伊偉,熊先鉞,王偉,劉玲
(1.中石油煤層氣有限責(zé)任公司韓城分公司,陜西韓城715400;2.陜西延長(zhǎng)油田股份公司,陜西延安716000)
鄂爾多斯盆地合陽地區(qū)煤層氣賦存特征研究
伊偉1,熊先鉞1,王偉1,劉玲2
(1.中石油煤層氣有限責(zé)任公司韓城分公司,陜西韓城715400;2.陜西延長(zhǎng)油田股份公司,陜西延安716000)
鄂爾多斯盆地合陽地區(qū)是我國(guó)煤層氣勘探的重要區(qū)塊,在該區(qū)進(jìn)行煤層氣賦存特征研究并預(yù)測(cè)煤層氣資源量,對(duì)其進(jìn)一步的開發(fā)十分必要。為此,從地質(zhì)條件、儲(chǔ)層特征(煤層分布、煤層埋藏深度、煤巖特征、煤儲(chǔ)層吸附性、煤儲(chǔ)層壓力、煤儲(chǔ)層滲透性及煤層含氣性)等方面入手,分析了該區(qū)煤層氣的賦存特征。結(jié)果表明:該區(qū)煤層氣的保存條件優(yōu)越;主要含煤地層為二疊系山西組和太原組,含煤層11層,可采或局部可采煤層4層,煤層累計(jì)厚度為11m左右,主力煤層為5號(hào)煤層,單層厚度超過3m;煤質(zhì)以中—高灰分、低揮發(fā)分的貧煤為主,受構(gòu)造活動(dòng)破壞的影響較小,煤巖的原生結(jié)構(gòu)較完整,煤儲(chǔ)層含氣量高且吸附性強(qiáng)。煤層氣資源量預(yù)測(cè)結(jié)果表明:該區(qū)煤層氣主要分布在埋深小于1 600m的范圍內(nèi),煤層氣資源量約為442.72億m3,其中埋藏深度小于1 300m的煤層氣資源量約為335.01億m3。由此可見,合陽地區(qū)煤層氣具有很好的勘探開發(fā)前景。
煤層氣;含氣量;資源量;賦存特征;勘探開發(fā)潛力;合陽地區(qū);鄂爾多斯盆地
鄂爾多斯盆地分布著特大型油氣田,油氣資源量和產(chǎn)量均位居前列[1-4]。除常規(guī)油氣資源外,盆地內(nèi)的非常規(guī)資源也非常豐富,煤層氣就是其中的一種,據(jù)估算盆地內(nèi)煤層氣資源量占我國(guó)煤層氣總資源量的1/3,開發(fā)潛力巨大[3]。合陽地區(qū)位于該盆地的大型煤田渭北石炭紀(jì)—二疊紀(jì)煤田的東部[3],是我國(guó)煤層氣勘探開發(fā)的重點(diǎn)地區(qū)[3]。自2006年以來,在該區(qū)勘探部署了20余口探井,單井最高產(chǎn)氣量達(dá)到1 600m3/d,顯示出了該區(qū)良好的煤層氣開發(fā)前景。隨著該區(qū)煤層氣勘探步伐的加快,對(duì)其勘探潛力取得了一些新的認(rèn)識(shí),但在煤層氣系統(tǒng)評(píng)價(jià)方面,尤其是儲(chǔ)層特征方面的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
筆者綜合運(yùn)用地質(zhì)、測(cè)井、錄井、水文地質(zhì)、煤巖測(cè)試分析、水分析化驗(yàn)及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等資料,在詳細(xì)研究該區(qū)地質(zhì)特征和構(gòu)造特征的基礎(chǔ)上,分析含煤地層特征、封蓋條件以及水文地質(zhì)條件,進(jìn)而從煤層分布、煤層埋深、煤巖特征、煤儲(chǔ)層吸附性、煤儲(chǔ)層壓力、煤儲(chǔ)層滲透性及煤層含氣性等方面對(duì)該區(qū)煤層氣儲(chǔ)層特征進(jìn)行系統(tǒng)研究,以期指導(dǎo)該區(qū)煤層氣資源評(píng)價(jià)和開發(fā),并為我國(guó)大型中—高煤階煤層氣資源的勘探開發(fā)提供借鑒。
1.1區(qū)域構(gòu)造特征
在區(qū)域構(gòu)造上,合陽地區(qū)位于鄂爾多斯盆地東南緣渭北隆起的東部(圖1)。鄂爾多斯盆地自早寒武世開始受加里東運(yùn)動(dòng)的影響,與華北陸臺(tái)一起整體下沉,接受了陸臺(tái)型淺海相碎屑巖—碳酸鹽巖建造的沉積;至晚奧陶世再度上升為陸,因此盆地內(nèi)多數(shù)缺失志留系、泥盆系及早石炭系地層;海西運(yùn)動(dòng)早期,盆地以沉降為主,接受了上古生界的沉積,晚期海水由東北向西南侵入,開始接受海陸交互相的沉積[2-4]。
印支、燕山、喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)是對(duì)鄂爾多斯盆地石炭紀(jì)—二疊紀(jì)煤系有重要影響的3期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[2]。燕山運(yùn)動(dòng)奠定了研究區(qū)的構(gòu)造基礎(chǔ)[4],整個(gè)區(qū)域的構(gòu)造形態(tài)呈一微波狀起伏的大型單斜,地層整體向北傾,傾向270°~310°,地層傾角一般為3°~10°,構(gòu)造作用較弱,僅在西南部發(fā)育一隆起,隆起周圍發(fā)育一些小斷層。
