山西地質局關於煤層氣區塊的劃分

㈠ 位村礦井山西組二₁煤層瓦斯地質圖

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

位村煤礦瓦斯地質簡介

一、礦井概況

焦作煤業（集團）有限責任公司位村煤礦位於焦作市東北25km處，南距修武縣城15km。井田范圍內有鐵路專用線，交通便利。井田走向N 35°～42°E，傾向SE，走向長3.08km，傾向長1.02km，井田總面積3.16km²。1991年建成投產，設計能力50×10⁴t/a，採用一對豎井、三條下山開拓方式。

主要含煤地層為太原組和山西組，共含煤13層，可採煤層2層，為山西組的二₁煤層和太原組的一₂煤層。二₁煤層賦存穩定，平均煤厚5m，為主要可採煤層。

位村煤礦為煤與瓦斯突出礦井，自建井以來共發生煤與瓦斯突出3次，始突深度為256m，標高為－147m。

二、井田地質構造及控制特徵

位村井田位於魏村斷層和北碑村斷層之間，其基本構造輪廓呈一單斜構造，走向N 35°～42°E，傾向SE，煤層傾角13°～21°，平均16°。井田內構造形式以斷裂為主，局部出現小的撓曲，主要斷層為NE、NNE、NEE、NW向四組，總體構造簡單。位村井田靠近北碑村斷層，處於斷層的上升盤，形成寬緩的單斜構造，同時斷層以南，主要發育近EW 向小斷裂。

三、礦井瓦斯地質規律

位村井田靠近北碑村斷層，處於斷層的上升盤，形成寬緩的單斜構造，有利於瓦斯的封存富集，同時斷層以南，主要發育近EW 向小斷裂，構造比較簡單，適合開採煤層氣。井田內普遍發育的正斷層是造成煤層瓦斯含量分布不均衡的主要原因，在斷層附近，特別是大斷層附近，煤層瓦斯含量普遍降低。在井田西部，由於受NW向界碑斷層（落差100～210m）的影響，瓦斯含量降低，含量等值線沿煤層傾向延展。就整個井田總體而言，瓦斯含量具有隨埋深增加而增大的整體趨勢。

四、瓦斯含量及資源量分布

根據位村煤礦地勘瓦斯含量資料和生產測定的瓦斯含量數據，在煤層底板標高－52.9～－488.63m，埋深162.79～584m 范圍，瓦斯含量為8.47～28.88m³/t，瓦斯含量大。通過定性、定量分析認為斷層、頂底板泥岩厚度和煤層底板標高對煤層瓦斯煤層瓦斯含量（W）有重要影響（見下表），煤層底板標高為主控因素，控制二₁煤層瓦斯含量的整體分布（圖4-1），其他地質因素影響局部變化。

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

不同煤層底板標高深度所對應的瓦斯含量為：－61m 處的瓦斯含量趨勢值是10m³/t;－172m 處的瓦斯含量趨勢值是15m³/t;－284m 處的瓦斯含量趨勢值是20m³/t;－396m 處的瓦斯含量趨勢值是25m³/t；煤層底板標高－508m 處的瓦斯含量趨勢值是30m³/t。

圖4-1 瓦斯含量與煤層底板標高回歸趨勢圖

位村礦井煤層厚度一般為1.88～7.57m，平均5.00m，按照井田內具有相同或相近煤層氣賦存特徵的儲層劃為一個單元的原則，井田總面積約為3.18km²，瓦斯含量（煤層氣含氣量）最高可達26m³/t以上，其中煤層氣含氣量（相當於空氣乾燥基含氣量）小於8m³/t的區域不進行計算。計算結果煤層氣地質儲量547.34M m³，屬於中型儲量規模；平均資源量豐度1.75×108m³/km²，為中等類別；煤層氣埋深大部分在－400m 以深，煤層氣為深部埋藏；並且二₁煤屬中灰，低硫無煙塊煤，煤層結構簡單，煤層厚度大、穩定，位村煤礦二₁煤煤層氣具一定的開發潛力。

五、瓦斯湧出特徵

瓦斯湧出量大小受多種因素的影響，在現有的開采條件和開采強度下，瓦斯含量是瓦斯湧出多少的決定因素，通過整理、收集位村煤礦建礦以來的實際瓦斯湧出資料，回採工作面瓦斯湧出量具有隨埋深（煤層底板標高表示）增加而增大的整體趨勢，回採工作面絕對瓦斯湧出量Q 隨煤層底板標高H 按式5-1變化的整體特徵，局部受構造、頂底板岩性的影響，具有變大或變小的現象（圖5-1）；煤層底板標高H=-121m時，絕對瓦斯湧出量為5m³/min，煤層底板標高H=-222m 時，絕對瓦斯湧出量為10m³/min，煤層底板標高H=-324m 時，絕對瓦斯湧出量為15m³/min。

河南省煤礦瓦斯地質圖圖集

六、煤與瓦斯區域突出危險性劃分

自建井以來共發生煤與瓦斯突出3次，始突深度256m，標高－147m，根據礦井瓦斯地質規律和煤與瓦斯突出實際，把煤層埋藏深度大於256m 與煤層底板標高－147m 以深范圍劃為煤與瓦斯突出危險區。

㈡ 臨汾區塊煤層氣資源評價與有利目標區優選

侯偉¹ 溫聲明¹ 文桂華¹ 張月巧^2,3 李樹新¹ 徐漢林¹ 張亮¹

基金項目:國家科技重大專項項目33第001課題(2011ZX05033-001)資助。

第一作者簡介:侯偉,男,博士,主要從事石油及煤層氣地質研究。通訊地址:中石油煤層氣有限責任公司。E-mail:[email protected]。

(1.中石油煤層氣有限責任公司 北京 1000282.中國地質大學能源學院 北京 1000833.中國石油勘探開發研究院 北京 100083)

摘要:臨汾區塊位於鄂爾多斯盆地東緣河東煤田發育區南部,是鄂東煤層氣田的重要組成部分。本文在新一輪煤層氣勘探成果基礎上,系統分析煤層氣地質條件,精細評價煤層氣資源分布狀況,優選有利目標區,為下一步煤層氣勘探開發部署提供了重要依據。臨汾區塊具有大型煤層氣藏特點,具備形成大型煤層氣田的地質條件和資源基礎:(1)煤層多,厚度大,分布穩定;(2)構造簡單,埋藏適中;(3)生氣量大,儲氣能力強;(4)保存條件好,含氣量高;(5)煤層氣資源豐度高,資源量大。本文從煤層氣地質條件、資源條件、試采成果和勘探程度等方面綜合評價認為:桃園和明珠井區是Ⅰ類區(最有利區),為煤層氣優質富集區,是近期提交規模探明儲量和產能建設的重點區。

關鍵詞:鄂爾多斯盆地東緣 臨汾區塊 煤層氣 資源評價 有利目標區

Resources Evaluation of Coal Bed Methane and Preference of Favorable Targets in Linfen Area

HOU Wei¹ WEN Shengming¹ WEN Guihua¹ ZHANG Yueqiao^2,3 LI Shuxin¹ XU Hanlin¹ ZHANG Liang¹

(1.Petrochina Coalbed Methane Company Limited,Beijing 100028,China;2.School of Energy Resources,China University of Geosciences, Beijing 100083,China; 3. Research Institute of Petroleum Exploration & Development,Beijing 100083,China)

Abstract: Linfen block is located in southern of Hedong coal field,east of Ordos Basin,which is an impor- tant part of Eastern Ordos coalbed methane field. Based on achievements of the latest coalbed methane exploration, the paper systematically analyses the geological conditions, subtly evaluates the distribution of coalbed methane re- sources and prefers beneficial targets. The research provides an important basis for the next deploy of coalbed methane exploration and development. Linfen block is characteristic of a large CBM reservoir, and has geological condition and resources foundation for forming a large coalbed methane field: (1) with multi-target layers, huge thickness and stable distribution of the coal seams;(2) with simple construction and moderate buried depth;(3) with huge gas-generated amount and powerful gas-storage ability;(4) with wonderful preservation conditions and large gas content;(5) with high abundance and large amount of coalbed methane resources. After comprehensive- ly evaluating the geological condition of the coalbed methane,the resources conditions,the results of pilot proc- tion and the exploration degree and so on,the author thinks that Taoyuan and Mingzhu area are the first class area (the most advantageous area), which are the high quality CBM enrichment area, and the focus area of recently submitting scale proven reserves and the constructing of proctivity capacity.

