早在2005年，新疆油田就在準(zhǔn)噶爾盆地白家海地區(qū)常規(guī)油氣直井，開展深層（超過2000米）煤巖層段試氣，獲日產(chǎn)氣7000立方米。深層煤巖儲(chǔ)層內(nèi)的天然氣引起各方重視。2021年，新疆油田在準(zhǔn)噶爾盆地白家海地區(qū)部署的彩探1H水平井，獲日產(chǎn)氣5.7萬立方米，實(shí)現(xiàn)煤巖氣重要突破；煤層氣公司在鄂爾多斯盆地東緣大吉區(qū)塊部署的吉深6-7平01水平井，壓裂后獲日產(chǎn)氣10萬立方米。2022年，在鄂爾多斯盆地部署的納林1H、佳南1H和米172H等風(fēng)險(xiǎn)探井獲日產(chǎn)氣5萬立方米至10萬立方米，拉開了煤巖氣規(guī)?？碧介_發(fā)序幕。2023年底，中國(guó)石油在鄂爾多斯盆地東緣建成了大吉煤巖氣先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)，年產(chǎn)量突破10億立方米，成為我國(guó)首個(gè)煤巖氣田。

　　2022年，中國(guó)海油在鄂爾多斯盆地臨興區(qū)塊部署的探井，壓裂后測(cè)試獲日產(chǎn)氣6萬立方米，2023年探明地質(zhì)儲(chǔ)量1010億立方米。2023年，中國(guó)石化在鄂爾多斯盆地大牛地氣田部署的探井，壓裂后獲日產(chǎn)氣10.4萬立方米。2024年，西南油氣田公司在四川盆地遂寧地區(qū)部署的探井，壓裂后獲日產(chǎn)氣8.1萬立方米。

　　勘探開發(fā)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，煤巖氣作為一種新類型天然氣資源，具有游離氣占比高、存在微距運(yùn)移的特點(diǎn)，在儲(chǔ)層類型上與煤層氣相似，在天然氣賦存特征上與頁(yè)巖氣相似，在開發(fā)方式上與頁(yè)巖氣、致密氣相似，是一種特殊類型的非常規(guī)天然氣資源。

　　2023年4月22日，中國(guó)石油召開深層煤巖氣勘探開發(fā)技術(shù)研討會(huì)，通過廣泛研討，首次將這種新類型非常規(guī)天然氣稱為煤巖氣。2023年5月23日，在《鄂東大吉區(qū)塊深層煤層氣國(guó)家級(jí)開發(fā)示范區(qū)建設(shè)方案》評(píng)估中，專家組建議深層煤層氣也稱深地煤巖氣或深層煤層致密氣。2024年年初，股份公司副總地質(zhì)師、勘探開發(fā)研究院黨委書記李國(guó)欣牽頭組織煤巖氣研發(fā)團(tuán)隊(duì)，開展《煤巖氣地質(zhì)特征、富集規(guī)律與開發(fā)機(jī)理研究》攻關(guān)，并根據(jù)勘探開發(fā)實(shí)踐需要，并綜合已有研究認(rèn)識(shí)，將“煤巖氣”定義為“煤巖自身生成或其他氣源運(yùn)移而賦存于煤巖中，游離態(tài)和吸附態(tài)并存，游離氣含量高，通過儲(chǔ)層改造可快速產(chǎn)氣并能獲得工業(yè)化開采的烴類氣體”。

　　創(chuàng)新突破 打造煤巖氣科技品牌

　　勘探開發(fā)研究院與長(zhǎng)慶油田、煤層氣公司、冀東油田和遼河油田等單位構(gòu)建創(chuàng)新聯(lián)合體，明確煤巖氣地質(zhì)與開發(fā)特征，創(chuàng)新地質(zhì)理論認(rèn)識(shí)，研發(fā)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù)體系，發(fā)展完善水平井多段壓裂技術(shù)，有力推進(jìn)煤巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　開展基礎(chǔ)研究，明確煤巖氣地質(zhì)與開發(fā)基本特征。在地質(zhì)方面，煤巖氣具有三大特征：一是煤巖儲(chǔ)層中游離氣與吸附氣并存，富含游離氣（占總含氣量的20%至50%）；二是在良好頂?shù)装宓膴A持下，煤巖氣自生自儲(chǔ)-微距運(yùn)移聚集，并可有他源氣充注；三是煤巖割理裂縫發(fā)育，在重力與浮力的共同作用下，游離氣在構(gòu)造高部位富集，差異富集特征明顯。與傳統(tǒng)煤層氣相比，煤巖氣具有高壓力、高溫度、高含氣、高飽和、高游離“五高”特點(diǎn)。在開發(fā)方面，煤巖氣具有三大特征：一是有效開發(fā)需最大限度溝通儲(chǔ)層，游離氣在彈性能作用下，產(chǎn)出后隨儲(chǔ)層壓力降低，吸附氣解吸形成接替；二是與煤層氣井需人工解除儲(chǔ)層水壓力封閉的開采方式不同，煤巖氣井主要依靠地層能量開采；三是煤巖氣井返排初期即可產(chǎn)氣，日產(chǎn)氣5萬立方米至10萬立方米。