圖1 鄂爾多斯盆地合陽地區(qū)位置Fig.1 Location of Heyang area in Ordos Basin
1.2含煤地層特征
研究區(qū)主要含煤地層為二疊系的山西組和太原組(圖2)。
太原組地層厚度為30~60m,由東向西逐漸變薄,共含煤6層,其中含可采或局部可采煤層2層,煤層累計(jì)厚度為8~11m。底部為灰白色石英砂巖,石英砂巖底部有薄層礫巖,夾砂質(zhì)泥巖,向上依次為粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、11號(hào)煤層及石灰?guī)r。主要發(fā)育一套不斷向西超覆的濱岸—三角洲環(huán)境下形成的海陸交互相沉積[3-4]。上部地層局部受濱海波浪帶作用影響,發(fā)育三角洲及其前緣河口砂壩砂巖沉積;下部11號(hào)煤層為遍及全區(qū)的主要可采煤層。
山西組覆蓋于太原組之上,屬純陸相沉積,厚度為17.56~70.18m,含煤5層,均為薄煤層,其中3號(hào)煤層為可采煤層,其余煤層均為不可采煤層。巖性主要為硬質(zhì)砂巖及石英砂巖,其次為泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉砂巖。其地層旋回結(jié)構(gòu)明顯,自上而下可劃分為3個(gè)旋回,每個(gè)旋回皆從河流相開始,依次過渡為河漫相、湖泊相、沼澤相、泥炭沼澤相至湖泊相[3-6]。
圖2 鄂爾多斯盆地合陽地區(qū)地層綜合柱狀圖Fig.2 Com prehensive stratigraphic column of Heyang area in Ordos Basin
研究區(qū)主要可采煤層包括3號(hào)、5號(hào)及11號(hào)共3個(gè)煤層,各煤層在走向上大致以研究區(qū)中部為中心,向西和東北方向有厚度變薄的趨勢(shì)。5號(hào)煤層和11號(hào)煤層為主力煤層,平均厚度均超過5m。
1.3蓋層條件
煤層氣封蓋層包括煤層的上覆巖層(煤層的頂板)、煤層的下伏巖層(煤層的底板)和厚煤層分岔及尖滅處的側(cè)畔巖層,其中鄰近煤層的圍巖最為重要[5-6]。
研究區(qū)的蓋層條件比較優(yōu)越,從上石盒子組到太原組發(fā)育多層泥巖,可作為石炭系—二疊系煤層良好的區(qū)域蓋層,尤其是下石盒子組,不僅巖性細(xì)、厚度大,而且直接覆蓋在煤層之上,對(duì)含煤地層起到了良好的封蓋作用(參見圖2)。研究區(qū)的煤層氣主要產(chǎn)自山西組5號(hào)煤層,該煤層在全區(qū)范圍內(nèi)均較發(fā)育,厚度平均約為5m,最大可達(dá)7m,頂板巖性主要為灰黑色泥巖、泥質(zhì)砂巖和炭質(zhì)泥巖,厚度為5~10m,分布比較穩(wěn)定,其中泥巖層致密堅(jiān)硬,厚度較大,其突破壓力為10~18MPa,封閉性較好,可以作為直接蓋層。
1.4水文地質(zhì)條件
研究區(qū)煤系及上覆地層的含水層富水性弱,隔水層發(fā)育,地下水的主要補(bǔ)給來源是大氣降水和地表水。地下水自東部向西部徑流,強(qiáng)度逐漸降低,并在一定深度范圍內(nèi)滯流,礦化度增高。該區(qū)水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果顯示,礦化度為1.148~10.356 g/L,水質(zhì)類型屬于重碳酸鈉型(表1)。表1反映出區(qū)內(nèi)地下水交替滯緩,并且由南向北隨煤層埋藏深度的增大,水質(zhì)礦化度也在逐漸增大,可見越靠近深部承壓水動(dòng)力越弱,也越有利于煤層氣的保存。
二疊系發(fā)育多層泥巖和粉砂巖,阻斷了含水層間的水力聯(lián)系。隔水層在阻斷地下水徑流的同時(shí),也阻止了煤層氣的逸散。水層不僅在區(qū)域上為煤層氣的保存提供了有利的上覆封閉遮擋條件,而且在一定深度范圍內(nèi),因地下水承壓使煤儲(chǔ)層壓力增高,形成煤層氣側(cè)向封堵[7-8]。
表1 鄂爾多斯盆地合陽地區(qū)山西組煤層水質(zhì)分析Table 1 W ater quality analysisof coalbed of Shanxi Formation in Heyang area in OrdosBasin
2.1煤層分布特征
