貴州省水城縣化樂井田煤層氣資源評價及有利區優選

李向峰 邱小龍 王 軍 郝 琦

(貴州省地質礦產開發局一一三地質大隊，貴州 553001)

貴州省水城縣化樂井田煤層氣資源評價及有利區優選

李向峰 邱小龍 王 軍 郝 琦

(貴州省地質礦產開發局一一三地質大隊，貴州 553001)

基于保存完整且煤層厚度大的化樂井田煤田地質特征分析，研究了井田內煤層厚度特征、煤儲層物性特征、煤層瓦斯含量等相關特征參數，優選了區內煤層氣有利區塊，獲得區內煤層氣的資源量229.69億m3，資源豐度為1.96億m3/km2，為下一步區內煤層氣的勘探開發提供了資源保障。

化樂井田 煤層氣 煤層厚度 瓦斯含量 有利區

化樂井田地處貴州省六盤水市水城縣比德鄉、化樂鄉及六枝特區新場鄉、牛場鄉境內，礦區走向長15～18km，傾向寬2.5～6.5km，面積72.37km2。為了探明煤層分布及煤層氣資源情況，區內共施工了煤田鉆孔117個，其中煤層氣參數孔2個，全井田范圍內+500m標高以上硫分不大于3%的9層煤總資源量87367萬t。+500m標高以上另有硫分大于3%的3層煤(30、32、33號)總資源量34610萬t，共獲煤炭資源量121977萬t。

1 區域地質特征

化樂井田在大地構造單元上屬揚子陸塊(Ⅰ級)黔北隆起(Ⅱ級)遵義斷拱(Ⅲ級)畢節北東向構造變形區比德向斜西南翼中段，總體呈一寬緩的單斜構造，地層走向以南為南東～北西向，傾向北東為主。地層傾角5～56°，一般10～15°。區內褶曲不發育，斷層呈大多呈南西～北東向展布。

區內為中高山地形，山勢呈北西～南東向延伸展布，與地層走向基本一致。含煤地層出露段地勢相對平緩，多呈帶狀緩坡地貌，為反向坡；煤系上伏地層為同向坡。含煤地層多被第四系地層覆蓋，基巖出露較差，一般標高+1450～+1500m左右。

區內及周邊出露地層主要為二疊系中統茅口組(P2m)，二疊系上統峨嵋山玄武巖組(P3β)、龍潭組(P3l)、長興組(P3c)，三疊系下統飛仙關組(T1f)、永寧鎮組(T1yn)，低洼及緩坡地帶有第四系(Q)沖積、殘積、坡積物分布。上二疊統龍潭組為區內主要含煤地層。

龍潭組為研究區主要含煤地層，巖性由細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖、炭質泥巖及煤層組成，局部夾薄層泥灰巖及菱鐵巖，底部為灰白色鋁土質泥巖。組厚309.65～430.00m，一般厚340 m左右，含煤27～54層，一般35層，含煤總厚25.96～51.34m，平均厚39.84m，含煤系數為11.7%。

2 煤層特征

2.1 煤層厚度特征

化樂井田內可采煤層有M2、M3、M4、M5、M6、M7、M30、M32、M33號等9層，其中M2、M5、M6、M32煤層基本全區可采，M3、M4、M30、M33煤層大部可采，M7煤層化樂一井田內大部可采。可采總厚度12.11～24.28m，平均16.80m，可采系數為4.9%。

化樂井田可采煤層共有9層，平均可采總厚度16.80m。其中M2～M7為上煤組，地層厚度約58m，可采煤層平均厚度11.86m；M30～M33為下煤組，地層厚度約30m，可采煤層厚度約4.94m(見表1)。下煤組煤層層數少且煤層厚度小，因此，區內煤層氣開發以上煤組為主。

