他山之石：国外煤层气 开发经验借鉴
中国石油经济技术研究院高级经济师 徐博
中科院科技政策与管理科学研究所 周康生
煤层气俗称瓦斯，是吸附在煤层中以甲烷为主要成分的非常规天然气，它既是煤炭行业安全生产的杀手，同
时也是一种清洁高效的新兴能源，热值与天然气相当，开发利用价值很大。据美国国家石油委员会(NPC)报告，
全球煤层气资源量大约为9051万亿m3，目前全世界有30多个国家已经开展煤层气勘探工作，其中约一半国家正
在进行煤层气生产。美国、加拿大、英国、德国和澳大利亚开采煤层气较早，经验较为成熟。其成功经验总体来
看体现在四个方面：一是立法明确煤炭矿业权和煤层气矿业权的界限；二是通过一系列财税政策给予煤层气生产
优惠；三是创新煤层气开采技术；四是建立开放的天然气市场，疏通煤层气利用渠道。
专门法规——解决煤炭矿业权和煤层气矿业权冲突
国外煤层气开发首先遇到的普遍问题是煤炭矿业权和煤层气矿业权的冲突。因为煤层气是一种赋存于煤层中
的气体资源，所以在过去的租赁中，有关法律没有规定煤炭资源的所有者是否也是煤层气资源的所有者，由此导
致煤层气开采初期煤炭资源的所有者、油气资源的所有者、土地所有者三方争执，影响了煤层气的开发。国外典
型的作法是通过立法明确煤层气是一种独立的矿产资源。
1．美国
1981年和1990年，美国司法部认定煤层气是一种气体资源，气体承租人有权利进行煤层气开采，煤层气所
有权不包含在煤炭矿权承租人的权利中，以此解决煤炭承租人和煤层气承租人对土地问题的冲突。对于煤层气、
煤炭矿权的界定，美国还做出了具体规定：坚持早登记者(早获得权利者)优先的原则，煤炭和煤层气企业都可获
得煤层气资源的开发权，依据“先后登记、批准顺序”而定，1994年开始执行。煤炭企业拥有开发在已登记煤炭
资源区块内煤层气和采煤中排放的煤层气的权利，可作为煤炭开采中的一种安全措施，但无权开采煤炭未开发区
的煤层气资源。煤炭和煤层气企业都拥有同一区块的煤层气开采的相同份额，鼓励二者合作或合伙经营，保证以
最小的风险和最大的灵活性开发煤层气。
2．英国
1992年，英国首次在切斯特和北威尔士开始开采煤层气，并采用了陆上油气许可证制度。但是不久，煤层气
所有权问题就暴露了出来。因为英国煤炭公司拥有本国境内所有的煤炭资源，而且由于煤层气似乎是煤炭不可分
割的一部分，所以也应归其所有。英国煤炭公司还向煤层气作业者收取费用，大大影响了煤层气生产的经济性，
阻碍了许多公司开发煤层气。
为解决煤炭矿业权与煤层气矿业权的冲突，1994年英国通过了《煤炭工业法》，规定任何石油天然气以及在
煤炭中吸附或呈游离状的气体均属国家所有。该法明确了煤层气资源是英国政府的财产。同时，依据该法成立了
煤炭管理署，统一管理煤炭和煤层气。煤炭管理署审批并颁发所有的煤炭开采许可证，它具有托管权，可协调任
何地方的煤层气作业。立法及煤炭管理署的设立奠定了英国煤层气成功开发的基础。
3．德国
1993年，德国采用了一个称为“德国声明”的规定。该规定宣布煤层气是一种独立的可租赁资源。法律上将
煤层气确定为一种烃类，而不是煤炭产权的一部分。采矿公司在采煤过程中遇到煤层气可以将其排放或者抽取，
并进行销售。出于经济考虑，德国经济部负责审批煤层气开发许可证。审核许可证的依据包括所申请区块的大小、
未开采区的开采活动和商业性开发煤层气的可行性。从法律和经济角度看，“德国声明”是一个合理的解决方式。
此外，澳大利亚和加拿大也都在不同的法律条文中宣布煤层气是一个独立产业。如澳大利亚在修改后的《石
油法》中将煤层气定义为一种碳氢化合物，是—种独立的矿产资源。煤层气勘探开发许可证的发放享受与石油天
然气相同的待遇。加拿大Nova Scotia省和哥伦比亚省分别在《石油资源法》和《煤层气法案》中界定煤层气是
一种气体资源，而不是煤炭的附属物，煤矿主无权从地面开采煤层气。
对比：中国现状——煤层气和煤炭矿业权重叠
目前，我国煤炭探矿权是省、部二元管理体制，煤层气探矿权的管理权则在国土资源部。由于煤层气和煤炭
是同一储层的共生伴生矿产资源，在具体开发中会出现同一煤田内煤层气资源和煤炭资源重复登记。矿权的大面
积重叠，造成煤层气开发与煤炭开采相脱节，而越界勘探开发又引发争议不断，致使省级与国家煤层气开发利用
部署无法有效衔接和推进。两级发证、利益驱动成为矿权重叠的主要原因。目前我国煤层气与煤炭矿业权重叠面