Keywords: East of Ordos Basin; Linfen Area; Coal Bed Methane; Resources Evaluation; Favorable Tar- gets

1 引言

臨汾區塊位於鄂爾多斯盆地東緣河東煤田發育區南部,是鄂東煤層氣田的重要組成部分。區塊主體位於山西省境內,北起隰縣,南至鄉寧,東接呂梁山脈,西跨黃河進入陝西境內。全區總面積為5784.175km²,中石油自營區(區塊中南部)面積為4267.661km²,合作區(區塊北部)面積為1516.514km²。構造位置屬於鄂爾多斯盆地東部晉西撓褶帶南段(馬財林,2006)。區內發育典型的華北地區地層,由老至新依次為太古界涑水群(Ars),古生界寒武系(ε)、奧陶系(O)、石炭系(C₂b)、二疊系(P₁t、P₁s、P₂s、P₃s),中生界三疊系(T),新生界第四系(Q)。其中二疊系下統的太原組(P₁t)和山西組(P₁s)為主要含煤地層,在工區內廣泛分布,保存完整,是煤層氣勘探的主要層位(孫斌,2008)。臨汾區塊煤層氣勘探研究始於20世紀90年代,前人在煤層氣基本地質特徵、成藏控制因素和勘探開發潛力等方面做了很多基礎研究工作(孫斌,2003,2008;王紅岩,2005;馬財林,2006;孫欽平,2006;陳飛,2007;陳剛,2009)。但由於積累資料較少和各種條件限制,該區煤層氣藏特徵有待進一步深化,煤層氣資源分布和勘探方向有待進一步明確。本文在新一輪煤層氣勘探成果基礎上,系統分析煤層氣地質條件,精細評價煤層氣資源分布狀況,優選有利目標區,為下一步煤層氣勘探開發部署提供了重要依據。

2 煤層氣地質條件

2.1 煤層多,厚度大,分布穩定

臨汾區塊上古生界發育下煤組(太原組)和上煤組(山西組)兩套含煤層系,自下而上發育9^#、8^#、5^#、4^#等多套煤層(圖1)。9^#煤和8^#煤位於下煤組(太原組)頂部,形成於海灣-潟湖環境;5^#煤和4#煤屬上煤組(山西組)底部,形成於河流-三角洲環境(孫斌,2008)。5^#和8^#煤層是主要勘探目的層,9^#和4^#煤層是探索目的層。

4^#煤層局部發育,分布較穩定,總煤厚0.5~3.5m。距5^#煤頂部20m,結構較簡單,由1~2層煤和泥岩夾矸組成。有南北兩個厚煤區,北區位於A9-C14井區,南區位於B2-鄉試1井區。

5^#煤層全區發育,分布穩定,總厚度3~13.5m。煤層結構較為簡單,由2~3層煤和砂泥岩夾矸組成。有南北兩個厚煤區,北區位於C11-A5井區,南區位於C30-C23井區。

圖1 臨汾區塊連井煤層對比剖面圖(位置見圖2a)

8^#煤層全區發育,分布穩定,總厚度4.8~23m。煤層結構簡單,一般為單層煤,不含夾矸。有南北兩個厚煤區,北區位於C18-C12井區,南區位於C24-C22井區。

9^#煤層局部發育,分布不穩定,總厚度0.5~2.5m。距8^#煤底部15m,煤層結構簡單,單層煤,不含夾矸。有東西兩個厚煤區,東區位於C19-C24井區,西區位於C14-A5井區。

2.2 構造簡單,有利於煤層氣大面積富集

臨汾區塊整體呈走向北東,向北西緩傾的單斜構造。受貫穿全區的薛關逆斷層影響,該單斜被分為東西兩部分(圖2a)。單斜的西部,即逆斷層上盤,可劃分為桃園背斜和壺口斜坡兩個次級構造單元;單斜的東部,即逆斷層下盤,可劃分為蒲縣凹陷和明珠斜坡兩個次級構造單元。蒲縣凹陷與桃園背斜以薛關斷裂為界;壺口斜坡與桃園背斜自然過渡,大致以5^#煤頂面-100m構造等值線為界;明珠斜坡與蒲縣凹陷自然過渡,大致以5^#煤頂面0m構造等值線為界。總體而言,研究區構造相對簡單,呈「一隆一凹兩斜坡」的構造格局.有利於煤層氣大面積富集。

2.3 埋藏深度適中,對煤層氣勘探有利

研究區煤層埋深受構造和地形共同控制。5^#和8^#煤埋深特點相似,整體由東向西煤層埋深逐漸增大,中部受薛關斷層影響而抬升,埋深變淺,埋深線整體呈走向北東(圖2b)。8^#煤層平均比5#煤層深50~60m左右。臨汾區塊主力煤層埋深主要分布在800~1500m之間,埋藏深度中等,對煤層氣勘探相對有利。煤層的埋藏深度是影響煤層氣勘探開發的關鍵參數,煤層埋藏不能過深,也不能太淺。

圖2 臨汾區塊5號煤層頂面構造圖和埋深圖

2.4 主力煤層生、儲地質條件好,有利於煤層氣富集成藏

研究區煤岩以焦煤、瘦煤和貧煤為主,Ro值在1.43%~2.69%之間,為中高煤階,變質程度較高,生氣量大。主力煤層以光亮煤為主,割理、裂隙發育。煤岩鏡質組含量較高,5^#煤平均鏡質組含量為73.9%,8^#煤為71.38%,表明其沉積時處於封閉的還原環境,易形成裂隙和基質空隙復合型煤儲層,具有較強的生氣潛力、儲氣潛力和滲透性。主力煤層為低灰分、低揮發分、低含水煤層,有利於煤層氣的富集成藏。主力煤層含氣量高,5^#煤含氣量4~24m³/t和8^#煤含氣量4~20m³/t。4^#煤含氣量6~15m³/t和9^#煤含氣量6~13m³/t。

2.5 煤層頂板整體封蓋性較好,有利於煤層氣保存

5^#煤頂板主要為泥岩,緻密砂岩零星分布(圖3a);8^#煤頂板主要為灰岩,灰岩夾泥岩,局部地區為泥岩(圖3b)。煤層頂板封蓋性對煤層氣保存至關重要。一般情況下,泥岩頂板封蓋性最好,灰岩次之,砂岩較差。但本區構造簡單,斷裂不發育(圖2a),灰岩和砂岩岩性緻密,泥質含量高,對煤層氣保存影響不大。臨汾區塊主力煤層頂板整體封蓋性較好,有利於煤層氣保存。

2.6 水文地質條件簡單,有利煤層氣富集

臨汾區塊水文地質條件簡單,以薛關逆斷層為界,可劃分為東西兩個獨立的水文地質單元。東部從煤層露頭區→明珠斜坡→蒲縣凹陷形成一個完整的水文地質單元:供水區→徑流區→弱徑流區→承壓區→徑流區→泄水區;西部從桃園背斜→壺口斜坡形成一個較完整的水文地質單元:徑流區→弱徑流區→承壓區,供水區特徵不明顯,可能東部泄水區對西部起供水區的作用。獨立且完整的水文地質單元可阻止煤層氣側向運移,形成承壓水封堵型煤層氣藏,有利於煤層氣富集。

圖3 臨汾區塊煤層頂板岩性圖

3 資源評價

3.1 評價方法

本次評價採用體積法(賈承造,2007)。體積法是煤層氣地質儲量計算的基本方法,適用於各個級別煤層氣地質儲量的計算。體積法的計算公式為:

Gⁱ=0.01×A×h×D×Cad

式中:A為控制含氣面積,km²;h為煤層厚度,m;D為密度,t/m³;Cad為含氣量,m³/t;

根據煤層發育情況、構造特徵和埋深特徵,平面上分桃園-吉縣和明珠-鄉寧兩個計算單元,縱向上分5煤和8煤兩個計算單元,分別按:300~800m、800~1000m、1000~1200m、1200~1500m、1500~2000m五個深度段進行計算。

