白楊河礦區煤層氣藏劃分及特征研究

梁劍明韋樂樂

（1.新疆煤田地質局一五六煤田地質勘探隊，新疆 730050；2.陜西國際商貿學院珠寶學院／陜西省寶石教學示范中心，陜西 712046）

白楊河礦區煤層氣藏劃分及特征研究

梁劍明1韋樂樂2

（1.新疆煤田地質局一五六煤田地質勘探隊，新疆 730050；2.陜西國際商貿學院珠寶學院／陜西省寶石教學示范中心，陜西 712046）

通過對白楊河礦區含煤地層的分布特征、煤層氣控氣地質條件和富集規律的研究，煤層氣資源主要分布在八道灣組下段（J1b1）的39、41和42號煤層。39、41和42號煤層全區分布穩定，厚度大、含氣量高，煤層分別控制了一定的儲量規模，試采資料也已證實了39、41和42號煤層具有較好的產能潛力。39、41和42號煤層為3個相對獨立的煤層氣藏。39、41和42號煤層頂底板巖性主要為泥巖或砂質泥巖，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

白楊河礦區行政區劃隸屬新疆維吾爾自治區昌吉州阜康市管轄。礦區煤炭資源豐富，煤變質程度中等，煤層氣含量高，煤儲層物性較好，有利于煤層氣的勘探和開發。2008年以來施工的煤層氣開發試驗小井網等工程，獲得了必要的儲層物性和排采參數，單井日產量最高達到2522m3，井組最大日產量達到7000m3。

為了推動新疆資源優勢向經濟優勢轉變的步伐，自治區政府逐年加大煤層氣勘查開發和綜合利用力度，積極推進煤層氣產業的發展。自治區人民政府以新政函［2012］69號批準的《新疆煤層氣開發利用示范工程實施方案》將白楊河礦區列為先期示范區。

1 含煤地層

白楊河礦區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號煤層，其中44、43、42、41和39號煤層全區可采；45號煤層礦區東部有控制，但均不可采，向西逐漸尖滅；40號煤層局部可采，層位較穩定；該段44－39煤層淺部火燒，礦區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號煤層，其中35－36號煤層全區可采，37號煤層大部可采，礦區東部尖滅。38、34號煤層為不可采薄煤層，不穩定。

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17.5%。白楊河礦區39、41和42號煤層全區分布穩定，厚度較大，是煤層氣勘探和開發的主要目標層。

2 煤層氣藏劃分

關于煤層氣藏的定義，不同的學者具有不同的認識。煤層氣藏是在地層壓力（水壓和氣壓）作用下保存有一定數量氣體的同一含煤地層的煤巖體，具有獨立的構造形態；煤層氣藏是進行煤層氣勘探和開發的基本地質單元。歸納起來，煤層氣藏的形成條件包括：煤層厚度、煤變質程度、埋藏深度、蓋層、地質構造5個方面。

通過對白楊河礦區含煤地層的分布特征、煤層氣控氣地質條件和富集規律的研究，煤層氣資源主要分布在八道灣組下段（J1b1）的39、41和42號煤層。39、41和42號煤層全區分布穩定，厚度大、含氣量高，煤層分別控制了一定規模的儲量，試采資料也已證實了39、41和42號煤層具有較好的產能潛力。39、41和42號煤層的煤巖、煤質、厚度、含氣量，儲層溫度、壓力等方面具有不同的特征。縱向上，39、41和42號煤層的頂底板封蓋條件較好，煤層之間有較好的隔水層，沒有水力聯系，各自形成相對獨立的水動力系統，煤層內形成相對獨立的壓力系統。因此，39、41和42號煤層為3個相對獨立的煤層氣藏。

3 煤層氣藏特征

3.1 39號煤層氣藏

39號煤層分布穩定，且厚度大，平均厚度13.45m。其頂板巖性復雜，其中以泥巖和砂質泥巖為主，厚度10.00～27.00m，平均14.14m，僅局部為含砂泥巖、泥質砂巖。根據測井解釋結果和排采試驗證實，含水性和滲透性較差，封蓋條件較好。

39號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、泥質砂巖或砂巖。根據測井解釋排和試采資料證實，含水性、滲透性都較差，對煤層具有很好的封堵作用。

鉆遇39號煤層時，鉆時2.65～44.45min／m，平均19.54min／m，氣測反應明顯，全烴含量10.00%～13.60%，甲烷相對含量1.72%～27.26%，平均11.92%。

根據分析化驗和測試的結果（表1），39號煤層氣藏含氣量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；儲層溫度為17.20～30.50℃，平均22.71℃；實測儲層壓力6.08～7.29MPa，平均6.69MPa。儲層孔隙度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號煤層氣藏

41號煤層呈東西向展布，煤層結構簡單，平均厚度7.69m。其頂板巖性主要為泥巖，局部為砂質泥巖，厚度8.00～23.00m，平均15.38m。根據測井解釋和試采資料證實，頂板的含水性弱，滲透性差，具有較好的封蓋性能。

41號煤層底板巖性主要為泥巖，厚度8.00～18.00m，平均12.25m。根據測井解釋和試采資料證實，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39、41和42號煤層氣藏特征匯總表

鉆遇41號煤層時，鉆時1.80～41.93min／m之間，平均15.77min／m。氣測反應明顯，全烴含量6.70%～33.25%，甲烷相對含量4.98%～47.82%，平均19.09%。

根據分析化驗和測試的結果（見表1），41號煤層氣藏含氣量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；儲層溫度22.42～29.20℃，平均24.29℃；實測儲層壓力7.06～8.52MPa，平均7.89MPa。儲層孔隙度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號煤層氣藏

42號煤層呈東西向展布，煤層結構簡單，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。根據測井解釋和試采資料證實，頂板的含水性弱，滲透性差，具有較好的封蓋性能。

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

鉆遇42號煤層時，鉆時1.90～12.59min／m，平均6.09min／m。氣測反應明顯，全烴含量6.34%～30.36%，甲烷相對含量10.17%～50.82%，平均29.21%。

根據分析化驗和測試的結果（見表1），42號煤層氣藏含氣量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；儲層溫度19.90～31.10℃，平均25.03℃；實測儲層壓力7.43～7.74MPa，平均7.59MPa。儲層孔隙度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 結論

（1）白楊河礦區39、41和42號煤層全區分布穩定，厚度大、含氣量高，是煤層氣勘探和開發的主要目標層。

（2）39、41和42號煤層頂底板巖性主要為泥巖或砂質泥巖，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，各自形成相對獨立的水動力系統及壓力系統。因此，39、41和42號煤層為3個相對獨立的煤層氣藏。

［1］ 張偉，周梓欣，梁劍明，等.新疆阜康市白楊河礦區煤層氣地質勘探報告［R］.新疆：新疆煤田地質局一五六煤田地質勘探隊，2015.

［2］ 李明朝，梁生正，趙克鏡.煤層氣及其勘探開發［M］.北京：地質出版社，1996.14－18.

［3］ 錢凱，趙慶波，汪澤成.煤層甲烷氣勘探開發理論與試驗測試技術［M］.北京：石油工業出版社，1996.30－46.

［4］ 張新民，莊軍，張遂安.中國煤層氣地質與資源評價［M］.北京：科學出版社，2002.51－64.

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

（責任編輯 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年新疆地質勘查基金項目“新疆阜康市白楊河礦區煤層氣開發利用先導性示范工程”（N14-4-XJ01）的研究成果之一。

梁劍明，助理工程師，大學本科，研究方向為煤與煤層氣地質。