山西地质局关于煤层气区块的划分

㈠ 位村矿井山西组二₁煤层瓦斯地质图

河南省煤矿瓦斯地质图图集

位村煤矿瓦斯地质简介

一、矿井概况

焦作煤业（集团）有限责任公司位村煤矿位于焦作市东北25km处，南距修武县城15km。井田范围内有铁路专用线，交通便利。井田走向N 35°～42°E，倾向SE，走向长3.08km，倾向长1.02km，井田总面积3.16km²。1991年建成投产，设计能力50×10⁴t/a，采用一对竖井、三条下山开拓方式。

主要含煤地层为太原组和山西组，共含煤13层，可采煤层2层，为山西组的二₁煤层和太原组的一₂煤层。二₁煤层赋存稳定，平均煤厚5m，为主要可采煤层。

位村煤矿为煤与瓦斯突出矿井，自建井以来共发生煤与瓦斯突出3次，始突深度为256m，标高为－147m。

二、井田地质构造及控制特征

位村井田位于魏村断层和北碑村断层之间，其基本构造轮廓呈一单斜构造，走向N 35°～42°E，倾向SE，煤层倾角13°～21°，平均16°。井田内构造形式以断裂为主，局部出现小的挠曲，主要断层为NE、NNE、NEE、NW向四组，总体构造简单。位村井田靠近北碑村断层，处于断层的上升盘，形成宽缓的单斜构造，同时断层以南，主要发育近EW 向小断裂。

三、矿井瓦斯地质规律

位村井田靠近北碑村断层，处于断层的上升盘，形成宽缓的单斜构造，有利于瓦斯的封存富集，同时断层以南，主要发育近EW 向小断裂，构造比较简单，适合开采煤层气。井田内普遍发育的正断层是造成煤层瓦斯含量分布不均衡的主要原因，在断层附近，特别是大断层附近，煤层瓦斯含量普遍降低。在井田西部，由于受NW向界碑断层（落差100～210m）的影响，瓦斯含量降低，含量等值线沿煤层倾向延展。就整个井田总体而言，瓦斯含量具有随埋深增加而增大的整体趋势。

四、瓦斯含量及资源量分布

根据位村煤矿地勘瓦斯含量资料和生产测定的瓦斯含量数据，在煤层底板标高－52.9～－488.63m，埋深162.79～584m 范围，瓦斯含量为8.47～28.88m³/t，瓦斯含量大。通过定性、定量分析认为断层、顶底板泥岩厚度和煤层底板标高对煤层瓦斯煤层瓦斯含量（W）有重要影响（见下表），煤层底板标高为主控因素，控制二₁煤层瓦斯含量的整体分布（图4-1），其他地质因素影响局部变化。

河南省煤矿瓦斯地质图图集

不同煤层底板标高深度所对应的瓦斯含量为：－61m 处的瓦斯含量趋势值是10m³/t;－172m 处的瓦斯含量趋势值是15m³/t;－284m 处的瓦斯含量趋势值是20m³/t;－396m 处的瓦斯含量趋势值是25m³/t；煤层底板标高－508m 处的瓦斯含量趋势值是30m³/t。

图4-1 瓦斯含量与煤层底板标高回归趋势图

位村矿井煤层厚度一般为1.88～7.57m，平均5.00m，按照井田内具有相同或相近煤层气赋存特征的储层划为一个单元的原则，井田总面积约为3.18km²，瓦斯含量（煤层气含气量）最高可达26m³/t以上，其中煤层气含气量（相当于空气干燥基含气量）小于8m³/t的区域不进行计算。计算结果煤层气地质储量547.34M m³，属于中型储量规模；平均资源量丰度1.75×108m³/km²，为中等类别；煤层气埋深大部分在－400m 以深，煤层气为深部埋藏；并且二₁煤属中灰，低硫无烟块煤，煤层结构简单，煤层厚度大、稳定，位村煤矿二₁煤煤层气具一定的开发潜力。

五、瓦斯涌出特征

瓦斯涌出量大小受多种因素的影响，在现有的开采条件和开采强度下，瓦斯含量是瓦斯涌出多少的决定因素，通过整理、收集位村煤矿建矿以来的实际瓦斯涌出资料，回采工作面瓦斯涌出量具有随埋深（煤层底板标高表示）增加而增大的整体趋势，回采工作面绝对瓦斯涌出量Q 随煤层底板标高H 按式5-1变化的整体特征，局部受构造、顶底板岩性的影响，具有变大或变小的现象（图5-1）；煤层底板标高H=-121m时，绝对瓦斯涌出量为5m³/min，煤层底板标高H=-222m 时，绝对瓦斯涌出量为10m³/min，煤层底板标高H=-324m 时，绝对瓦斯涌出量为15m³/min。

河南省煤矿瓦斯地质图图集

六、煤与瓦斯区域突出危险性划分

自建井以来共发生煤与瓦斯突出3次，始突深度256m，标高－147m，根据矿井瓦斯地质规律和煤与瓦斯突出实际，把煤层埋藏深度大于256m 与煤层底板标高－147m 以深范围划为煤与瓦斯突出危险区。

㈡ 临汾区块煤层气资源评价与有利目标区优选

侯伟¹ 温声明¹ 文桂华¹ 张月巧^2,3 李树新¹ 徐汉林¹ 张亮¹

基金项目:国家科技重大专项项目33第001课题(2011ZX05033-001)资助。

第一作者简介:侯伟,男,博士,主要从事石油及煤层气地质研究。通讯地址:中石油煤层气有限责任公司。E-mail:[email protected]。

(1.中石油煤层气有限责任公司 北京 1000282.中国地质大学能源学院 北京 1000833.中国石油勘探开发研究院 北京 100083)

摘要:临汾区块位于鄂尔多斯盆地东缘河东煤田发育区南部,是鄂东煤层气田的重要组成部分。本文在新一轮煤层气勘探成果基础上,系统分析煤层气地质条件,精细评价煤层气资源分布状况,优选有利目标区,为下一步煤层气勘探开发部署提供了重要依据。临汾区块具有大型煤层气藏特点,具备形成大型煤层气田的地质条件和资源基础:(1)煤层多,厚度大,分布稳定;(2)构造简单,埋藏适中;(3)生气量大,储气能力强;(4)保存条件好,含气量高;(5)煤层气资源丰度高,资源量大。本文从煤层气地质条件、资源条件、试采成果和勘探程度等方面综合评价认为:桃园和明珠井区是Ⅰ类区(最有利区),为煤层气优质富集区,是近期提交规模探明储量和产能建设的重点区。

关键词:鄂尔多斯盆地东缘 临汾区块 煤层气 资源评价 有利目标区

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

临汾区块位于鄂尔多斯盆地东缘河东煤田发育区南部,是鄂东煤层气田的重要组成部分。区块主体位于山西省境内,北起隰县,南至乡宁,东接吕梁山脉,西跨黄河进入陕西境内。全区总面积为5784.175km²,中石油自营区(区块中南部)面积为4267.661km²,合作区(区块北部)面积为1516.514km²。构造位置属于鄂尔多斯盆地东部晋西挠褶带南段(马财林,2006)。区内发育典型的华北地区地层,由老至新依次为太古界涑水群(Ars),古生界寒武系(ε)、奥陶系(O)、石炭系(C₂b)、二叠系(P₁t、P₁s、P₂s、P₃s),中生界三叠系(T),新生界第四系(Q)。其中二叠系下统的太原组(P₁t)和山西组(P₁s)为主要含煤地层,在工区内广泛分布,保存完整,是煤层气勘探的主要层位(孙斌,2008)。临汾区块煤层气勘探研究始于20世纪90年代,前人在煤层气基本地质特征、成藏控制因素和勘探开发潜力等方面做了很多基础研究工作(孙斌,2003,2008;王红岩,2005;马财林,2006;孙钦平,2006;陈飞,2007;陈刚,2009)。但由于积累资料较少和各种条件限制,该区煤层气藏特征有待进一步深化,煤层气资源分布和勘探方向有待进一步明确。本文在新一轮煤层气勘探成果基础上,系统分析煤层气地质条件,精细评价煤层气资源分布状况,优选有利目标区,为下一步煤层气勘探开发部署提供了重要依据。