3.2 評價結果

新一輪煤層氣資源評價揭示,臨汾區塊煤層氣資源十分豐富(表1),具備形成大型煤層氣田的資源基礎。全區2000m以淺面積3259km²,資源量約6501億m³。主要目的層(5^#煤和8^#煤)資源量最多,佔全區的93%;探索目的層(4^#煤和9^#煤)資源量較少,僅佔全區的7%。全區1200m以淺面積1822km²,資源量約3154億m³,資源豐度達1.73億m³/km²,具有極大的勘探開發潛力。其中5^#煤1200m以淺資源量為1776億m³,8^#煤1200m以淺資源量為1083億m³,是全區的主要勘探對象;4^#煤1200m以淺資源量為241億m³,9^#煤1200m以淺資源量為54億m³,可作為局部地區的補充力量。

表1 臨汾區塊煤層氣資源量統計表

4 有利目標區優選

4.1 勘探目標區劃分

根據臨汾區塊的煤層氣地質條件、資源條件、試采成果和勘探程度等指標,本次研究將自營區2000m以淺的6個目標區劃分為3類:Ⅰ類區(最有利區)2個,Ⅱ類區(有利區)2個。Ⅲ類區(較有利區)2個(表2,圖4)。

表2 臨汾區塊綜合評價參數表

Ⅰ類區:桃園井區(Ⅰ¹)和明珠井區(Ⅰ²),為煤層氣優質富集區,是近期的重點勘探區,是近期提交規模探明儲量和規模建產的現實區。Ⅱ類區:吉縣井區(Ⅱ¹)和鄉寧井區(Ⅱ²),為煤層氣富集區,是近期重點預探區,是未來提交探明儲量的接替區。Ⅲ類區:蒲縣凹陷(Ⅲ¹)和壺口斜坡(Ⅲ²),埋深1200~2000m,為煤層氣勘探遠景區,是甩開勘探區。

4.2 近期重點勘探開發目標區

4.2.1 桃園井區(Ⅰ¹)

桃園井區(Ⅰ¹)位於桃園背斜構造帶中部(圖4),面積325km²,埋深800~1200m。該區勘探程度高,鑽井和地震解釋成果都揭示該區煤層的厚度大,5#煤和8#煤層累計厚度8~20m,煤層連續性好,分布穩定,煤質較好,煤體結構以塊狀為主;煤層含氣量較高,一般12~24m³/t。2010年該區煤層氣勘探取得重大突破,新投產的C4和C5井相繼獲穩產高產工業氣流。C4井達1425m³/d;C5井最高達到2639m³/d,目前穩定在1435m³/d。目前該區井組試采也取得良好效果,新投產的B1-10向1井目前已達1500m³/d。綜合評價認為該區地質條件優越,煤層氣可采性強,勘探程度高,是首選的煤層氣勘探開發目標區。

圖4 臨汾區塊綜合評價圖

4.2.2 明珠井區(Ⅰ²)

明珠井區(Ⅰ²)位於鄉寧斜坡帶中北部(圖4),面積458km²,埋深500~1200m。該區勘探程度中-高,鑽井和地震解釋成果都揭示該區煤層的厚度大,5^#煤和8^#煤層累計厚度達6~14m,煤層連續性較好,分布較穩定,煤質較好,煤體結構以塊狀為主;煤層含氣量較高,一般4~22m³/t;同時新發現9^#煤層在該帶也有分布,並具有產氣能力。A18井和C19井都獲得工業氣流,單井日產量分別到達和穩定在1300m³/d和2000m³/d。綜合評價認為該區地質條件好,煤層氣可采性好,勘探程度較高,也是首選的煤層氣勘探開發目標區。

5 結論

(1)臨汾區塊具有大型煤層氣藏特點,具備形成大型煤層氣田的地質條件和資源基礎:(1)煤層多,厚度大,分布穩定;(2)構造簡單,埋藏適中;(3)生氣量大,儲氣能力強;(4)保存條件好,含氣量高;(5)煤層氣資源豐度高,資源量大。

(2)綜合評價認為:桃園和明珠井區是Ⅰ類區(最有利區),為煤層氣優質富集區,是近期提交規模探明儲量和產能建設的重點區;吉縣和鄉寧井區是Ⅱ類區(有利區),為煤層氣富集區,是近期加強預探和未來提交探明儲量接替區;蒲縣凹陷和壺口斜坡(埋深1200~2000m)是Ⅲ類區(較有利區),為煤層氣勘探遠景區,是甩開勘探區。

參考文獻

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㈢ 河東煤田三交區塊水文地質條件對煤層含氣性的影響

樊明珠

（中國石化石油勘探開發研究院 北京 100083）

作者簡介：樊明珠，男，高級工程師，主要從事煤層氣地質研究和現場作業，[email protected]。

摘要 三交區塊位於河東煤田中部，煤層氣開發潛力較大，已鑽煤層氣井20口，並進行了較長時間排采。沿地層走向鑽成的相距約6km的林家坪井組和磧口井組在含氣量、含氣飽和度和氣產量方面存在明顯差異。研究發現，這兩個井組所處的水文地質環境不同，地下水強徑流帶是導致這些差異的地質原因。該項研究成果對下步勘探部署具有指導意義，同時為煤層氣勘探開發中水文地質條件研究的重要性提供了一個典型實例。

關鍵詞 河東煤田 三交區塊 煤層氣 含氣性 水文地質條件

Effect of Hydrogeological Condition on Gas Content and Saturation in Sanjiao Block

Fan Mingzhu

（Petroleum Exploration and Development Research Institute of Sinopec，Beijing 100083）

Abstract：Shanjiao block，located near the center of the Hedong coal field along the eastern edge of the Odors basin，Shanxi Province，is thought to be promising in CBM development.20 CBM wells has been drilled and dewatered for a long period of time.The two pilot well patterns，Linjiaping well group and Qikou well group，were placed along the lines of strata strike and 6kmapart.The patterns are obviously different in gas content，gas saturation and gas rate.It is concluded through investigation that the differences resulted from the strong flowoff of groundwater within coal measures.This conclusion is significant of working out the coalbed methane development scheme of this block and a typical case to demonstrate the important effect of hydrogeological conditions on CBM exploration and development.

Keywords：CBM；gas content and saturation；hydrogeological conditions；Shanjiao block；Hedong coal field

引言

三交煤層氣勘查區塊位於河東煤田中部，離石鼻狀構造北翼（圖1），區內構造簡單，在傾向北西-北西西的單斜背景上發育一系列低幅撓曲構造（圖2）。煤層埋深500m左右，目標煤層為山西組4/5 煤和太原組8、9 煤（圖3），煤層總厚7～15m，分布穩定，煤層結構簡單。

為0.76%～1.18%，為氣-肥煤，原生煤體結構，割理發育，煤層滲透率性好，地層測試原始滲透率（0.4～50）×10^-3μm²，煤儲層壓力正常。該區塊面積488.2km²，煤層氣地質資源量533×10⁸m³，資源豐度1.09×10⁸m³/km²，煤層氣開發潛力較大。

圖9 山西組氯離子含量圖

圖10 太原組地下水徑流量等值線圖

3 結論

三交試驗區的勘探成果證實了水文地質條件具有明顯控氣作用，是煤層氣勘探開發活動中不容忽視的一項重要研究內容。就該區塊勘探工作來說，當務之急是研究地下水強徑流帶形成的地質原因，查明全區地下水文地質環境的變化特徵，為勘探開發方案的制定提供必要依據。

感謝原阿科中國公司（Arco China Inc.）高級地質師Victor Zhang 博士提供本文所需資料。

參考文獻

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㈣ 大寧-吉縣區塊煤層氣勘探開發潛力評價

馬財林 陳岩 權海奇

（中石油長慶油田分公司勘探開發研究院 西安 710021）

作者簡介：馬財林，男，高級工程師，1987年畢業於西安地質學院，現在長慶油田研究院從事地礦綜合研究工作。

摘要 本文簡要回顧了大寧-吉縣區塊近10年內的煤層氣勘探開發現狀，通過煤層氣基本地質、成藏和富集因素方面的分析，對該區煤層氣勘探潛力進行評價，再從午城井組及部分區探井的試采數據入手，評價區內煤層氣開發潛力。分析結果認為，本區煤層氣資源利用率較低，成藏類型復雜；儲集性能隨煤層埋深而變化，提出該區煤層氣開發，必須縮小井網井距，堅持長期連續抽排和穩定降壓采氣的主要認識。

