陝甘寧盆地煤層氣選區初步地質評價

2022-02-21 15:39:47 字數 2888 閱讀 5916

圖1石碳系太原組煤鏡質組含量

伴隨著烴類氣體的生成過程,在煤層生氣量低於煤層最大吸附量時,生氣量就是煤層中吸附氣量的影響因素;但據徐永昌(1986)和張新民(1991)等人研究,大約在氣煤(r o=0 85%)以後,煤層的生氣量大於煤的最大吸附量,並隨煤階增高二者差距加大。同時可以看出不同煤階的煤吸附能力不同,氣煤、肥煤和焦煤的吸附能力相對於其它煤階的吸附能力略低。綜合看來,在同一外部條件下(同一埋深和壓力條件下)煤層氣含量隨煤階增高而增高。

圖2某地山西組煤面割理密度與煤階的關係(據樊明珠等1995)從儲層滲透率來看,割理發育與否是滲透率好壞的關鍵,而割理是煤變質的結果,統計表明(圖2),中低變質程度的煤具有較高的割理密度,滲透率較高。陝甘寧盆地侏羅系煤層形成的地質時代相對較晚,煤化作用持續時間較短,因而全盆地侏羅系煤層處於中~低煤階,鏡煤反射率在0 55~1 2之間變化,大部分地區鏡煤反射率在0 5~0 9之間。北部伊金霍洛旗以東為褐煤階;杭錦旗-靖邊地區為長焰煤階;鄂托克旗、石溝驛、定邊、環縣等廣大地區呈氣煤階;慶陽以西小範圍地區屬肥煤階。

煤階的變化除與埋深有關外,還受構造運動和斷裂帶的控制。圖3為陝甘寧盆地石炭-二疊系煤階圖。在盆地周緣小於1500m埋深區,東部準格爾旗以北屬長焰煤,煤化程度低,向南煤化程度逐漸增高,到韓城一帶可達瘦煤階;西緣地區煤階為肥煤階。

總的看來,石炭-二疊系煤層煤化程度較高,含氣量較高。

圖4石炭-二疊系、侏羅系煤等溫吸附曲線盆地東部煤層頂底板岩性統計表明:煤層頂底板以泥質巖和緻密灰岩同時出現的機率可達62~68,這說明煤層氣儲存條件較好。另有資料表明;在盆地東緣水動力條件對於煤層氣的儲存有著重要作用,對於石炭-二疊系地層,東部地層出露區是供水區,水體由東向西向盆地內延伸,當水體受到斷層遮擋、岩性變化或滲透率變化遮擋時,易形成有利於煤層氣儲存的超壓條件。

2資源量估算煤層氣資源量計算引數主要有煤層分布面積、厚度、煤巖密度以及煤層氣含量,各項引數準確與否直接影響計算結果,其中煤層氣含量最為重要。盆地中彬長地區侏羅系煤層以往所做含氣量測試表明:煤層氣含量比較低,一般在埋深300~800m時,含氣量為3~7m 3/t。

但從含氣量與埋深的關係來看,含氣量隨埋深加大而增加(袁品燕1995)。由此可以粗略推斷埋深大於彬長地區的慶陽等地區的煤層氣含量大於8m 3/t。對處於700~1500m埋深之間的侏羅系煤層,大部分地區平均煤層氣含量取值為8m 3/t,而北部變質程度低的褐煤~長焰煤區取值在3~7m 3/t之間。

盆地東緣地區石炭-二疊系煤層氣含量如表1,進入盆地內部埋藏加深,煤化程度高,儲存條件更好,推斷含氣量應更高一些。鑑於此,對盆地周緣埋深小於1500m的地區,根據煤層埋深變化和煤階變化,含氣量取值可在2~18m3/t之間。

綜合石炭-二疊系、侏羅系的煤層分布面積、埋藏深度、厚度及含氣量情況,初步估算出陝甘寧盆地煤層氣資源量如表2,限於目前資料掌握程度低,估算結果僅僅是粗略的。

表2陝甘寧盆地石炭-二疊系和侏羅系煤層氣資源量初步估算結果

面積(10 4km 2)厚度(m)含氣量(m 3/t)資源量(10 12 m 3)石炭-二疊系6 310~202~186 8侏羅系55~303~84 2

3目標區初步評價根據前述煤層氣富集的各項因素,以如下原則選擇勘探目標區:(1)煤層埋深適中。煤層埋深大,煤階高,生氣量大,含氣量也大,向上逸散量小,儲存條件好。

但埋深過大,滲透率低,開發成本高;埋深過淺,煤階可能偏低,生氣量低;因此埋深一般選300~1500m為宜。(2)煤層厚度大。煤層氣是煤層中自生自儲的以吸附形式賦存於煤體中的烴類。