2 煤层气地质条件

2.1 煤层多,厚度大,分布稳定

临汾区块上古生界发育下煤组(太原组)和上煤组(山西组)两套含煤层系,自下而上发育9^#、8^#、5^#、4^#等多套煤层(图1)。9^#煤和8^#煤位于下煤组(太原组)顶部,形成于海湾-潟湖环境;5^#煤和4#煤属上煤组(山西组)底部,形成于河流-三角洲环境(孙斌,2008)。5^#和8^#煤层是主要勘探目的层,9^#和4^#煤层是探索目的层。

4^#煤层局部发育,分布较稳定,总煤厚0.5~3.5m。距5^#煤顶部20m,结构较简单,由1~2层煤和泥岩夹矸组成。有南北两个厚煤区,北区位于A9-C14井区,南区位于B2-乡试1井区。

5^#煤层全区发育,分布稳定,总厚度3~13.5m。煤层结构较为简单,由2~3层煤和砂泥岩夹矸组成。有南北两个厚煤区,北区位于C11-A5井区,南区位于C30-C23井区。

图1 临汾区块连井煤层对比剖面图(位置见图2a)

8^#煤层全区发育,分布稳定,总厚度4.8~23m。煤层结构简单,一般为单层煤,不含夹矸。有南北两个厚煤区,北区位于C18-C12井区,南区位于C24-C22井区。

9^#煤层局部发育,分布不稳定,总厚度0.5~2.5m。距8^#煤底部15m,煤层结构简单,单层煤,不含夹矸。有东西两个厚煤区,东区位于C19-C24井区,西区位于C14-A5井区。

2.2 构造简单,有利于煤层气大面积富集

临汾区块整体呈走向北东,向北西缓倾的单斜构造。受贯穿全区的薛关逆断层影响,该单斜被分为东西两部分(图2a)。单斜的西部,即逆断层上盘,可划分为桃园背斜和壶口斜坡两个次级构造单元;单斜的东部,即逆断层下盘,可划分为蒲县凹陷和明珠斜坡两个次级构造单元。蒲县凹陷与桃园背斜以薛关断裂为界;壶口斜坡与桃园背斜自然过渡,大致以5^#煤顶面-100m构造等值线为界;明珠斜坡与蒲县凹陷自然过渡,大致以5^#煤顶面0m构造等值线为界。总体而言,研究区构造相对简单,呈“一隆一凹两斜坡”的构造格局.有利于煤层气大面积富集。

2.3 埋藏深度适中,对煤层气勘探有利

研究区煤层埋深受构造和地形共同控制。5^#和8^#煤埋深特点相似,整体由东向西煤层埋深逐渐增大,中部受薛关断层影响而抬升,埋深变浅,埋深线整体呈走向北东(图2b)。8^#煤层平均比5#煤层深50~60m左右。临汾区块主力煤层埋深主要分布在800~1500m之间,埋藏深度中等,对煤层气勘探相对有利。煤层的埋藏深度是影响煤层气勘探开发的关键参数,煤层埋藏不能过深,也不能太浅。

图2 临汾区块5号煤层顶面构造图和埋深图

2.4 主力煤层生、储地质条件好,有利于煤层气富集成藏

研究区煤岩以焦煤、瘦煤和贫煤为主,Ro值在1.43%~2.69%之间,为中高煤阶,变质程度较高,生气量大。主力煤层以光亮煤为主,割理、裂隙发育。煤岩镜质组含量较高,5^#煤平均镜质组含量为73.9%,8^#煤为71.38%,表明其沉积时处于封闭的还原环境,易形成裂隙和基质空隙复合型煤储层,具有较强的生气潜力、储气潜力和渗透性。主力煤层为低灰分、低挥发分、低含水煤层,有利于煤层气的富集成藏。主力煤层含气量高,5^#煤含气量4~24m³/t和8^#煤含气量4~20m³/t。4^#煤含气量6~15m³/t和9^#煤含气量6~13m³/t。

2.5 煤层顶板整体封盖性较好,有利于煤层气保存

5^#煤顶板主要为泥岩,致密砂岩零星分布(图3a);8^#煤顶板主要为灰岩,灰岩夹泥岩,局部地区为泥岩(图3b)。煤层顶板封盖性对煤层气保存至关重要。一般情况下,泥岩顶板封盖性最好,灰岩次之,砂岩较差。但本区构造简单,断裂不发育(图2a),灰岩和砂岩岩性致密,泥质含量高,对煤层气保存影响不大。临汾区块主力煤层顶板整体封盖性较好,有利于煤层气保存。

2.6 水文地质条件简单,有利煤层气富集

临汾区块水文地质条件简单,以薛关逆断层为界,可划分为东西两个独立的水文地质单元。东部从煤层露头区→明珠斜坡→蒲县凹陷形成一个完整的水文地质单元:供水区→径流区→弱径流区→承压区→径流区→泄水区;西部从桃园背斜→壶口斜坡形成一个较完整的水文地质单元:径流区→弱径流区→承压区,供水区特征不明显,可能东部泄水区对西部起供水区的作用。独立且完整的水文地质单元可阻止煤层气侧向运移,形成承压水封堵型煤层气藏,有利于煤层气富集。

图3 临汾区块煤层顶板岩性图

3 资源评价

3.1 评价方法

本次评价采用体积法(贾承造,2007)。体积法是煤层气地质储量计算的基本方法,适用于各个级别煤层气地质储量的计算。体积法的计算公式为:

Gⁱ=0.01×A×h×D×Cad

式中:A为控制含气面积,km²;h为煤层厚度,m;D为密度,t/m³;Cad为含气量,m³/t;

根据煤层发育情况、构造特征和埋深特征,平面上分桃园-吉县和明珠-乡宁两个计算单元,纵向上分5煤和8煤两个计算单元,分别按:300~800m、800~1000m、1000~1200m、1200~1500m、1500~2000m五个深度段进行计算。

3.2 评价结果

新一轮煤层气资源评价揭示,临汾区块煤层气资源十分丰富(表1),具备形成大型煤层气田的资源基础。全区2000m以浅面积3259km²,资源量约6501亿m³。主要目的层(5^#煤和8^#煤)资源量最多,占全区的93%;探索目的层(4^#煤和9^#煤)资源量较少,仅占全区的7%。全区1200m以浅面积1822km²,资源量约3154亿m³,资源丰度达1.73亿m³/km²,具有极大的勘探开发潜力。其中5^#煤1200m以浅资源量为1776亿m³,8^#煤1200m以浅资源量为1083亿m³,是全区的主要勘探对象;4^#煤1200m以浅资源量为241亿m³,9^#煤1200m以浅资源量为54亿m³,可作为局部地区的补充力量。

