大佛寺井田煤層氣資源狀況分析研究

鄒海江

摘 要 本文介紹了大佛寺井田煤層氣地質(zhì)條件，分析了氣源巖的有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型、有機(jī)質(zhì)成熟度，評(píng)價(jià)了煤儲(chǔ)層特征及影響資源量的因素，選擇目前較為合理的含氣量法對(duì)大佛寺井田煤層氣資源量進(jìn)行了計(jì)算，預(yù)測(cè)大佛寺井田煤層氣產(chǎn)氣量可觀。

關(guān)鍵詞 煤層氣 排采 可采性

中圖分類號(hào)：F407.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

我國(guó)是煤炭資源大國(guó)，煤層氣資源也極為豐富，煤層氣開(kāi)發(fā)和利用具有遠(yuǎn)大的商業(yè)前景。以往常常為了煤礦的安全生產(chǎn)，將它作為地質(zhì)災(zāi)害和開(kāi)采技術(shù)條件來(lái)進(jìn)行研究。如今隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，充分利用煤層氣這一豐富而潔凈的能源已具現(xiàn)實(shí)的可能。

1大佛寺井田煤層氣地質(zhì)條件

陜西省彬長(zhǎng)礦區(qū)大佛寺井田位于陜西省咸陽(yáng)市北部，行政區(qū)劃隸屬彬縣、長(zhǎng)武縣管轄。東距彬縣約10余公里。

大佛寺井田含煤地層為侏羅紀(jì)中統(tǒng)延安組，含煤多達(dá)6層，真正具有煤層氣開(kāi)采價(jià)值的煤層為4上、4號(hào)煤層。4上號(hào)煤層局部缺失，4號(hào)煤層廣泛分布?xì)庠磶r十分發(fā)育。

氣源巖是生成煤層氣的物質(zhì)基礎(chǔ)。評(píng)價(jià)煤層氣的形成條件，首先應(yīng)了解氣源巖的生氣條件，而反映生氣條件的主要指標(biāo)有氣源巖的有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型、有機(jī)質(zhì)成熟度等參數(shù)。

1.1有機(jī)質(zhì)豐度

有機(jī)質(zhì)豐度是決定煤層生烴能力大小的基本要素之一，是評(píng)價(jià)氣源巖（煤層）本身優(yōu)劣的重要指標(biāo)。大佛寺井田各煤層碳、氫、氮、氧變化范圍很小，其平均值依次為82.63～83.90%、4.29～4.94%、0.88～0.90%、10.58～10.91%。大佛寺井田煤層的有機(jī)碳含量均高于我國(guó)華北地區(qū)其他煤田或礦區(qū)，反映了大佛寺井田主要煤層是良好的生氣源巖。

1.2有機(jī)質(zhì)類型

大佛寺井田各煤層有機(jī)顯微組分含量以絲質(zhì)——半絲質(zhì)組為主，其含量為70%左右，其次為鏡質(zhì)組，含量在20%左右，半鏡質(zhì)組和穩(wěn)定組通常小于5%。井田煤層有機(jī)質(zhì)類型屬IV亞型IIIC型，平均產(chǎn)烴潛量100～120m3/t，屬良好級(jí)別的烴源巖。

1.3有機(jī)質(zhì)成熟度

大量的煤層甲烷生成，不但應(yīng)有良好的烴源巖，而且應(yīng)達(dá)到適宜的有機(jī)質(zhì)熱成熟階段，即煤的變質(zhì)作用階段。根據(jù)井田各煤層有機(jī)顯微組分分析成果，各煤層屬I～I(xiàn)I變質(zhì)階段煤。大佛寺井田各煤層大部分已進(jìn)入熱演化成熟階段，進(jìn)入主要產(chǎn)氣階段。

2煤層氣儲(chǔ)層物性特征

煤儲(chǔ)層既是煤層氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ)，又是煤層氣富集的載體。煤儲(chǔ)層特征包括煤孔隙特征、滲透性、滲透率、吸附性、煤體結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)層壓力等方面，這些因素直接影響到煤層氣的產(chǎn)出能力，關(guān)系到煤層氣抽采的可行性。

通過(guò)對(duì)大佛寺井田煤層滲透性影響因素分析及實(shí)驗(yàn)測(cè)定，可以得到一下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

（1）大佛寺井田侏羅系以上地層未經(jīng)受強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓和變形，構(gòu)造簡(jiǎn)單，對(duì)煤體結(jié)構(gòu)無(wú)重大破壞。大佛寺井田煤層為細(xì)條帶-條帶結(jié)構(gòu)、層狀構(gòu)造，煤層表現(xiàn)為原生～碎裂結(jié)構(gòu)，因此煤層具備良好的滲流條件。

（2）從有機(jī)顯微組分、煤層變質(zhì)程度等對(duì)大佛寺井田煤層割理發(fā)育程度進(jìn)行了分析，認(rèn)為各煤層割理較發(fā)育，割理密度<50條/10cm，這與《大佛寺井田勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告》中描述的割理密度數(shù)據(jù)一致，屬中等割理密度。

（3）大佛寺井田煤層滲透率達(dá)到0.11～6.84mD，是煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的有利區(qū)域。

3煤層氣資源狀況

彬長(zhǎng)礦區(qū)大佛寺井田的煤層氣均是以CH4、N2、CO2為主要成分的混合氣體。盡管不同煤層的氣體組分濃度百分比有一定變化，但仍然以CH4濃度占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

煤層氣主要成分甲烷的賦存狀態(tài)有游離狀態(tài)、吸附狀態(tài)、溶解狀態(tài)，溶解甲烷含量較少，一般以游離態(tài)和吸附態(tài)甲烷為主。

大佛寺井田內(nèi)煤層氣含量與煤層厚度有微弱的相關(guān)性，即隨著煤層厚度的總體增大，煤層氣含量有緩慢增大的趨勢(shì)。大佛寺井田煤的變質(zhì)程度較低，4號(hào)煤層浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率平均值在31.17～34.91%之間，煤類基本為不粘煤。大佛寺井田4上、4號(hào)煤層構(gòu)造變動(dòng)輕微，主要為原生結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)煤。

4煤層氣資源量預(yù)測(cè)

4.1計(jì)算方法

大佛寺井田現(xiàn)有煤層氣井的排采資料不足以滿足氣藏?cái)?shù)值模擬法進(jìn)行資源量計(jì)算，故本次研究采用含氣量法，并按煤層厚度等值線與煤層氣含量等值線疊合后的自然分塊分別計(jì)算。

4.2資源量預(yù)測(cè)

本次只對(duì)4號(hào)和4上號(hào)煤層中的煤層氣資源進(jìn)行了估算，分別達(dá)到16.15€？08m3及1.75€？08m3，總量達(dá)到17.9€？08m3。根據(jù)資源量，認(rèn)為大佛寺井田為低等儲(chǔ)量豐度、中型煤層氣田。

5結(jié)論

綜合大佛寺煤層氣地質(zhì)條件、煤層氣儲(chǔ)層物性特征及煤層氣資源狀況，采用容積法（甲烷含量法）進(jìn)行計(jì)算，最終確定大佛寺井田為低等儲(chǔ)量豐度、中型煤層氣田。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬東民，殷屈娟.影響韓城地區(qū)煤層氣產(chǎn)出的主要因素[J].西安科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，22（2）：162-165.

[2] 劉闖，于京春，等.煤層氣利用技術(shù)方案研究[J].煤氣與熱力，2005，25（9）：62-64.