曹运兴:为新疆煤层气开发做出贡献

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曹运兴获得2020年度国家科学技术进步二等奖。(资料图片)

曹运兴(右三)与科研人员一起在矿区勘探煤气层分布情况。(资料图片)

曹运兴(右二)与同事们在井下作业。(资料图片)

新疆煤层气资源储量巨大,约为9.51万亿立方米,占全国煤层气资源总量的26%。2000~2012年,这里先后勘查了58口气井,数量可观。

然而,这其中却没有一口气井达到商业用气产量标准,严重滞缓了我国煤层气产业西移的战略进程。困难面前,曹运兴和他所带领的科研团队,不辱使命,用奋斗和坚守交出了一份新疆煤层气开发的新答卷。

调研阜康矿区 形成“最完整的”地质报告

曹运兴是河南理工大学煤层气瓦斯地质工程研究中心主任、河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室主任。

2012年3月7日,曹运兴接到了新疆科林思德新能源有限责任公司(以下简称科林思德公司)董事长郜琳打来的电话。郜琳说,他们公司在新疆阜康矿区新建了一座瓦斯发电厂,想邀请曹运兴帮助解决阜康矿区煤层气地面开发技术等相关问题。

2012年4月10日,河南理工大学和科林思德公司签订了科研合作合同,并于两天后组织河南理工大学另外2名教授和4名研究生,一行7人深入阜康矿区开展系统的野外地质调查和煤矿井下瓦斯地质调查。

通过2个多月的井下调查和室内分析,曹运兴和他的团队基本证实了前期关于阜康矿区储层地质的基本预测,并形成了一份阜康矿区煤层气开发地质评价报告。

当年6月26日,在项目验收评议会上,专家给出评价:这是迄今为止,针对阜康矿区煤层气储层情况撰写的最完整的地质报告。

曹运兴带领他的科研团队,利用自己常年在国外考察的丰富经验,创新性地绘制出了阜康矿区煤层气开采的路线图。

气井建成 两次打破全国纪录

2012年8月,经过谨慎决策,曹运兴团队确定了第一口先导试验井——CSD01井的位置。

为提高产能理论分析水平和产能预测的可靠性,曹运兴花费20万元从美国购买了一套英文原版的专业煤层气产能模拟评价软件。曹运兴团队根据以往的煤层调研经验,并结合实验室实验数据和CSD01井井气含量、试井参数、压裂和排采动态参数等数据,对该井的产气潜力进行了系统的数学计算和模拟。最后预测出该井的峰值日产气量为1.3万立方米,比当前产气量高出6倍。

根据新疆和阜康煤层气开发历史和CSD01井的当下现状,没有谁能相信这一高产预测结果。但之后的事实证明了曹运兴团队的产能预测结果是正确的。

2014年5月11日,CSD01井日产气量达17125立方米,刷新了阜康乃至新疆煤层气开发历史日产气量纪录。在同一井区的第二口高产井日产气量达到了27896立方米,第二次刷新了中国煤层气直井日产气量纪录。

点燃希望 带动新疆煤层气全面开发

2012~2017年,河南理工大学完成了“新疆阜康大倾角厚煤层煤层气开发关键技术研究与应用”项目。通过研究,该项目形成了复杂地质条件下煤层气区块的“构造选区、煤/气选层”的选区新方法,发现并优选出煤层气开发高产区段。

对于瓦斯地质研究,曹运兴有自己的看法:“在煤层气开采方面,美国、加拿大、澳大利亚都有较为成熟的煤层气开采技术,我们要虚心学习。当然,瓦斯地质研究的最终目的是把气抽出来,为生产单位解决实际问题。搞科研不能脱离生产,否则理论再先进、技术再领先都白搭!”

“新疆阜康大倾角厚煤层煤层气开发关键技术研究与应用”项目共完成示范工程井22口,3年新产煤层气3233.7万立方米。该项目成果为新疆通过地面煤层气开发治理瓦斯提供了关键技术借鉴,对煤层气开发具有方向引领作用和工程示范作用,项目也因此荣获2017年度中国煤炭工业协会科技进步一等奖。

“十三五”期间,我国将新疆煤层气开发项目列为国家科技重大专项,国家拨发科研经费2.3亿元,并将新疆煤层气产业基地建设列入国家《煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十三五”规划》。

若进展顺利,仅开发准噶尔盆地3.8万亿的煤层气资源,就将创造直接经济效益1万亿元以上。这对推动国家煤层气开发战略西移,促进我国能源结构转好,改善大气质量具有重大现实意义。

(李 岩)

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