表1 临汾区块煤层气资源量统计表

4 有利目标区优选

4.1 勘探目标区划分

根据临汾区块的煤层气地质条件、资源条件、试采成果和勘探程度等指标,本次研究将自营区2000m以浅的6个目标区划分为3类:Ⅰ类区(最有利区)2个,Ⅱ类区(有利区)2个。Ⅲ类区(较有利区)2个(表2,图4)。

表2 临汾区块综合评价参数表

Ⅰ类区:桃园井区(Ⅰ¹)和明珠井区(Ⅰ²),为煤层气优质富集区,是近期的重点勘探区,是近期提交规模探明储量和规模建产的现实区。Ⅱ类区:吉县井区(Ⅱ¹)和乡宁井区(Ⅱ²),为煤层气富集区,是近期重点预探区,是未来提交探明储量的接替区。Ⅲ类区:蒲县凹陷(Ⅲ¹)和壶口斜坡(Ⅲ²),埋深1200~2000m,为煤层气勘探远景区,是甩开勘探区。

4.2 近期重点勘探开发目标区

4.2.1 桃园井区(Ⅰ¹)

桃园井区(Ⅰ¹)位于桃园背斜构造带中部(图4),面积325km²,埋深800~1200m。该区勘探程度高,钻井和地震解释成果都揭示该区煤层的厚度大,5#煤和8#煤层累计厚度8~20m,煤层连续性好,分布稳定,煤质较好,煤体结构以块状为主;煤层含气量较高,一般12~24m³/t。2010年该区煤层气勘探取得重大突破,新投产的C4和C5井相继获稳产高产工业气流。C4井达1425m³/d;C5井最高达到2639m³/d,目前稳定在1435m³/d。目前该区井组试采也取得良好效果,新投产的B1-10向1井目前已达1500m³/d。综合评价认为该区地质条件优越,煤层气可采性强,勘探程度高,是首选的煤层气勘探开发目标区。

图4 临汾区块综合评价图

4.2.2 明珠井区(Ⅰ²)

明珠井区(Ⅰ²)位于乡宁斜坡带中北部(图4),面积458km²,埋深500~1200m。该区勘探程度中-高,钻井和地震解释成果都揭示该区煤层的厚度大,5^#煤和8^#煤层累计厚度达6~14m,煤层连续性较好,分布较稳定,煤质较好,煤体结构以块状为主;煤层含气量较高,一般4~22m³/t;同时新发现9^#煤层在该带也有分布,并具有产气能力。A18井和C19井都获得工业气流,单井日产量分别到达和稳定在1300m³/d和2000m³/d。综合评价认为该区地质条件好,煤层气可采性好,勘探程度较高,也是首选的煤层气勘探开发目标区。

5 结论

(1)临汾区块具有大型煤层气藏特点,具备形成大型煤层气田的地质条件和资源基础:(1)煤层多,厚度大,分布稳定;(2)构造简单,埋藏适中;(3)生气量大,储气能力强;(4)保存条件好,含气量高;(5)煤层气资源丰度高,资源量大。

(2)综合评价认为:桃园和明珠井区是Ⅰ类区(最有利区),为煤层气优质富集区,是近期提交规模探明储量和产能建设的重点区;吉县和乡宁井区是Ⅱ类区(有利区),为煤层气富集区,是近期加强预探和未来提交探明储量接替区;蒲县凹陷和壶口斜坡(埋深1200~2000m)是Ⅲ类区(较有利区),为煤层气勘探远景区,是甩开勘探区。

参考文献

陈飞,姜波,汪吉林等.2007.大宁—吉县地区构造特征及对煤层气分布的影响[M]/煤层气勘探开发理论与实践.北京:石油工业出版社,104~109

陈刚,赵庆波,李五忠等.2009.大宁—吉县地区地应力场对高渗区的控制[J].中国煤层气,6(3):15~20

贾承造,刘希俭,雷群等.2007.煤层气资源储量评估方法[M]北京:石油工业出版社

马财林,陈岩,权海奇.2006.大宁—吉县地区煤层气勘探开发潜力评价[M]//中国煤层气勘探开发利用技术进展.北京:地质出版社,68~77

孙斌,王一兵.2003.鄂尔多斯盆地大宁—吉县地区煤层气分布特征[M]//中国煤层气勘探与开发.徐州:中国矿业大学出版社,65~73

孙斌,邵龙义,李五忠等.2008.大宁地区煤层气成藏控气因素分析[J].天然气工业,28(3):40~44

孙钦平,王生维.2006.大宁—吉县煤区含煤岩系沉积环境分析及其对煤层气开发的意义[J].天然气地球科学,17(6):874~879

王红岩,刘洪林,赵庆波等.2005.煤层气富集成藏规律[M]北京:石油工业出版社

王生维,陈钟惠,张明等.2005.大宁—吉县煤区煤层气开发需要解决的几个基本问题[J].天然气地球科学,16(6):761~763

㈢ 河东煤田三交区块水文地质条件对煤层含气性的影响

樊明珠

（中国石化石油勘探开发研究院 北京 100083）

作者简介：樊明珠，男，高级工程师，主要从事煤层气地质研究和现场作业，[email protected]。

摘要 三交区块位于河东煤田中部，煤层气开发潜力较大，已钻煤层气井20口，并进行了较长时间排采。沿地层走向钻成的相距约6km的林家坪井组和碛口井组在含气量、含气饱和度和气产量方面存在明显差异。研究发现，这两个井组所处的水文地质环境不同，地下水强径流带是导致这些差异的地质原因。该项研究成果对下步勘探部署具有指导意义，同时为煤层气勘探开发中水文地质条件研究的重要性提供了一个典型实例。

关键词 河东煤田 三交区块 煤层气 含气性 水文地质条件

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

三交煤层气勘查区块位于河东煤田中部，离石鼻状构造北翼（图1），区内构造简单，在倾向北西-北西西的单斜背景上发育一系列低幅挠曲构造（图2）。煤层埋深500m左右，目标煤层为山西组4/5 煤和太原组8、9 煤（图3），煤层总厚7～15m，分布稳定，煤层结构简单。

为0.76%～1.18%，为气-肥煤，原生煤体结构，割理发育，煤层渗透率性好，地层测试原始渗透率（0.4～50）×10^-3μm²，煤储层压力正常。该区块面积488.2km²，煤层气地质资源量533×10⁸m³，资源丰度1.09×10⁸m³/km²，煤层气开发潜力较大。

图9 山西组氯离子含量图

图10 太原组地下水径流量等值线图

3 结论

三交试验区的勘探成果证实了水文地质条件具有明显控气作用，是煤层气勘探开发活动中不容忽视的一项重要研究内容。就该区块勘探工作来说，当务之急是研究地下水强径流带形成的地质原因，查明全区地下水文地质环境的变化特征，为勘探开发方案的制定提供必要依据。

