当前位置:首页 > 学术论文 > 其它学术论文 > 黄陇煤田永陇矿区煤层气成藏条件及主控因素研究
第46卷第3期煤炭科学技术Vol46 No3 2018年3月CoalScienceandTechnology Mar.2018 黄陇煤田永陇矿区煤层气成藏条件及主控因素研究蔺亚兵1ꎬ2ꎬ宋一民1ꎬ2ꎬ蒋同昌1ꎬ2ꎬ王朝飞2ꎬ杨 甫1ꎬ3ꎬ赵雪娇1ꎬ2(1国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室ꎬ陕西西安 710021ꎻ2陕西煤田地质勘查研究院有限公司ꎬ陕西西安 710021ꎻ3陕西省煤田地质集团有限公司ꎬ陕西西安 710021)摘 要:黄陇侏罗纪煤田属于典型的低阶煤含煤层气区带ꎬ煤炭勘查结果显示其西部具有一定的煤层气开发潜力ꎬ为了弄清该煤层气成藏条件ꎬ以黄陇煤田永陇矿区麟北区为例ꎬ从煤层气地质、煤储层特征、气藏保存条件3个方面研究了黄陇煤田西部地区的煤层气成藏条件及主控因素ꎮ研究结果表明:黄陇煤田西部地区延安组煤变质程度低ꎬ煤层厚度大ꎬ埋深适中ꎬ含气性较好ꎬ但煤储层渗透性较差ꎻ煤层气富集主要受水动力条件影响ꎬ埋深其次ꎬ构造和盖层影响较小ꎬ埋深500~700m是该区煤层气成藏的最佳深度ꎻ因受成煤后期燕山运动等多期次构造运动的影响ꎬ原生生物气和热成因气大量逸散ꎬ新生代以来煤层接受浅部地表水和大气降水的补给ꎬ接受次生生物气的补充ꎬ是煤层气成藏的关键ꎬ属典型的盆缘缓坡晚期生物成藏模式ꎮ关键词:黄陇煤田ꎻ低阶煤ꎻ煤层气ꎻ煤储层特征ꎻ成藏条件ꎻ成藏模式中图分类号:P61811 文献标志码:A 文章编号:0253-2336(2018)03-0168-08StudyonformingconditionsandmaincontrollingfactorsofCBMreservoirsinYonglongMiningAreaofHuanglongCoalfieldLINYabing1ꎬ2ꎬSONGYimin1ꎬ2ꎬJIANGTongchang1ꎬ2ꎬWANGZhaofei2ꎬYANGFu1ꎬ3ꎬZHAOXuejiao1ꎬ2(1.KeyLaboratoryofCoalResourcesExplorationandComprehensiveUtilizationꎬMinistryofLandandResourcesꎬXi’an 710021ꎬChinaꎻ2.ShaanxiCoalfieldGeologyInvestigationInstituteCo.ꎬLtd.ꎬXi’an 710021ꎬChinaꎻ3.ShaanxiCoalfieldGeologyCo.ꎬLtd.ꎬXi’an 710021ꎬChina)Abstract:HuanglongJurassiccoalfieldbelongstothetypicallow-rankCBM-bearingzone.Coalexplorationdatashowsthattherearecer ̄tainexplorationpotentialsofCBMinthewestꎬbuttheconditionofCBMreservoirformationisnotclear.BasedontheaboveꎬthispaperstudiedtheCBMreservoirformingconditionsinthewesternareaofHuanglongCoalfieldfromthreeaspects:CBMgeologyꎬcoalreservoircharacteristicsandgasreservingconditionꎬtakingLinbeiareaofYonglongMiningAreainthewestofHuanglongCoalfieldasanexample.ThemaincontrollingfactorsofCBMreservoirformationinthestudyareawereanalyzed.TheresultsshowedthattheYan’anGroupinwest ̄ernareaofHuanglongCoalfieldwascharacterizedbylowcoalmetamorphismꎬthickcoalseamꎬmoderateburialdepthandgoodgasbearingpropertyꎬbutthepermeabilityofcoalreservoirwaspoor.TheCBMenrichmentwasmainlyaffectedbythedepthofburialandhydrodynamicconditionsꎬandtheinfluenceofstructureandcaplayerwassmall.Thedepthof500~700mwasthebestdepthofcoalbedformationinthestudyarea.InthelateperiodofcoalformationꎬtheYanshanmovementwasaffectedbymanystagesoftectonicmovement.Theoriginalbio ̄genicgasandthermogenicgasweredissipated.SincetheCenozoicꎬthecoalbedhadreceivedshallowsurfacewaterandatmosphericprecipi ̄tationꎬandreceivedsecondarybiogaswasthekeytoCBMaccumulation.TheformationofCBMreservoirsinthestudyareawastypicalofthelate-stagebiotallogeneticaccumulationmodelofbasin-margin.Keywords:HuanglongCoalfieldꎻlowrankcoalꎻCBMꎻcoalreservoircharacteristicsꎻaccumulationconditionsꎻaccumulationmodel收稿日期:2017-11-11ꎻ责任编辑:曾康生 DOI:1013199/jcnkicst201803028基金项目:国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室资助项目(ZP2013-3)ꎻ陕西省科学技术研究发展计划资助项目(2016GY-187)作者简介:蔺亚兵(1985—)ꎬ男ꎬ陕西宝鸡人ꎬ工程师ꎬ硕士ꎮTel:029-86681267ꎬE-mail:lybcbm@126.com引用格式:蔺亚兵ꎬ宋一民ꎬ蒋同昌ꎬ等黄陇煤田永陇矿区煤层气成藏条件及主控因素研究[J]煤炭科学技术ꎬ2018ꎬ46(3):168-175LINYabingꎬSONGYiminꎬJIANGTongchangꎬetal.StudyonformingconditionsandmaincontrollingfactorsofCBMreservoirsinYonglongMiningAreaofHuanglongCoalfield[J]CoalScienceandTechnologyꎬ2018ꎬ46(3):168-175861蔺亚兵等:黄陇煤田永陇矿区煤层气成藏条件及主控因素研究2018年第3期0 引 言黄陇煤田位于鄂尔多斯盆地西南缘ꎬ是国家重点发展的14个大型煤炭基地之一的黄陇基地所在地ꎬ也是“十二五”期间国家建设的5大国家综合能源基地之一的鄂尔多斯能源基地的重要组成部分ꎮ黄陇煤田拥有煤层气资源量270.28×108m3ꎬ资源潜力较大ꎬ主要分布在彬长、黄陵、焦平矿区及西部的永陇矿区[1-4]ꎮ永陇矿区位于黄陇煤田西部ꎬ是黄陇煤炭基地内继彬长矿区后又一个待开发的大型矿区[5-7]ꎮ勘探资料显示该区地质构造简单ꎬ煤层赋存稳定ꎬ平均厚度6.92mꎬ含气量较高ꎬ具有一定的开发潜力ꎮ位于永陇矿区北部的崔木煤矿和郭家河煤矿均为高瓦斯矿井ꎬ现阶段郭家河煤矿井下瓦斯抽放只能随着采掘工作面推进抽采ꎬ致使抽放不彻底ꎬ同时现阶段井下抽采的瓦