潘新志-鄂尔多斯盆地东缘中低阶煤层气勘探潜力分析-7.30修改(1)

北京 100011）
摘 要：鄂尔多斯盆地东缘神木-府谷地区晚古生代煤层埋藏深，大部分介于 1 000 ~ 2 100 m 之间，煤岩变质
程度低，Ro，max 位于 0.6 ~ 1.2 %之间。本文在区内煤层气资源潜力评价基础上通过煤岩工业分析、显微组分、
Romax、热模拟等实验数据统计、分析，对比了 8+9 号煤与 4+5 号煤生烃能力，8+9 号煤生烃能力强于 4+5 号 煤；估算主要目的层的游离气、溶解气和煤层气含量；分析了研究区构造、顶底板封盖性、地下水运移等影响
研究相对薄弱，主要集中在低煤阶煤层气中生物气的成因及影响因素的一系列探讨，对低煤阶煤层气的成藏特
征及低、高煤阶煤层气成藏对比的探讨。目前对于研究区所在的鄂尔多斯盆地东缘中低阶煤层气的研究目前较
少，中石油在保德区块已实施煤层气开发项目，使保德煤层气田成为我国第一个进入开发的中低煤阶煤层气区。
中低煤阶煤层气是我国未来煤层气勘探开发的一个重要方向[6]
Beijing, 100011） Abstract: The late Paleozoic coalbed burial is deep in Shenmu-Fugu area, east of Erdos basin, most of the area is range from 1 000 to 2 100 m. The degree of coal metamorphism is low, Ro，max is between 0.6 ~ 1.2 %. In this article, Based on coalbed methane (CBM) resource potential evaluation in this area, combined with statistics and analysis of experiment data from coal proximate and maceral analysis, Ro,max, thermal simulation experiment, the hydrocarbon-generation capacity for main coalbeds were contrasted and No.8+NO.9 coalbed is higher than No.4+No.5. Free gas, dissolved gas and the whole gas content were calculated in this article. The influence factors for CBM enrichment were analyzed, including structure, sealing capping of surrounding rock and underground water migration characteristics. Reference the desorption experiment data and contrast the Baode block, the CBM content is low in uplifting area of east, which is absorbed gas mainly. Otherwise, coal and underground water conditions are disadvantage for the generation of biological gas, exploration potential is insufficient. However in west where stratum has small dip angle, especially in anticline area, free gas content will increase even more than adsorbed gas because of the pore and permeability developed in mid-low coal. High rank coal reservoirs → low rank coal reservoirs → conventional gas reservoirs, the gas occurrence state may changed from adsorbed gas → adsorbed gas and free gas → free gas mainly. Combining the other enrichment conditions, “structural highs” and traps can be the favorable direction for the CBM exploration in this area. Keywords: east of Erdos basin; mid-low rank coal; deep; coalbed methane; hydrocarbon-generation capacity; exploration direction
引用格式：
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煤炭科学技术 Coal science and Technology
Vol. * No. * *. 201*
吐哈盆地、东北二连、海拉尔、抚顺等盆地进行过低煤阶煤层气勘探开发，尤其以新疆准噶尔盆地南部及吐哈
盆地中低阶煤层气研究为多[3-5]。国内目前在中、高煤级煤层气勘探领域已取得一定成果，但低煤阶煤层气的
2 煤层生烃能力
2.1 煤岩、煤质、储层物性特征 研究区镜质组最大反射率（Ro，max）一般位于 0.9 ~ 1.2 %之间，以肥煤为主，含少量气煤、焦煤。测试结
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煤层气富集的因素。对比保德区块及本区块解吸实验，研究区东部抬升区煤层气含量低，以吸附气为主，且由