感谢原阿科中国公司（Arco China Inc.）高级地质师Victor Zhang 博士提供本文所需资料。

参考文献

殷八斤，丁健春，王楚峰，辛文杰.2002.山西省河东地区煤层气勘探历史及前景.21世纪中国煤层气产业发展与展望（第三届全国煤层气学术研讨会论文集），42

㈣ 大宁-吉县区块煤层气勘探开发潜力评价

马财林 陈岩 权海奇

（中石油长庆油田分公司勘探开发研究院 西安 710021）

作者简介：马财林，男，高级工程师，1987年毕业于西安地质学院，现在长庆油田研究院从事地矿综合研究工作。

摘要 本文简要回顾了大宁-吉县区块近10年内的煤层气勘探开发现状，通过煤层气基本地质、成藏和富集因素方面的分析，对该区煤层气勘探潜力进行评价，再从午城井组及部分区探井的试采数据入手，评价区内煤层气开发潜力。分析结果认为，本区煤层气资源利用率较低，成藏类型复杂；储集性能随煤层埋深而变化，提出该区煤层气开发，必须缩小井网井距，坚持长期连续抽排和稳定降压采气的主要认识。

关键词 大宁-吉县区块 煤层气 勘探潜力 开发潜力 井网井距 稳定降压

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

大宁-吉县区块位于鄂尔多斯盆地晋西挠褶带南端，地处山西省大宁县、隰县、蒲县和吉县境内。煤层气资源登记面积6905km²，有利勘探面积约3800km²。该区以煤层厚度大、平面分布稳定、煤岩煤质良好、热演化程度适中，使之成为我国中煤阶煤层气勘探开发试验区之一。

1 煤层气勘探开发现状

截至2006年7月15日，大宁-吉县区块共钻煤层气井34口，其中，预探井17口，评价井12口，水平井1口，外单位钻井4口，完成二维地震勘探228km（图1）。概括起来，区内煤层气勘探大致可划分为地质选区、勘探目标综合评价和勘探开发先导性试验三个阶段。

1.1 煤层气地质选区阶段（1997年3月～1998年12月）

该区煤层气勘探始于 1997年，以7口煤炭钻孔、3口天然气钻井和120km二维地震勘查资料为基础，对本区煤层厚度、埋藏深度、围岩等基本地质条件进行评价，初步筛选煤层气勘探目标，为煤层气井的钻探提供可靠的基础数据。

1.2 煤层气勘探目标综合评价阶段（1999年3月～2003年12月）

1999年6月23日，区内第一口煤层气井——A1 井顺利完钻，全井钻遇煤层总厚 16.2m，山西组山2段5^＃煤厚5m，太2段8^＃煤厚7.4m，5^＃煤层孔隙度8%，渗透率1～5mD，压力系数1.12，现场解吸含气量18.4m³/t，试气29d，获得2847m³/d的煤层气稳定产量。煤层段显示出高孔渗、高压力、高含气的“三高”特征。四年间，区内共钻煤层气探井6口，此阶段煤层气地质选区目标评价与钻井勘探同步进行。

1.3 煤层气勘探开发先导性试验阶段（2004年3月～2006年7月15日）

2004年3月，为了查明该区块煤层气资源及分布，配合午城井组钻探，为煤层气规模开发提供地质依据，率先在区内完钻煤层气区探井11口，井组12口，多分支水平井1口。煤层气开发先导性试验项目全面启动，多分支水平井钻探处于尝试之中。

2 煤层气勘探潜力分析

煤层气基本地质条件、成藏因素和富集规律是其勘探潜力分析的主要内容。基本地质条件与煤层厚度、埋藏深度和煤岩煤质特征有关；成藏因素是构造、围岩和水文地质条件的综合反映；富集规律与煤岩储层及含气性等因素相关联。

2.1 煤层气基本地质条件

评判一个区块的煤层气基本地质条件，一般从煤层厚度及埋深、煤岩煤质特征入手。认为煤层厚度大，埋藏深度适中，煤岩镜质组含量高，灰分含量低，该区块煤层气基本地质条件相对有利。根据国内外煤层气地质选区条件，结合鄂尔多斯盆地煤层气勘探实际情况，把煤层总厚度≥10m、单层厚度≥2m，且愈厚愈好，煤层埋藏浅于1000m、煤岩镜质组含量大于70%、灰分含量小于20%作为地质条件评价的基本标准。

表9 午城井组抽水试验参数计算表

3.2.3 排采不连续对井组试采结果影响较大

由于该区块远离油区，生产组织难度大。加之排采经验不足，选用设备不匹配等原因，时而停井，有的井尽管抽排，发电机功率低，动液面始终在400～600m 间不下降，这种状况对煤层气井排采的副作用极大。在停止排采的过程中，大量煤粉在近井筒周围沉淀，堵塞压裂缝和煤岩孔裂隙，从而使前期排采前功尽弃。

4 结论

（1）大宁-吉县区块煤层单层厚度大，平面分布稳定，以深成变质作用形成的中煤阶为主，煤层具低含灰、低含水和高镜质组含量之特征。煤层气基本地质条件有利。资源量大，资源丰度高，但在目前开发条件下，具有商业开发价值的煤层气地质储量（＜800m）所占的比例较小。

（2）煤层气成藏条件和富集因素较为复杂，构造控制煤层气藏类型，进而影响煤层气富集。区内“一隆、一坳、两斜坡”的构造特征，使煤层气成藏自西向东由“低角度单斜式、背斜式、向斜式”三种类型过渡。低角度单斜式煤层气成藏条件好，但煤层埋藏深，成藏条件不利；向斜式两侧转折端坡度陡，煤层气藏难以富集；背斜式气藏在背斜构造轴部的东、西两翼地层倾角相对平缓，储层条件有利，煤层含气量较高，有利于煤层气成藏。

（3）午城井组煤层埋深大，地应力高，煤岩储集性能差。区块内煤层埋藏大于800m的地段，原地应力大于20MPa，煤层渗透率低于1mD；煤层埋藏浅于800m的区域，原地应力小于20MPa，煤层渗透率大部分在1mD以上。

（4）午城井组煤层平均渗透系数是确定井网井距的重要依据，煤层平均渗透系数可通过煤层气井试采而获得。据此分析，该区400m×600m的井网井距过大，应采用200m×300m井距为宜。

（5）在煤层气地质条件有利、成藏因素优越、富集因素良好的前提下，煤层气井组开发除采用先进的钻井、完井和压裂技术外，坚持长期连续抽排、稳定降压是避免近井筒周围煤粉沉淀而堵塞煤岩孔隙、裂隙的关键。

㈤ 煤层气围岩封闭类型划分

3.2.1 划分原则与依据

煤层气围岩的封闭性评价，目前趋向于用孔隙结构的定量评价来代替用岩性、厚度、埋深的定性评价，但迄今尚无统一的标准。本次研究主要参考了原地质矿产部石油地质实验室的研究成果（表3.7），根据岩性特征及孔隙结构特征，将区内煤层围岩划分为泥岩型（细分为泥岩亚型，粉砂岩亚型）、砂岩型（细分为杂砂岩亚型和砂岩亚型）和灰岩型三种类型六个亚类。

表3.7 不同岩性盖层性能参数及其分级

（∗据李明潮等，1990）

3.2.1.1 泥岩型（I₁）

见于各煤层底板和顶板的部分区域。岩性为泥岩、炭质泥岩、钙质泥岩及泥质粉砂岩。据长庆研究院研究，在裂缝不发育的条件下，泥质含量大于40%的泥岩和泥质粉砂岩，其渗透率变化范围为10^－7～10^－9μm²，具有良好的封闭性。区内泥岩型围岩中泥质含量均大于50%，因而当构造破坏微弱时，具有良好的封闭性。

