沁水盆地煤层气地质研究进展
沁水盆地深部软煤煤层气开发实践
沁水盆地深部软煤煤层气开发实践
刘长华;陈国青;高宇;郭琪;李金昱;金志扬
【期刊名称】《矿业安全与环保》
【年(卷),期】2024(51)2
【摘要】我国煤层气开发主要集中在煤层深度小于1200 m的区域,埋深大于
1500 m的深部煤层气开发未取得实质性突破。
针对深部软煤井壁稳定差、压裂改造难的问题,对沁水盆地深部软煤煤层气的开发开展了一系列技术攻关。
研究结果
表明:钻井过程中使用“氯化钾聚合物+井眼强化剂”钻井液体系,可有效控制煤层
相对井径扩大率。
使用16~18 m 3/min超大排量、高液量、高砂量光套管压裂工艺,配合降阻剂来降低施工摩擦阻力,细砂、中砂、粗砂占总砂量体积比分别为15%、70%、15%,加砂量占总携砂液体积比自3%开始每次提高1%,可实现对深部软煤
的充分改造,裂缝动态半长最大达到322.51 m,大幅提高了单井控制面积,排采产气
效果良好。
【总页数】6页(P141-145)
【作者】刘长华;陈国青;高宇;郭琪;李金昱;金志扬
【作者单位】山西华新煤成气勘查开发有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD845
【相关文献】
1.沁水盆地高阶煤层气勘探开发实践与思考
2.沁水盆地在用煤层气钻井液伤害沁水3#煤岩室内评价
3.沁水盆地樊庄区块煤层气高产富集规律及开发实践
4.沁水盆地煤层气商业性勘探开发实践及认识
5.复杂地质条件下煤层气高效开发实践与认识——以沁水盆地郑庄区块为例
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沁水盆地煤与煤层气地质条件
１地质概况华夏系坳陷控制了中上石炭统的沉积，海陆交互相含煤岩系本溪组、太原组平行不整合于中奥陶统之上。
二叠纪阴山构造带隆起，海水退出，转化为过渡相的山西组含煤沉积。
煤系地层平均总厚２００ｍ。
二叠系石盒子组、石千峰组为煤系主要盖层，厚５００～１５００ｍ。
印支运动本区再度隆起，燕山中期成生了太行山、太岳山经向构造体系，与南北端的降县—驾岭、阳曲—盂县纬向构造带联合控制，形成当今的沁水盆地。
喜山期上新世成生晋中、临汾盆地，第三系红土和第四系黄土角度不整合于晚古生代各地层之上，最厚可达４０００ｍ［１］。
沁水盆地现今构造面貌为一近南北向的大型复式向斜，次级褶曲发育。
南部和北部以近南北向褶曲为主，局部为近东西、北东和弧形走向的褶皱；中部则以北北东向褶皱发育为特点。
断裂以北东、北北东和北东东向高角度正断层为主，集中分布于盆地西北部、西南部及东南部边缘。
２煤层气地质条件评价２．１煤层埋深煤层埋深或者上覆地层有效厚度是控制沁水盆地煤层含气量的主要因素之一，其控制作用表现为随上覆有效厚度增大，含气量增高［２］。
区内太原组、山西组煤层埋深受环形向斜构造盆地和局部新生代断陷控制，埋深由边缘露头向盆地中部增大，石炭系底埋深０～５０００ｍ。
其中西北部平遥、祁县、太谷一带的晋中断陷，煤层埋深达２０００～５０００ｍ，是埋深最大的地区；沁县一带是向斜轴部，煤层埋深约２０００ｍ。
埋深小于１０００ｍ区域分布于盆地边部，分布面积１４７５０ｋｍ２，占总含煤面积的５２％，以太原—阳泉、襄垣—长治、沁水—阳城和沁源—安泽四个地区面积较大。
埋深１０００～２０００ｍ含煤带呈环带状分布于前两者之间，面积９９５０ｋｍ２，占总含煤面积的３５％，以中南部和东北部分布面积较大。
２．２煤层厚度石炭系太原组和二叠系山西组是沁水盆地的主含煤组，共含煤６～ｌｌ层，单层厚度大于０．５ｍ，且分布稳定，太原组有八、九、十五煤层，累厚３～ｌ０ｍ，其中北部阳泉、昔阳、太原西山、榆次及东部和顺、左权一带最厚，累厚一般大于７ｍ，中部及南部一般５ｍ左右；山西组有二、三煤层，累厚２～６ｍ，东南部潞安、安泽、高平、屯留和北部清徐、太原西山厚度较大，一般４～６ｍ，其它地区较薄，厚２～４ｍ。