煤層越厚,生氣量越大,儲集空間越大。(3)含氣量要高。噸煤甲烷含量反映煤層氣資源的富集程度,決定著目標區是否值得投入開發。

(4)中等煤階。一般選擇r o為0 7~1 6範圍。因為煤階低,煤層滲透率相對高,但含氣量低;若煤階偏高,煤層氣含量高,但滲透率低。

對於侏羅系,由於煤階普遍偏低,選區應適當考慮低階煤。(5)煤巖組分中鏡質組含量要高。這樣煤層生氣量大,內生裂隙發育,儲集條件好。

侏羅系正寧地區:含煤面積4000km 2,煤層平均總厚度8m,煤層1~8層,單層厚度大於1m;煤層埋深800

圖5陝甘寧盆地石炭-二疊系、侏羅系煤層氣選區初步評價~1500m;鏡煤反射率0 65~0 8%,含氣量高於8m 3/t,煤層氣資源量4000億m 3。本區侏羅系煤階較高,交通十分便利,有利於煤層氣的開發利用。烏審旗地區:

含煤面積6000km 2,煤層總厚度10~35m,平均厚度18m,煤層5~7層,單層厚度大於2m;煤層埋深600~1300m;鏡煤反射率0 55~0 7%;含氣量與彬長地區相當,煤層氣資源量10500億m 3。本區煤層厚度大,但煤階低,目前開發條件不便利,可作為煤層氣勘探開發的後備區塊。靖邊地區:

含煤面積4000km 2,煤層平均總厚度8m,煤層3~5層,單層厚度大於2m;埋深300~1500m;鏡煤反射率0 55~0 65%;含氣量小於8m 3/t,煤層氣資源量約3100億m 3。該區地處陝甘寧盆地中部大氣田的主體部位,煤層氣開發利用極其便利,既可就地利用,又可進入大氣田輸氣管道,利用條件得天獨厚,不利因素是煤階較低。石炭-二疊系吳堡-永和地區:

含煤面積約4300km 2,煤層總厚度可達15m,單層厚2~8m,埋深400~1500m,煤巖鏡質組含量65~70%,煤化程度為肥煤~焦煤,煤層頂底板岩性主要為砂泥岩、泥岩和灰岩,封存條件好,含氣量8~18m 3/t,初步估算資源量11700億m 3。該區柳林一帶,有關部門鑽煤層氣井6口,產氣量70前景良好。韓城地區:

面積10000km 2,煤層總厚達10m,埋深200~1000m,鏡質組含量70以上,煤階屬焦煤~瘦煤,含氣量8m 3/t,估算資源量11200m 3。該區不利條件是煤層較薄,有利條件是煤層埋深淺,區域封蓋條件好,交通便利,向西安地區供氣便利。銀洞子地區和橫山堡地區:

面積分別為2600km 2和1400km 2,煤層厚度均可達30m,埋深分別為300~800m和600~1500m,煤層鏡質組含量大於75,煤階屬肥煤,推測含氣量8~10m 3/t,估算資源量分別為6240億m 3和4200億m 3。該區不利之處是處於西緣斷褶帶,斷層發育使得儲存條件變差和勘探難度加大,有利之處是緊鄰銀川和吳忠等市,具有較好的市場條件。

陝甘寧盆地煤層氣選區初步地質評價

作者 席勝利馬財林楊華 長慶石油勘探局勘探開發研究院 摘要 陝甘寧盆地是我國一大型聚煤盆地,上古生界的石炭 二疊系和中生界的侏羅系是其兩套主要含煤層系。石炭 二疊系煤層鏡質組含量高,熱變質程度較高,含氣量大,有利勘探區主要位於盆地的東緣和西緣 侏羅系煤層鏡質組含量較低,熱變質程度低,含氣量相對較小,...

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