3.2.1.2 粉砂岩型（I₂）

见于各煤层顶板的部分地段。其渗透率介于泥岩与砂岩之间，为封闭性稍次于泥岩的岩石类型。

3.2.1.3 灰岩型（Ⅱ）

据次生溶孔发育与否，可以细分为Ⅱ₁亚型和Ⅱ₂亚型。

主要见于11^＃煤层顶板的部分地段。岩性为生物碎屑泥晶灰岩、含生物碎屑泥晶灰岩和泥灰岩。孔隙度多小于1%，渗透率一般小于0.01×10^－3μm²。但在构造变动强烈地段，灰岩中裂隙和溶孔均较发育，如马沟渠井田1101采面煤层顶板灰岩中见有多处溶洞，内有低温条件下形成的方解石小晶体。故将构造运动不强烈、具有一定封闭能力的灰岩确定为Ⅱ₁灰岩亚型，将裂隙和溶孔较发育，封闭性能大为降低的灰岩，确定为Ⅱ₂灰岩亚型。

3.2.1.4 砂岩型（Ⅲ）

主要见于2^＃、3^＃、5^＃、11^＃煤层顶板的部分区域。砂岩岩性在横向上不稳定，往往很快相变为泥岩型或灰岩型顶板。一般来讲该类型围岩对煤层甲烷的封闭性很差，且往往与煤层一起构成甲烷的储气层，根据岩性可进一步划分为含长石石英杂砂岩亚型（Ⅲ₁）和石英砂岩亚型（Ⅲ₂）。杂砂岩较石英砂岩封闭性稍好。Ⅲ₂亚型主要见于11^＃煤层顶板。

3.2.2 围岩封闭类型及其特征

根据顶板类型，参考围岩含砂率、次生孔隙发育状态及后期构造变形特征，将区内围岩划分为透气层、半透气层和屏蔽层，各类型特征见表3.8。

表3.8 研究区顶板围岩封闭性类型划分方案

封闭性类型的划分中顶板围岩类型是最主要的依据，其性能及分级见表3.7，据研究区内的围岩类型特点，将区内围岩封闭类型划分为四类三级（表3.8），其中砂岩型、灰岩型顶板划分同一级别。别的参数还有：①顶板含砂率。含砂率反映了煤层顶面之上一定岩层厚度内（20m、10m、5m）透气性岩石（砂岩、灰岩）与非透气性岩石（粉砂岩、泥岩）之量比，研究证明该参数与煤层气含量有一定程度的相关性。含砂率＞50%的高值域约略可以反应地层中砂体的平面分布形态及特征。②直顶泥岩厚度。其临界值确定为0.3m，这是因为泥岩的突破压力达9.7MPa，远远高于区内煤层压力，故临界值不取1m，而粗略定为0.3m。③砂岩类型。主要考虑砂岩与杂砂岩具有不同的次生孔隙状态。④构造影响。构造影响强烈程度决定着顶底板岩石的完整性，构造影响强烈，围岩透气性好；无构造影响，围岩封闭性良好；构造影响中等，围岩的破坏程度位于以上二者之间。

3.2.3 煤层围岩封闭性差异的原因分析

3.2.3.1 原始沉积控制

（1）成煤期后瞬时沉积环境

成煤期后瞬时沉积环境是指煤层直接顶沉积期的沉积环境。由于山西组直接顶围岩受到后期相当于老顶沉积期的河道砂岩的冲刷，因此煤层直接顶沉积物局部被老顶砂岩所替代，形成不同期沉积环境在平面上的叠置。

1）3^＃煤层

北区直接顶沉积期沉积环境比较均一，基本上为滨浅湖泊环境的粉砂岩、砂质泥岩和泥岩，仅在局部有河床相砂岩（图3.1），故北区3^＃煤层顶板以泥岩型为主，顶板泥岩厚3～8m。再加上3^＃煤层厚度大，分布稳定，因此是区内煤层甲烷生储能力最好的层位。

南区直接顶沉积期，在马沟渠井田除局部地区（如北一采区）为湖泊泥岩、粉砂岩相外，其余均为河床砂岩相，其岩性为中粒长石石英杂砂岩。故3^＃煤层顶板以砂岩型为主，再加上煤层受冲刷严重，故煤层甲烷生储能力较差（图3.2）。在象山井田3^＃煤层直接顶沉积期可以划分为河床砂岩相、漫滩砂岩相、湖泊粉砂岩、砂质泥岩相。湖泊相主要分布于167号孔，30、132号孔，211、252、150、61号孔的周围；河床相、漫滩相分布于3勘探线以北的浅部，69号孔、167号孔等局部地区。故象山井田3^＃煤层以泥岩型顶板为主，煤层较厚且稳定，煤层甲烷生储能力较好。

2）11^＃煤层

北区总的来讲，11^＃煤层直接顶沉积期均处于浅海环境，可以细分为浅海灰岩相，波浪带砂岩相与潟湖湾泥岩相。浅海灰岩相主要集中分布于燎原井田中部，下峪口井田的边浅部和桑树坪井田的北部，波浪带砂岩相多与灰岩相相邻，粉砂岩、泥质岩相不规则分布于灰岩、砂岩相区之间。故区内具有砂岩型、灰岩型和泥岩型三种顶板类型（图3.3）。

直接顶沉积期南区岩相类型与北区相同，但灰岩与砂岩相区明显减少，顶板类型以泥岩型为主（图3.4）。就其煤层甲烷的保存能力而言，南区优于北区。

3）区内其他局部可采煤层

北区2^＃煤层直接顶沉积期为湖泊粉砂岩、砂质泥岩和泥岩相，后期叠加了冲刷成因的河床砂岩相，河道砂岩相区的展布方向为北西－南东向，顶板类型以泥岩型为主（图3.5）。

5^＃煤层成煤期后沉积以河流相中细砂岩为主，集中分布于120、206、153、117、604、40号孔以南，66、英6、英21号孔以北的广大地区。

（2）煤系沉积环境演化

前已述及，韩城矿区3^＃和11^＃主要可采煤层分属两种不同的环境系统，前者顶板岩石为陆相，后者为浅海相。从这个角度来看，在研究3^＃、11^＃煤层围岩的封闭性时，应充分考虑由于沉积环境不同造成的如下问题。

1）两煤层顶板中高渗透率岩石的类型不同

3^＃煤层（也包括2^＃、5^＃煤层）顶板高渗透率岩石为长石石英杂砂岩，而11^＃煤层顶板高渗透率岩石是石英砂岩和灰岩。在后期构造破坏作用下，砂岩和灰岩的裂隙发育和溶蚀性能均不同。砂岩主要表现为次生裂隙，而灰岩则伴生有大量次生溶孔和溶洞。

2）两煤层顶板中砂岩不同

3^＃煤层为成分成熟度、结构成熟度均较低的长石石英杂砂岩，而11^＃煤层顶板砂岩为石英砂岩，成分成熟度与结构成熟度均较高。从理论上讲，成分成熟度和结构成熟度高的砂岩，其粒间孔隙度及渗透率也高。因此，在相同的条件下（同样的顶板类型，同样的砂岩厚度），11^＃煤层顶板较3^＃煤层顶板封闭性要差。

