新疆尼勒克煤田煤層氣成藏條件探討

■汪　鴻（新疆地質礦產勘查開發局第九地質大隊新疆烏魯木齊830009）

新疆尼勒克煤田煤層氣成藏條件探討

■汪鴻
（新疆地質礦產勘查開發局第九地質大隊新疆烏魯木齊830009）

煤層氣是指賦存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質顆粒表面為主并部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體。本文研究了煤層氣的成因、賦存特點和富集因素，結合伊犁盆地并以尼勒克煤田中下休羅統煤層的地質分布和演化特點，進而總結出該煤田煤層氣的成藏條件及其規律。

煤層氣資源潛力尼勒克煤田

1　前沿

新疆埋深在300-2000米的煤層氣（煤礦瓦斯）資源總量為6.88×1012立方米，預測總的資源量為6428.87×108立方米。伊犁盆地的預測資源量為12191.91×108立方米。因此，對犁盆地煤層氣生成和富集的地質條件的研究和探討低階煤煤巖含氣率以及煤，對于進一步客觀認識煤對伊層氣資源和開展勘探都具有指導意義。

尼勒克煤田位于位于尼勒克山間凹陷，總體呈東西走向（如圖1），是我國中生代西北聚煤域，地層屬中天山地層分區伊寧小區，與博羅霍洛山地層小區為鄰。區內古生界、中生界、新生界均有分布，中生界以侏羅系含煤巖系較發育。

圖1　伊犁盆地構造區劃及盆地結構圖

2　煤層氣地質特征

2.1煤層特征

本區煤層基本上和區內第三系地層底界面的主體形態一致，煤層全區發育，但大部分地段埋藏較深，僅測區北部埋藏較淺，但該地段構造較為復雜，煤層傾角較大，發育較淺的煤層面積較小。

2.2煤質特征

從各煤組的顯微煤巖組份看，八道灣組鏡質組含量較高，西山窯組惰質組含量較高，元素分析中氫元素含量均較低，說明成煤植物以植物莖、根等木質纖維組成，因此各煤組煤層的成因類型為腐殖煤類。西山窯組鏡煤反射率一般在0.32-0.70%之間，屬低變質階段；八道灣組鏡煤反射率一般在0.44-0.72%之間，低變質-中變質階段。

2.3煤層氣控氣地質因素特征：

（1）構造控制因素：整體上為北西西-東西向斜盆地，背斜軸部等受力較強部位裂隙發育，煤層內儲氣空間增加。后期改造隨著深斷裂活動，為瓦斯溢出提供了良好的條件。

（2）水文控制因素：尼勒克甘贊河為煤田內常年性地表徑流，水質良好，可作為供水水源（地）。井下人工排水破壞了地下水自然的補-流-排動態平衡，造成補給遠遠小于排泄，導致地下水斷流和淺部潛水乃至包氣帶水嚴重虧空，滯水封閉作用消失，為游離瓦斯開辟了良好的逸散通道。

（3）煤層埋深及上覆基巖厚度對瓦斯賦存的影響：根據在尼勒克煤田進行的統計分析，建立瓦斯含量分布與埋深的關系，對煤層瓦斯含量與煤層埋深進行線性回歸（如圖2），并建立了相應的數學關系模型，來反映煤層埋深與煤層瓦斯含量的關系。

回歸方程：y=0.0052x-0.1025R2=0.2494

式中：x-煤層埋深（米）；

y-原煤瓦斯含量（立方米/噸）；

R2-相關回歸系數。

經校正，預測瓦斯含量與埋藏深度關系回歸方程為：

y=0.0052x-0.1025+0.3467。

（4）頂底板巖性對瓦斯賦存的影響：尼勒克煤田各煤組煤層結構以泥巖、粉砂巖為主，其次為炭質泥巖、細砂巖。

圖2　煤層瓦斯含量與埋藏深度關系圖

從以上結果可以看出，尼勒克煤田煤層頂板和底板巖性均屬于低滲透型隔擋層，透氣性差，因此單從巖性角度來講，對煤層氣的保存比較有利。

3　煤層氣產能及開發潛力

尼勒克煤田甲烷氣體產出于西山窯組和八道灣組的砂巖儲層或煤儲層中。氣產量研究顯示尼調查區鉆孔及各煤礦收集、采集了尼勒克煤田主要煤層瓦斯樣37個（見表1）。所測的37件樣品的瓦斯成分均以氮氣(N2)為主，少量二氧化碳(CO2)氣體，少量甲烷氣體(CH4)。煤層瓦斯含量較低，甲烷最高含量為3.80立方米/噸，二氧化碳最高含量為0.75立方米/噸，該區煤層瓦斯分帶屬二氧化碳-氮氣帶。

所屬根據本區瓦斯測試結果，區內煤層含氣量大于4立方米/噸，達到可供商業開采的規模，具工業利用價值。依據數據得到尼勒克煤田煤層埋深與瓦斯含量關系的回歸方程為：y=0.0052x+0.2442，計算風化帶底深，取各埋藏深度中值預測各水平氣含量，進而預測煤層氣資源量，（見表2）。

侏羅系西山窯組和八道灣組是準噶爾盆地兩大成煤層系，它們主要分布在盆地南緣，熱演化程度基本相當，但從煤巖單層厚度和累計厚度來看，西山窯組都遠遠超過八道灣組，因此，將成為煤層氣最有利的勘探層系。根據煤層厚度、煤層展布、煤層含氣率、煤巖組分和生氣潛力等，推測西山窯組有1個主力氣層，4個含氣層。

表1　煤層瓦斯分析成果表

表2　尼勒克煤田煤田煤層氣資源量預測結果

4　結論

伊犁盆地內侏羅系主要含煤地層為西山窯組、八道灣組，含可采煤層8―15層，可采厚14―98米，全區查明1000米以淺煤炭資源總量784.51億噸，并以長焰煤為主，局部地段有不粘煤和氣煤零星分布，煤質優良，具有低―中灰、中―高熱值、特低硫、低磷等特點。特別是同屬低變質的褐煤一亞煙煤類，具有煤層氣資源潛力。

[1]葉建平，秦勇，林大洋主編.中國煤層氣資源[M].徐州:中國礦業大學出版社，1996.

[2]張建博,王紅巖,趙慶波.中國煤層氣地質[M].北京:地質出版社，2000.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-58-2