吐哈盆地八道灣組煤層氣資源評價

■方權(quán)

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第九地質(zhì)大隊 新疆烏魯木齊 830009）

吐哈盆地八道灣組煤層氣資源評價

■方權(quán)

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第九地質(zhì)大隊 新疆烏魯木齊 830009）

吐哈盆地位于新疆東部，大地構(gòu)造單元位于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊東南部，西伯利亞板塊、哈薩克斯坦板塊和塔里木板塊的拼合部位。隨著吐哈盆地煤炭勘探程度的不斷提高，特別是勘探開發(fā)資料的積累和對盆地演化規(guī)律的認識的不斷提高，進一步加強吐哈盆地八道灣組煤層氣資源評價就顯得十分重要。因此，本文就吐哈盆地地質(zhì)特征以及吐哈盆地八道灣組煤層氣資源評價進行了具體分析。

吐哈盆地地質(zhì)特征八道灣組煤層氣資源評價

0 引言

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和進步，對于煤層氣資源的需求也在不斷增加，所以需要注重煤氣層資源的利用率，首先需要做的就是進行煤層氣資源的評價，為后期的應(yīng)用提供基礎(chǔ)，本文就以吐哈盆地八道灣組煤層氣資源為例，對于八道灣組的煤層氣資源進行了具體的評價，對于后期新疆煤層氣資源的充分利用意義重大。

1 吐哈盆地地質(zhì)特征

吐哈盆地沉積蓋層主要為中新生代，其中侏羅系是盆地內(nèi)發(fā)育最廣的一套含煤沉積地層。主要含煤地層為八道灣組和西山窯組，前者為一套河流、扇三角洲和沼澤相沉積，巖性為淺灰色砂巖、礫狀砂巖、粉砂巖夾灰黑色泥巖、碳質(zhì)泥巖及煤層，局部含菱鐵礦，常發(fā)育石英質(zhì)或花崗質(zhì)底礫巖。吐哈盆地前侏羅系劃分為吐魯番坳陷、了墩隆起、哈密拗陷帶和南部隆起帶四個一級構(gòu)造單元(表1)。吐魯番拗陷包括柯爾堿凹陷、臺北凹陷、布爾加凸起、托克遜凹陷、艾丁湖斜坡五個二級構(gòu)造單元，哈密拗陷包括哈密凹陷、黃田凸起兩個二級構(gòu)造單元，南部隆起帶包括沙爾湖隆起、沙爾湖淺凹陷、大南湖淺凹陷、梧桐窩子淺凹陷、駱駝圈子淺凹陷、野馬泉淺凹陷六個二級構(gòu)造單元。從大地構(gòu)造單元角度而言，盆地南部隆起屬于覺羅塔格構(gòu)造帶向盆內(nèi)的延伸部分，沙爾湖淺凹陷、大南湖淺凹陷等5個淺凹陷是5個分離狀態(tài)的相互獨立的聚煤洼地，與盆地主體湖盆沒有完全溝通，由多個次級凸起相互隔開，顯示了基底斷塊格局的控制。中新生代構(gòu)造活動較弱，沙爾湖、大南湖一帶侏羅系傾角僅10°左右。盆地北緣與其形成鮮明對照，中新生代區(qū)域構(gòu)造活動相對比較強烈，在盆地西段表現(xiàn)最為顯著，沿博格達山前發(fā)育，由北向南擴展、指向盆內(nèi)的逆沖推覆構(gòu)造帶，涉及地層時代從石炭紀(jì)直至第四紀(jì)，表明該構(gòu)造帶主要活動時期為中生代末期至新生代。中生代盆地的原始沉積面貌受逆沖推覆作用影響，而完全改變，在此基礎(chǔ)上，形成了新生代的盆地邊界。

2 八道灣組資源量計算

本次資源量計算采用體積法進行，

式中：G-煤層氣資源量（m），A-計算范圍的平面積（m），H-煤層厚度（m），D-煤的空氣干燥基密度（t/m），C-煤的空氣干燥基含氣量（m/t）。

根據(jù)研究區(qū)各塊段煤層氣成分含量在垂向上的分布特征以及分帶方案確定煤層氣的風(fēng)化帶，各構(gòu)造單元煤層氣風(fēng)化帶深度依次為：托克遜凹陷500m，克爾堿凹陷350m，臺北凹陷500m，哈密凹陷500m，大南湖700m，沙爾湖700m。通過確定區(qū)塊的面積、地層傾角、平均煤厚和煤層容重獲取煤炭資源量；采用壓力-等溫吸附方程法預(yù)測煤層氣含氣性，公式如下：

