《贵州省织纳煤田煤层特征及煤层气资源潜力》

作者简介:黄文,1982年生,工程师;2005年毕业于中国矿业大学;现从事煤田及煤层气地质研究工作。地址:(550008)贵州省贵阳市观山湖区阳关大道112号贵州煤田地质科技中心11楼技开部。电话:[phone]。E-mail:[e-mail]贵州省织纳煤田煤层特征及煤层气资源潜力黄文1,2徐宏杰3张孟江1徐大杰11.中国矿业大学资源与地球科学学院2.贵州省煤田地质局地质勘察研究院3.安徽理工大学地球与环境学院黄文等.贵州省织纳煤田煤层特征及煤层气资源潜力.天然气工业,2013,33(8):25-30.摘要贵州省中西部织纳煤田煤层气资源丰富,但煤层气的系统评价工作比较薄弱,为全面分析、评价该区煤层气资源状况、赋存条件,以煤田地质钻孔、煤层气参数井获取的原始资料为基础,对织纳煤田煤层气地质条件,特别是储层含气特征及煤层渗透性等方面进行了研究,并采用体积法对煤层气资源进行了计算和评价。结果表明:①该区煤层主要为中—薄层、中等灰分、低挥发分、相对富氢无烟煤,除了煤层气勘探主力煤层6号煤煤体结构较大程度地受到构造破坏外,其余煤层原生结构较完整;②虽然该区煤储层渗透性相对较低,但区内含煤面积大,煤层气资源丰度较高,含气量较高,煤储层厚度较大,可采性好,具备较有利的煤层气勘探地质条件与可采性;③煤层气总资源量为1852.91×108m3,其中埋深1000m以浅煤层气资源量为1436.59×108m3,大于15m3/t含气带资源量为1484.34×108m3,潜在煤层气可采资源量为747.65×108m3。结论认为:比德向斜化乐勘探区在煤层气资源丰度、平均含气量和试井渗透率3个方面优势相对明显,可作为煤层气勘探最有利靶区。关键词贵州省织纳煤田煤层气资源量区块优选煤层特征含气性试井渗透率比德向斜化乐勘探区DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2013.08.005CharacteristicsandCBMpotentialsofcoalseamsintheZhinaCoalfield,GuizhouHuangWen1,2,XuHongjie3,ZhangMengjiang1,XuDajie1(1.SchoolofResourcesandGeosciences,ChinaUniversityofMiningandTechnology;2.InstituteofGeolog-icalInvestigation,GuizhouBureauofCoalGeology,Guiyang,Guizhou550008,China;3.SchoolofEarthScienceandEnvironmentalEngineering,AnhuiUniversityofScienceandTechnology,Huainan,Anhui232001,China)NATUR.GASIND.VOLUME33,ISSUE8,pp.25-30,8/25/2013.(ISSN1000-0976;InChinese)Abstract:TheZhinaCoalfieldinwest-centralGuizhouprovinceofChinaisrichinCBMresources.However,littleworkhasbeenperformedinrespectofsystematicevaluationofCBMinthiscoalfield.InordertofullyunderstandtheresourcepotentialsandstorageconditionsofCBMinthestudyarea,westudiedtheCBMgeologicalconditionsthere,especiallythegas-bearingfeaturesandcoalseampermeability,byusingtheavailableoriginaldatafromcoredrillingaswellasCBMwellparameters.TheCBMresourcevolumewasevaluatedandestimatedbyusingthevolumetricmethod.Thefollowingresultswereobtained.(1)Thecoalseamsinthestudyareawithmoderate-andsmall-thicknessaredominatedbyanthracitecoalswithmoderateashcontent,lowvolatilecontentandrela-tivelyrichhydrogen.Theoriginalstructuresofmostcoalseamsarewellpreserved,exceptforthepayzoneoftheNo.6coalseamwhoseoriginalstructurewasseriouslydestroyedbytectonicmovement.(2)Althoughbeingrelativelylowinpermeability,thecoalreservoirsinthestudyareahavethefavorablecharacteristicssuchasalargeareaofcoal,highCBMabundance,relativelyhighgascontent,greatthickness,andgoodrecoverability.