于煤层及地下水条件不利于生物气生成，勘探潜力不足；而西部地层缓坡区，特别是背斜发育区，由于中低煤
阶煤孔渗相对发育，游离气含量增高，甚至可能超过吸附气。高煤阶煤储层→低煤阶煤储层→常规气藏储层，
从以吸附气→吸附气、游离气→游离气为主的变化规律，结合其它煤层气赋存条件，“构造高点”或圈闭或是该
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图 2 研究区 8+9 号煤顶板标高等值线图 Fig.2 Contour lines of roof elevation for NO. 8+9 coalbed
地区煤层气勘探的有利方向。
关键字：鄂尔多斯盆地东缘;中低阶煤;深部;煤层气;含气性;勘探方向
中图分类号：P618.11
文献标识码：A
文章编号：
The Exploration Potential Analysis for Mid-low Rank Coalbed Methane in Shenfu Area, East of Erdos Basin
图 3 神府区块 4+5 号煤、8+9 号煤层厚度等值线图 Fig.3 Thickness contour lines of No.4+5 and No.8+9 coalbed
神府地区煤层总厚平均为 21.3 m，发育 4+5 号煤、8+9 号煤两套稳定煤层，两套煤层一般间距 50 ~ 70 m， 其中 4+5 号煤厚度介于 1.5 ~ 4.9 m 之间，平均为 2.96 m；8+9 号煤厚度巨大，介于 7.4 ~ 15.8 m，平均为 12.5 m （图 3）。4+5 号煤以分叉为主，局部存在合并现象，8+9 号煤大部分合并，局部出现分叉。
理想、煤层气资源量大的特点，采取两者综合勘探的思路，本文在对研究区煤层气含气性研究的基础上，分析
控气主要因素，进而对该区域的煤层气勘探方向提出建议。
图 1 神府地区构造位置图 Fig.1 The structure location of Shenfu area
1 煤层ຫໍສະໝຸດ Baidu布特征
研究区地表标高一般 950 ~1 100 m 左右，根据地震解释 8+9 号煤层顶板标高结果及钻井结果（图 2），煤 层埋深介于 200 ~ 2 100 m 左右，分为三个区域，F-2 断层东部深度介于 200 ~ 1 000 m，F-1~F-2 断层间埋深介 于 1 000 ~ 1 800 m，东部抬升区位于晋西挠褶带内，煤层埋深变化剧烈；西部进入伊陕斜坡带，地层倾角变小， 构造平缓，煤层埋深变化于 1 800 ~ 2 100 m。
果显示 4+5 号煤 Ro，max 介于 0.80 ~ 1.15 %之间，8+9 号煤为 0.86 ~ 1.39 %，同一口井两套煤层 Ro，max 之间相差 0.1 ~ 0.2 %；分析煤岩 Ro，max 测试结果可知，8+9 号煤 Ro，max 与顶板标高有比较好的相关性（图 4），研究区地 表虽有起伏，但受鄂尔多斯盆地东缘整体单斜构造控制，自东向西埋深逐渐增加，参考东部保德地区煤样测试
根据最新一轮的油气资源调查，中国低煤阶煤层气资源量约占总量的 43.5%[2]。中国主要在准噶尔盆地、
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作者简介: 潘新志（1966-），男，湖北浠水人，汉族，高级工程师，硕士，主要从事非常规油气勘探工作。Tel：022-66907009,
E-mail：panxz3@cnooc.com.cn
神府地区位于鄂尔多斯盆地东北缘，横跨晋西挠褶带和伊陕斜坡两个一级构造单元（图 1）。晚古生代自
下而上发育本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组地层，为区内致密气勘探的主要层
位。本溪组、太原组、山西组为煤层、暗色泥岩等烃源岩发育层段，沉积环境经历了从海陆过渡相到陆相的演
变，晚古生代沉积地层物源来源于北部伊盟隆起。该地区在非常规油气勘探过程中针对致密气勘探效果相对不
Pan Xinzhi1, Ye Jianping2, Sun Xinyang2, Zhou Longgang1 (1 CNOOC Ener Tech-Drilling & Production Co., Binhai New Area, Tianjin, 300457; 2 China United Coalbed Methane Co., LTD,
结果，研究区 8+9 号煤 Ro，max 随埋深增加有逐渐增加趋势（图 5），东部晋西挠褶带 Ro，max 可低至 0.7 %以下。
1.3
镜质体最大反射率 (Ro,max)
1.2
1.1
1
0.9
0.8
950
1000
1050
1100
顶板标高（m）
图 4 8+9 号煤层镜质体最大反射率（Ro，max）与顶板标高关系 Fig.4 The relationship between vitrinite maximum reflectivity and roof elevation of No. 8+9 coalbed in study area
0引 言
国外低煤阶煤层气以美国粉河盆地最早实现商业开发，2 006 年产量已达 140×108 m3，后续又有美国尤因 塔、拉顿等盆地，美国 18 个含煤盆地和含煤区，煤层气资源总量达 19×1012 m3，其中发育低煤阶煤储层的含 煤盆地有 6 个，煤层气资源量 10×1012 m3，占总资源量的 53 %。加拿大阿尔伯塔盆地和澳大利亚的苏拉特盆 地等也都是低煤阶煤层气开发成功的典型[1]。
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鄂尔多斯盆地东缘神府地区中低阶煤层气勘探潜力分析
潘新志 1 叶建平 2 孙新阳 2 周龙刚 1
(1. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 滨海新区 300457；2. 中联煤层气有限责任公司，