對(duì)合陽地區(qū)20口井煤層厚度的統(tǒng)計(jì)分析表明,可以開發(fā)煤層氣的煤層主要為3號(hào)、5號(hào)和11號(hào)煤層,其中3號(hào)和11號(hào)煤層在局部地區(qū)發(fā)育,雖然厚度較小,但是存在多個(gè)聚煤中心,合4井區(qū)和合13—合14井區(qū)就是聚煤區(qū),煤層厚度均在4m以上;5號(hào)煤層全區(qū)分布比較穩(wěn)定,煤層厚度一般為2~8m,東南方向厚度最大,向西、西北及東北方向煤層厚度逐漸變?。▓D3)。
圖3 鄂爾多斯盆地合陽地區(qū)二疊系山西組5號(hào)煤層厚度等值線圖Fig.3 Thicknesscontour of No.5 coalseam of Perm ian ShanxiFormation in Heyang area in Ordos Basin
2.2煤層埋藏深度
煤層埋藏深度是煤層氣地質(zhì)選區(qū)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵參數(shù),也是煤層氣資源評(píng)價(jià)的邊界條件之一[9-10]。
研究區(qū)探井的測(cè)井資料顯示主力煤層山西組5號(hào)煤層埋藏深度為600~1 600m。煤層埋藏深度主要受構(gòu)造條件的控制,局部受地形條件的影響。區(qū)內(nèi)煤層埋藏深度的平面變化趨勢(shì)為:東南和西南邊緣淺、北部深,局部地區(qū)深淺相間出現(xiàn)。3號(hào)和11號(hào)煤層埋藏深度的變化與5號(hào)煤層基本一致,在同一地區(qū)或同一井點(diǎn),縱向上3號(hào)煤層埋藏深度較5號(hào)煤層小20~30m,11號(hào)煤層埋藏深度較5號(hào)煤層大40~50m。整體上主力煤層埋藏深度適中,具有較好的煤層氣成藏條件,有利于煤層氣的勘探開發(fā)。
2.3煤巖特征
宏觀煤巖類型在一定程度上反映了煤的生氣能力,亮煤生氣能力高于暗煤[11-14]。通過對(duì)研究區(qū)的煤樣觀察發(fā)現(xiàn):宏觀煤巖類型以暗淡型煤和半亮型煤為主,其次為光亮型煤和半暗型煤,其中暗淡型煤和半亮型煤的平均體積分?jǐn)?shù)分別大于40%和35%;光亮型煤分布的非均一性最強(qiáng),山西組和太原組的體積分?jǐn)?shù)分別為0~16%和0~25%。宏觀煤巖成分以暗煤為主,夾少量鏡煤和亮煤。
煤巖測(cè)試分析顯示,該區(qū)煤巖顯微組分主要為鏡質(zhì)組,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.8%~91.6%,平均為68.70%;其次為惰質(zhì)組,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.0%~34.6%,平均為15.93%;礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.7%~34.5%,平均為7.33%。煤巖顯微組分在縱向上略有變化,太原組煤較山西組煤鏡質(zhì)組含量略高,而絲質(zhì)組和無機(jī)礦物含量略低。平面上,從北向南鏡質(zhì)組含量增加。煤巖中水分含量較低,質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為0.07%~1.02%,且由南向北逐漸降低;灰分含量變化較大,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.74%~47.50%,從北向南亦有降低的趨勢(shì),邊緣淺部煤層灰分含量高,中深部煤層灰分含量低;揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.75%~19.38%,平面分布無規(guī)律??傮w來看,研究區(qū)煤巖具有低含水、中—高灰分和低揮發(fā)分含量的特征(表2)。
受地質(zhì)歷史時(shí)期最大沉積埋深所控制,從北向南,煤巖鏡質(zhì)體反射率略有增大,但整體變化不大。各主煤層的鏡質(zhì)體反射率為1.60%~2.19%,北部地區(qū)煤化程度略低,鏡質(zhì)體反射率一般為1.60%~1.89%,南部地區(qū)煤化程度略高,鏡質(zhì)體反射率一般為1.93%~2.19%,整體看有機(jī)質(zhì)已大量進(jìn)入主生氣階段,煤層生氣量大。
表2 鄂爾多斯盆地合陽地區(qū)煤巖特征分析數(shù)據(jù)Table 2 Characteristicsof coal rock in Heyang area in OrdosBasin
2.4煤儲(chǔ)層吸附性