　　理論技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，打造中國(guó)石油煤巖氣科技品牌。在地質(zhì)認(rèn)識(shí)方面，提出鄂爾多斯盆地深層8號(hào)煤巖儲(chǔ)層保存條件好，在良好頂?shù)装鍔A持下形成壓力封存箱，具有大面積連續(xù)分布特征的認(rèn)識(shí)，明確灰?guī)r、泥巖、砂巖3種頂?shù)装孱愋椭星皟煞N保存條件好。研究成果指導(dǎo)納林1H等風(fēng)險(xiǎn)勘探井位部署，實(shí)施后獲日產(chǎn)氣5萬立方米至8萬立方米。在實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面，創(chuàng)新形成了保壓取芯含氣量、高溫高壓等溫吸附、原位孔隙度測(cè)試等系列特色技術(shù)，支撐完成91口煤巖氣井的分析測(cè)試。在儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方面，提出鄂爾多斯盆地8號(hào)煤巖的小層劃分方案，明確儲(chǔ)層中上部存在煤巖氣開發(fā)的“黑金靶體”，其產(chǎn)氣貢獻(xiàn)率是其他儲(chǔ)層的3至6倍。在儲(chǔ)層改造方面，創(chuàng)新提出聚能壓裂新理念，將人工裂縫從“多、短、密”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;少、長(zhǎng)、疏”，聚焦壓裂能量，利用高能量提升支撐劑遠(yuǎn)距離輸送能力。在鄂爾多斯盆地開展聚能壓裂試驗(yàn)，1569米水平段實(shí)現(xiàn)日產(chǎn)氣11.3萬立方米，同時(shí)壓裂成本降低18.5%。

　　迎接挑戰(zhàn) 推進(jìn)全生命周期提質(zhì)提效

　　當(dāng)前煤巖氣勘探開發(fā)總體效果好于預(yù)期，但仍面臨4個(gè)挑戰(zhàn)：一是煤巖氣勘探開發(fā)基礎(chǔ)理論尚不成熟。煤巖氣的賦存狀態(tài)、富集規(guī)律、煤巖力學(xué)特征、裂縫擴(kuò)展規(guī)律與滲流機(jī)理等科學(xué)難題尚未解決。二是關(guān)鍵工程技術(shù)亟待攻克。針對(duì)煤巖儲(chǔ)層塑性強(qiáng)、滲透率低的特點(diǎn)，目前大液量、大砂量、大排量的壓裂工藝適用性仍不確定。三是煤巖氣開發(fā)完全成本仍較高，規(guī)模開發(fā)效益尚未達(dá)標(biāo)。四是煤巖氣管理政策與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系有待建立，現(xiàn)行煤層氣的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并不適用于煤巖氣。

　　為此，需要進(jìn)一步強(qiáng)化煤巖氣形成與富集機(jī)制研究，創(chuàng)新多相流體流動(dòng)產(chǎn)出理論認(rèn)識(shí)，加快形成煤巖氣高效開發(fā)關(guān)鍵工程技術(shù)系列，推行“一全六化”工程方法論，實(shí)現(xiàn)煤巖氣全生命周期提質(zhì)提效，助力煤巖氣實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)利用。

　　前景廣闊 煤巖氣或成為增儲(chǔ)上產(chǎn)新力量

　　初步評(píng)價(jià)，我國(guó)煤巖氣地質(zhì)資源量超過30萬億立方米，其中鄂爾多斯盆地資源量超過20萬億立方米，塔里木、四川、渤海灣和吐哈等盆地資源量均超過2萬億立方米，具備高效開發(fā)的資源基礎(chǔ)。截至2024年8月，中國(guó)石油在鄂爾多斯盆地新增探明煤巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量3366億立方米、預(yù)測(cè)儲(chǔ)量1萬億立方米，落實(shí)了我國(guó)首個(gè)萬億立方米煤巖氣大氣區(qū)，形成大吉區(qū)塊和納林河-米脂北2個(gè)千億立方米儲(chǔ)量區(qū)，煤巖氣開發(fā)技術(shù)系列1.0基本定型，預(yù)計(jì)2024年產(chǎn)量達(dá)到25億立方米。

　　參照大吉區(qū)塊萬億立方米儲(chǔ)量可建百億立方米年產(chǎn)規(guī)模，同時(shí)考慮到四川、渤海灣等盆地補(bǔ)充，初步預(yù)測(cè)，到2035年，全國(guó)有望探明煤巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量5萬億立方米，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)量規(guī)模400億立方米至500億立方米。煤巖氣將成為天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)新動(dòng)力，為我國(guó)天然氣快速增儲(chǔ)上產(chǎn)貢獻(xiàn)力量。