山西沁水煤层气田地质特征
山西沁水煤层气田地质特征1 自然地理环境沁水煤层气田位于沁水盆地南部北纬36°以南，行政区划隶属于山西省晋城市，包括晋城、高平、沁水、阳城等县市。
区内地形为丘陵山地，沟谷发育，切割较深,地面海拔580m～1300m。
较大的河流为沁河，其它有固县河等支流常年有水，大多汇入沁河。
气候为大陆性气候，昼夜温差较大。
2 构造特征里必区地形为山地地形，地表条件复杂，山体陡峭，沟谷切割，基岩出露，地表高差大，海拔高度700-1200m，总体构造形态为一北西倾斜坡带,地层平缓，地层倾角一般2°～7°，平均4°。
断层不发育，断距大于20m 的断层仅在西南部分布，主要有寺头断层以及与之伴生的次一级断层，呈一组北东向—东西向正断层组成的弧形断裂带。
区内低缓、平行褶皱普遍发育，呈近南北和北北东向，褶皱的面积和幅度都很小，背斜幅度一般小于50m，延伸长度5km～10km，呈典型的长轴线性褶皱。
3 含煤层简况沁水区块地层由老至新包括下古生界奥陶系中统峰峰组(O2f)、上古生界石炭系中统本溪组(C2b)、上统太原组(C3t)、二叠系下统山西组(P1s)、下石盒子组(P1x)、上统上石盒子组(P2s)、石千峰组(P2sh)、中生界三叠系T、新生界第三系(N)、第四系(Q)，其中主要含煤地层石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，在盆地内广泛分布，是本区煤层气勘探主要目的层。
山西组：为三角洲沉积，一般有三角洲前缘河口砂坝、支流间湾逐渐过渡到三角洲平原相。
地层厚度8m～90m，一般60m左右，岩性为灰、深灰色砂泥岩互层夹煤层。
本组一般含煤2层～4层，自上而下编号为1#～4#，其中3#煤单层厚度大，全区分布稳定，总体具有东北厚西南薄的趋势，为山西组主要煤层。
沁水地区为3#煤层发育区，厚度3m～8m，局部夹炭质泥岩和泥岩夹矸1～2层。
3#煤层顶板岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩，底板主要为粉砂岩和泥岩。
泥岩作为煤层顶、底板封盖层有利于煤层气的保存和集聚。
沁水盆地胡底井田地质特征及煤层气赋存规律
沁水煤层气田位于沁水盆地南部晋城地区，主体部分在沁水县境内，共划分为樊庄、潘庄、郑庄三个区块[1]。
寺头断层以西为郑庄区块，以东北部为樊庄区块，南部为潘庄区块（图1）。
该区域为我国煤层气产业的重要基地，国内主要产气井多分布在此，研究意义重大。
胡底井田位于樊庄区块的中西部，在沁水县胡底乡蒲池村附近，西以老圪堆、王庄沟、东山一线为界，距沁水县城50km ，东至西岭后、上坟西西部，南抵鸡窝岭、小岭上、七坡、西庄北部，距胡底乡约1km ，北至吴沟村、楼底、银疙堆一线南部，隶属胡底乡管辖。
井田总体成东西向的长方形，长约6km ，宽约4km ，北纬35°43′～35°45′15″，东经112°32′44″～112°36′44″，面积约20.51km 2。
1区域地质概况沁水煤层气田位于沁水盆地东南部斜坡，总体构造形态为一马蹄形斜坡带，地层倾角平缓，一般2°～7°，平均4°左右。
断层相对不发育，断距大于20m 的断层仅在西南部分布，主要有寺头断层以及与之伴生的次一级正断层组成的弧形断裂带，呈北东向-东西向展布。
区内低缓、平行褶皱普遍发育，展布方向以北北东向和近南北向为主，褶皱的面积和幅度都很小，背斜幅度一般小于50m ，面积小于5km 2，延伸长度从数百至上千米，呈长轴线型褶皱（图2）。
区内地层由老至新包括下古生界奥陶系中统峰峰组、上古生界石炭系上统本溪组、太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、中统上石盒子组、上统石千峰组、中生界三叠系、新生界新近系及第四系。
