编制煤层气项目可行性研究报告的体会.pdf

缝 生箍 期煤芷遮让 3 5 编制煤层气项目可行性研究报告的体会 中煤设计集团沈阳设计研究院潘广生 摘要本文对煤层气开发项目的可行性研究的设计内容，作了较为详细说明，包括煤层 气资源量、开采条件、市场调研，工艺研究和经济效益的分析，为煤层气开发决策提供依据。 关键词煤层气可行性利用洁净能源 煤层气是与煤共生伴生的优质洁净能源，主要成分为 甲烷。煤层气的开发具有洁净新能源、保护地球环境及提 高煤矿生产安全程度等三重意义。近年来我国在煤层气 开发领域的各项研究、试验取得了长足进步，部分项目已 进入到实施阶段。辽宁的铁法、抚顺、阜新及沈阳等矿区 因具有煤层气储量丰富、开发条件好、产品有用户且距用 户近等有利条件，较早的开展了煤层气开发的研究工作。 我院承担了这几个矿区的预可行性、可行性研究报告的编 制工作。本文仅就报告的编制特点谈谈粗浅看法。 l 煤层气项目可行性研究编制内容 目前我国还没有煤层气行业工程项目可行性研究报 告编制内容和深度要求。我院近几年编制的铁法、抚顺和 阜新煤层气开发利用工程预可行性研究报告和可行性研 究报告是参照工程项目可行性研究报告的编制内容，结合 煤层气行业特点和不同工程的具体特点编制的。 几个煤层气项目的可行性研究报告内容，主要包括市 场研究、工艺技术研究和建设项目的经济效益研究三大方 面，同时增加了煤层气资源评价内容。 1 ．1 煤层气资源及开采条件评价 由于煤层气勘探开发及利用是一个新兴行业，国家尚 未颁发“煤层气储量规范 细则 ”，也未正式开展资源、储 量的审批工作，因此需要在可行性研究阶段增加资源评价 内容。 资源评价内容包括煤层气的生成、存储条件，煤层气 的产出条件 抽放条件 和煤层气的资源量或储量。 煤层气的生成存储条件包括矿区地层、区域及矿区构 造、煤的变质程度、灰分、水分、岩浆岩侵入等。一般来讲， 在不受岩浆岩侵入的影响时，煤系地层越老，煤的变质程 度越高，成煤过程产生的煤层气越多。煤层气的存储能力 取决于煤层孔隙度、煤的吸附性能以及煤层气在水中的溶 解度和煤层顶底板的封闭性能。随着压力的增加，煤吸附 煤层气的量逐渐增大。煤体温度和水分含量对煤层气吸 附量亦有明显的影响，随着温度的升高煤的吸附量下降， 由于煤中水分占据了空隙的一部分内表面和容积，所以随 着煤中水分的增加，煤的煤层气吸附量减小。煤的孔隙度 与煤的变质程度、煤的有机显微组分、矿物组分和构造等 有关。 煤层气的产出条件包括煤层厚度、含气量、渗透率、储 层压力等。影响最大的是渗透率，储层渗透率与煤层节 理、裂隙的发育程度、煤的变质程度、煤岩组分和煤的灰分 有关。面节理和端节理，节理越发育孔隙体积越大，透气 性越好；低变质程度煤 褐煤一气煤 空隙率大，透气性相 对最好；中等变质的肥煤、焦煤透气性次之；中、高变质的 瘦煤致无烟煤透气性较差；煤中灰分越低，透气性越好。 煤炭生产矿井的煤层气抽放条件包括开采煤层厚度、 上下邻近层厚度、各层层间距、各层含气量、工作面煤炭开 采工艺等。 煤层气资源量，储量与矿区煤炭储量和煤层气含量有 关。我们目前所作的煤层气开发区都是煤炭生产矿区，地 质勘探程度较高，煤炭储量可靠，煤层气含量也都有矿井 井下实测数据和地面钻孔实测数据，因此各矿区的煤层气 储量为探明及控制储量。 根据各矿区特点，按不同开发方式计算了储量。如铁 法矿区煤层气开发有煤层气井下抽放、原始层煤层气地面 钻井开发和采空区煤层气地面钻孔开发三种开发方式，因 此分别计算了适合原始层煤层气地面钻井开发范围、适合 煤层气井下抽放范围以及适合采空区煤层气地面钻孔开 发范围的煤层气储量。抚顺矿区按煤层气井下抽放范围 和“保城限采”地面钻井开采范围分别计算了储量。 煤层气资源评价不应仅仅对煤层气储藏量做出评价， 还应根据煤层气的开采条件、开发方式确定煤层气的可采 储量。煤层气的可采储量是煤层气储量与采收率 抽放 率 的乘积。 万方数据 3 互煤芷遮j 士缝 生筮 翅 煤层气采收率 抽放率 的影响因素很多，既有自然条 件的作用，也有人为因素的影响。采收率的自然因素有 储层压力、储层渗透率、气含量、等温吸附性能等；人为因 素有钻井间距、强化增产措施等。