煤的吸附性能決定了煤層的儲(chǔ)集能力和產(chǎn)出特征,通常利用吸附常數(shù)VL(Langmuir體積)和PL(Langmuir壓力)以及等溫吸附曲線來對(duì)其進(jìn)行描述[15-18]。本次研究選取合陽地區(qū)10口煤層氣井的5號(hào)煤層的煤樣進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:在一定的PL條件下,研究區(qū)煤層空氣干燥基的VL為6.26~18.58 cm3/g,平均為16.85 cm3/g;干燥無灰基的VL為7.39~21.95 cm3/g,平均為17.62 cm3/g。這反映出研究區(qū)內(nèi)煤儲(chǔ)層的吸附能力較強(qiáng),并且同一壓力下干燥無灰基條件下的吸附量大于空氣干燥基條件下的吸附量。隨著壓力的變化,煤儲(chǔ)層的吸附量呈現(xiàn)出明顯的階段性。從合11井5號(hào)煤層煤樣的等溫吸附曲線(圖4)可以發(fā)現(xiàn):煤層氣的吸附增量隨著壓力的增高逐漸降低,其中壓力小于3MPa時(shí)吸附增量最大,平均為4.95m3/(t·MPa);壓力為3~8MPa時(shí)吸附增量平均為1.29m3/(t·MPa)??梢姡芯繀^(qū)內(nèi)的煤層吸附性較好、解吸能力較強(qiáng),表現(xiàn)為高VL和高理論解吸量。
圖4 鄂爾多斯盆地合陽地區(qū)合11井5號(hào)煤層等溫吸附曲線Fig.4 Adsorption isotherm of No.5 coalseam in He 11well in Heyang area in OrdosBasin
2.5煤儲(chǔ)層壓力及滲透性特征
儲(chǔ)層壓力是地層能量大小的反映,不僅對(duì)煤儲(chǔ)層的滲透性、含氣性和氣體賦存狀態(tài)等有著重要影響,同時(shí)也是氣體和水從裂隙向井筒流動(dòng)的能量,影響到煤層氣井的產(chǎn)能[19-22]。統(tǒng)計(jì)研究區(qū)煤儲(chǔ)層壓力與埋藏深度數(shù)據(jù)(表3),并繪制出煤儲(chǔ)層壓力與埋藏深度的關(guān)系曲線(圖5),可知各煤層的儲(chǔ)層壓力隨煤層埋藏深度增加而增大,且呈相關(guān)性很好的線性關(guān)系,即
式中:p為儲(chǔ)層壓力,MPa;k為儲(chǔ)層壓力梯度,MPa/m;h為埋藏深度,m。
表3 鄂爾多斯盆地合陽地區(qū)煤儲(chǔ)層壓力與埋藏深度統(tǒng)計(jì)Table 3 The pressure and the buried depth of coal reservoir in Heyang area in Ordos Basin
圖5 鄂爾多斯盆地合陽地區(qū)煤儲(chǔ)層壓力與埋藏深度關(guān)系Fig.5 Relationship between the pressure and the buried depth of coal reservoir in Heyang area in Ordos Basin
根據(jù)擬合結(jié)果,3號(hào)、5號(hào)和11號(hào)煤層的儲(chǔ)層壓力梯度分別為7.1 kPa/m,7.7 kPa/m和8.7 kPa/m。在3套煤層中11號(hào)煤層儲(chǔ)層壓力最大,若僅從儲(chǔ)層壓力角度分析,11號(hào)煤層最有利于煤層氣開采,而3號(hào)煤層最不利于煤層氣開采。
煤層滲透性是衡量煤層中氣-水流體在壓力差作用下通過有效孔隙流動(dòng)能力的參數(shù),用滲透率表示[20]。已有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明,5號(hào)煤層的滲透率較低,為0.01~0.10mD,屬于低滲儲(chǔ)層;滲透率低的原因之一是煤的割理發(fā)育程度比較差,二是煤層割理中還有一些礦物質(zhì)沉淀,導(dǎo)致部分割理被礦物質(zhì)充填。煤儲(chǔ)層滲透率除了受其自身?xiàng)l件控制外,還受埋藏深度和斷層的影響,即隨著煤層埋藏深度的增加,煤儲(chǔ)層的滲透率降低;斷層發(fā)育的地區(qū),滲透性相對(duì)較好,反之滲透性相對(duì)較差。
2.6煤層含氣性及其變化規(guī)律
研究區(qū)的煤層氣主要富集于3號(hào)、5號(hào)和11號(hào)煤層,本次以5號(hào)煤層為例研究煤層含氣性及其分布特征(圖6)。
圖6 鄂爾多斯盆地合陽地區(qū)二疊系山西組5號(hào)煤層含氣量等值線圖Fig.6 Isogram of gascontentof No.5 coalseam of Perm ian ShanxiFormation in Heyang area in Ordos Basin
