,煤层气成藏、富集、运移主控因素及条件、储层改造和排采技术等进行深入分析研究,进一步优化筛选实验区、靶区,继续参与和运作进行开发试验。在此基础上,通过消化、吸收、改进国内外相关技术,注重技术和工艺创新,探索研发一套适合我省煤层气勘查开发领域的配套技术,为提升矿井日均产气量而不懈努力。可以说,河南煤层气资源开发潜力巨大,需要我们做大量的工作,将资源优势转化为经济优势,为我省经济腾飞、中原振兴提供有力的支撑。希望省政府有关部门在这方面继续给予我们积极支持,加大科研投入力度,鼓励参与试验性开发,为我省煤层气攻坚克难早日形成规模开发做出贡献。□