表1 化樂井田煤層厚度及煤層間距特征

上煤組主要含煤6層，是區塊主要的煤層氣勘探開發目標層段，如圖1所示，其總厚度分布趨勢從化樂一井田到化樂二井田逐漸變厚，總體來說化樂二井田上煤組煤層厚度最厚，是煤層氣勘探開發的有利層段。

2.2 煤儲層物性特征

(1)煤巖宏觀物理性質特征

圖1 貴州省六盤水市比德向斜化樂研究區上煤組可采煤層總厚度等值線圖

化樂井田內煤層煤的顏色為黑色～灰黑色，煤層多以亮煤、暗煤為主，夾少量鏡煤和絲炭條帶，煤的光澤以玻璃光澤為主，次為瀝青光澤，少量似金屬光澤；煤的形狀以塊狀、碎塊狀為主，次之細粒狀，少量粉粒狀。

(2) 煤巖組分特征

有機組分：鏡質組兩極值為52.58%～69.24%。惰質組兩極值為12.75%～21.25%。

無機組分：粘土礦物兩極值為5.32%～15.21%。黃鐵礦兩極值為1.45%～8.03%。方解石兩極值為0.23%～2.11%。石英兩極值為1.46%～10.04%。

(3)煤巖孔隙度

煤巖中孔隙率越大，說明煤巖比表面積越大，吸附能力越強，煤巖中吸附的甲烷也越多，煤層氣含量越高，反之，煤層氣含量越小。本次評價的5層主力煤層的孔隙率為0.04%～23.12%，平均為5.39%。

(4)煤巖滲透性

煤巖滲透率越大，其滲透性越好，煤層瓦斯解吸更加容易。化樂井田煤炭勘探ZK3603、ZK1602號孔布置為煤層氣參數井，主要測試M2、M5、M6煤層的儲層參數。從測試的主要參數結果可看出，M2、M5、M6煤層的流動系數為變化0.1214～1.82402，滲透率為0.1074～0.50016×10-3μm2，說明煤巖層滲透性一般～中等，導流能力低～較高。

2.3 主力煤層埋深

圖2 貴州省六盤水市比德向斜化樂研究M6煤層埋深等值線圖

化樂井田煤層厚度最大的煤層是M6號煤層，是煤層氣勘探開發的主要目標層位，根據煤層氣選區評價原則，煤層埋深在400～1500m是煤層氣開發的有利深度。通過圖2可以看出，區內M6號煤層埋深除化樂一井田西部少部分區域埋深小于400m以外，其它區域埋深均在400～1000m范圍內，均滿足煤層氣選區評價的相關標準。其中化樂二井田范圍內M6號煤層埋深適中，多在600～800m之間，對煤層氣的開發更為有利。

3 煤層瓦斯含量及組成

區內M2號煤層平均瓦斯含量為12.44mL/g；M3號煤層平均瓦斯含量11.69mL/g；M5號煤層平均瓦斯含量13.86mL/g；M6號煤層平均瓦斯含量13.93mL/g；M32號煤層平均瓦斯含量14.07mL/g。煤層瓦斯含量隨著深度的增加呈增大的趨勢，總體來看，區內各主力煤層平均瓦斯含量均大于8mL/g，煤層瓦斯含量較高。

各煤層瓦斯成份以CH4為主，所占比例在1.30%～99.80%；其次為N2，所占比例在1.00%～81.52%，部分瓦斯樣N2含量較高，主要是由于部分煤田鉆孔較淺或在斷層附近致使煤層CH4逸散。其它氣體含量較低。

4 資源量評價及有利區優選

4.1 資源量評價

根據《煤層氣資源/儲量規范》(DZ/T 0216—2010)，煤層凈厚度≥0.80m，煤的空氣干燥基含氣量下限≥8m3/t。煤層含氣量取各煤層含氣量換算后平均值，煤層凈厚度取該煤層凈厚度的算術平均值，煤層容重取煤層實測數據平均值。資源量評價區內的主要可采煤層，即M2、M3、M4、M5、M6、M7、M30、M32、M33共9層煤。