抽放率的自然因素有 煤层透气性系数、煤层气含量、煤层间距等；人为因素有 抽放方式、煤炭开采方法等。应该指出的是，我国在煤层 气储量计算中，没有考虑煤层围岩中的煤层气储量，因此 少计算了一部分储量，同时，把煤层的残存气量也参与了 储量计算，而这部分残余量是采不出来的。这是在确定煤 层气采收率 抽放率 时要考虑的因素。 确定煤层采收率的方法主要有类比法、利用等温吸附 曲线确定法、气藏数值模拟法。目前，我国还没有进行长 时问开采的煤层气气藏，不具备经验数值。据美国的实 践，煤层气气藏的采收率变化范围很大，为1 0 7 5 ％，一般 为3 0 一5 0 ％。利用等温吸附曲线是利用原始气含量和弃 压力下的残余气含量计算采收率。气藏数值模拟是利用 计算机软件根据储层特征计算气井产量、压力值和采收 率。 1 ．2 市场分析 市场分析是建设项目能否存在的依据，如果产品没有 市场，项目也就没有必要存在了。而且建设规模还要根据 市场供需情况和销售预测来确定，所以市场研究是可行性 研究的前提和基础，其主要任务是解决建设项目的“必要 性”问题。 铁法、抚顺矿区煤层气开发的用途都是本地区和相邻 的大型城市铁岭市或特大型城市沈阳市。开发的煤层气 除满足本地区的应用外全部供给相邻城市民用。沈阳市 人口多、用气量大，现有气源中的油制气和炼焦煤气成本 高、存在二次污染，因此满足不了用量要求和质量要求。 所以沈阳市是个巨大的煤层气利用市场。 阜新煤层气开发用于阜新市的城市供气，解决煤制气 二次污染和成本过高问题。 在其它矿区，煤层气的利用要考虑煤层气发电、作化 工原料、作汽车燃料、城市民用等多方案比选。 1 ．3 工艺技术研究 工艺技术研究主要是解决建设项目在技术上的“可能 性”问题。 煤层气开发利用项目的工艺技术研究包括煤层气开 气、集输和煤层气输配三大部分。 铁法矿区和抚顺矿区的煤层气开采都包括原始层煤 层气地面钻井开采和煤层气井下抽放，铁法矿区还包括采 空区煤层气地面钻孔开采。原始层煤层气地面钻井开采 技术包括井场位置选择、目标层确定、井身结构设计、完井 方式确定、增产措施选择和生产设施设备选择。煤层气井 下抽放技术包括井下煤层气来源分析，抽放方法选择。 煤层气产量预测是设计煤层气集输和输配系统的基 础数据，也是煤层气开发经济效益如何的关键数据，因此 煤层气产量预测十分重要。煤层气产量预测的方法有类 比法、典型曲线法和储层模拟法。我们所作的铁法矿区煤 层气开发利用工程和抚顺煤层气开发利用工程采用的是 类比法。根据1 D 3 号井的日产气量，预测铁法矿区地面钻 井日产量为2 5 0 0 矗，根据煤层气含量、储层压力和渗透率， 预测抚顺矿区地面钻井煤层气日产量5 0 0 0 ～7 0 0 0 甜。在 美国煤层气工业界目前最先进的方法是储层模拟法。 煤层气集输是指开采点到集中储配站的工程。从煤 层气地面钻井到集中储配站有井口支管、区内支干管、集 气站、主干管，支管、区内支干管和主干管管径根据最高产 气量确定。井下抽放煤层气经井下管路由井口煤层气抽 放泵抽入抽放泵站的储气罐，再由加压泵经过地面管路进 入集中储配站。 输配系统由集中储配站和输配管路组成。集中储配 站包括几种不同气体的混兑装置、储气罐和加压泵房等。 各部分工程的工艺方案选择和与之密切相关的位置 选择、交通、电源、水源、建筑物情况共同比较。在生产矿 区。还要最大限度地利用已有设备设施，以减少投资。 在受到各级政府部门重视的环境保护方面，要调查环 境状况，预测项目对环境的影响，提出环境保护和三废治 理的初步方案。 1 ．4 项目的经济效益研究 研究建设项目的经济效益，是可行性研究的核心和 重点，是解决建设项目的“合理性”问题。 项目的经济效益研究包括投资估算、生产成本估算、 销售收入、销售税及附加税的计算财务评价和不确定性分 析等内容。 1 投资估算 投资估算包括煤层气地面钻井开发、集输和井下煤层 气抽放、集输以及集中储配站、输配管路工程以及相应费 用的总投资。 煤层气地面钻井开发工程投资主要包括开发井的开 发准备费、钻探费、测试费、固井费、射井费、压裂与排液 费、采气设备购置费等。根据晋城矿区和河东煤田煤层气 开发试验项目的实施情况，7 ∞～8 0 0 m 左右的煤层气地面 垂直压裂井大约需2 5 0 一3 0 0 万元开发工程费。