關鍵詞 大寧-吉縣區塊 煤層氣 勘探潛力 開發潛力 井網井距 穩定降壓

Potential Evaluation on CBM Exploration and Development in Daning-Jixian Area

Ma Cailin，Chen Yan，Quan Haiqi

（Research Institute of Exploration and Development，PCOC，Xi'an 710021）

Abstract：The paper reviewed the current status of CBM exploration and development in recent 10 years in Daning-Jixian area.By research of CBM basic geology，reservoir formation and enrichment and by analysis of the test well date from drainage wells，CBM exploration and development potential of the area was evaluated.Analysis result showed that the utilization of CBM resources in the area is low，type of reservoir formation is complex and reservoir performance is changeable with burial depth.It suggested that small well pattern and space，long-term continuous drainage and stable depressurization are necessary for CBM development in the area.

Keywords：Daning-Jixian block；CBM；exploration potential；development potential；well pattern and space

大寧-吉縣區塊位於鄂爾多斯盆地晉西撓褶帶南端，地處山西省大寧縣、隰縣、蒲縣和吉縣境內。煤層氣資源登記面積6905km²，有利勘探面積約3800km²。該區以煤層厚度大、平面分布穩定、煤岩煤質良好、熱演化程度適中，使之成為我國中煤階煤層氣勘探開發試驗區之一。

1 煤層氣勘探開發現狀

截至2006年7月15日，大寧-吉縣區塊共鑽煤層氣井34口，其中，預探井17口，評價井12口，水平井1口，外單位鑽井4口，完成二維地震勘探228km（圖1）。概括起來，區內煤層氣勘探大致可劃分為地質選區、勘探目標綜合評價和勘探開發先導性試驗三個階段。

1.1 煤層氣地質選區階段（1997年3月～1998年12月）

該區煤層氣勘探始於 1997年，以7口煤炭鑽孔、3口天然氣鑽井和120km二維地震勘查資料為基礎，對本區煤層厚度、埋藏深度、圍岩等基本地質條件進行評價，初步篩選煤層氣勘探目標，為煤層氣井的鑽探提供可靠的基礎數據。

1.2 煤層氣勘探目標綜合評價階段（1999年3月～2003年12月）

1999年6月23日，區內第一口煤層氣井——A1 井順利完鑽，全井鑽遇煤層總厚 16.2m，山西組山2段5^＃煤厚5m，太2段8^＃煤厚7.4m，5^＃煤層孔隙度8%，滲透率1～5mD，壓力系數1.12，現場解吸含氣量18.4m³/t，試氣29d，獲得2847m³/d的煤層氣穩定產量。煤層段顯示出高孔滲、高壓力、高含氣的「三高」特徵。四年間，區內共鑽煤層氣探井6口，此階段煤層氣地質選區目標評價與鑽井勘探同步進行。

1.3 煤層氣勘探開發先導性試驗階段（2004年3月～2006年7月15日）

2004年3月，為了查明該區塊煤層氣資源及分布，配合午城井組鑽探，為煤層氣規模開發提供地質依據，率先在區內完鑽煤層氣區探井11口，井組12口，多分支水平井1口。煤層氣開發先導性試驗項目全面啟動，多分支水平井鑽探處於嘗試之中。

2 煤層氣勘探潛力分析

煤層氣基本地質條件、成藏因素和富集規律是其勘探潛力分析的主要內容。基本地質條件與煤層厚度、埋藏深度和煤岩煤質特徵有關；成藏因素是構造、圍岩和水文地質條件的綜合反映；富集規律與煤岩儲層及含氣性等因素相關聯。

2.1 煤層氣基本地質條件

評判一個區塊的煤層氣基本地質條件，一般從煤層厚度及埋深、煤岩煤質特徵入手。認為煤層厚度大，埋藏深度適中，煤岩鏡質組含量高，灰分含量低，該區塊煤層氣基本地質條件相對有利。根據國內外煤層氣地質選區條件，結合鄂爾多斯盆地煤層氣勘探實際情況，把煤層總厚度≥10m、單層厚度≥2m，且愈厚愈好，煤層埋藏淺於1000m、煤岩鏡質組含量大於70%、灰分含量小於20%作為地質條件評價的基本標准。

表9 午城井組抽水試驗參數計算表

3.2.3 排采不連續對井組試采結果影響較大

由於該區塊遠離油區，生產組織難度大。加之排采經驗不足，選用設備不匹配等原因，時而停井，有的井盡管抽排，發電機功率低，動液面始終在400～600m 間不下降，這種狀況對煤層氣井排採的副作用極大。在停止排採的過程中，大量煤粉在近井筒周圍沉澱，堵塞壓裂縫和煤岩孔裂隙，從而使前期排采前功盡棄。

4 結論

（1）大寧-吉縣區塊煤層單層厚度大，平面分布穩定，以深成變質作用形成的中煤階為主，煤層具低含灰、低含水和高鏡質組含量之特徵。煤層氣基本地質條件有利。資源量大，資源豐度高，但在目前開發條件下，具有商業開發價值的煤層氣地質儲量（＜800m）所佔的比例較小。

（2）煤層氣成藏條件和富集因素較為復雜，構造控制煤層氣藏類型，進而影響煤層氣富集。區內「一隆、一坳、兩斜坡」的構造特徵，使煤層氣成藏自西向東由「低角度單斜式、背斜式、向斜式」三種類型過渡。低角度單斜式煤層氣成藏條件好，但煤層埋藏深，成藏條件不利；向斜式兩側轉折端坡度陡，煤層氣藏難以富集；背斜式氣藏在背斜構造軸部的東、西兩翼地層傾角相對平緩，儲層條件有利，煤層含氣量較高，有利於煤層氣成藏。

（3）午城井組煤層埋深大，地應力高，煤岩儲集性能差。區塊內煤層埋藏大於800m的地段，原地應力大於20MPa，煤層滲透率低於1mD；煤層埋藏淺於800m的區域，原地應力小於20MPa，煤層滲透率大部分在1mD以上。

（4）午城井組煤層平均滲透系數是確定井網井距的重要依據，煤層平均滲透系數可通過煤層氣井試采而獲得。據此分析，該區400m×600m的井網井距過大，應採用200m×300m井距為宜。

（5）在煤層氣地質條件有利、成藏因素優越、富集因素良好的前提下，煤層氣井組開發除採用先進的鑽井、完井和壓裂技術外，堅持長期連續抽排、穩定降壓是避免近井筒周圍煤粉沉澱而堵塞煤岩孔隙、裂隙的關鍵。

㈤ 煤層氣圍岩封閉類型劃分

3.2.1 劃分原則與依據

煤層氣圍岩的封閉性評價，目前趨向於用孔隙結構的定量評價來代替用岩性、厚度、埋深的定性評價，但迄今尚無統一的標准。本次研究主要參考了原地質礦產部石油地質實驗室的研究成果（表3.7），根據岩性特徵及孔隙結構特徵，將區內煤層圍岩劃分為泥岩型（細分為泥岩亞型，粉砂岩亞型）、砂岩型（細分為雜砂岩亞型和砂岩亞型）和灰岩型三種類型六個亞類。

表3.7 不同岩性蓋層性能參數及其分級

（∗據李明潮等，1990）

3.2.1.1 泥岩型（I₁）

見於各煤層底板和頂板的部分區域。岩性為泥岩、炭質泥岩、鈣質泥岩及泥質粉砂岩。據長慶研究院研究，在裂縫不發育的條件下，泥質含量大於40%的泥岩和泥質粉砂岩，其滲透率變化范圍為10^－7～10^－9μm²，具有良好的封閉性。區內泥岩型圍岩中泥質含量均大於50%，因而當構造破壞微弱時，具有良好的封閉性。