3）两煤层顶板围岩中低渗透率岩石的类型不同。

最主要的区别是11^＃煤层顶板中发育较多的钙质泥岩，而钙质泥岩中方解石矿物易于在后生阶段溶解而形成次生溶孔。

3.2.3.2 后期构造影响

后期构造对煤层围岩的影响主要表现为破裂构造和褶皱构造对煤层甲烷气藏盖层的破坏作用。有关这方面的详细情况，将在第5章中阐述。

㈥ 煤层气资源量计算

11.4.1 计算方法及区块划分

煤层气资源量计算包括两个内容，首先是计算煤炭资源量，然后计算煤层气资源量。

煤炭资源量计算的思路是依据各组煤层等厚图，分区块先计算各组煤炭资源量，然后累加计算总煤炭资源量。所用公式为

油气资源评价方法与实践

二式中：Q——总煤炭资源量；

Q_i——第i组煤炭资源量；

i——地（煤）层组号；

j——煤层厚度区间号；

S_ij——第i组煤层第j个厚度区间面积；

Hij——第i组煤层第j个厚度区间平均厚度；

D——煤层比重。

煤层气资源量计算的思路是：首先依据各组煤层厚度图和二₁煤层、五₂煤层含气量图计算网格点煤层气资源强度（即单位面积煤层气资源量），编制豫西地区煤层气资源强度等值线图，然后分区分带计算煤层气资源量。所用公式为

油气资源评价方法与实践

油气资源评价方法与实践

三式中：I_k——第k点煤层气资源强度；

H_ik——第k点第i组煤层厚度；

D——煤层比重；

R_ik——第k点第i组煤层含气量，太原组和山西组煤层含气量用二₁煤层含气量，下石盒子组和上石盒子组煤层含气量用五₂煤层含气量；

Q_j——第j深度带煤层气资源量；

S_k——第j深度带中第k资源强度范围面积；

Q——区块总资源量。

在资源量计算中，区块的划分是最关键最重要的，因为它是后面的资源评价和选区研究的基础。如何划分区块，这既与地质条件有关，也受控于资源现状、评价的目的和精度。对于豫西地区，石炭系—二叠系遭后期剥蚀严重，出现大小数块剥蚀区，煤层分布连片性不很好；后期构造运动较强，断裂发育，地层错落，埋深变化大，因此，若以断层和埋深为依据划分区块，则势必会在豫西划出数十乃至上百个区块。实际上区内存在大量资料空白区，图件和数据系理论推断的，过细地划分区块是没有多大意义的。鉴于此，我们从地质条件和经济地理因素考虑，基本上依现今十大矿区管辖范围划分区块，并将平顶山-韩梁矿区再依郏县断层和襄郏1号断层细分韩梁煤田区、平顶山煤田区和冢头区3个区块，故共计12个区块。

11.4.2 煤炭资源量计算

运用前述公式。S_ij在各组煤层厚度图上量取，H_ij取各厚度区间的厚度中值。

煤层比重D是依煤质变化的。我们统计了豫西地区云盖山等井田钻井采祥分析资料，发现本区煤层（其变质程度均在气煤以上）比重随变质程度增加而呈指数式增加。在进行煤炭资源量及煤层气资源量计算时，我们依据区块煤层牌号而取相应比重：无烟煤为1.75t/m³，贫煤为1.57t/m³，瘦煤为1.52t/m³，焦煤—气煤为1.48t/m³。

各区块煤炭资源量计算结果见表11-3。可以看出：全区煤炭资源量十分丰富，达1044×10⁸t，其中禹州矿区、平顶山煤田区、荥巩矿区、新密矿区和偃龙矿区等区块均达100×10⁸t，新安矿区、临汝矿区、登封矿区也在50×10⁸t以上。

11.4.3 煤层气资源强度计算结果

计算公式前已述。按网格分别在各组煤层厚度图和二₁煤层、五₂煤层含气量上读取H_ij和R_ij，计算资源强度，编制全区煤层气资源强度图。可见，豫西煤层气资源强度具明显分带性：平顶山-韩梁矿区资源强度较高，一般（1.0～4.0）×10⁸m³/km²。中南带禹州矿区、登封矿区和临汝矿区资源强度中等，一般为（0.5～3.0）×10⁸m³/km²。中北带新密矿区变化大，其中东部资源强度较高，一般（1.0～4.0）×10⁸m³/km²，但西部较低，一般＜1.0×10⁸m³/km²。北带荥巩矿区和偃龙矿区资源强度最高，其中荥巩矿区绝大部分在（1.5～6.0）×10⁸m³/km²之间，多数在3.0×10⁸m³/km²以上，偃龙矿区大部分（1.0～5.0）×10⁸m³/km²之间，多数在3.0×10⁸m³/km²以上；西部陕渑-义马、新安、宜洛等矿区资源强度较低，一般（0～1.5）×10⁸m³/km²，但新安矿区南部洛阳一带一般（1.5～5.0）×10⁸m³/km²。

表11-3 豫西煤资源量汇总表

11.4.4 煤层气资源量计算

在区块煤层气资源量计算中，为研究各区块煤层气资源结构，我们按300～500 m、500～1000 m、1000～1500 m、1500～2000 m四个埋深范围分别计算煤层气资源量，再四个埋深范围资源量相加即为区块煤气资源量。对于埋深300 m以浅的区带，一般为瓦斯风化带，且煤炭采空程度高，故残存煤层气资源量十分局限，意义不大，这次未进行计算。

各区块煤层气资源量计算结果见表11-3。总体上看：

（1）豫西地区石炭系—二叠系煤层气资源量十分丰富，总资源量高达14593.5×10⁸m³。

（2）各区块相比，荥巩矿区资源量最大，为4235.5×10⁸m³。第二是偃龙矿区，资源量为2326.1×10⁸m³，其主要的有利聚气因素是含气量很大。第三是禹州矿区，资源量为1785.5×10⁸m³，主要为面积巨大所致，其资源强度并非很大，一般在1.5×10⁸m³/km²以下。第四是新密矿区，资源量1266.0×10⁸m³，资源强度（0.6～2.43）×10⁸m³/km²。第五是平顶山煤田区，资源量1151.2×10⁸m³，资源强度在（0.5～2.74）×10⁸m³/km²间变化，一般大于1.2×10⁸m³/km²，有利于开发利用。其他区块中，资源量在（500～1000）×10⁸m³之间有登封矿区、临汝矿区、新安矿区、冢头区等；资源量＜500×10⁸m³者有平顶山-韩梁矿区西部、宜洛矿区、陕渑-义马矿区。

（3）从各区块资源分布看，平顶山煤田区最好，90%以上的资源量分布于300～1500 m埋深区；第二是登封矿区和新密矿区，300～1500 m埋深区资源量约占总资源量80%；300～1500 m埋深区资源量占总资源量50%～70%的区块有临汝矿区、陕渑-义马矿区、新安矿区、禹州矿区；而300～1500 m埋深区资源量占总资源量50%以下的有平顶山-韩梁矿区西部、冢头区、荥巩矿区、偃龙矿区和宜洛矿区，其中尤以冢头最差，资源量之80%多分布于＞1500 m埋深区。

㈦ 你有山西省煤层气区块矿权分布图吗，如有，如何向你获得

每年给我们山西100亿 真可笑 中国你还是留给自己用把 我早就不承认我是中国人 我只是山西人

㈧ 山西保德煤层气勘探新进展

贾高龙

（中联煤层气有限责任公司 北京 100011）

摘要 根据区域构造、含煤地层、煤层煤质及项目区施工的煤层气钻井等方面的研究，重点总结保德区块储层含气性、渗透性、储层压力及其控气因素等方面的成果，指出保德煤层气勘探开发目标。