气体集 输、净化、供电、道路和矿区建设等地面设施建筑工程投资 按井口支管到集中储配站的长度、管径及设备型号、台数 计算。 井下抽放系统投资包括井下抽放管路、地面抽放泵 站、地面加压泵站和地面管路部分。 输配系统投资包括混气装置、储气设施、加压设备和 输送管线，还包括与主体工程配套的供电、供水、供暖设备 万方数据 缝 生筮 期煤芷遮进3 2 的投资。 上述静态工程投资与建设期贷款利息和生产流动资 金之和即为工程动态总投资。 2 生产成本估算 生产成本包括采气成本、销售费用和财务费用等生产 过程中所发生的全部成本。 地面钻井采气成本包括材料费用、动力费用、人员工 资及福利、折旧费、井下作业费、修理费、储量使用费、气处 理费、贷款利息和销售费用。据天然气生产实际，材料费 一般为0 ．0 1 2 元，矗，动力费用为1 ．8 5 万元／单井，井下作 业费取0 ．0 1 。0 ．0 3 元，0 ，储量作用费暂不列入成本，销售 费用按年销售收入的0 ．2 ～O ．5 ％计算。 井下抽放部分成本因与煤矿生产密不可分，无法明确 界定，按与煤矿协商的办法确定，一般为0 ．4 ～0 ．6 元，矗 1 0 0 ％C H l 。 输配成本亦按地面钻井采气成本计算方法计算。地 面钻井采气成本、井下抽放部分成本和输配成本之和即为 总成本。 3 销售收入、销售税及附加税计算 销售收入由气价和年产气量确定。气价经与用户协 商确定。抚顺煤层气工程气价按纯气1 ．4 元，矗确定。 根据国家有关规定，天然气应交纳增值税、城建税、教 育附加税和所得税等主要税金，煤层气开发利用项目国家 没有明确规定，所以参照天气项目确定。在编制的可行性 研究报告中，考虑了两项税收优惠政策一是考虑矿井瓦 斯抽放和煤层气发电列入了1 9 9 6 年国家经贸委修订的 按“自生产经营之日起，免征所得税 5 年”计算，其余时期所得税税率为3 3 ％；二是参照外国石 油公司参与我国煤层气开采所适用的税收政策，增值税的 征收率由1 3 ％减为5 ％。城建税税率按有关规定取增值 税的5 ％；教育附加税取增值税的3 ％。 4 财务评价 财务评价包括盈利能力分析、偿还能力分析，主要有 内部收益率、财务净现值、投资利润率、投资利税率、投资 回收期等。 在项目的盈利分析中，需将求出的全部投资或自有资 金的财务内部收益率与行业的基准收益率或设定的折现 率 i c 比较，当F Ⅱ温≥i 。时，既认为其盈利能力已满足最 低的要求，在财务上是可以考虑接受的。煤炭行业的基准 收益率为1 0 ％，石油天然气行业的基准收益率为1 2 ％。 考察项目在财务上的投资回收能力的主要评价指标 投资回收期一般从建设开始年算起，如果从投产年开 始算起，应注明。求出的投资回收期 p t 与行业的基准投 资回收期 p c 比较p t ≤p c 时，表明项目投资能在规定的 时间内收回。 5 不确定性分析 煤层气开发项目比较敏感的因素有投资、成本、产气 和气价等，尤其是气产量和气价。分析这四个因素变化范 围在2 0 ％内时的财务评价数据。 2 煤层气开发利用工程设计依据的规程标准 煤层气开发利用工程涉及到矿井瓦斯抽放、地面钻井 开采、气体输送、污染物排放管理等多个行业，设计应满足 各行业的要求。 1 矿井抽放瓦斯工程设计规范，M I ∞1 8 9 6 ； 2 矿井抽放瓦斯管理规范； 3 输气管道工程设计规范，G B 5 0 2 5 1 9 4 ； 4 城镇燃气设计规范，G B 5 0 0 2 8 9 l ； 5 原油和天然气工程设计防火规范，G B 5 0 1 8 3 9 3 ； 6 建筑设计防火规范，G B J l 6 8 7 ； 7 建筑防雷设计规范，G B J 5 7 8 3 ； 8 建筑给水排水设计规范，G 埘1 5 一韶； 9 工业企业噪声控制设计规范，G B J 8 7 8 5 ； 1 0 生产设备安全卫生设计总则，G B 5 0 8 3 8 5 ； 1 1 石油开发工业水污染物排放标准，G B 5 5 0 一8 3 。 3 几个煤层气项目的技术经济指标 表l煤层气项目技术经济指标裹 铁法抚顺阜新沈阳 责任编辑章新敏 万方数据