积己达1.2万km2，仅沁水盆地就达3500km2。国土资源部为鼓励煤层气开发曾专门下发《关于加强煤炭和煤层
气资源综合勘查开采管理的通知》，明确提出有关煤炭和煤层气矿业权重叠问题的双方应进行协商。
财税激励——促进煤层气规模化开发
明确煤层气独立矿种地位仅仅解决了所有权问题，但煤层气的开发还面临开发成本比常规天然气高，缺乏技
术、经验和基础设施等问题。因此，国外政府普遍采取激励性的财税政策支持煤层气开发。
1．美国
1980年根据《原油意外获利法》制订的用于鼓励非常规油气资源的第29条税收优惠政策，在煤层气开发初
期起到了巨大的推动作用。该政策对煤层气开采实行“先征后返”的政策，即先按联邦税法征4%～6%的生产或开
采税，然后给予煤层气2.82美分/m3的政府补贴(当时煤层气售价约为6美分/m3)。资料显示，税款补贴后煤层
气企业的投资利润率由税后1.1%涨至3.9%；内部收益率由5.8%升至22.7%。另外，该政策具有一定的时效性，
十年之后每生产和销售1MBtu(热量单位)煤层气得到的平均补贴为1.385美元，即鼓励企业在优惠期内多钻井、
多开采。
2．德国
20世纪末，尽管德国已经掌握了大规模利用煤层气的技术，但对煤层气的利用还大多局限于煤矿现采现用。
2000年4月生效的《可再生能源法》成为了德国开发煤层气的转折点。该法规定：之后20年内，500kW以上的
煤层气发电设备每生产一度电补贴约7欧分；利用煤矿瓦斯的供暖发电厂可享受每度电6.6%~7.7%的固定退税率，
新厂税率每年还可递减2%。
3．印度
印度煤层气产业刚刚起步，但政府在财税方面的支持力度很大：煤层气项目从商业性生产开始7年之内免税，
实行低税率的矿区使用费，对煤层气作业必需的材料和服务免交进口关税，煤层气实行市场定价原则。此外，依
据《石油和天然气法》将煤层气纳入了天然气的定义和管理范畴，从法律上扩展了天然气的定义，为煤层气产业
的发展提供了法律保证。
此外，英国规定煤层气经营者可以根据《企业投资管理办法》，向“合格行业”的公司投资，享受税收优惠
政策，投资的20%可以通过减免所得税而得以回收。波兰政府给予从事石油、天然气以及煤层气勘探的企业10
年免税。
对比：中国现状——财税政策落实不到位
虽然我国就煤层气抽采、发电、民用等出台了税收减免、财政补贴等优惠鼓励政策，但这些政策在一些地区
并没有得到贯彻落实。以煤层气发电上网为例，虽然国家明确了煤层气发电上网享有一定的优惠，但由于部门利
益、行业保护等原因，煤层气发电上网存在重重障碍。有关专家呼吁切实落实煤层气发电上网电价补贴政策，将
煤层气发电政策扩大到以煤层气为主的混合燃气发电项目上。近十年来，国家金融机构没有给予煤层气开发项目
任何投资，至今煤层气开发项目的融资渠道依然不畅，致使煤层气开发游离于一般性或政策性融资之外，极大地
制约了煤层气产业的快速发展。
开放天然气管道——促进煤层气利用
国外煤层气成功开发的实践也得益于完善的管网基础设施和管道对“第三方”的全面开放。
通过实施“第三方”无歧视准入政策，美国在煤层气开发前已经形成了全国性的天然气运输网络。20世纪
80年代，以美国为首包括加拿大的天然气工业市场化改革起步，经历了解除捆绑和无歧视输气，建立了一个泛北
美大陆的天然气竞争性大市场，使得煤层气生产商可以拥有多种选择来出售煤层气，既可通过市场中间商销售，
也可直接销售给附近市场的分销商和终端用户，大幅度提高了煤层气开发的经济性。还可以自由地将煤层气输入
天然气管道，为煤层气运输到终端用户提供了极大的便利。
英国在煤层气开发前已经建立了较为完善的天然气市场竞争机制，其过程包括对国家天然气公司BGC进行私
有化改造，部分放开对天然气市场供应的管制和引入管网准入机制，为英国煤层气开发公司顺利利用现有管网，
降低运输成本奠定了良好的基础。
欧盟其他国家煤层气产业的发展也受益于天然气市场的开放。早在1990年，欧盟委员会就己开始促进欧盟
内部天然气市场的建立。1990年6月和1991年5月，欧盟委员会相继发布了901377/EEC指令《关于提高工业最
终用户天然气和电力价格透明度的程序》和911296/EEC指令《关于通过管网输送天然气》。1996年，欧洲议会和
欧盟委员会又以1254/96/EC指令的形式，公布了跨欧洲能源网络建设的一系列指导方针，这些方针有力地促进
了欧洲天然气一体化基础设施的建设，也为煤层气利用欧盟内部统一的运输网络提供了便利。