关键词 保德区块 煤层气勘探 开发目标

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 概况

鄂尔多斯盆地东缘煤层气田位于晋、陕、内蒙古黄河沿岸附近，包括内蒙古自治区准格尔、陕西省神府、山西省河东煤田。气田南北长480km，东西宽15～80km，总面积23000km²。

鄂尔多斯盆地东缘是我国重要的炼焦用煤和动力用煤生产基地，区内不但煤炭资源丰富，而且煤层气资源也相当丰富，是中国煤层气资源条件和开发条件最好的盆地之一，也是勘探活动最活跃的地区，曾被国内外地质专家誉为“中国的圣胡安”。

河东煤层气田先后有原地矿部华北石油局、长庆石油勘探局等国内企业以及美国的CBM、安然（ENRON）、菲利普斯（PHILLIPS）、阿科（ARCO）、雪佛龙德士古（CVX）、澳大利亚的路伟尔（LOWELL）、必和必拓（BHPB）及中澳能源（SGE）等外国公司进行勘探开发。

准格尔煤层气项目区位于该气田北部，总面积为6853km²，其中：准格尔区块2817km²；神府区块2998km²；河曲区块560km²；保德区块位于该项目区南部，面积478km²（图1）。

2000年11月，中联公司与德士古公司签定了内蒙古准格尔、陕西神府、山西保德地区的三个煤层气产品分成合同。2004年6月雪佛龙德士古公司与必和必拓公司完成了煤层深度1000m以浅区块的转让协议。

必和必拓公司于2004年9月开始煤层气勘探，在北部完成了ZG-2、ZG-3、ZG-4、SF-1、BD-1五口煤层气参数井的施工作业。2005年对保德区块进行煤层气勘探工作，完成5口煤层气参数井 BD-2、BD-3、BD-4、BD-7、BD-8，并围绕BD-4井进行水平井组作业，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水平井定向段作业。

图3 保德目标区勘探部署示意图

3.1.2 保德目标区勘探部署

2006年保德区块部署三口探井，BD-9、BD-10、BD-6，分别位于区块中北深部、中西深部、中东浅部。安排 25km地震资料采集，见图3。

2007年保德区块南部计划部署三口探井，BD-12、BD-13、BD-14。

3.1.3 神府区块煤层气勘探计划

2006年SF-2井在神府区块中东部，即保德井组的深部（井深约1000m）。2007年SF-3 井视2006年勘探向西延伸的结果而定。

3.2 鄂尔多斯盆地东缘气田其他目标区

三交目标区：包括三交北与三交区块的中西部、柳林区块、石楼区块的北部，面积2000km²以上。该目标区煤层埋深适中，对煤层气储存有利的低角度单斜带；4-5、8-9号煤层厚度较大，累计厚度达10m 以上；煤层含气量一般在10m³/t 以上；渗透率高，大部分煤层气井在10mD以上；该区煤层储层压力大，多为超压地层，三交区4-5号煤层的平均储层压力梯度为1.11MPa/100m，8-9号煤层为1.02MPa/100m；煤层的含气饱和度也较高，一般可达80%左右。此外，该区煤田地质勘探程度高，对煤层的深度、厚度、煤质等均已探明，并且对煤储层参数已有较多的了解，已逐步摸索出一套适合本地区地质特点的施工工艺，施工了近40口煤层气井。磺口井组（5口井）日产气量平均4300m³，单井最高日产气量为5400m³；三交井组（9口井）日产气量平均为4500～6000m³，单井最高日产气量为6800m³。该目标区是河东气田煤层气勘探开发的首选区（图1）。

吉县目标区：位于吉县区块中部，面积1300km²。该目标区煤层埋藏深度适中；5号主力煤层厚度为3.0～7.5m，8号主力煤层厚度为3.0～8.8m，煤层总厚度达16m；煤变质程度中等，镜煤反射率R_o为1.15～1.97%，以焦、瘦煤为主；煤层上覆的上石盒子组泥岩可作为区域性盖层；煤层含气量11～23.4m³/t，含气饱和度为76.5%～90.8%。长庆石油局在本区内钻探了6口煤层气井，其中吉试1井具有高压、高渗、高含气量、高饱和度的“四高”特征，连续抽排一个多月，日产气量达2800m³以上，吉试5 井试气日产气在6000m³以上。该区为下一步很有前景的勘探开发目标区（图1）。

参考文献

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[6]姜好仁等.2002.大宁-吉县地区煤层气成藏条件分析.中国煤层气地质评价与勘探技术新进展

㈨ 山西煤层气 区块划分。我看到过一张煤层气气权的分布图，谁有电子版的能发一份给我谢谢

到国家地质局问，应该有

㈩ 寿阳区块煤层气勘探开发现状、地质特征及前景分析

王明寿¹王楚峰¹魏永佩²张心勇¹徐文军¹

（1.中联煤层气有限责任公司 北京 100011；2.美国远东能源公司 北京 100016）

作者简介：王明寿，男，1966年出生，高级地质师，在职博士生，矿产普查与勘探专业，现在中联煤层气有限责任公司工作，多年从事煤炭、煤层气勘探、生产及科研工作。

摘要 煤层气的富集与储层特征密切相关，并受地质条件的制约。本文在详细研究煤储层特征及煤层气富集机制的基础上，分析和总结了沁水盆地北端寿阳区块煤层气的勘探开发现状，并对开发前景进行了初步评价。基于煤岩、煤质、煤体结构及孔渗性、吸附性的观察和测试，该区煤层表现为厚度大、热演化程度高，局部发育构造煤、裂隙较发育，吸附性能力强、含气量高，含气饱和度偏低。总体来说，适合煤层气的开发。该区煤层气的富集主要受控于热演化史和埋藏史。在区域变质的背景上，叠加了岩浆热变质作用，生气强度大；另外，煤层的埋深、顶底板封闭性及水文地质条件都会影响含气量的大小，煤层气富集是多因素有效配置的结果。

关键词 煤储层 含气量 热演化 羽状水平井 寿阳区块

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

寿阳区块位于山西省北中部、沁水盆地北端（图1），相邻的阳泉矿区是我国著名的无烟煤生产基地之一，也是典型的高瓦斯矿区，从1957年就开始煤矿瓦斯抽放与利用工作^[1]。在多年的煤矿生产实践中，积累了丰富的煤矿瓦斯抽放经验，是我国煤矿瓦斯抽放和利用最成功的矿区。现建有8座瓦斯抽放站，抽放历史长，目前年瓦斯抽放量达2×10⁸m³，占全国第一位^[2]。20世纪80年代初，随着我国煤层气勘探开发的兴起，寿阳区块以其良好的资源条件及开发条件成为我国煤层气开发的热点。从1996年中国煤田地质总局在韩庄区施工HG1井开始，近十年来先后有多家单位在区内开展煤层气基础研究和煤层气勘探开发试验工作，施工了10口煤层气参数井或生产试验井（包括远东能源公司施工的3口煤层气羽状水平井），煤层气的勘探开发工作取得了阶段性进展。本文对近年来该区块的煤层气勘探开发活动进行了总结，针对该地区煤层气勘探实践过程中遇到的一些地质技术问题，对该区煤层气的富集机制和控气因素进行了探讨，以期指导勘探工程部署，从而实现该地区煤层气开发的突破。

