白楊河礦區(qū)煤層氣藏劃分及特征研究

梁劍明韋樂(lè)樂(lè)

（1.新疆煤田地質(zhì)局一五六煤田地質(zhì)勘探隊(duì)，新疆 730050；2.陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院珠寶學(xué)院／陜西省寶石教學(xué)示范中心，陜西 712046）

白楊河礦區(qū)煤層氣藏劃分及特征研究

梁劍明1韋樂(lè)樂(lè)2

（1.新疆煤田地質(zhì)局一五六煤田地質(zhì)勘探隊(duì)，新疆 730050；2.陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院珠寶學(xué)院／陜西省寶石教學(xué)示范中心，陜西 712046）

通過(guò)對(duì)白楊河礦區(qū)含煤地層的分布特征、煤層氣控氣地質(zhì)條件和富集規(guī)律的研究，煤層氣資源主要分布在八道灣組下段（J1b1）的39、41和42號(hào)煤層。39、41和42號(hào)煤層全區(qū)分布穩(wěn)定，厚度大、含氣量高，煤層分別控制了一定的儲(chǔ)量規(guī)模，試采資料也已證實(shí)了39、41和42號(hào)煤層具有較好的產(chǎn)能潛力。39、41和42號(hào)煤層為3個(gè)相對(duì)獨(dú)立的煤層氣藏。39、41和42號(hào)煤層頂?shù)装鍘r性主要為泥巖或砂質(zhì)泥巖，其含水性弱、滲透性差，封蓋條件較好。

煤層氣藏 含煤地層 八道灣組 白楊河礦區(qū)

白楊河礦區(qū)行政區(qū)劃隸屬新疆維吾爾自治區(qū)昌吉州阜康市管轄。礦區(qū)煤炭資源豐富，煤變質(zhì)程度中等，煤層氣含量高，煤儲(chǔ)層物性較好，有利于煤層氣的勘探和開(kāi)發(fā)。2008年以來(lái)施工的煤層氣開(kāi)發(fā)試驗(yàn)小井網(wǎng)等工程，獲得了必要的儲(chǔ)層物性和排采參數(shù)，單井日產(chǎn)量最高達(dá)到2522m3，井組最大日產(chǎn)量達(dá)到7000m3。

為了推動(dòng)新疆資源優(yōu)勢(shì)向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變的步伐，自治區(qū)政府逐年加大煤層氣勘查開(kāi)發(fā)和綜合利用力度，積極推進(jìn)煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。自治區(qū)人民政府以新政函［2012］69號(hào)批準(zhǔn)的《新疆煤層氣開(kāi)發(fā)利用示范工程實(shí)施方案》將白楊河礦區(qū)列為先期示范區(qū)。

1 含煤地層

白楊河礦區(qū)主要含煤地層為八道灣組下段（J1b1）和八道灣組中段（J1b2）。

八道灣組下段（J1b1）地層含45、44、43、42、41、40和39號(hào)煤層，其中44、43、42、41和39號(hào)煤層全區(qū)可采；45號(hào)煤層礦區(qū)東部有控制，但均不可采，向西逐漸尖滅；40號(hào)煤層局部可采，層位較穩(wěn)定；該段44－39煤層淺部火燒，礦區(qū)北部形成了一條近東西向的燒變巖帶。

八道灣組中段（J1b2）地層含38、37、35－36、34號(hào)煤層，其中35－36號(hào)煤層全區(qū)可采，37號(hào)煤層大部可采，礦區(qū)東部尖滅。38、34號(hào)煤層為不可采薄煤層，不穩(wěn)定。

八道灣組（J1b）地層平均厚度940.54m，煤層平均總厚度164.54m，含煤系數(shù)17.5%。白楊河礦區(qū)39、41和42號(hào)煤層全區(qū)分布穩(wěn)定，厚度較大，是煤層氣勘探和開(kāi)發(fā)的主要目標(biāo)層。

2 煤層氣藏劃分

關(guān)于煤層氣藏的定義，不同的學(xué)者具有不同的認(rèn)識(shí)。煤層氣藏是在地層壓力（水壓和氣壓）作用下保存有一定數(shù)量氣體的同一含煤地層的煤巖體，具有獨(dú)立的構(gòu)造形態(tài)；煤層氣藏是進(jìn)行煤層氣勘探和開(kāi)發(fā)的基本地質(zhì)單元。歸納起來(lái)，煤層氣藏的形成條件包括：煤層厚度、煤變質(zhì)程度、埋藏深度、蓋層、地質(zhì)構(gòu)造5個(gè)方面。