3.2.1.2 粉砂岩型（I₂）

見於各煤層頂板的部分地段。其滲透率介於泥岩與砂岩之間，為封閉性稍次於泥岩的岩石類型。

3.2.1.3 灰岩型（Ⅱ）

據次生溶孔發育與否，可以細分為Ⅱ₁亞型和Ⅱ₂亞型。

主要見於11^＃煤層頂板的部分地段。岩性為生物碎屑泥晶灰岩、含生物碎屑泥晶灰岩和泥灰岩。孔隙度多小於1%，滲透率一般小於0.01×10^－3μm²。但在構造變動強烈地段，灰岩中裂隙和溶孔均較發育，如馬溝渠井田1101采面煤層頂板灰岩中見有多處溶洞，內有低溫條件下形成的方解石小晶體。故將構造運動不強烈、具有一定封閉能力的灰岩確定為Ⅱ₁灰岩亞型，將裂隙和溶孔較發育，封閉性能大為降低的灰岩，確定為Ⅱ₂灰岩亞型。

3.2.1.4 砂岩型（Ⅲ）

主要見於2^＃、3^＃、5^＃、11^＃煤層頂板的部分區域。砂岩岩性在橫向上不穩定，往往很快相變為泥岩型或灰岩型頂板。一般來講該類型圍岩對煤層甲烷的封閉性很差，且往往與煤層一起構成甲烷的儲氣層，根據岩性可進一步劃分為含長石石英雜砂岩亞型（Ⅲ₁）和石英砂岩亞型（Ⅲ₂）。雜砂岩較石英砂岩封閉性稍好。Ⅲ₂亞型主要見於11^＃煤層頂板。

3.2.2 圍岩封閉類型及其特徵

根據頂板類型，參考圍岩含砂率、次生孔隙發育狀態及後期構造變形特徵，將區內圍岩劃分為透氣層、半透氣層和屏蔽層，各類型特徵見表3.8。

表3.8 研究區頂板圍岩封閉性類型劃分方案

封閉性類型的劃分中頂板圍岩類型是最主要的依據，其性能及分級見表3.7，據研究區內的圍岩類型特點，將區內圍岩封閉類型劃分為四類三級（表3.8），其中砂岩型、灰岩型頂板劃分同一級別。別的參數還有：①頂板含砂率。含砂率反映了煤層頂面之上一定岩層厚度內（20m、10m、5m）透氣性岩石（砂岩、灰岩）與非透氣性岩石（粉砂岩、泥岩）之量比，研究證明該參數與煤層氣含量有一定程度的相關性。含砂率＞50%的高值域約略可以反應地層中砂體的平面分布形態及特徵。②直頂泥岩厚度。其臨界值確定為0.3m，這是因為泥岩的突破壓力達9.7MPa，遠遠高於區內煤層壓力，故臨界值不取1m，而粗略定為0.3m。③砂岩類型。主要考慮砂岩與雜砂岩具有不同的次生孔隙狀態。④構造影響。構造影響強烈程度決定著頂底板岩石的完整性，構造影響強烈，圍岩透氣性好；無構造影響，圍岩封閉性良好；構造影響中等，圍岩的破壞程度位於以上二者之間。

3.2.3 煤層圍岩封閉性差異的原因分析

3.2.3.1 原始沉積控制

（1）成煤期後瞬時沉積環境

成煤期後瞬時沉積環境是指煤層直接頂沉積期的沉積環境。由於山西組直接頂圍岩受到後期相當於老頂沉積期的河道砂岩的沖刷，因此煤層直接頂沉積物局部被老頂砂岩所替代，形成不同期沉積環境在平面上的疊置。

1）3^＃煤層

北區直接頂沉積期沉積環境比較均一，基本上為濱淺湖泊環境的粉砂岩、砂質泥岩和泥岩，僅在局部有河床相砂岩（圖3.1），故北區3^＃煤層頂板以泥岩型為主，頂板泥岩厚3～8m。再加上3^＃煤層厚度大，分布穩定，因此是區內煤層甲烷生儲能力最好的層位。

南區直接頂沉積期，在馬溝渠井田除局部地區（如北一采區）為湖泊泥岩、粉砂岩相外，其餘均為河床砂岩相，其岩性為中粒長石石英雜砂岩。故3^＃煤層頂板以砂岩型為主，再加上煤層受沖刷嚴重，故煤層甲烷生儲能力較差（圖3.2）。在象山井田3^＃煤層直接頂沉積期可以劃分為河床砂岩相、漫灘砂岩相、湖泊粉砂岩、砂質泥岩相。湖泊相主要分布於167號孔，30、132號孔，211、252、150、61號孔的周圍；河床相、漫灘相分布於3勘探線以北的淺部，69號孔、167號孔等局部地區。故象山井田3^＃煤層以泥岩型頂板為主，煤層較厚且穩定，煤層甲烷生儲能力較好。

2）11^＃煤層

北區總的來講，11^＃煤層直接頂沉積期均處於淺海環境，可以細分為淺海灰岩相，波浪帶砂岩相與潟湖灣泥岩相。淺海灰岩相主要集中分布於燎原井田中部，下峪口井田的邊淺部和桑樹坪井田的北部，波浪帶砂岩相多與灰岩相相鄰，粉砂岩、泥質岩相不規則分布於灰岩、砂岩相區之間。故區內具有砂岩型、灰岩型和泥岩型三種頂板類型（圖3.3）。

直接頂沉積期南區岩相類型與北區相同，但灰岩與砂岩相區明顯減少，頂板類型以泥岩型為主（圖3.4）。就其煤層甲烷的保存能力而言，南區優於北區。

3）區內其他局部可採煤層

北區2^＃煤層直接頂沉積期為湖泊粉砂岩、砂質泥岩和泥岩相，後期疊加了沖刷成因的河床砂岩相，河道砂岩相區的展布方向為北西－南東向，頂板類型以泥岩型為主（圖3.5）。

5^＃煤層成煤期後沉積以河流相中細砂岩為主，集中分布於120、206、153、117、604、40號孔以南，66、英6、英21號孔以北的廣大地區。

（2）煤系沉積環境演化

前已述及，韓城礦區3^＃和11^＃主要可採煤層分屬兩種不同的環境系統，前者頂板岩石為陸相，後者為淺海相。從這個角度來看，在研究3^＃、11^＃煤層圍岩的封閉性時，應充分考慮由於沉積環境不同造成的如下問題。

1）兩煤層頂板中高滲透率岩石的類型不同

3^＃煤層（也包括2^＃、5^＃煤層）頂板高滲透率岩石為長石石英雜砂岩，而11^＃煤層頂板高滲透率岩石是石英砂岩和灰岩。在後期構造破壞作用下，砂岩和灰岩的裂隙發育和溶蝕性能均不同。砂岩主要表現為次生裂隙，而灰岩則伴生有大量次生溶孔和溶洞。

2）兩煤層頂板中砂岩不同

3^＃煤層為成分成熟度、結構成熟度均較低的長石石英雜砂岩，而11^＃煤層頂板砂岩為石英砂岩，成分成熟度與結構成熟度均較高。從理論上講，成分成熟度和結構成熟度高的砂岩，其粒間孔隙度及滲透率也高。因此，在相同的條件下（同樣的頂板類型，同樣的砂岩厚度），11^＃煤層頂板較3^＃煤層頂板封閉性要差。

3）兩煤層頂板圍岩中低滲透率岩石的類型不同。

最主要的區別是11^＃煤層頂板中發育較多的鈣質泥岩，而鈣質泥岩中方解石礦物易於在後生階段溶解而形成次生溶孔。

3.2.3.2 後期構造影響

後期構造對煤層圍岩的影響主要表現為破裂構造和褶皺構造對煤層甲烷氣藏蓋層的破壞作用。有關這方面的詳細情況，將在第5章中闡述。

㈥ 煤層氣資源量計算

11.4.1 計算方法及區塊劃分

煤層氣資源量計算包括兩個內容，首先是計算煤炭資源量，然後計算煤層氣資源量。

煤炭資源量計算的思路是依據各組煤層等厚圖，分區塊先計算各組煤炭資源量，然後累加計算總煤炭資源量。所用公式為

油氣資源評價方法與實踐

二式中：Q——總煤炭資源量；

Q_i——第i組煤炭資源量；

i——地（煤）層組號；

j——煤層厚度區間號；

S_ij——第i組煤層第j個厚度區間面積；

Hij——第i組煤層第j個厚度區間平均厚度；

D——煤層比重。

煤層氣資源量計算的思路是：首先依據各組煤層厚度圖和二₁煤層、五₂煤層含氣量圖計算網格點煤層氣資源強度（即單位面積煤層氣資源量），編制豫西地區煤層氣資源強度等值線圖，然後分區分帶計算煤層氣資源量。所用公式為