從圖6可以看出:研究區(qū)5號(hào)煤層分布范圍較廣且連續(xù)性好,其煤層氣質(zhì)量體積一般為3.00~13.68m3/t;質(zhì)量體積大于10m3/t的區(qū)域主要位于中北部和中南部地區(qū),質(zhì)量體積小于5m3/t的區(qū)域主要位于東部和西南部地區(qū);平面上,呈現(xiàn)出東北和西南兩端煤層含氣量低,中間地帶煤層含氣量高的特點(diǎn)。
研究區(qū)煤層含氣量的分布與構(gòu)造也呈現(xiàn)出明顯的相關(guān)性。煤層氣質(zhì)量體積高值區(qū)(>10m3/t)主要位于斷層及褶皺均不發(fā)育的地帶,中值區(qū)(5~10m3/t)主要位于小型斷裂發(fā)育的地帶,而低值區(qū)(<5m3/t)主要分布在構(gòu)造較發(fā)育的地帶,尤其是西南部數(shù)條斷層交錯(cuò)發(fā)育,導(dǎo)致煤儲(chǔ)層含氣量較低。
通常情況下,隨煤層埋藏深度增大,煤層含氣量呈“單調(diào)函數(shù)”增高[23]。然而,通過分析解析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),研究區(qū)的煤層含氣量盡管隨埋藏深度增大而總體呈增高的趨勢(shì),但是西北部地區(qū)煤層含氣量則隨埋藏深度增大反而降低。
合陽地區(qū)二疊系煤炭資源豐富,煤層總厚度及單層厚度均較大,并且煤層氣含量較高,煤層氣資源富集。以煤層總厚度和埋藏深度作為煤層氣資源量計(jì)算的邊界條件,參考煤巖特征及煤層含氣性,取煤層總厚度不小于2m、煤層氣質(zhì)量體積不小于6m3/t為煤層氣資源量計(jì)算的下限值,分埋藏深度為600~1 300m和1 300~1 600m等2個(gè)深度段對(duì)該區(qū)煤層氣資源量進(jìn)行計(jì)算。由于不同的煤層含氣量存在差異,采用分層容積法[24-25](煤層甲烷含量法)對(duì)煤層氣資源量進(jìn)行計(jì)算,其公式為
式(2)~(3)中:G為煤層氣總資源量,m3;Gn為單煤層的煤層氣資源量,m3;An為煤層的面積,km2;Hn為煤層厚度,m;Dn為煤層的視密度,t/m3;Cn為煤層氣含量,m3/t。
計(jì)算結(jié)果(表4)表明:該區(qū)煤層埋藏深度為600~1 300m的含煤面積為225 km2,煤層氣資源量為335.01億m3,資源量豐度為1.48億m3/km2;煤層埋藏深度為1 300~1 600m的含煤面積為55 km2,煤層氣資源量為86.68億m3,資源量豐度為1.95億m3/km2。
表4 鄂爾多斯盆地合陽地區(qū)煤層氣資源量預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)Table 4 Statisticsof coalbedmethane resources in Heyang area in OrdosBasin
由此可見,合陽地區(qū)煤層氣具有很好的開采前景。
(1)鄂爾多斯盆地合陽地區(qū)二疊系發(fā)育多套煤層,主力煤層厚度大且分布范圍廣,頂、底板封蓋性均較好,構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)較弱,水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單,為煤層氣的賦存提供了有利的條件。
(2)研究區(qū)煤巖中鏡質(zhì)組含量高,揮發(fā)分含量普遍低,煤巖演化程度較高,以貧煤為主,煤層具有含氣量高、吸附性強(qiáng)、解吸能力強(qiáng)和儲(chǔ)層壓力大的特征。
(3)研究區(qū)煤巖的割理發(fā)育程度較差,主力煤層的滲透率較低,煤層氣質(zhì)量體積為3.00~13.68m3/t,平面分布表現(xiàn)為東北和西南含氣量低,中間地帶含氣量高的特點(diǎn)。
(4)研究區(qū)煤層氣資源非常豐富,煤層埋藏深度小于1 600m的含煤面積為280 km2,煤層氣資源量為442.72億m3,資源豐度為1.58億m3/km2,為該區(qū)煤層氣的開采提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。
(References):
[1]楊起,劉大錳,黃文輝,等.中國(guó)西北煤層氣地質(zhì)與資源綜合評(píng)價(jià)[M].北京:地質(zhì)出版社,2005:152-187. YangQi,Liu Dameng,HuangWenhui,etal.Coalbedmethane geology and resource evaluation in northwest China[M].Beijing:Geology Press,2005:152-187.