式中：V-預(yù)測含氣量，單位m/t；V-煤儲層理論吸附量，單位m/ t；S-煤儲層含氣飽和度，%；P-預(yù)測深度處煤層氣儲層壓力，單位MPa；V-蘭氏體積，單位m/t；P-蘭氏壓力，單位MPa；P-煤層氣風(fēng)化帶下限處壓力，單位MPa；K-煤層氣儲層壓力梯度，單位Mpa/m；H-煤儲層預(yù)測深度，單位m；H-煤層氣風(fēng)化帶下限深度，單位m。

八道灣組中6個二級構(gòu)造單元資源量分別為：克爾堿凹陷305.21×108m3、布爾加凸起445.91×108m3、臺北凹陷6389.61×108m3、托克遜凹陷1127.44×108m3、艾丁湖斜坡431.94×108m3、哈密凹陷734.64×108m3。

3 八道灣組煤層氣區(qū)塊評價

表2 煤層氣區(qū)塊評價體系表

首先對吐哈盆地各構(gòu)造單元進行煤層氣區(qū)塊評價，主要參數(shù)選取情況為：①區(qū)域地質(zhì)參數(shù)。構(gòu)造熱事件，煤層埋深，水文條件；②資源地質(zhì)條件參數(shù)。煤層厚度、煤層面積、含氣量；③可采條件參數(shù)。儲層壓力梯度、孔隙度、滲透率。對于這個評價的兩個層次組合的因素，本文應(yīng)用層次分析法來確定各個層次的因素的權(quán)重。

根據(jù)各參數(shù)的重要性進行排序，然后用數(shù)學(xué)方法確定其權(quán)重，選取一組參數(shù)，具體方法如：令煤層含氣量，煤層厚度，煤層面積分別為x1、x2、x3，結(jié)合吐哈盆地煤層氣資源特點，進行兩兩互相比較，認為參數(shù)重要性為：含氣量>煤層厚度>煤層面積。

經(jīng)過計算求得其最大特征根λ=3.0092，利用一致性指標(biāo)計算公式，求出CI，查表得到隨機一致性指標(biāo)RI，計算得出一致性比率CR=0.0088，滿足小于0.1，即通過一致性檢測，求的特征向量w=(0.5396，0.2970，0.1634)，則其各個分量wi作為煤層含氣量，煤層厚度，煤層面積的權(quán)重。采用同樣的方法計算儲層壓力梯度、孔隙度、煤體結(jié)構(gòu)、滲透率、煤層埋深、水文條件各參數(shù)的權(quán)重。

資源地質(zhì)、可采條件、區(qū)域地質(zhì)的權(quán)重分別為0.4286、0.4286、0.1428。評價二級指標(biāo)中含氣量、煤層厚度、煤層面積、儲層壓力梯度、孔隙度、煤體結(jié)構(gòu)、滲透率、煤層埋深、水文條件分別為0.5396、0.2970、0.1634、0.1368、0.1368、0.3246、0.4018、0.75、0.25。結(jié)合蘇付義、趙慶波、尹淮新以及前人對于煤層氣資源長期研究的參數(shù)體系，總結(jié)出吐哈盆地煤層氣的參數(shù)分類評價（表2）。

通過研究區(qū)煤層厚度等值線圖、含氣量等值線圖、煤階圖、埋深圖等數(shù)據(jù)與圖件分析，采取 “一票否決制+層次分析法+模糊數(shù)學(xué)法”，從細分區(qū)塊中，依照否決條件進行三級區(qū)塊否決，目標(biāo)區(qū)評價中加入了灰分、煤級、割理密度這三項作為附加參數(shù)進行更進一步細致的研究，附加參數(shù)與區(qū)塊評價參數(shù)結(jié)果之間權(quán)重關(guān)系為（1）區(qū)塊評價：0.7500；附加參數(shù)：0.2500；（2）灰分含量：0.5396；Ro：0.2970；割理：0.1634。

4 結(jié)束語

綜上所述，吐哈盆地八道灣組煤層氣資源比較豐富，在具體的工作中，應(yīng)該注重吐哈盆地八道灣組煤層氣資源的評價，進而為吐哈盆地八道灣組煤層氣資源的充分利用提供基礎(chǔ)，也在一定程度上促進了整個煤層氣資源的利用效率的有效提升。

[1]王世新.新疆吐哈盆地南緣構(gòu)造演化地質(zhì)特征及聚-成煤規(guī)律 [D].吉林大學(xué),2013.

[2]侯海海,邵龍義,唐躍,羅曉玲,王學(xué)天,劉雙.基于多層次模糊數(shù)學(xué)的中國低煤階煤層氣選區(qū)評價標(biāo)準(zhǔn)--以吐哈盆地為例 [J].中國地質(zhì),2014,03:1002-1009.

[3]李靖.吐哈盆地下侏羅統(tǒng)八道灣組頁巖氣成藏條件分析 [J].化工礦產(chǎn)地質(zhì), 2014,03:145-151.

P621[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-96-2

高強，本科，助理工程師，研究方向為地質(zhì)勘查找礦。