通過(guò)對(duì)白楊河礦區(qū)含煤地層的分布特征、煤層氣控氣地質(zhì)條件和富集規(guī)律的研究，煤層氣資源主要分布在八道灣組下段（J1b1）的39、41和42號(hào)煤層。39、41和42號(hào)煤層全區(qū)分布穩(wěn)定，厚度大、含氣量高，煤層分別控制了一定規(guī)模的儲(chǔ)量，試采資料也已證實(shí)了39、41和42號(hào)煤層具有較好的產(chǎn)能潛力。39、41和42號(hào)煤層的煤巖、煤質(zhì)、厚度、含氣量，儲(chǔ)層溫度、壓力等方面具有不同的特征?？v向上，39、41和42號(hào)煤層的頂?shù)装宸馍w條件較好，煤層之間有較好的隔水層，沒(méi)有水力聯(lián)系，各自形成相對(duì)獨(dú)立的水動(dòng)力系統(tǒng)，煤層內(nèi)形成相對(duì)獨(dú)立的壓力系統(tǒng)。因此，39、41和42號(hào)煤層為3個(gè)相對(duì)獨(dú)立的煤層氣藏。

3 煤層氣藏特征

3.1 39號(hào)煤層氣藏

39號(hào)煤層分布穩(wěn)定，且厚度大，平均厚度13.45m。其頂板巖性復(fù)雜，其中以泥巖和砂質(zhì)泥巖為主，厚度10.00～27.00m，平均14.14m，僅局部為含砂泥巖、泥質(zhì)砂巖。根據(jù)測(cè)井解釋結(jié)果和排采試驗(yàn)證實(shí)，含水性和滲透性較差，封蓋條件較好。

39號(hào)煤層底板巖性主要為泥巖，厚度較大，厚度9.00～24.00m，平均14.00m，局部為含砂泥巖、泥質(zhì)砂巖或砂巖。根據(jù)測(cè)井解釋排和試采資料證實(shí)，含水性、滲透性都較差，對(duì)煤層具有很好的封堵作用。

鉆遇39號(hào)煤層時(shí)，鉆時(shí)2.65～44.45min／m，平均19.54min／m，氣測(cè)反應(yīng)明顯，全烴含量10.00%～13.60%，甲烷相對(duì)含量1.72%～27.26%，平均11.92%。

根據(jù)分析化驗(yàn)和測(cè)試的結(jié)果（表1），39號(hào)煤層氣藏含氣量5.48～18.67m3／t，平均12.75m3／t。蘭氏體積19.51～29.55m3／t，平均25.97m3／t。蘭氏壓力2.18～3.04MPa，平均2.35MPa；儲(chǔ)層溫度為17.20～30.50℃，平均22.71℃；實(shí)測(cè)儲(chǔ)層壓力6.08～7.29MPa，平均6.69MPa。儲(chǔ)層孔隙度2.5%～13.3%，平均為7.6%；滲透率0.03～4.23mD，平均1.54mD。面割理密度一般為6～22條／10cm。

3.2 41號(hào)煤層氣藏

41號(hào)煤層呈東西向展布，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，平均厚度7.69m。其頂板巖性主要為泥巖，局部為砂質(zhì)泥巖，厚度8.00～23.00m，平均15.38m。根據(jù)測(cè)井解釋和試采資料證實(shí)，頂板的含水性弱，滲透性差，具有較好的封蓋性能。

41號(hào)煤層底板巖性主要為泥巖，厚度8.00～18.00m，平均12.25m。根據(jù)測(cè)井解釋和試采資料證實(shí)，底板的含水性和滲透性都差，具有較好的封蓋性能。

表1 白楊河礦區(qū)39、41和42號(hào)煤層氣藏特征匯總表

鉆遇41號(hào)煤層時(shí)，鉆時(shí)1.80～41.93min／m之間，平均15.77min／m。氣測(cè)反應(yīng)明顯，全烴含量6.70%～33.25%，甲烷相對(duì)含量4.98%～47.82%，平均19.09%。

根據(jù)分析化驗(yàn)和測(cè)試的結(jié)果（見(jiàn)表1），41號(hào)煤層氣藏含氣量4.58～19.96m3／t，平均16.22m3／t。蘭氏體積9.4～33.45m3／t之間，平均26.30m3／t；蘭氏壓力2.31～2.86MPa之間，平均2.54MPa；儲(chǔ)層溫度22.42～29.20℃，平均24.29℃；實(shí)測(cè)儲(chǔ)層壓力7.06～8.52MPa，平均7.89MPa。儲(chǔ)層孔隙度2.8%～14.5%，平均8.3%；滲透率0.0045～0.25mD，平均0.12mD。面割理密度一般為6～25條／10cm。

