刚刚获得中国石油和化工自动化行业科学技术一等奖的中国石油华北油田公司（简称“华北油田”）正在太行山地区开展煤层气科技大战。其课题《山西沁水盆地高煤阶煤层气水平井开发关键技术研究与应用》正在紧锣密鼓地开展。

      中国煤层气资源潜力巨大，开发利用前景广阔，2000米以浅的煤层气30万亿立方米，高、中、低煤阶煤层气分别占34%、31%和35%，其中沁水盆地煤层气资源总量4万亿立方米，占高煤阶煤层气资源的39%，是全国煤层气资源的14%，是中国最重要的整装煤层气资源区。自2008年开始，国家依托“大型油气田及煤层气田”科技重大专项，首选煤层气资源丰富、中国勘探开发最早见到成效的沁水盆地，开展具有历史意义的示范工程。

      “十一五”时期，随着沁水盆地煤层气产业的迅速兴起，人们乐观地认为将有一个超大的新型能源将被大规模开发出来。然而到“十二五”前期，红红火火的煤层气开发却遇到了一场强劲的寒流，以华北油田后续开发的郑庄、夏店等区块为例，在开发的三十几个井区中，1个最差的井区实际产量仅是预计产量的17%。原因就在于复杂的地质条件让煤层气开采理论和技术遇到“拦路虎”，新的技术难题摆在华北油田科研团队的面前。

       突出创新、效益和适用性，按照“创新地质认识、攻克瓶颈技术、提高单井产量、形成配套系列”的原则，经历了示范推动、技术创新、创新驱动阶段，华北油田的科研团队取得了关键技术实质性进展与突破，针对沁水高阶煤特点，形成了以“基于疏导理论的开发优化设计技术”为标志的重大技术成果：

      理论方法上，创新提出高阶煤煤层气“四元”成藏地质理论，建立“剔除法”富集区评价技术，揭示流固耦合控产机理，建立“三要素”定量化高产区评价技术，促成了煤层气勘探评价方式及产能建设思路的重大转变。而且，提出高阶煤储层疏导式开发理论，形成基于疏导理论的开发技术系列（低前置比快速返排煤层压裂工艺技术、复合造穴压裂增产技术），促成了工程技术由改造向疏导式转移的新理念。

      技术实现上，创新“主支疏通、分支控面、脉支增产”仿树形水平井设计理念，成熟应用可控水平井钻完井技术，配套了登梯法井眼轨迹控制技术、“接力式”辅助携岩井眼清洁技术、定点悬空侧钻技术、化学挤注固壁技术等特色技术，形成了完整煤层气水平井钻完井技术系列。同时，构建煤层气随钻导向地层判识新模式，自主搭建定导一体化远程实时监控指挥平台，研发低成本地质导向新装备，形成煤层气水平井定导一体化地层判识技术系列。

      操作实践上，第一次采用量化煤层气排采控制技术，实现数据录取、分析、参数调整自动化，研发高性能智能控制器，初步实现智能化排采控制，控制精度达到了流压在±0.005MPa/d，套压控制在±0.01MPa，水计量达0.001m3/d，流压稳定率达到91.5%。完善了集输系统运行优化技术，提高集输系统运行效率。创新形成了单体设备和站场整体橇装工艺、负（低）压抽排技术，对降低运行成本、低产井增产提供了经验借鉴。

       项目的实施，促成了煤层气勘探评价、产能建设思路的重大转变和疏导式工程设计新理念的形成，在沁水盆地实现成果转化，建成了中国的煤层气生产与科研示范基地，煤层气探明储量及产量大幅攀升，2011—2015年，共新增探明储量1698亿立方米,综合建产5.02亿立方米,累积产气5.06亿立方米。共新增销售额8.55亿元、利润1.74亿元、净利润1.3亿元,实缴税金0.47亿元，节约钻井、排采等投资费用2.1亿元，产生了良好的经济效益和社会效益，为中国煤层气产量上40亿立方米发挥了重要的支撑作用。

       华北石油科研团队通过梳理关键问题，认识到在地质条件差异较大的背景下，中国煤层气的后续开发遵循“创新、非常规、高效”将有可能破解中国煤层气开发的技术难题，但需要经历反复失利的考验，需要时间的检验。提出首先必须改变产能建设模式，提高产建效率，是以改进地质研究，深化成藏及控产机理研究，在“甜点区”科学设计井位和井型为前提。提出用辩证思维的方式，构建主体技术。提高煤层气单井产量首先要考虑目前压裂工艺的利弊，煤层气开采应用辩证思维的方式来研究主体技术，充分考虑煤层有机成分占主体的地质特性，工程技术由过去的改造式向疏导地层的方式转变。提出改变排采控制工艺技术。提高投资效益。研究煤层气产气机理及开采过程中煤储层的应力应变及动态渗透率的变化规律，现场试验与室内实验紧密结合，科学量化排采管控技术，提高排采效率。改变排采工艺，解决抽油杆与油管的偏磨等问题。