[2]趙慶波,孫斌,李五忠.鄂爾多斯盆地東部大型煤層氣氣田形成條件及勘探目標(biāo)[J].石油勘探與開發(fā),1998,25(2):4-7. ZhaoQingbo,Sun Bin,LiWuzhong.Conditionsof forming large coal seam gas field and targets for exploration in eastern part of Ordos Basin[J].Petroleum Exploration and Development,1998,25(2):4-7.
[3]馮三利,葉建平,張遂安.鄂爾多斯盆地煤層氣資源及開發(fā)潛力分析[J].地質(zhì)通報(bào),2002,21(10):658-662. Feng Sanli,Ye Jianping,Zhang Suian.Coalbed methane resources in the Ordos Basin and its development potential[J].Geological Bulletin ofChina,2002,21(10):658-662.
[4]張國(guó)良,賈高龍.鄂爾多斯盆地東緣煤層氣地質(zhì)及勘探開發(fā)方向[J].中國(guó)煤層氣,2004,1(1):17-20. ZhangGuoliang,Jia Gaolong.CBM geology and orientation ofexploration and developmentofeastern fringe of Ordos Basin[J].China Coalbed Methane,2004,1(1):17-20.
[5]劉大錳,李俊乾.我國(guó)煤層氣分布賦存主控地質(zhì)因素與富集模式[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2014,42(6):19-24. Liu Damen,Li Junqian.Main geological controlson distribution and occurrence and enrichment patterns of coalbed methane in China[J].CoalScienceand Technology,2014,42(6):19-24.
[6]孫平,王勃,孫粉錦,等.中國(guó)低煤階煤層氣成藏模式研究[J].石油學(xué)報(bào),2009,30(5):648-653. Sun Ping,Wang Bo,Sun Fenjin,etal.Research on reservoir patterns of low-rank coal-bed methane in China[J].Acta petrolei Sinica,2009,30(5):648-653.
[7]葉建平,武強(qiáng),王子和.水文地質(zhì)條件對(duì)煤層氣賦存的控制作用[J].煤炭學(xué)報(bào),2001,26(5):459-462.Ye Jianping,Wu Qiang,Wang Zihe.Controlled characteristics of hydrogeological conditionson the coalbedmethanemigration and accumulation[J].Journal of China Coal Society,2001,26(5):459-462.
[8]劉洪林,李景明,王紅巖,等.水文地質(zhì)條件對(duì)低煤階煤層氣成藏的控制作用[J].天然氣工業(yè),2008,28(7):20-22.Liu Honglin,Li Jingming,Wang Hongyan,etal.Controlofhydrogeological conditionson accumulation of coalbedmethane in lowrank coal[J].NaturalGas Industry,2008,28(7):20-22.
[9]劉新社,席勝利,周煥順.鄂爾多斯盆地東部上古生界煤層氣儲(chǔ)層特征[J].煤田地質(zhì)與勘探,2007,35(1):37-40. Liu Xinshe,XiShengli,Zhou Huanshun.FeaturesofUpperPaleozoic coalbedmethane reservoir in eastern Ordos Basin[J].CoalGeology &Exploration,2007,35(1):37-40.