3.3 42號(hào)煤層氣藏

42號(hào)煤層呈東西向展布，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，平均厚度17.82m。其頂板巖性主要為泥巖，厚度9.00～32.00m，平均15.88m。根據(jù)測(cè)井解釋和試采資料證實(shí)，頂板的含水性弱，滲透性差，具有較好的封蓋性能。

42號(hào)煤層底板巖性主要為泥巖，厚度6.00～34.00m，平均14.00m。根據(jù)測(cè)井解釋和試采資料證實(shí)，底板的含水性和滲透性都差，具有較好的封蓋性能。

鉆遇42號(hào)煤層時(shí)，鉆時(shí)1.90～12.59min／m，平均6.09min／m。氣測(cè)反應(yīng)明顯，全烴含量6.34%～30.36%，甲烷相對(duì)含量10.17%～50.82%，平均29.21%。

根據(jù)分析化驗(yàn)和測(cè)試的結(jié)果（見(jiàn)表1），42號(hào)煤層氣藏含氣量10.38～19.09m3／t，平均15.90m3／t。蘭氏體積26.62～30.11m3／t，平均27.51m3／t；蘭氏壓力2.30～2.49MPa，平均2.35MPa；儲(chǔ)層溫度19.90～31.10℃，平均25.03℃；實(shí)測(cè)儲(chǔ)層壓力7.43～7.74MPa，平均7.59MPa。儲(chǔ)層孔隙度3.2%～10.8%，平均6.9%；滲透率0.01～0.18mD，平均0.073mD。面割理裂密度一般為5～26條／10cm。

4 結(jié)論

（1）白楊河礦區(qū)39、41和42號(hào)煤層全區(qū)分布穩(wěn)定，厚度大、含氣量高，是煤層氣勘探和開(kāi)發(fā)的主要目標(biāo)層。

（2）39、41和42號(hào)煤層頂?shù)装鍘r性主要為泥巖或砂質(zhì)泥巖，其含水性弱、滲透性差，封蓋條件較好，煤層之間具有較好的隔水層，各自形成相對(duì)獨(dú)立的水動(dòng)力系統(tǒng)及壓力系統(tǒng)。因此，39、41和42號(hào)煤層為3個(gè)相對(duì)獨(dú)立的煤層氣藏。

［1］ 張偉，周梓欣，梁劍明，等.新疆阜康市白楊河礦區(qū)煤層氣地質(zhì)勘探報(bào)告［R］.新疆：新疆煤田地質(zhì)局一五六煤田地質(zhì)勘探隊(duì)，2015.

［2］ 李明朝，梁生正，趙克鏡.煤層氣及其勘探開(kāi)發(fā)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1996.14－18.

［3］ 錢(qián)凱，趙慶波，汪澤成.煤層甲烷氣勘探開(kāi)發(fā)理論與試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1996.30－46.

［4］ 張新民，莊軍，張遂安.中國(guó)煤層氣地質(zhì)與資源評(píng)價(jià)［M］.北京：科學(xué)出版社，2002.51－64.

［5］ 趙慶波，孔祥文，趙奇.煤層氣成藏條件及開(kāi)采特征［J］.2012，33（4）：552－560.

（責(zé)任編輯 劉 馨）

Research on Reservoir Classification and Characteristics of Coalbed Methane Reservoir in Baiyanghe Mining Area

LIANG Jianming1，WEILele2
（1.No.156 Coalfield Geological Exploration Brigade，Xinjiang Coalfield Geology Bureau，Xinjiang 830009；2.Shaanxi Institute of International Trade Jewelry Institute／Shannxi Province Gemmoiogical Teaching Demonstration Center，Shaanxi712046）

Through the study of the distribution characteristics，geological conditions of coalbed methane and enrichment regularity of the coal bearing strata in Baiyanghe Mining area，the result shoes that the coalbed methane resourcesmainly distribute in the No.39，41 and 42 coal seams of the lower partof eight channel formation（J1b1）.The three coal seams are featured with stablely distribution，large thickness and high gas content，and respectively control a certain scale of coal reserves，which was confirmed with good potential productivity by production data.No.39，41 and 42 coal seams are 3 relatively independent coalbed methane reservoirs，and the roof and floor lithology ismainlymudstone and sandymudstone with weak water，poor permeability and good capping conditions.

Coalbed methane reservoir；coal-bearing strata；eight channel formation；Baiyanghe mining area

2014年新疆地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目“新疆阜康市白楊河礦區(qū)煤層氣開(kāi)發(fā)利用先導(dǎo)性示范工程”（N14-4-XJ01）的研究成果之一。

梁劍明，助理工程師，大學(xué)本科，研究方向?yàn)槊号c煤層氣地質(zhì)。