文 ‖ 许 忠 安凤霞

为了解放地层深处的煤岩气，吐哈油田勘探开发工作者正在全力攻关。

这是一块煤，一块你很可能从来没有见过的煤。

2022年10月28日，在中国石油吐哈油田的岩芯库里，记者第一次见到这块特殊的煤——严格地讲，应该是煤岩岩芯。在地质研究人员眼里，这是一块具有煤光泽的岩芯样本。

岩石，人们并不陌生。

吐哈油田企业技术专家陈旋介绍说，虽然岩石的面貌千变万化，但根据成因可以分成沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类。

煤岩是沉积岩中的一种，主要由有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用，最后形成。在地质构造运动的作用下，有些煤岩会被抬升，有些煤岩被深埋地下。

吐哈油田岩芯库里的这块煤岩岩芯，取自柯新1H 导眼井。颜色乌黑，沥青光泽。用手轻轻一掰，就会破碎。若用火点燃，一股烟呛味即刻蹿入鼻腔。要是没有人告诉你，你会认为这就是一块煤。

但透过这样的煤岩岩芯，石油勘探专家实现了天然气地质认识新突破，开辟了天然气勘探新领域，引领了天然气勘探新方向——这就是煤岩气。

目前，深层（部）煤岩气尚属新概念。在石油地质专家眼中，煤岩气既不同于煤层气也不同于常规气，是一种介于常规气和煤层气之间的一种新的天然气资源类型，具有常规储层和非常规储层共存、游离气和吸附气共生、自源气和它源气互补聚集并有序分布的特征。

●历经波折，吐哈油田深部煤岩取芯成功。摄影/安凤霞 王希瑞 王 波

煤岩气与煤层气组分不同、储存方式也不同。简单地讲，煤层气主要是煤岩自生气，产自煤层并吸附在煤岩上；
煤岩气来源多样，可能来自煤岩自生气，也可能来自其他产气层，或多种来源并存。

打个比方，如果把煤岩看作一块海绵，那么吸附在海绵表面的水就相当于煤层气，游离在海绵内部的水相当于煤岩气。直观地看，煤层气以甲烷为主，而煤岩气与天然气组分基本一致。

放眼世界，煤岩在美国的圣胡安、粉河盆地，澳大利亚的苏拉特、博文盆地，以及俄罗斯的西西伯利亚盆地广泛分布。在我国，煤岩在各地质时代几乎均有分布，主要是二叠系、侏罗系两大聚煤期，地理上主要集中在中西部的8 个大型聚煤盆地。

我国以准噶尔盆地白家海地区、鄂尔多斯盆地大—吉地区为代表，近两年开展了2000 米以浅的煤岩气勘探开发相关工作，并相继获得成功。

白家海地区的彩探1H 井通过水平井体积压裂的方式，在煤岩层获得了初期日产5 万立方米、稳产2 万立方米的产量；
大—吉地区通过相似的钻采方式更是获得了日产超过10 万立方米的高产气流，展示出该领域极好的勘探前景。

准噶尔盆地、鄂尔多斯盆地煤岩气勘探的重大发现，对含煤盆地天然气勘探具有重要且深远的影响，点燃了我国西部诸多盆地进军煤岩气的激情与希望。

地质历史上，吐哈盆地和准噶尔盆地原本是同一个沉积盆地。距今2亿年前，造山运动成就了古天山雏形，而隆起的天山山脉把原本一体的吐哈盆地和准噶尔盆地一分为二。研究表明，两个兄弟盆地的煤岩气成藏地质条件相似，都发育中侏罗统西山窑组和下侏罗统八道湾组两套含煤地层，砂岩、泥岩、煤岩像扑克牌一样上下交叠排列。

天山北面，准噶尔盆地白家海地区煤岩物性好，煤层上下泥岩顶底板厚度大，保存条件好，煤层厚度普遍大于6米且分布稳定，可确保水平段煤层的钻遇率，有利于进行水平井钻探及后期压裂提产。而天山南麓，吐哈盆地的柯柯亚地区煤岩埋深更深、构造更复杂，对勘探开发并不友好。

相对煤层气研究，吐哈油田对煤岩和煤岩气的探索相对较晚，井下深部取芯始于柯新1H 井。

柯新1H 井取芯，是吐哈盆地第一次深部煤岩取芯，过程回环曲折。首次取芯落空，第二次取芯又遇空筒。通过对前两次密闭保形取芯失利原因进行分析，认识到煤岩与砂岩不同的岩石结构是导致取芯失利的关键所在。技术人员结合煤岩特性，改进密闭取芯钻头，三战取芯终于见到新成效。

经过不断改进，效果不断改善。第八次至第十三次取芯，有5 次取芯收获率达到100%，主力煤层段共取了8.6 米岩芯，目的煤层段取了12.2 米岩芯。在主力厚煤层段取芯进尺虽然小于2 米，但煤岩出筒成形相对较好，能见到成块的岩芯，满足了岩芯室内分析的需要。

吐哈油田的开发建设历史，与天然气有着特殊的情感。

1991年投入规模开发后，吐哈油田生产的伴生天然气一度面临英雄无用武之地的尴尬。直到鄯乌管线建成投运，吐哈天然气一路西行，进入乌鲁木齐，或燃旺百姓灶台，或温暖万户千家，或加工成肥料赋能天山南北农田增产。

至此，吐哈油田天然气迎来大发现、大开发，油田进入油气并举时代，天然气年产量曾多年稳定在10 亿立方米以上。

进入“十三五”，由于缺乏优质天然气资源发现，吐哈油田天然气产量一路走低，一时间英雄“气”短。2021年，吐哈油田年产天然气2.9 亿立方米，是近年来最低值。

进入“十四五”，吐哈油田锚定年产油气当量再上300 万吨战略目标，其中天然气贡献要超过1/3。煤岩气的勘探发现，有望为这一目标的实现增添资源底气。

技术人员通过室内岩芯测试分析发现，吐哈盆地侏罗系煤层既有一定的生烃能力，又可作为良好的储集层。煤岩中不但有传统认识中的煤层吸附气，还有大量以前未曾被重视的游离气。这相当于一个全新的勘探领域。

“如果把吐哈盆地比作一口大锅沿的平底锅，不论是锅的浅部还是深部，煤岩呈全盆地分布。从平面地域上看，吐哈油田三大探区，吐哈盆地、三塘湖盆地、准噶尔盆地东部等，均有煤岩分布。”陈旋说。

但他也表示，想要拥抱扬“煤”吐“气”的明天，吐哈油田还有系列难题需要深入研究破解。

为了解放地层深处的煤岩气，吐哈油田勘探开发工作者正在全力攻关。相信，依靠科技利器，这些尚未开发的宝藏终将释放能量，为保障国家能源安全贡献力量。

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