[10]張松航,湯達(dá)禎,唐書恒,等.鄂爾多斯盆地東緣煤層氣儲(chǔ)集與產(chǎn)出條件[J].煤炭學(xué)報(bào),2009,34(10):1297-1304. Zhang Songhang,Tang Dazhen,Tang Shuheng,etal.Preservation and deliverability characteristics of coalbedmethane in eastmargin of Ordos Basin[J].Journal of China Coal Society,2009,34(10):1297-1304.
[11]薛光武,劉鴻福,要惠芳,等.渭北盆地韓城開發(fā)區(qū)煤層氣儲(chǔ)層特征分析[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào),2012,42(3):185-189. Xue Guangwu,Liu Hongfu,Yao Huifang,et al.Features of coalbed methane reservoir in developmentzone ofHancheng inWeihe Basin[J].Journal of Taiyuan University of Technology,2012,42(3):185-189.
[12]王生維,段連秀,陳鐘惠,等.煤層氣勘探開發(fā)中的煤儲(chǔ)層評(píng)價(jià)[J].天然氣工業(yè),2004,24(5):82-84. Wang Shengwei,Duan Lianxiu,Chen Zhonghui,et al.Reservoir evaluation forexploration and developmentofcoalbed gas[J].Natural Gas Industry,2004,24(5):82-84.
[13]蔚遠(yuǎn)江,楊起,劉大錳,等.我國(guó)煤層氣儲(chǔ)層研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].地質(zhì)科技情報(bào),2001,20(1):56-60. Yu Yuanjiang,Yang Qi,Liu Damen,etal.A review on studies of coalbedmethane reservoirs in China[J].Geological Science and Technology Information,2001,20(1):56-60.
[14]康園園,邵先杰,石磊,等.煤層氣開發(fā)目標(biāo)區(qū)精選體系與方法研究[J].巖性油氣藏,2011,23(1):62-66. Kang Yuanyuan,Shao Xianjie,ShiLei,etal.Study on system and method of ranking coaledmethane development perspectives[J]. Lithologic reservoirs,2011,23(1):62-66.
[15]歐成華,李士倫,杜建芬,等.煤層氣吸附機(jī)理研究的發(fā)展與展望[J].西南石油學(xué)院學(xué)報(bào),2003,25(5):34-38. Ou Chenghua,LiShilun,Du Jianfen,etal.Developmentand prospect on adsorption mechanism of coalbed methane in coal seams[J]. JournalofSouthwestPetroleum Institute,2003,25(5):34-38.
[16]李傳亮,彭朝陽,朱蘇陽.煤層氣其實(shí)是吸附氣[J].巖性油氣藏,2013,25(2):112-115. Li Chuanliang,Peng Zhaoyang,Zhu Suyang.Coalbed methane is adsorption gasunderground[J].Lithologic reservoirs,2013,25(2):112-115.
[17]李傳亮,彭朝陽.煤層氣的開采機(jī)理研究[J].巖性油氣藏,2011,23(4):9-11. Li Chuanliang,Peng Zhaoyang.Research on the flow mechanism of coalbedmethane[J].Lithologic reservoirs,2011,23(4):9-11.
[18]劉曰武,蘇中良,方虹斌,等.煤層氣的解吸/吸附機(jī)理研究綜述[J].油氣井測(cè)試,2010,19(6):37-44. Liu Yuewu,Su Zhongliang,F(xiàn)ang Hongwu,et al.Review on CBM desorption adsorptionmechanism[J].Well Testing,2010,19(6):37-44.
[19]蘇現(xiàn)波,張麗萍.煤層氣儲(chǔ)層壓力預(yù)測(cè)方法[J].天然氣工業(yè),2004,24(5):88-90. Su Xianbo,Zhang Liping.Prediction of reservoir pressure for coalbed gas[J].NaturalGas Industry,2004,24(5):88-90.
[20]吳曉東,師俊峰,席長(zhǎng)豐.煤層滲透率敏感性及其對(duì)煤層氣開發(fā)效果的影響[J].天然氣工業(yè),2008,28(7):27-29. Wu Xiaodong,Shi Junfeng,Xi Changfeng.Sensitivity of coalbed permeability and its influenceson production of coalbedmethane[J].NaturalGas Industry,2008,28(7):27-29.