图2 SY—XX井3号煤层原煤等温吸附曲线

3.5 煤的渗透性

研究区有8口煤层气参数井和生产试验井16层煤进行了注入/压降测试，取得了较多的煤层渗透率数据，总体来讲，煤储层的渗透性相对较好，介于0.0352～82.84mD，取得的煤层渗透率相差在几至几十倍以上，这也从一个侧面说明了煤层的非均质性^[6]。

4 煤层气的富集机制

4.1 煤的热演化史和埋藏史是煤层气富集的主要控制因素

大量资料表明，该区煤层气的富集主要受控于该区煤的热演化史和埋藏史^[7]，沁水煤田石炭纪、二叠纪时期，该区处于台型稳定均衡沉降阶段，沉降速率22.82m/Ma。至三叠纪，地壳沉降速度加快，最大沉降速率达65m/Ma，侏罗纪仅有短暂的微弱沉降，总体以褶皱抬升为主。根据现有资料估算，三叠纪末，该区下煤组埋藏深度约3400m左右，地温达154℃左右，煤化程度为肥、焦、瘦煤阶段，处于生气高峰期，平均生气速率为0.8978×10⁸m³/km²·Ma，白垩纪变慢为0.018×10⁸m³/km²·Ma，白垩纪之后，生气作用基本终止。由于研究区处于纬度34°带，在区域变质的背景上，叠加了岩浆热变质作用。因此，该区生气强度大，阳泉、寿阳、昔阳一带，生气强度一般90×10⁸m³/km²以上。综上所述，研究区于成煤期后，曾有两次大的热演化阶段，一次为印支期，主要是快速沉降堆积增温阶段。这一阶段使石炭纪、二叠纪煤层煤化作用加强，煤级增高，区内大部分区段的煤层都跨越了生气“门槛”值，进入主要生气阶段（R°_max＞1.0%），大部分地区的煤层达到生气高峰期（R°_max=＞1.35%），因此，印支期是煤层气主要生成期。另一次为燕山期，主要为岩浆区域热增温阶段。

4.2 煤层埋深对煤层气富集的影响

一般来讲，随着煤层埋深的增加，含气量增加。表现在平面上由北往南含气量增加，而在钻孔中，下组煤含气量高于上组煤。该区的煤层气风化带深度在300m，即在300m以浅，煤层气成分中甲烷含量一般小于80%。

4.3 煤层顶、底板封闭程度对含气量的影响

研究表明：煤储层的顶底板岩性和封盖性能对含气量的影响很大，顶底板岩性致密、封盖性能好的区域，含气量高，否则相反，在平面上含气量低的区域和煤层顶板砂岩带基本上是重合的。

4.4 水文地质条件对含气量的影响

煤系地层水在煤层气的生成、储集（吸附）和产出的全过程中都起着重要的作用。在控制煤层气赋存、产出的主要地质因素（含气量、临界解吸压力、储层压力、渗透率、内外生裂隙等）中，煤层水作为客观载体通过与诸多因素的相互作用实现对煤层气赋存、产出能力的影响^[7]。煤岩储层压力表现为煤层水压力，而常规砂岩储层压力则表现为气体压力。因此，煤层水压力的高低反映了煤岩储层能量的大小。煤岩对甲烷分子的吸附能力主要与温度和压力在煤层水压力作用下，埋深变浅的煤层仍保持了较高的原始含气量，煤岩储层中“圈闭”了一定数量的气体，形成煤层气藏^[8]。

在研究区，主煤层高含气量区域与地下水等水位线的局部低洼地带较吻合。如韩庄井田主煤层含气量在研究区内是最高的地带，对比之下，该地带中奥陶统、太原组、山西组含水层的等水位线均呈现出低洼状态，地下水明显滞流是导致韩庄井田主煤层含气量高的重要原因。

上述规律得到了地下水矿化度、水质类型等分布规律的进一步佐证。韩庄井田一带存在着中奥陶统灰岩含水层高矿化度中心，矿化度在2000mg/L 以上：太原组含水层中，这一地带矿化度最高，在1500mg/L 以上；在山西组含水层中，这一地带矿化度最高，在1000mg/L 以上。这一高矿化度区带与主煤层高含气量地带在空间分布上高度一致的规律，进一步揭示出地下水缓流或滞流对煤层气保存富集的重要作用^[2]。

需要指出的是，沁水盆地北端煤层气的富集，是以上诸因素综合作用的结果，只有多种因素的有效配置，才能形成富集的煤层气藏，在进行选区评价和勘探部署时，一定要全面考虑可能影响含气量的各种因素。

5 勘探中存在的问题及对策

从1997年中国煤田地质总局施工HG1号煤层气探井揭开该区的煤层气勘探序幕至今已有10年的里程，目前可以说取得了阶段性进展，但客观地讲，该区勘探开发的进程缓慢，究其原因，除和近年来煤层气产业发展的大气候有关外，还和对该区的地质规律认识水平以及采取的煤层气完井方式及工艺有一定的关系。

1996～1997年由中国煤田地质总局施工的4口井均布置在韩庄精查区内，由于韩庄精查勘探就是由煤炭队伍完成的，对地质资料的占有和研究程度都很高，因此在井位选择上非常成功，煤层厚度、含气量等主要参数都非常乐观，特别是生产试验井HG6井压裂后，单井排采最大日产气量达到1300m³，现在回过头看，该井应该是比较成功的，但限于当时对煤层气理论的认识水平和工程技术的局限，如钻井过程中对储层污染的重视不够，排采中没建立合理的排采制度造成煤层吐砂、埋泵等事故。中联公司施工的1号探井由于选在煤田勘探空白区内，加上由于地层涌、漏水等原因，并未达到预期目的，而3口井的小井组由于受当时勘探思路的影响选择在构造高点，加上对该区的水文地质条件研究不够，正好打在了富水区内，在排采过程中由于裂隙水补给充分，液面长期稳定，加上当时其他因素，最后不得不终止作业。

水平井技术是最近几年在美国、加拿大、澳大利亚等国家兴起的一项有效的煤层气增产技术，远东公司在分析总结了该区以往地质和勘探资料的基础上，决定实施羽状水平井以期取得突破，从完成的3口井的情况看是比较成功的，但由于羽状水平井作业成本高，因此在实施之前对综合地质的研究，包括煤层的机械物理性能、可钻性、水文地质特征等非常重要，同时对井眼轨迹区构造的控制（如实施三维地震勘探等）也非常重要。此外，由于涉及多个工种，煤层气羽状水平井的施工也是一个系统工程，有效科学的组织管理将会事半功倍。

6 结论

沁水盆地北端煤储层厚度大，埋深适中；煤的热演化程度较高，已进入生气高峰，煤层顶底板封闭性能好，含气量高；煤储层裂隙较发育，孔隙以小孔和微孔为主，渗透性较好；煤的吸附性能强，但含气饱和度偏低。总体来讲，该地区煤层气开发条件良好。

煤层气的富集受诸多地质条件的控制，是各种因素有效配置的结果，在这些地质因素中，煤的热演化史和埋藏史起着主导作用。其他因素如顶、底板的封盖性能、水文地质条件、埋深等也都影响着气的富集，在选区和勘探部署时要综合考虑各种因素。在增产措施的选择上，建议采用传统垂直井压裂和羽状水平井并用的方针，同时尝试近年来效果好的清洁压裂液、氮气泡沫压裂等先进的工艺和技术。

参考文献

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