油氣資源評價方法與實踐

油氣資源評價方法與實踐

三式中：I_k——第k點煤層氣資源強度；

H_ik——第k點第i組煤層厚度；

D——煤層比重；

R_ik——第k點第i組煤層含氣量，太原組和山西組煤層含氣量用二₁煤層含氣量，下石盒子組和上石盒子組煤層含氣量用五₂煤層含氣量；

Q_j——第j深度帶煤層氣資源量；

S_k——第j深度帶中第k資源強度范圍面積；

Q——區塊總資源量。

在資源量計算中，區塊的劃分是最關鍵最重要的，因為它是後面的資源評價和選區研究的基礎。如何劃分區塊，這既與地質條件有關，也受控於資源現狀、評價的目的和精度。對於豫西地區，石炭系—二疊系遭後期剝蝕嚴重，出現大小數塊剝蝕區，煤層分布連片性不很好；後期構造運動較強，斷裂發育，地層錯落，埋深變化大，因此，若以斷層和埋深為依據劃分區塊，則勢必會在豫西劃出數十乃至上百個區塊。實際上區內存在大量資料空白區，圖件和數據系理論推斷的，過細地劃分區塊是沒有多大意義的。鑒於此，我們從地質條件和經濟地理因素考慮，基本上依現今十大礦區管轄范圍劃分區塊，並將平頂山-韓梁礦區再依郟縣斷層和襄郟1號斷層細分韓梁煤田區、平頂山煤田區和冢頭區3個區塊，故共計12個區塊。

11.4.2 煤炭資源量計算

運用前述公式。S_ij在各組煤層厚度圖上量取，H_ij取各厚度區間的厚度中值。

煤層比重D是依煤質變化的。我們統計了豫西地區雲蓋山等井田鑽井采祥分析資料，發現本區煤層（其變質程度均在氣煤以上）比重隨變質程度增加而呈指數式增加。在進行煤炭資源量及煤層氣資源量計算時，我們依據區塊煤層牌號而取相應比重：無煙煤為1.75t/m³，貧煤為1.57t/m³，瘦煤為1.52t/m³，焦煤—氣煤為1.48t/m³。

各區塊煤炭資源量計算結果見表11-3。可以看出：全區煤炭資源量十分豐富，達1044×10⁸t，其中禹州礦區、平頂山煤田區、滎鞏礦區、新密礦區和偃龍礦區等區塊均達100×10⁸t，新安礦區、臨汝礦區、登封礦區也在50×10⁸t以上。

11.4.3 煤層氣資源強度計算結果

計算公式前已述。按網格分別在各組煤層厚度圖和二₁煤層、五₂煤層含氣量上讀取H_ij和R_ij，計算資源強度，編制全區煤層氣資源強度圖。可見，豫西煤層氣資源強度具明顯分帶性：平頂山-韓梁礦區資源強度較高，一般（1.0～4.0）×10⁸m³/km²。中南帶禹州礦區、登封礦區和臨汝礦區資源強度中等，一般為（0.5～3.0）×10⁸m³/km²。中北帶新密礦區變化大，其中東部資源強度較高，一般（1.0～4.0）×10⁸m³/km²，但西部較低，一般＜1.0×10⁸m³/km²。北帶滎鞏礦區和偃龍礦區資源強度最高，其中滎鞏礦區絕大部分在（1.5～6.0）×10⁸m³/km²之間，多數在3.0×10⁸m³/km²以上，偃龍礦區大部分（1.0～5.0）×10⁸m³/km²之間，多數在3.0×10⁸m³/km²以上；西部陝澠-義馬、新安、宜洛等礦區資源強度較低，一般（0～1.5）×10⁸m³/km²，但新安礦區南部洛陽一帶一般（1.5～5.0）×10⁸m³/km²。

表11-3 豫西煤資源量匯總表

11.4.4 煤層氣資源量計算

在區塊煤層氣資源量計算中，為研究各區塊煤層氣資源結構，我們按300～500 m、500～1000 m、1000～1500 m、1500～2000 m四個埋深范圍分別計算煤層氣資源量，再四個埋深范圍資源量相加即為區塊煤氣資源量。對於埋深300 m以淺的區帶，一般為瓦斯風化帶，且煤炭采空程度高，故殘存煤層氣資源量十分局限，意義不大，這次未進行計算。

各區塊煤層氣資源量計算結果見表11-3。總體上看：

（1）豫西地區石炭系—二疊系煤層氣資源量十分豐富，總資源量高達14593.5×10⁸m³。

（2）各區塊相比，滎鞏礦區資源量最大，為4235.5×10⁸m³。第二是偃龍礦區，資源量為2326.1×10⁸m³，其主要的有利聚氣因素是含氣量很大。第三是禹州礦區，資源量為1785.5×10⁸m³，主要為面積巨大所致，其資源強度並非很大，一般在1.5×10⁸m³/km²以下。第四是新密礦區，資源量1266.0×10⁸m³，資源強度（0.6～2.43）×10⁸m³/km²。第五是平頂山煤田區，資源量1151.2×10⁸m³，資源強度在（0.5～2.74）×10⁸m³/km²間變化，一般大於1.2×10⁸m³/km²，有利於開發利用。其他區塊中，資源量在（500～1000）×10⁸m³之間有登封礦區、臨汝礦區、新安礦區、冢頭區等；資源量＜500×10⁸m³者有平頂山-韓梁礦區西部、宜洛礦區、陝澠-義馬礦區。

（3）從各區塊資源分布看，平頂山煤田區最好，90%以上的資源量分布於300～1500 m埋深區；第二是登封礦區和新密礦區，300～1500 m埋深區資源量約占總資源量80%；300～1500 m埋深區資源量占總資源量50%～70%的區塊有臨汝礦區、陝澠-義馬礦區、新安礦區、禹州礦區；而300～1500 m埋深區資源量占總資源量50%以下的有平頂山-韓梁礦區西部、冢頭區、滎鞏礦區、偃龍礦區和宜洛礦區，其中尤以冢頭最差，資源量之80%多分布於＞1500 m埋深區。

㈦ 你有山西省煤層氣區塊礦權分布圖嗎，如有，如何向你獲得

每年給我們山西100億 真可笑 中國你還是留給自己用把 我早就不承認我是中國人 我只是山西人

㈧ 山西保德煤層氣勘探新進展

賈高龍

（中聯煤層氣有限責任公司 北京 100011）

摘要 根據區域構造、含煤地層、煤層煤質及項目區施工的煤層氣鑽井等方面的研究，重點總結保德區塊儲層含氣性、滲透性、儲層壓力及其控氣因素等方面的成果，指出保德煤層氣勘探開發目標。

關鍵詞 保德區塊 煤層氣勘探 開發目標

Update CBM Exploration and Development in Baode Block，Shanxi Province

Jia Gaolong

（China United Coalbed Methane Corp.，Ltd.，Beijing 100011）

Abstract：The geological research is concted on the structure，coal-bearing strata，coal seams＆coal rank and the data of welling in the region.The gas content，permeability，pressure，gas saturation of the reservoirs and its control factors etc.are analyzed.The target areas for the exploration and development of the coalbed methane resources in Baode Block along Eastern Edge of Ordos Basin are designated.