[21]馬飛英,王永清,王林,等.煤巖中水分含量對(duì)滲透率的影響[J].巖性油氣藏,2013,25(3):97-101. Ma Feiying,Wang Yongqing,Wang Lin,etal.Influence ofmoisture content in coal rock on permeability[J].Lithologic reservoirs,2013,25(3):97-101.
[22]王琳琳,姜波,屈爭(zhēng)輝.鄂爾多斯盆地東緣煤層含氣量的構(gòu)造控制作用[J].煤田地質(zhì)與勘探,2013,41(1):14-19. Wang Linlin,JiangBo,Qu Zhenghui.Structuralcontrolongascontent distribution in easternmargin ofOrdos basin[J].CoalGeology& Exploration,2013,41(1):14-19.
[23]趙麗娟,秦勇,林玉成.煤層含氣量與埋深關(guān)系異常及其地質(zhì)控制因素[J].煤炭學(xué)報(bào),2010,35(7):1165-1169. Zhao Lijuan,Qin Yong,Lin Yucheng.Abnormal relation and its geological controlsof coalbedmethane content to buried depth of coalseams[J].JournalofChina CoalSociety,2010,35(7):1165-1169.
[24]李勇,湯達(dá)禎,許浩,等.國(guó)外典型煤層氣盆地可采資源量計(jì)算[J].煤田地質(zhì)與勘探,2014,42(2):23-27. LiYong,Tang Dazhen,Xu Hao,etal.Calculation ofabroad coalbed methane recoverable resources[J].Coal Geology&Exploration,2014,42(2):23-27.
[25]張新民,韓保山,李建武,等.煤層氣技術(shù)可采資源量預(yù)測(cè)方法[J].天然氣工業(yè),2005,25(1):8-12. Zhang Xinmin,Han Baoshan,Li Jianwu,etal.Predictionmethods of recoverable coalbedmethane resources[J].NaturalGas Industry,2005,25(1):8-12.
(本文編輯:于惠宇)
Study on occurrence featuresof coalbedmethane in Heyang area,Ordos Basin
YIWei1,XIONG Xianyue1,WANGWei1,LIU Ling2
(1.Hancheng Branch,PetroChina Coalbed Methane Company Ltd.,Hancheng 715400,Shannxi,China;2.Yanchang Oilfield Company Ltd.,Yan'an 716000,Shannxi,China)
Heyang area in Ordos Basin is an importantblock of coalbed methane exploration in our country,so to study the occurrence features of coalbed methane and predict coalbed methane resources is necessary for field development.This paper analyzed the occurrence of coalbed methane in this area in respect of coalbed methane reservoir characteristics including burial depth and thicknessof coal layer,featuresof coal,adsorption and pressure of coal reservoirs,permeability of coal reservoirs,as well as gas content.The results show that the preservation conditions of coalbed methane are advantage.The main coal-bearing strata are Shanxi Formation and Taiyuan Formation of the Permian,containing 11 layers coal,ofwhich 4 layers are recoverable or partially recoverable,the cumulative thickness of coal seam is about 11m,and themain coal seam is NO.5,ofwhich the thickness ismore than 3m.The coals are dominated by lean coalwith high ash and low volatile.Less affected by the destruction of tectonic activity,the original structure of coal ismore complete,and the gas contentof coal reservoir is high and the adsorption is strong.The prediction result of coalbed methane resources in this area shows that coalbed methanemainly occurs in coal layers shallower than 1 600m with a cumulative coalbedmethane resource volume of442.72× 108m3.Among them the coalbedmethane resource volumewith buried depth shallower than 1 300m is 335.01×108m3. Therefore,the coalbedmethane in Heyang area hasvery good prospects for exploration and development.
coalbedmethane;gascontent;resource volume;occurrence features;exploration and developmentpotential;Heyang area;Ordos Basin
P618.11
A
1673-8926(2015)02-0038-08
2014-09-30;
2014-11-02
國(guó)家重大科技專項(xiàng)“煤層氣井氣、水流動(dòng)特征和變化規(guī)律研究”(編號(hào):2011ZX05038-002)和國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目“高豐度煤層氣富集機(jī)制及提高開采效率基礎(chǔ)研究”(編號(hào):2009CB219600)聯(lián)合資助
伊偉(1983-),男,碩士,工程師,從事煤層氣地質(zhì)、煤層氣資源評(píng)價(jià)及勘探開發(fā)綜合研究工作。地址:(715400)陜西省韓城市中石油煤層氣有限責(zé)任公司韓城分公司。E-m ail:yiwei01@petrochina.com.cn。