通過計算，化樂井田煤層氣資源量229.69億m3，資源豐度為1.96億m3/km2，為煤層氣的開發提供了資源保障。

4.2 有利區優選

以區內煤層厚度、煤體結構、主力煤層埋深及含氣性為基礎，按照煤層氣地質選區評價方法(NB/T 10013—2014)、煤層氣資源勘查技術規范(GB/T 29119)、煤層氣資源/儲量規范(DZ/T 0216)等國家標準和行業規范，結合研究區地質特征進行綜合評價。將化樂井田劃分出適合煤層氣勘探開發的有利區塊。劃分原則如表2所示。

根據以上原則，以化樂井田煤層總厚度及主力煤層埋深為基礎，結合煤層含氣性特征和煤體結構特征，將化樂井田劃分為Ⅰ類有利區和Ⅱ類有利區。區內煤層厚度較大，瓦斯含量高，煤體結構多為塊煤和碎塊煤，區內主要為Ⅰ類有利區，Ⅱ類有利區僅分布在少量區域，說明該區域具有較好的煤層氣勘探開發前景。有利儲層詳細劃分見圖3所示。

表2 化樂井田煤層氣有利區劃分原則

圖3 貴州省六盤水市比德向斜化樂研究區

[1] 伍遠學，陸玉歡. 六盤水煤田晚二疊世含煤性分析[J].西部探礦工程，2010，4(1)：108-111.

[2] 王立亭，羅晉輝，王常微. 貴州西部晚二疊世近海煤田地質特征及聚煤規律[J].貴州地質，1993，10(4)：291-295.

[3] 鄧昌文，莫日和. 貴州保田-青山煤層氣參數井鉆井工藝技術[J].探礦工程，2007，1(5)：53-57.

[4] 孟昌忠，湯達幀，許浩. 貴州省格目底礦區新寨井田可采煤層及煤質特征分析[J].潔凈煤技術，2011，17(3)：93-96.

[5] 高弟，秦勇，吳財芳. 織納煤田上二疊統煤層氣能量系統及其控藏效應[J].中國煤炭地質，2012，24(9)：1-5.

[6] 桂寶林，王朝棟. 滇東-黔西地區煤層氣構造特征[J].云南地質，2000，19(4)：321-351.

[7] 黃文，李軍，黃華州. 貴州保田—青山區塊煤儲層特征及煤層氣開發條件研究[J].中國煤炭地質，2008，20(2)：20-24.

[8] 黃文，徐宏杰，張孟江. 貴州省織納煤田煤層特征及煤層氣資源潛力[J].天然氣工業，2013，5(2)：31-34.

[9] 高弟，秦勇，易同生. 論貴州煤層氣地質特點與勘探開發戰略[J].中國煤炭地質，2009，21(3)：20-24.

(責任編輯 劉 馨)

CBM Resource Assessment and Favorable Area Selection in Huale Field of Shuicheng County in Guizhou Province

LI Xiangfeng, QIU Xiaolong, WANG Jun, HAO Qi

(No.113 Geology Team of Guizhou Provintial Bureau of Geology and Mineral Development, Guizhou 553001)

Based on the analysis of coal field geological characteristics of Huale field completely preserved and large thickness of coal seam, the parameters related to the characteristics of coal seam thickness, physical property of coal reservoir and gas content have been studied and so have the favorable CBM blocks been selected, with 22.969 billion m3of CBM resources and the resource abundance degree of 196 million m3per km2, which will provide the resource guarantee for further exploitation and development of CBM in the area.

Huale field; CBM; thickness of coal seam; gas content; favorable area

基金項目《貴州省盤縣保田煤炭整裝勘查》和貴州省地礦局青年科技研究項目《貴州省盤縣保田煤炭整裝勘查區煤層氣賦存規律研究》資助。

李向峰，男，漢族，礦產普查與勘探專業，工程師，碩士，現主要從事煤田及煤層氣勘探開發工作。