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質(zhì)豐度、有機質(zhì)類型、有機質(zhì)成熟度，評價了煤儲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大佛寺井田煤層氣資源量進行了計算，預(yù)測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：F407.21 文獻標(biāo)識碼：A

我國是煤炭資源大國，煤層氣資源也極為豐富，煤層氣開發(fā)和利用具有遠大的商業(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)害和開采技術(shù)條件來進行研究。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)實的可能。

1大佛寺井田煤層氣地質(zhì)條件

陜西省彬長礦區(qū)大佛寺井田位于陜西省咸陽市北部，行政區(qū)劃隸屬彬縣、長武縣管轄。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6層，真正具有煤層氣開采價值的煤層為4上、4號煤層。4上號煤層局部缺失，4號煤層廣泛分布氣源巖十分發(fā)育。

氣源巖是生成煤層氣的物質(zhì)基礎(chǔ)。評價煤層氣的形成條件，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)有氣源巖的有機質(zhì)豐度、有機質(zhì)類型、有機質(zhì)成熟度等參數(shù)。

1.1有機質(zhì)豐度

有機質(zhì)豐度是決定煤層生烴能力大小的基本要素之一，是評價氣源巖（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碳含量均高于我國華北地區(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有機質(zhì)類型

大佛寺井田各煤層有機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%。井田煤層有機質(zhì)類型屬IV亞型IIIC型，平均產(chǎn)烴潛量100～120m3/t，屬良好級別的烴源巖。

1.3有機質(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)達到適宜的有機質(zhì)熱成熟階段，即煤的變質(zhì)作用階段。根據(jù)井田各煤層有機顯微組分分析成果，各煤層屬I～II變質(zhì)階段煤。大佛寺井田各煤層大部分已進入熱演化成熟階段，進入主要產(chǎn)氣階段。

2煤層氣儲層物性特征

煤儲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。

通過對大佛寺井田煤層滲透性影響因素分析及實驗測定，可以得到一下幾點認識：

（1）大佛寺井田侏羅系以上地層未經(jīng)受強烈的構(gòu)造擠壓和變形，構(gòu)造簡單，對煤體結(jié)構(gòu)無重大破壞。大佛寺井田煤層為細條帶-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）從有機顯微組分、煤層變質(zhì)程度等對大佛寺井田煤層割理發(fā)育程度進行了分析，認為各煤層割理較發(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到0.11～6.84mD，是煤層氣勘探開發(fā)的有利區(qū)域。

3煤層氣資源狀況

彬長礦區(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濃度占絕對優(yōu)勢。

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。大佛寺井田煤的變質(zhì)程度較低，4號煤層浮煤揮發(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號煤層構(gòu)造變動輕微，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

4.1計算方法

大佛寺井田現(xiàn)有煤層氣井的排采資料不足以滿足氣藏數(shù)值模擬法進行資源量計算，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算。

4.2資源量預(yù)測

本次只對4號和4上號煤層中的煤層氣資源進行了估算，分別達到16.15€？08m3及1.75€？08m3，總量達到17.9€？08m3。根據(jù)資源量，認為大佛寺井田為低等儲量豐度、中型煤層氣田。

5結(jié)論

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

參考文獻

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