煤炭地下气化或催生中国煤岩油气革命

  [中国石化报 2025-04-07]
  煤层气开发是物理方法采气，而煤炭地下气化是化学方法采气。我国虽然起步晚，但近年来发展快，展现弯道超车的发展态势。油气公司掌握钻井式UCG（煤炭地下气化）的关键技术，未来将深度参与中深层UCG产业，加强与其他产业协同发展，争取在2030年前实现产业化，推动中国煤岩油气革命
  当前，各类煤层气增产技术不断突破。如加拿大工程院院士、河南理工大学特聘教授曹运兴提出，采用二氧化碳致裂技术，可以实现对煤层的低伤害改造，其技术特点为无水致裂、脉动造缝、卸压增渗、解堵增产。在全国2.2万口煤层气井中，低产井占比达57%，低产直井改造后可日增产1000立方米、低产水平井改造后可日增产3000立方米，前景广阔。
  对于深层煤层气，想象空间更大。邹才能提出，利用地面风光新能源，推动地下页岩+煤岩原位油+气转化，力争实现油气“两个革命”，即中国陆相页岩油革命和中国煤岩油气革命，其中后者的技术内涵是将地层中煤炭原位燃烧产生甲烷、氢气等资源。
  这种煤炭原位燃烧转为气体的方法，即煤炭地下气化（简称UCG）。金正能源咨询事业部总经理张俊武说，煤层气开发是物理方法采气，而UCG是化学方法采气，适用于常规方法不可采或开采不经济的煤层，以及煤矿的二次或多次复采。
  该技术国外发展早，但近年来美国、俄罗斯、澳大利亚基本暂停相关试验。我国虽然起步晚，但近年来发展快，试验项目及成果众多，展现弯道超车的发展态势。为什么全球不发展UCG，而我国重视UCG产业，并将其列入国家科技计划和战新产业目录？因为从全球看，资源与市场不匹配，技术不成熟，标准、工艺技术不完善，最重要的是投资成本高、经济性差。而我国有丰富的煤炭资源、有现实的天然气保供需求，石油工业技术进步迅速，国家、煤炭大省、企业都陆续出台相关支持政策。
  UCG技术难度较大。近年来，我国在新疆、内蒙古、贵州等地开展多个试验，取得了技术进展，深度突破1000米。先进钻井技术驱动UCG从矿井式向钻井式发展，UCG历经“矿井式气化-直井/定向井气化-水平井气化”三代技术革新，“水平井＋CRIP（控制注气点后退式）”气化技术成为目前的主流技术路线。
  深部煤层点火方式包括化学点火与强制氧化点火：化学点火需精确调控反应物的配比与燃烧条件，以实现煤层的有效预热；强制氧化点火则是通过将热氧气注入煤层，利用煤层与高温氧气的接触来促进煤的氧化放热反应，进而点燃煤层，不依赖外部点火剂。
  UCG的产物包括甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氢气等。其中，二氧化碳可用于提高油气采收率，一氧化碳和氢气可用作化工原料。
  多产业融合发展是提升UCG产业经济性的重要途径。UCG与天然气制油技术结合，生产出的合成油品质非常高。UCG与联合循环发电技术结合，可以将滞留煤、残留煤转化为电力，相比传统的煤粉锅炉发电，成本和碳排放量均降低。
  我国UCG产业早期探索以煤炭企业、民营企业为主，基本是矿井式试验，钻井式试验极少。而油气公司掌握钻井式UCG的关键技术，但因矿权、体制机制、归口管理单位不明确等问题参与较少。当前，我国UCG并未实现产业化，还存在技术、经济、市场等诸多挑战，未来还需要国家政策大力支持，特别需要油气企业深度参与，加强UCG产业与其他产业协同发展，争取在2030年前实现产业化。