Keywords：Baode block；CBM exploration；development objectives

1 概況

鄂爾多斯盆地東緣煤層氣田位於晉、陝、內蒙古黃河沿岸附近，包括內蒙古自治區准格爾、陝西省神府、山西省河東煤田。氣田南北長480km，東西寬15～80km，總面積23000km²。

鄂爾多斯盆地東緣是我國重要的煉焦用煤和動力用煤生產基地，區內不但煤炭資源豐富，而且煤層氣資源也相當豐富，是中國煤層氣資源條件和開發條件最好的盆地之一，也是勘探活動最活躍的地區，曾被國內外地質專家譽為「中國的聖胡安」。

河東煤層氣田先後有原地礦部華北石油局、長慶石油勘探局等國內企業以及美國的CBM、安然（ENRON）、菲利普斯（PHILLIPS）、阿科（ARCO）、雪佛龍德士古（CVX）、澳大利亞的路偉爾（LOWELL）、必和必拓（BHPB）及中澳能源（SGE）等外國公司進行勘探開發。

准格爾煤層氣項目區位於該氣田北部，總面積為6853km²，其中：准格爾區塊2817km²；神府區塊2998km²；河曲區塊560km²；保德區塊位於該項目區南部，面積478km²（圖1）。

2000年11月，中聯公司與德士古公司簽定了內蒙古准格爾、陝西神府、山西保德地區的三個煤層氣產品分成合同。2004年6月雪佛龍德士古公司與必和必拓公司完成了煤層深度1000m以淺區塊的轉讓協議。

必和必拓公司於2004年9月開始煤層氣勘探，在北部完成了ZG-2、ZG-3、ZG-4、SF-1、BD-1五口煤層氣參數井的施工作業。2005年對保德區塊進行煤層氣勘探工作，完成5口煤層氣參數井 BD-2、BD-3、BD-4、BD-7、BD-8，並圍繞BD-4井進行水平井組作業，完成L1水平井定向段的施工。至2006年8月完成V1～V4直井及L1～L4水平井定向段作業。

圖3 保德目標區勘探部署示意圖

3.1.2 保德目標區勘探部署

2006年保德區塊部署三口探井，BD-9、BD-10、BD-6，分別位於區塊中北深部、中西深部、中東淺部。安排 25km地震資料採集，見圖3。

2007年保德區塊南部計劃部署三口探井，BD-12、BD-13、BD-14。

3.1.3 神府區塊煤層氣勘探計劃

2006年SF-2井在神府區塊中東部，即保德井組的深部（井深約1000m）。2007年SF-3 井視2006年勘探向西延伸的結果而定。

3.2 鄂爾多斯盆地東緣氣田其他目標區

三交目標區：包括三交北與三交區塊的中西部、柳林區塊、石樓區塊的北部，面積2000km²以上。該目標區煤層埋深適中，對煤層氣儲存有利的低角度單斜帶；4-5、8-9號煤層厚度較大，累計厚度達10m 以上；煤層含氣量一般在10m³/t 以上；滲透率高，大部分煤層氣井在10mD以上；該區煤層儲層壓力大，多為超壓地層，三交區4-5號煤層的平均儲層壓力梯度為1.11MPa/100m，8-9號煤層為1.02MPa/100m；煤層的含氣飽和度也較高，一般可達80%左右。此外，該區煤田地質勘探程度高，對煤層的深度、厚度、煤質等均已探明，並且對煤儲層參數已有較多的了解，已逐步摸索出一套適合本地區地質特點的施工工藝，施工了近40口煤層氣井。磺口井組（5口井）日產氣量平均4300m³，單井最高日產氣量為5400m³；三交井組（9口井）日產氣量平均為4500～6000m³，單井最高日產氣量為6800m³。該目標區是河東氣田煤層氣勘探開發的首選區（圖1）。

吉縣目標區：位於吉縣區塊中部，面積1300km²。該目標區煤層埋藏深度適中；5號主力煤層厚度為3.0～7.5m，8號主力煤層厚度為3.0～8.8m，煤層總厚度達16m；煤變質程度中等，鏡煤反射率R_o為1.15～1.97%，以焦、瘦煤為主；煤層上覆的上石盒子組泥岩可作為區域性蓋層；煤層含氣量11～23.4m³/t，含氣飽和度為76.5%～90.8%。長慶石油局在本區內鑽探了6口煤層氣井，其中吉試1井具有高壓、高滲、高含氣量、高飽和度的「四高」特徵，連續抽排一個多月，日產氣量達2800m³以上，吉試5 井試氣日產氣在6000m³以上。該區為下一步很有前景的勘探開發目標區（圖1）。

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㈨ 山西煤層氣 區塊劃分。我看到過一張煤層氣氣權的分布圖，誰有電子版的能發一份給我謝謝

到國家地質局問，應該有

㈩ 壽陽區塊煤層氣勘探開發現狀、地質特徵及前景分析

王明壽¹王楚峰¹魏永佩²張心勇¹徐文軍¹

（1.中聯煤層氣有限責任公司 北京 100011；2.美國遠東能源公司 北京 100016）

作者簡介：王明壽，男，1966年出生，高級地質師，在職博士生，礦產普查與勘探專業，現在中聯煤層氣有限責任公司工作，多年從事煤炭、煤層氣勘探、生產及科研工作。

摘要 煤層氣的富集與儲層特徵密切相關，並受地質條件的制約。本文在詳細研究煤儲層特徵及煤層氣富集機制的基礎上，分析和總結了沁水盆地北端壽陽區塊煤層氣的勘探開發現狀，並對開發前景進行了初步評價。基於煤岩、煤質、煤體結構及孔滲性、吸附性的觀察和測試，該區煤層表現為厚度大、熱演化程度高，局部發育構造煤、裂隙較發育，吸附性能力強、含氣量高，含氣飽和度偏低。總體來說，適合煤層氣的開發。該區煤層氣的富集主要受控於熱演化史和埋藏史。在區域變質的背景上，疊加了岩漿熱變質作用，生氣強度大；另外，煤層的埋深、頂底板封閉性及水文地質條件都會影響含氣量的大小，煤層氣富集是多因素有效配置的結果。

關鍵詞 煤儲層 含氣量 熱演化 羽狀水平井 壽陽區塊

Analysis on Status，Geology Features and Prospects of CBM Exploration and Development in Shouyang Block

Wang Mingshou¹，Wang Chufeng¹，Wei YongPei²，Zhang Xinyong¹，Xu Wenjun¹

（1.China United Coalbed Methane Corporation，Ltd.，Beijing 10001 1；2.Far East Energy Company，Beijing 100016）

Abstract：Coalbed methane（CBM）enrichment depends on reservoir characteristics，and it is also conditioned by geologic setting.On the basis of detailed study on the reservoir physical characteristics and CBM enrichment mechanism，exploration and development actuality was summarized and foreground was prospectedresearch findings in Shouyang Block，northern Qinshui Basin.According to observation and test for coal type，coal quality，coal structure and porosity-permeability，adsorbability，some characteristics of coal bed are displayed as follows：thick reservoir，high thermal evolution，local structural coal，developed fracture，noticeable adsorbability，high gas content，low gas saturation.In one word，research area fits for CBMexploitation.The CBM enrichment is controlled by thermal evolution history and burial history.Owing to magma thermal metamorphism superimposing on the regional metamorphosis，the intensity of gas generation is higher；Moreover，burial depth，closure property of adjacent rock，and hydrologic geology also affect gas content，CBM enrichment is the result of sound multifactorial matching.

