煤层气开发目标区的选定

Question

如题所述

Answer 1

9.4.1 煤层气开发目标区选择的一般方法

煤层甲烷开发目标区的选择，根据不同煤田具体地质条件而定，应综合考虑的主要因素是煤层埋深、煤层厚度、煤级、地层封闭性（或垂向相邻地层的渗透性）和煤层割理、煤层构造的发育状况。

目前美国在煤层气开发研究方面居国际领先水平。美国的一些煤盆地煤层气开发目标区的选择主要考虑煤厚、埋深、煤级、煤层的连续性、有无大量煤层气涌出史、异常的液体压力环境和构造因素等，其中更注重的是构造因素对煤层渗透性的控制。一般选区多位于煤厚大、埋藏深、煤级高，有大量甲烷涌出史，且平行于某主要断裂延伸方向的地段或在背向斜轴部附近。同时也要结合构造地貌和地表水文因素，如选择受断裂或裂隙控制的主流河道区和河流切割深且有较多涌水自流井分布的河道区。这些区域不但有较好煤层气资源量，而且也有有利的渗流条件。国内目前煤层气开发目标区的选择也大致如此，只是研究程度较低。

9.4.2 煤层气开发目标区的选择原则

根据工作区成煤时代早，变质程度深，构造变动期次多等特点，在目标区选择方面除应综合考虑上述因素外，本次工作着重考虑区内各煤层宏观煤体结构特点，煤体结构的垂向和平面分布规律，挠折带和缓倾带内渗流区的分布等，据此，本区煤层气开发目标区的选择应遵循下述原则：

1）煤层埋藏具有一定深度，在综合考虑钻探取气工艺要求、煤层风氧化带深度和现生产矿井开采水平对煤层甲烷排放的影响后，煤层埋深应在煤层风氧化带以下－1000m范围内。

2）尽可能避开粉煤区或块粉煤区（滞流区），选择煤层受构造变动小，原生结构保存较好，割理裂隙发育的块煤区，以保证煤层有较理想的渗透性。

3）尽可能选择煤层厚度较大，连续性好且甲烷含量较高的地段，以保证有丰富的气源和单位面积内具有较高的甲烷储量。

4）尽可能选择煤层顶底板岩性封闭性能良好，受构造破坏轻微的地段，以保证有良好的储集条件。

5）尽可能远离甲烷散放区，选择位于缓倾带中深部和第二挠折带内的渗流区，这里煤层构造开启程度好，煤层渗流状况比较好。

6）地形上应考虑与主要构造线方向平行的低洼地带或河道区。

9.4.3 目标区的选定

以本区普遍发育的3^＃和11^＃煤层为主要目的层来确定目标区。

依据上述原则，最有利的目标区应以第Ⅰ勘探开发类型为主，考虑到区内3^＃和11^＃煤层的风氧化带深度分别约为300m和500m，因此，目标区应首先选择煤层最小埋深在500m以上，并避开粉煤和块粉煤区的区域。即南区位于S20孔—50孔—185孔—136孔一线以西区域（图9.7）。北区即位于L28—63孔—78孔—98孔—115孔以西区域（图9.8）。在上述二区域尚可进一步缩小目标区范围以至确定井孔位置。

图9.7 南区3^＃、11^＃煤层甲烷开发目标区示意图

1—煤层号及甲烷含量，m³/t；2—煤层号及埋深，m；3—目标区；4—钻孔号

（1）南区

参考国内外经验，选区甲烷含量尽可能达到8m³/t；3^＃煤层厚为1.3～3.5m，11^＃煤层厚度在1.31～3.5m左右；煤层顶板岩石以泥岩为主，含少量粉砂岩；位于第二挠折带和缓倾带的中深部并远离甲烷散放区的煤层开启程度较好的渗流区。它们是图9.7中的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ区。如果考虑有利的地表条件，河谷深切程度、地表水文因素和目标区具有可观的平面面积等因素，Ⅰ区最理想。井位位于60号孔附近。Ⅱ区也较理想，只是甲烷含量稍低于Ⅰ、Ⅲ区。Ⅳ区局部位于煤层气逸散区，布井时应避开逸散带。

图9.8 北区3^＃、11^＃煤层甲烷开发目标区示意图

1—煤层号及甲烷含量，m³/t；2—煤层号及埋深，m；3—目标区；4—钻孔号

（2）北区

第一目标区位于桑树坪井田深部，甲烷含量在8m³/t以上；3^＃煤层厚度大于3.5m，11^＃煤层厚度为1.31～3.5m；3^＃煤层顶板岩性以泥岩为主；11^＃煤层顶板岩性以泥岩和粉砂岩为主（局部为砂岩和灰岩）；位于第二挠折带中上部，井位位于P5孔附近的北西方位上。

燎原井田是第二目标区，各方面条件均比较好，只是3^＃煤层粉煤太发育，但若将井位定于该井田深部边界附近，也是一有利地区。

（3）南北过渡区及矿区更深部目标区预测

本区南北过渡区（即马沟渠井田与燎原井田之间的区域）的中浅部，在垂直F₁断层走向向深部方向延伸约2.5km的范围内，因挤压构造对煤层破坏较严重，因此不适合煤层甲烷开发。但再向深部，构造变动却较轻微，地表所见张剪性裂隙十分发育，特别是沿盘龙河谷地带，为一裂隙密集带。由燎原矿煤体结构分布规律看，向深部延伸至这一区域应以块煤为主，3^＃煤层厚度为1.31～3.5m，11^＃煤层厚度为3.5～8m，各煤层埋深均大于500m，甲烷含量也均大于8m³/t，顶板封闭条件也较好，因此这里也是比较有利于开发的目标区。

在所研究井田范围以外的更深区域，煤层倾角很缓（3°～5°），构造变动十分轻微，除几个煤层气逸散带和北区下峪口井田深部边界以外区域的煤体结构因褶皱作用破坏较甚外，其余地段的广大面积内均可能为煤层气的渗流区，因此有可能成为煤层气远景目标区。