(3)ThetotalresourcevolumeofCBMis185.291BCM,about143.659BCMofwhichisstoredinreservoirswithaburialdepthoflessthan1000m.Theresourcevolumeintheareawithagascontentofover15m3/tis148.434BCMandthepotentialrecoverableresourcevolumeis74.765BCM.ItisconcludedthattheHualeareaontheBideanticlineisrelativelysupremeintherespectsofresourceabundance,averagegascontentandwelltestpermeability,thuscanbese-lectedasthemostfavorabletargetareaofCBMexplorationinthisstudyarea.Keywords:Guizhou,ZhinaCoalfield,CBM,resourcevolume,playfairwayidentification,gas-bearingproperty,welltestpermea-bility,Bideanticline,Hualearea·1·第33卷第8期地质勘探织纳煤田位于贵州省中西部,主要包括比德向斜、三塘向斜、阿弓向斜、珠藏向斜、关寨向斜5个向斜单元,含煤面积约为1016.3km2,区内煤田地质工作程度高,除煤炭预测及预查区外,煤炭勘查面积达695.64km2,煤炭总资源量为90.33×108t;据贵州省煤田地质局1996年提交的“贵州省煤层气资源评价报告”[1],织纳煤田煤层气资源量为7611×108m3,但该区煤层气的系统评价还很薄弱。因此,对煤田煤层气资源状况、赋存条件进行全面分析和评价,优选煤层气重点勘查和开发区块很有必要[2-4]。1区域地质背景1.1地质概况本次评价区块位于川黔滇盆地黔北断拱的西南部,六盘水断陷及黔南断陷外边缘,主要包括前述比德、三塘、阿弓、珠藏、关寨等5个向斜单元。区内褶皱宽缓且延伸距离短,以短轴式褶皱为主,走向主要为北东向(图1),西缘发育少量北西向隔挡式褶皱[5]。各向斜均宽缓且含煤地层深埋,保存较完整,受水城—紫云及贵阳—镇远断裂影响呈多个复式褶皱[6]。图1织纳煤田构造纲要及目标区分布图注:1.比德向斜;2.加戛背斜;3.水公河向斜;4.五指山背斜;5.以支塘向斜;6.勺坐背斜;7.白泥箐向斜;8.张维背斜;9.三塘向斜;10.后寨背斜;11.阿弓向斜;12.关寨向斜;13.地贵背斜;14.珠藏向斜;15.克窝向斜;16.熊家场背斜;17.白果寨向斜;18.梅子关背斜;19.桂果背斜;20.补郎向斜;21.牛场向斜;22.大猫场向斜;23.齐伯房背斜;24.蔡官向斜1.2水文地质特征区内地表水、地下水排泄条件好。上覆地层富水带中地下水正常情况下与煤系水无直接联系。下伏茅口组富水带与含煤地层之间的大部分地段有玄武岩相隔,对煤矿充水影响甚微。含煤地层中断裂带导水性一般较弱,含煤地层富水性为弱—中等。区内地下水呈封闭状态,对煤层气有封隔作用,有利于煤层气的保存[7]。2煤层特征及含气性2.1煤层赋存及储层物质基础2.1.1煤层赋存该区含煤地层为上二叠统长兴组及龙潭组,主要含煤地层龙潭组为海陆交互相沉积,由粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩、石灰岩、泥岩及煤等组成,厚度为242~375m,一般为306m。含煤19~46层,含煤总厚度为17.45~54.68m,可采煤层4~12层,可采煤层总厚8.28~21.67m,比德、阿弓向斜一带为富煤中心,可采层数达12层,比德向斜可采煤层厚度超过20m。稳定分布并具有一定厚度和规模的煤层是煤层气富集的基础[8-11]。该区内发育最好的煤层有6、16、27号煤层。6号煤层厚度总体相对较厚(3m左右),可采厚度为1.50~3.00m;16号煤为全区较稳定的煤层,厚度介于1.50~2.80m,可采厚度介于1.3~2.0m;27号煤层厚度介于0~6.06m,大部分地区可采厚度为1~2m。·2·天然气工业2013年8月2.1.2煤的物质组成宏观上,该区煤层以半亮型和半暗—半亮型为主。显微煤岩组分方面,可采煤层镜质组含量为43.42%~98.10%,平均为73.37%;惰质组含量为1.50%~46.50,平均为17.74%;壳质组仅大冲头勘探区煤层中偶尔含有。全区镜质组最大反射率为1.52%~3.97%,平均为2.50%。煤类除比德向斜煤层为贫瘦煤和贫煤外,其余赋煤单元煤层均为无烟煤三号。区内主要为中灰分、相对富氢、低挥发分煤,灰分平均含量为21.54%,挥发分平均含量为9.10%,干燥无灰基氢含量平均为3.10%。综合分析认为,该区煤层为高煤阶、煤镜质组含量高、煤质好,具有较高的生烃能力[12]。2.1.3煤体结构该区主要可采煤层6号煤较大程度地受到构造破坏,煤体结构呈现出以碎粒煤、糜棱煤为主,煤层强度和渗透性受到较大的影响,不适合煤层气的产出和开发;其他可采煤层原生结构总体完整,适合煤层气的开发,特别是16号煤具有较好的物性条件,煤体结构以原生结构煤为主,少量碎裂煤,偶见碎粒煤,有利于煤层气的渗流和开发[13-14];关寨向斜官寨勘探区构造比较复杂,区内各煤层煤体结构不同程度地受到了破坏,降低了煤体强度,影响了煤层的渗透性。2.2煤储层物性特征及含气性2.2.1煤层孔隙—裂隙发育特征煤层基质孔隙和裂隙的大小、形态、孔隙度和连通性等决定了煤层气的储集、运移和产出,研究和认识煤中孔隙和裂隙,对煤层气的勘探开发至关重要[15-17]。通过对比德向斜化乐勘探区煤层气参数井———ZK3603号钻孔煤心裂隙观测,煤层中内生裂隙较发育,密度和方向的发育不均匀,局部密度可达10条/cm。裂隙的这种发育特征,有利于煤层渗透性的发育,也有利于煤层气产出。部分裂隙中有方解石脉充填,可能对煤层渗透率产生一定影响。区内主要煤层孔隙率为4.64%~13.10%,平均为8.84%,具有良好的储集性和透气性。2.2.2煤层渗透性煤储层渗透率是进行煤层气渗流分析的主要参数,在煤层气资源已查明的前提条件下,煤储层渗透率又是制约煤层气资源开发成败的关键因素之一。区内比德向斜注入压降法试井渗透率为0.