Key words：CBM reservoir；Gas content；Thermal evolution；Multilateral horizontal well；Shouyang Block

引言

壽陽區塊位於山西省北中部、沁水盆地北端（圖1），相鄰的陽泉礦區是我國著名的無煙煤生產基地之一，也是典型的高瓦斯礦區，從1957年就開始煤礦瓦斯抽放與利用工作^[1]。在多年的煤礦生產實踐中，積累了豐富的煤礦瓦斯抽放經驗，是我國煤礦瓦斯抽放和利用最成功的礦區。現建有8座瓦斯抽放站，抽放歷史長，目前年瓦斯抽放量達2×10⁸m³，佔全國第一位^[2]。20世紀80年代初，隨著我國煤層氣勘探開發的興起，壽陽區塊以其良好的資源條件及開發條件成為我國煤層氣開發的熱點。從1996年中國煤田地質總局在韓庄區施工HG1井開始，近十年來先後有多家單位在區內開展煤層氣基礎研究和煤層氣勘探開發試驗工作，施工了10口煤層氣參數井或生產試驗井（包括遠東能源公司施工的3口煤層氣羽狀水平井），煤層氣的勘探開發工作取得了階段性進展。本文對近年來該區塊的煤層氣勘探開發活動進行了總結，針對該地區煤層氣勘探實踐過程中遇到的一些地質技術問題，對該區煤層氣的富集機制和控氣因素進行了探討，以期指導勘探工程部署，從而實現該地區煤層氣開發的突破。

圖2 SY—XX井3號煤層原煤等溫吸附曲線

3.5 煤的滲透性

研究區有8口煤層氣參數井和生產試驗井16層煤進行了注入/壓降測試，取得了較多的煤層滲透率數據，總體來講，煤儲層的滲透性相對較好，介於0.0352～82.84mD，取得的煤層滲透率相差在幾至幾十倍以上，這也從一個側面說明了煤層的非均質性^[6]。

4 煤層氣的富集機制

4.1 煤的熱演化史和埋藏史是煤層氣富集的主要控制因素

大量資料表明，該區煤層氣的富集主要受控於該區煤的熱演化史和埋藏史^[7]，沁水煤田石炭紀、二疊紀時期，該區處於台型穩定均衡沉降階段，沉降速率22.82m/Ma。至三疊紀，地殼沉降速度加快，最大沉降速率達65m/Ma，侏羅紀僅有短暫的微弱沉降，總體以褶皺抬升為主。根據現有資料估算，三疊紀末，該區下煤組埋藏深度約3400m左右，地溫達154℃左右，煤化程度為肥、焦、瘦煤階段，處於生氣高峰期，平均生氣速率為0.8978×10⁸m³/km²·Ma，白堊紀變慢為0.018×10⁸m³/km²·Ma，白堊紀之後，生氣作用基本終止。由於研究區處於緯度34°帶，在區域變質的背景上，疊加了岩漿熱變質作用。因此，該區生氣強度大，陽泉、壽陽、昔陽一帶，生氣強度一般90×10⁸m³/km²以上。綜上所述，研究區於成煤期後，曾有兩次大的熱演化階段，一次為印支期，主要是快速沉降堆積增溫階段。這一階段使石炭紀、二疊紀煤層煤化作用加強，煤級增高，區內大部分區段的煤層都跨越了生氣「門檻」值，進入主要生氣階段（R°_max＞1.0%），大部分地區的煤層達到生氣高峰期（R°_max=＞1.35%），因此，印支期是煤層氣主要生成期。另一次為燕山期，主要為岩漿區域熱增溫階段。

4.2 煤層埋深對煤層氣富集的影響

一般來講，隨著煤層埋深的增加，含氣量增加。表現在平面上由北往南含氣量增加，而在鑽孔中，下組煤含氣量高於上組煤。該區的煤層氣風化帶深度在300m，即在300m以淺，煤層氣成分中甲烷含量一般小於80%。

4.3 煤層頂、底板封閉程度對含氣量的影響

研究表明：煤儲層的頂底板岩性和封蓋性能對含氣量的影響很大，頂底板岩性緻密、封蓋性能好的區域，含氣量高，否則相反，在平面上含氣量低的區域和煤層頂板砂岩帶基本上是重合的。

4.4 水文地質條件對含氣量的影響

煤系地層水在煤層氣的生成、儲集（吸附）和產出的全過程中都起著重要的作用。在控制煤層氣賦存、產出的主要地質因素（含氣量、臨界解吸壓力、儲層壓力、滲透率、內外生裂隙等）中，煤層水作為客觀載體通過與諸多因素的相互作用實現對煤層氣賦存、產出能力的影響^[7]。煤岩儲層壓力表現為煤層水壓力，而常規砂岩儲層壓力則表現為氣體壓力。因此，煤層水壓力的高低反映了煤岩儲層能量的大小。煤岩對甲烷分子的吸附能力主要與溫度和壓力在煤層水壓力作用下，埋深變淺的煤層仍保持了較高的原始含氣量，煤岩儲層中「圈閉」了一定數量的氣體，形成煤層氣藏^[8]。

在研究區，主煤層高含氣量區域與地下水等水位線的局部低窪地帶較吻合。如韓庄井田主煤層含氣量在研究區內是最高的地帶，對比之下，該地帶中奧陶統、太原組、山西組含水層的等水位線均呈現出低窪狀態，地下水明顯滯流是導致韓庄井田主煤層含氣量高的重要原因。

上述規律得到了地下水礦化度、水質類型等分布規律的進一步佐證。韓庄井田一帶存在著中奧陶統灰岩含水層高礦化度中心，礦化度在2000mg/L 以上：太原組含水層中，這一地帶礦化度最高，在1500mg/L 以上；在山西組含水層中，這一地帶礦化度最高，在1000mg/L 以上。這一高礦化度區帶與主煤層高含氣量地帶在空間分布上高度一致的規律，進一步揭示出地下水緩流或滯流對煤層氣保存富集的重要作用^[2]。

需要指出的是，沁水盆地北端煤層氣的富集，是以上諸因素綜合作用的結果，只有多種因素的有效配置，才能形成富集的煤層氣藏，在進行選區評價和勘探部署時，一定要全面考慮可能影響含氣量的各種因素。

5 勘探中存在的問題及對策

從1997年中國煤田地質總局施工HG1號煤層氣探井揭開該區的煤層氣勘探序幕至今已有10年的里程，目前可以說取得了階段性進展，但客觀地講，該區勘探開發的進程緩慢，究其原因，除和近年來煤層氣產業發展的大氣候有關外，還和對該區的地質規律認識水平以及採取的煤層氣完井方式及工藝有一定的關系。

1996～1997年由中國煤田地質總局施工的4口井均布置在韓庄精查區內，由於韓庄精查勘探就是由煤炭隊伍完成的，對地質資料的佔有和研究程度都很高，因此在井位選擇上非常成功，煤層厚度、含氣量等主要參數都非常樂觀，特別是生產試驗井HG6井壓裂後，單井排采最大日產氣量達到1300m³，現在回過頭看，該井應該是比較成功的，但限於當時對煤層氣理論的認識水平和工程技術的局限，如鑽井過程中對儲層污染的重視不夠，排采中沒建立合理的排採制度造成煤層吐砂、埋泵等事故。中聯公司施工的1號探井由於選在煤田勘探空白區內，加上由於地層涌、漏水等原因，並未達到預期目的，而3口井的小井組由於受當時勘探思路的影響選擇在構造高點，加上對該區的水文地質條件研究不夠，正好打在了富水區內，在排采過程中由於裂隙水補給充分，液面長期穩定，加上當時其他因素，最後不得不終止作業。

水平井技術是最近幾年在美國、加拿大、澳大利亞等國家興起的一項有效的煤層氣增產技術，遠東公司在分析總結了該區以往地質和勘探資料的基礎上，決定實施羽狀水平井以期取得突破，從完成的3口井的情況看是比較成功的，但由於羽狀水平井作業成本高，因此在實施之前對綜合地質的研究，包括煤層的機械物理性能、可鑽性、水文地質特徵等非常重要，同時對井眼軌跡區構造的控制（如實施三維地震勘探等）也非常重要。此外，由於涉及多個工種，煤層氣羽狀水平井的施工也是一個系統工程，有效科學的組織管理將會事半功倍。

6 結論

沁水盆地北端煤儲層厚度大，埋深適中；煤的熱演化程度較高，已進入生氣高峰，煤層頂底板封閉性能好，含氣量高；煤儲層裂隙較發育，孔隙以小孔和微孔為主，滲透性較好；煤的吸附性能強，但含氣飽和度偏低。總體來講，該地區煤層氣開發條件良好。

煤層氣的富集受諸多地質條件的控制，是各種因素有效配置的結果，在這些地質因素中，煤的熱演化史和埋藏史起著主導作用。其他因素如頂、底板的封蓋性能、水文地質條件、埋深等也都影響著氣的富集，在選區和勘探部署時要綜合考慮各種因素。在增產措施的選擇上，建議採用傳統垂直井壓裂和羽狀水平井並用的方針，同時嘗試近年來效果好的清潔壓裂液、氮氣泡沫壓裂等先進的工藝和技術。

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