临县三交南煤层气勘探开发潜力评价.docVIP

临县三交南煤层气勘探开发潜力评价 马财林1 王前平1 权海奇1 张玉玲1 张铭记2 （1、长庆油田公司勘探开发研究院；2、东方地球物理勘探公司长庆物探处 西安 710021） 摘要：临县三交地区是我国进行煤层气井组评价勘探最早的区块，也是河东地区高孔、高渗煤层气藏勘探的热点地段。本文重点对该区南部锦源矿区煤层气基本地质条件、成藏条件、富集因素进行分析，结合煤炭钻孔资料，参考区内林家坪、碛口煤层气井组试气成果，对该区的煤层气勘探开发潜力进行评价。评价结果认为，该区水文地质条件对煤层气成藏富集影响较大，部分地层水为低矿化度的强径流区，煤层气成藏条件不利，地层水为高矿化度的承压区，煤层气成藏条件好。总体而言，区内煤层气资源量丰富，资源量向探明储量的转化率高，单井试气产量稳定，煤层气勘探开发潜力较大。 关键词：临县三交南;煤层气;勘探开发潜力;成藏富集 1 煤层气勘探现状 研究区域属鄂尔多斯盆地东部晋西挠褶带中段，位于河东煤田中部离柳矿区三交详查区，地处山西省临县三交南的林家坪、碛口乡境内，地理坐标为北纬37°38′10″～37°44′01″，东经110°45′58″～110°54′23″，井田倾斜宽12km，走向长6km，勘探面积70.86km2（图1）。该区的煤层气勘探始于1998年11月，止于2002年3月，期间钻煤层气开发先导性试验井组2个（林家坪、碛口井组），林家坪井组钻井9口，碛口井组钻井5口，井组试气1.5～2.0年，单井试气产量500～3800m3/d不等。煤层气井组试验结果显示，本区5#主煤层厚度大，含气量高，埋藏浅，渗透性好，煤层气勘探开发潜力较大。2 煤层气成藏地质条件 2.1 地层 依据井田地层及钻孔资料，该区地层由老至新顺次为奥陶系下统马家沟组、中统峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组，中上统上石盒子组，第四系中上更新统及全新统。二叠系山西组、石炭系太原组是区内主要的含煤层系，山2段的5#、太2段的8#煤是煤层气勘探的主力煤层。 2.2 含煤地层及煤体结构 含煤地层主要分布在太原组和山西组，太原组含有6＃、7＃、8＃和9＃煤层，其中8＃和9＃煤层为主要可采煤层；山西组含2＃、3＃、4＃、和5＃煤层，4＃和5＃煤为主采煤层。尤其是二叠系山西组5＃煤层和太原组8＃煤层在矿区分布范围广，单层厚度大，是煤层气勘探开发的主力煤层。 煤体结构与煤层渗透率成正相关关系，煤层夹矸层数愈多、夹矸层愈厚，煤层渗透率就愈低。二叠系山西组5＃煤层结构简单－复杂，含0～4层泥岩夹矸，一般含1～3层夹矸，夹矸厚度0.03～0.35m。太原组8＃煤层结构简单－中等，含0～2层夹矸（表1）。两层主煤夹矸层数少，夹矸层厚度小，对煤层渗透性影响小。 表1 三交南可采煤层厚度及煤体结构表 煤层号 煤层厚度（m） 结构（含夹矸数） 5＃ 0.94～7。72 简单－复杂 5.56 （0～4） 8＃ 2.60～4.82 简单－中等 3.58 （0～2） 2.3 煤层气成藏地质条件 2.3.1 煤层厚度及埋藏深度 研究区煤层总厚9.26～17.44m,平均14.92m。5＃煤层厚度3.17～7.72m,平均5.56m，单层厚度大于5m的富煤厚带沿湫水河北东向展布，林家坪一带5＃煤单层厚度大于7m（图2）；5＃煤埋深236.54～858.91m,平均420.42m，东浅西深。 图2 5＃煤厚度及埋深图 8＃煤层厚度2.60～4.82m,平均3.58m，锦原矿区8＃煤单层厚度大于3m，单层厚度大于4m的富煤中心处在林家坪、后山村两地（图3）；8＃煤层埋深298.28～920.92m,平均478.17m，仍然是东浅西深。8＃煤埋藏深度的平面变化趋势与5＃煤相同，仅同一井点深度相差30～50m。总体看来5#和8#煤层分布比较稳定、连续性好。 图3 8＃煤厚度及埋深图 不管是煤层总厚度还是单层厚度，均满足地质选区对煤层厚度（国家选区标准：总厚度10m，主煤单层厚度2m）的要求。两主煤层埋藏深度适中，恰处在煤层气勘探最有利的埋藏深度段内。 2.3.2 煤岩煤质特征 煤岩灰分、挥发分、水分是评价煤质好坏的关键指标，这三项指标在煤层中的含量愈低，表明煤质条件愈好，煤储层的有效储集空间愈发育；硫含量高的煤层，除影响煤岩储集性能外，还对煤层气开发极为不利；镜煤反射率是划分煤阶的重要参数，也是衡量煤层受热变质程度高低的重要证据。区内5＃煤灰分含量20～35%，水分含量0.7～0.82%，挥发分含量24.92～36.65%，硫分含量0.35～0.37%（表2），为中灰分和中挥发分、低硫含量、高发热量煤层。8＃主煤灰分含量15～25%，水分含量0.75～1.29%，挥发分含量26～34%，硫分含量1.09～2.47%，为低