斯浓度较低ꎬ利用价值低ꎬ一般直接排放到大气ꎬ造成资源浪费ꎮ低阶煤煤层气勘探开发在美国(粉河盆地、犹因塔盆地、大绿河盆地、风河盆地、哈纳盆地、哈纳盆地)、澳大利亚(苏拉特盆地)和加拿大(阿尔伯特)等国家已经取得了巨大成功ꎬ单井日产气最高达到1.17×104m3ꎬ而我国煤层气地面开发主要在中、高煤阶盆地ꎬ低阶煤的煤层气勘探试验基本处于摸索阶段[8-10]ꎮ低阶煤储层具有煤层厚度大、含气量低、煤储层压力低的特点ꎬ煤层含气量不足3m3/tꎬ地面开发难度较大ꎮ黄陇煤田属于典型的低煤阶煤储层ꎬ从2010年开始彬长矿区大佛寺煤矿建成了日产气量30×104m3煤层气开发工程ꎬDFS-133直井产气量突破3000m3/dꎬ取得较好成绩ꎮ但是项目同一区块内ꎬ不同区域单井产气量常相差几倍ꎬ业界认为地质因素是控制煤层气产量的最主要因素[11-13]ꎮ前人对西北地区及鄂尔多斯盆地煤层气成藏条件作了大量研究ꎬ但是受研究范围及地质条件差异ꎬ煤层气成藏主控因素各有不同[14-16]ꎮ傅小康等[17]将我国煤层气成藏模式分为背斜模式、构造-水动力模式、构造-岩性模式、岩性-水动力模式、岩性模式五种模式ꎮ晋香兰等[18]研究认为次生生物气的补充是鄂尔多斯盆地侏罗系低煤阶煤层气成功开发的重要气源ꎮ田冲等[19]研究认为水文地质条件对黄陇煤田彬长矿区煤层气成藏起着关键作用ꎮ黄陇煤田西部的永陇矿区含煤条件与东部的彬长矿区差异较大ꎬ目前煤层气成藏条件及主控因素尚未研究清楚ꎮ笔者以永陇矿区麟北区为例ꎬ利用在该区施工的117个瓦斯钻孔和5个煤层气参数井数据ꎬ研究黄陇煤田西部地区的煤层气资源成藏条件和煤层气富集的主控因素ꎬ为该矿区煤层气地面开采和煤矿井下瓦斯抽放提供理论支撑ꎬ指导黄陇煤田低阶煤层气勘探、开发和选区ꎮ1 区域地质概况黄陇煤田西部地区主要位于陕西省宝鸡市麟游县、凤翔县、陇县境内ꎬ主体位于黄陇煤田永陇矿区范围ꎬ距西安市直线距离120kmꎮ黄陇煤田中西部地区构造位于鄂尔多斯盆地南部的渭北挠褶带北部ꎬ永陇矿区位于其二级构造单元属庙彬凹陷西部的麟游褶带(图1)ꎮ图1 黄陇煤田构造纲要Fig.1 StructuralschematicinHuanglongCoalfield永陇矿区地表大面积被黄土层覆盖ꎬ沟谷中出露的白垩系地层产状比较平缓ꎬ其深部侏罗系隐伏构造总体为走向NE50°~70°、倾向NW—NNW的单斜构造ꎬ其上发育一组宽缓而不连续的褶曲ꎮ该区背斜构造由南向北依次有良舍背斜(区外)、阁头寺背斜、两亭背斜、羊川寺-花花庙背斜、丈八背斜(图2)ꎮ这些图2 永陇矿区麟北区构造纲要Fig.2 StructuralschematicinLinbeiBlockofYonglongMiningArea9612018年第3期煤炭科学技术第46卷宽缓而不连续的褶曲对研究区侏罗纪早期古地貌及煤系、煤层分布及其厚度有一定的控制作用ꎬ背斜的轴部与矿区地层走向一致ꎬ呈近EW向或NEE向ꎮ矿区内断层主要发育于西部边缘ꎬ以张性、张剪性为主ꎬ走向以NW—NNW向为主ꎬ燕山早期有逆冲断裂ꎮ中东部地区断裂稀少ꎬ且以正断层为主ꎬ根据勘探报告显示ꎬ依据地震勘探资料及钻孔煤层底板等高线推断矿区北部发育一条北西向的丈八-天堂正断层ꎬ全长超过18kmꎬ断层倾向NNEꎬ倾角50°ꎬ落差100~200mꎮ另外ꎬ在麟游北区南部的郭家河井田深部侏罗系构造层有张性断裂构造发育ꎬ走向EWꎬ延展4km左右ꎬ断层落差大于30mꎬ地面白垩系地层中未见断层ꎮ由于永陇矿区西部地区煤炭和煤层气勘查程度低ꎬ故本次研究主要以永陇矿区麟游北区为主ꎮ2 煤层气成藏条件2.1 含煤地层黄陇煤田侏罗纪煤层位于鄂尔多斯盆地盆缘不稳定含煤带、盆缘拗陷厚煤带、盆缘-广湖过渡带ꎬ含煤地层为侏罗系中统延安组ꎮ麟北区主要位于鄂尔多斯盆地盆缘拗陷厚煤带ꎬ总体表现为规模较大的聚煤拗陷ꎬ煤层发育于河流泛滥平原洼地ꎬ属河流湖沼泽相沉积ꎮ含煤地层及煤层明显受控于成煤前古
本文标题:黄陇煤田永陇矿区煤层气成藏条件及主控因素研究
链接地址:https://www.777doc.com/doc-6491420 .html