对比：中国现状——管网基础设施薄弱
煤层气与天然气拥有共同的市场用户，两者可以混输混用。与发达国家相比，我国煤层气开发潜力较大的地
区缺乏可利用的天然气管线，使煤层气生产区域与市场脱节。十几年来，煤层气管道总长度年增速低于5km，到
目前为止国内最长的煤层气管道仅35km。可以说，我国煤层气大规模开发利用的主要矛盾就是运输瓶颈。从管网
规划来看，要使煤层气与天然气相匹配，国家要对不同区块的煤层气进行统筹兼顾、分层次规划。
创新研发——为煤层气发展提供支撑
为成功开发煤层气资源，以美国为代表的煤层气生产国十分重视煤层气成因和赋存理论研究，并根据各自国
家煤层气地质条件创新开发技术。
1．理论研究
目前以美国为代表的国外煤层气理论研究和勘探认识主要有以下几个方面：
⑴ 利用有机地球化学手段(主要是同位素研究)，开展煤层气成因和来源分析。分析研究结果认为，加拿大
和美国阿拉斯加州的煤盆地内煤层气的成因有三种：早期生物气、中期热裂解气和晚期次生生物气。同一盆地不
同部位，有时是一种成因占主导地位，有时是两种成因共存，有时甚至是三种成因混合。
⑵ 受岩浆岩影响的煤储层具典型的微孔结构和裂隙，且生气量大，含气量高，甲烷浓度也高，达95%。这一
理论认识是对澳大利亚冈尼达(Gunnedah)盆地进行的地质研究得出来的。
⑶ 褐煤和低煤化烟煤的煤层气勘探开发深度已突破1500m，如美国阿拉斯加州的煤盆地内勘探开发深度已达
1981m。
⑷ 开展地质构造对煤储层割理、煤层气含量以及煤层气、水产能影响的研究。
⑸ 运用核磁共振技术(GMI)研究甲烷气体分子在煤孔隙中的流动。
⑹ 储层测试分析和数值模拟技术日趋完善。发明了瞬变流法甲烷扩散系数测试技术，开展了煤储层渗透率
与压应力、孔隙压力关系实验，修正了相对渗透率实验，尤其是广泛开展了同相多组分(二氧化碳、甲烷、氮气)
定成分膨胀或定体积压缩吸附／解吸实验。在数值模拟方面发展了平衡吸附模型和非平衡吸附模型，开发了煤层
气产能模拟新的模型和软件。
2．开发技术
在煤层气开发理论指导下，各国根据自己特殊的地质条件，通过开发试验进行技术创新推广，最终提高煤层
气勘探的成功率。总结这些煤层气创新技术，主要包括以下几个方面：
⑴ 创新的钻井工艺技术。美国开采煤层气采用的井型有三种类型：直井、煤矿采空区钻井、水平排泄孔钻
井(含分支井)，其90%的开发井是用空气或泡沫进行钻井和完井。
⑵ 精确的井眼轨迹控制技术与工具。包括煤层地质导向技术、薄层导向马达、井眼连通工具。
⑶ 多种煤层气完井方法。包括裸眼完井、套管完井、套管—裸眼完井、裸眼洞穴完井和水平排泄孔衬管完
井五种方法。美国针对圣胡安、粉河盆地低煤阶、高渗、厚煤层钻井易坍塌和煤层污染问题，采用了煤层段裸眼
下筛管完井或洞穴完井方式，以增加煤层裸露面积，提高单井产量。
⑷ 针对不同煤层的压裂技术。压裂技术是煤层气开发过程中的关键技术。其重要性在于对产层进行改造，
以提高生产层的产量。目前国外针对不同储层采用的压裂技术主要有交联凝胶压裂、加砂水力压裂、不加砂水力
压裂和氮气泡沫压裂，各项技术均已过关。
⑸ 环境友好的注气提高煤层气采收率技术。注气开采煤层气就是向储层注入氮气、二氧化碳、烟道气等气
体，其实质是向煤层注入能量，改变压力传导特性和增大或保持扩散速率不变，从而达到提高单井产量和采收率
的目的。美国、加拿大等国根据这一原理，将电厂等排出的烟道气回收处理后注入煤层。试验证明该方法可以提
高煤层气产量和采收率，同时还可以减少温室气体排放。目前美国和加拿大已有多家公司采用这一技术。
⑹ 独特的沿煤层钻井和一体化抽采技术。这种技术特别适用于地层倾角较陡的煤层。通过地面钻井到达煤
层后，沿煤层钻进500m以上，只要煤层稳定性许可，也可钻进更长的进尺，煤层段采用裸眼完井。该技术还可
以在煤矿区附近应用，结合巷道抽采，实现采煤采气一体化，既利用了资源，又解决了煤矿生产安全问题。该项
技术是澳大利亚开发煤层气时采用的一种技术。
总体来看，国外部分国家煤层气的成功开发是多种法律政策措施共同作用的结果。我国煤层气开发也已经取
得重要进展，目前已建成煤层气产能20亿m3/a，年产量5亿m3，民用煤层气用户超过90万户，煤层气发电装
机容量达到92万kW。充分利用国际经验，注意政策的综合性、及时性、配套性是我国煤层气发展中必须重视的
基本因素。