江西省煤層氣資源賦存預(yù)測及資源量估算

伯慧 毛紹勝

（江西省煤田地質(zhì)勘察研究院 江西南昌 330001）

煤層氣是優(yōu)質(zhì)化石能源，有利于分布式能源系統(tǒng)推廣應(yīng)用，提高能源利用效率。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，煤層氣開發(fā)利用技術(shù)水平進(jìn)一步提高，抽采利用率提高，煤層氣開發(fā)利用政策的完善，煤層氣資源的利用指日可待。煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用可有效增加能源供應(yīng)，具有廣闊的發(fā)展前景。

煤層氣藏的形成條件包括儲集和保存兩個方面的條件。

儲集條件主要受煤層厚度和煤變質(zhì)程度影響，而保存條件主要受蓋層和地質(zhì)構(gòu)造作用的影響。另外，由于煤層的埋藏深度對氣成分、儲層壓力、煤儲層的滲透性有重要影響，因而也是控制煤層氣藏的一個重要因素。

江西省煤炭資源相對集中，以萍樂坳陷帶內(nèi)、贛南煤炭資源比較豐富，其中煤層特征、構(gòu)造條件、水文地質(zhì)條件都有利于煤層氣的儲存。

1 煤層分布特點(diǎn)

江西省主要煤層分布在上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M和上三疊統(tǒng)安源組中，主要有三個煤組，分別為龍?zhí)督M的B煤組、C煤組以及安源組，其中B煤組相對來說發(fā)育比較穩(wěn)定，厚度比較大?，F(xiàn)以位于萍樂坳陷的豐城地區(qū)的B4煤層為例，該地區(qū)B4煤層厚度較大，平均厚度達(dá)到3m多，煤層中夾矸層數(shù)少，矸石層薄，煤層結(jié)構(gòu)簡單，有利于煤層氣的生成。

2 構(gòu)造特征有利于煤層氣的富集

復(fù)式向斜具有天然維持地層壓力的機(jī)制，復(fù)式向斜中由于存在多個背、向斜褶曲易于形成低滲帶，進(jìn)一步減緩地層水流動，利于維持地層壓力，并且具有地層水的向心流動機(jī)制，煤層氣被水動力溶解、沖洗作用弱，使得煤層含氣量高。

江西省煤層氣資源主要分布在萍鄉(xiāng)—樂平復(fù)式向斜內(nèi)，該復(fù)式向斜西段由一個復(fù)背斜和兩個復(fù)向斜組成，由北至南分別為錦江復(fù)向斜、蒙山復(fù)背斜、袁水復(fù)向斜；復(fù)式向斜東段由進(jìn)賢-樂平復(fù)向斜、波陽-景德鎮(zhèn)復(fù)向斜組成。

本次次要煤層氣資源評價(jià)區(qū)分布在信豐-于都復(fù)式向斜中，由信豐復(fù)向斜和鐵石口向斜組成。

3 煤層的埋藏深度適中，對煤層氣勘探有利

埋藏深度是控制煤層氣富集的重要因素，當(dāng)前研究分析，在其它變化不大的情況下，一般隨深度增大甲烷含量增高。因?yàn)椋海?）隨著深度的增大，煤的變質(zhì)程度加深，從而導(dǎo)致甲烷含量增高。（2）隨著深度增高，儲層壓力增大，增大了煤層吸附能力。

以豐城礦區(qū)B4煤層埋深（1000m左右）為例，該區(qū)B4埋藏深度不但有利于煤層氣的富集，而且深度適合開采。

4 主力煤層生、儲地質(zhì)條件好，有利于煤層氣富集成藏

在成煤第二階段，由泥炭演變?yōu)槊旱拿夯饔眠^程中，不斷地產(chǎn)生煤層氣，煤的煤化程度越高，產(chǎn)生的氣體越多。首先煤層氣的產(chǎn)出量直接依賴于煤化程度，其次隨著變質(zhì)程度的加深，煤的氣體滲透率下降，氣體沿煤層向地表方向運(yùn)移也就更慢；變質(zhì)程度越高，煤的吸附能力越大，煤層中可以滯留更多的煤層氣。

江西省已探明煤炭資源的煤類比較齊全，有氣、肥、焦、瘦、貧和無煙煤等。其中有利生氣煤類焦煤-無煙煤資源量135237.58×104t，占探明總資源儲量的75.82%。

煤的等溫吸附特征是煤儲層的重要參數(shù)之一。在一定煤儲層壓力條件下，煤的吸附能力決定煤層含氣量的高低，其解吸能力則決定性地影響煤層氣井的產(chǎn)能，因此，煤儲層的吸附—解吸特征是煤層氣井開發(fā)成敗的關(guān)鍵因素之一。在豐城礦區(qū)做過的等溫吸附試驗(yàn)看，朗格繆爾吸附常數(shù)α 在18.51～42.15m3/t之間，平均為31.46m3/t，其吸附能力是比較強(qiáng)的。

5 水文地質(zhì)條件簡單，有利于煤層氣富集

龍?zhí)督M老山段B煤組，上部與長興灰?guī)r含水層間夾王潘里段隔水層，獅子山段隔水層；底部下伏官山段隔水層與茅口灰?guī)r相接觸，因此水文地質(zhì)條件比較簡單，地下水活動微弱，有利于煤層氣封閉。

根據(jù)初步圈定的有利區(qū)，采用《煤層氣資源/儲量規(guī)范》（DZ/T 0216-2010）中的體積法，初步估算煤層氣資源總量：

Gi=0.01AhDCad

式中：Cad=Cdaf（1-Mad-Aad）Gi—煤層氣地質(zhì)儲量，108m3；

A—煤層含氣面積，km3；

h—煤層凈厚度，m；

D—煤的空氣干燥基視密度（煤的容重），t/m3；

Cad—煤的空氣干燥基含氣量，m3/t；

Cdaf—煤的干燥無灰基含氣量，m3/t；

Mad—煤的空氣干燥基水分，%；

Aad—煤的空氣干燥基灰分，%。

萍樂坳陷內(nèi)潛在煤炭資源量為291080×104t，保有資源量為94604.9×104t；信豐地區(qū)潛在煤炭資源量為16604×104t，保有資源量3582.95×104t。萍樂坳陷有利區(qū)甲烷含量在5～25m3/t，最大達(dá)41m3/t，平均在13.6m3/t左右，贛南信豐有利區(qū)甲烷含量在2.2～9.41m3/t，平均5.74m3/t。計(jì)算得出萍樂坳陷煤層氣潛在資源量約為395.87×108m3，保有資源量為128.66×108m3；贛南信豐煤層氣潛在資源量約為9.53×108m3，保有資源量為2.06×108m3。