岩浆活动以燕山期侵入体为主，导致煤岩变质程度增高。
2矿区地质胡底井田位于晋获褶断带的西侧，区内构造比作者简介：王凤清（1960—），女，1982年毕业于焦作矿业学院煤田地质与勘探专业，河南省三门峡黄金工业学校高级讲师、高级工程师，主要从事煤田地质研究。
收稿日期：2011-04-18责任编辑：唐锦秀沁水盆地胡底井田地质特征及煤层气赋存规律王凤清（河南省三门峡黄金工业学校，河南三门峡472000）摘要：沁水盆地由于其良好的储气条件，多年来一直是国内外煤层气学者的研究对象。
沁水盆地煤层气勘探开发回顾与展望
中国煤层气
ＣＨ Ａ Ｃ０ＡＬＢＥＤ Ｍ匝 ＡＮＥ ｍ
Ｖｏ ． １７ Ｎｏ． ６ Ｄｅ ｅ ｅ ． Ｏ１ ｃ ｍｂ ｒ ２ ０
沁水盆地煤层 气勘探 开发 回顾 与展 望
赵 贤正
（ 副总经理 ，中国石油华北油 田分公司 ）
发展新 能源是 保 障国家 能源安 全 的一 项 战略举
局 ２２ １ 队在湾里构造完成 的第一 口石油勘探井湾 １
井 ，该 阶 段 未 发 现 油 气 藏 ，其 结 论 是 缺 乏 生 烃 条
件。
晋 １ 、１ 、１ 、１ 、１ 共 ５口井和晋 —１ —２ —３ —４ —５
试 ２ 、４三 口评 价井 ，在郑 庄 区完成 晋试 ６ 价 、３ 评 井和晋 试 ５ 探井 的钻探 ，并 对晋试 １ 预 井组 进 行试
４ ０ 。１９ ～１９ ，在樊 庄 区完 成晋 试 １ ２ ０方 ９ ８ ９９年 井组
一
第一阶段 （９７ ９５ ） １５ ～１７ 年 ：以古生界为对象
的石 油地质 普查 阶段 ，此 阶段 进 行 了 １ ２ ：０万 区域 地质 调查 及 石 油 地 质 普 查 ，１６ ９２年 由 山西 省 地 质
业开发 的 区域 主要位 于 沁水盆 地南部 中国石油矿 权 区 ，面积 ５ ６ ｋ ２ １９ ｍ ，煤 层气 资源量 １０ 万 亿 ｍ 。 ．８ ３
行井组试采开发试验 ， 基本获得成功 。中联煤层气 有 限 责任 公 司于 １９ ９７～１９ ９９年 ，在 工 区及 周 围先
后施 工煤 层 气参 数 井 和 试 验井 ６口 （ Ｌ一０ ２ Ｌ Ｔ ０ 、Ｔ
Hale Waihona Puke 采 ，取得 成 功 。２ ０ 又对 晋试 ２ 、４ 、６井 ００年 、３ 、５
沁水县开发煤层气的科学实践
沁水县开发煤层气的科学实践表现之二是煤矿瓦斯利用规模日益扩张。
主要应用于居民燃气、锅炉燃气、燃气发电等领域。
煤矿瓦斯利用总量已经超过1亿万立方米，利用率30%，燃气用户逾万。
燃气发电装机总容量达到15.5万KW，其中仅寺河煤矿就达到12万K W。
科技进步也在很大程度上推动沁水县煤层气产业快速发展。
一是初步摸清了煤层气成长储藏规律，形成了勘探选区评价理论体系。
通过多年的勘探实践和理论研究，已经初步摸清了沁水煤田煤层气的成长储藏规律和富集规律，摸索出一套适合这个地区煤层气地质特点的勘探理论和目标评价体系，掌握了高煤阶区煤层气成长储藏理论与高渗透高饱和区煤层气预测方法。
二是初步建立了煤层气勘探开发技术体系。
通过大规模的勘探与开发试验，积累形成了一套适合沁水地区煤层气地址特点的勘探开发技术体系。
主要包括：欠平衡钻井技术、空气钻井技术、煤层气测井评价技术、注入∕压降试井技术、煤层气储层产量历史模拟技术、二氧化碳注入及氮气泡沫压裂增产改造技术等。
通过高新技术的成功应用，提高了单井产量与总体开发效率，推动了煤层气产业发展。
为了进一步加快建设煤层气产业化生产基地，推动沁水经济又好又快发展，沁水县政府2008年5月制订出《沁水县煤层气产业中长期发展规划》。
提出的总体发展目标是：“十一·五”后期以及“十二·五”期间，把沁水县域内的沁水煤田建设成为我国第一个具有重大示范效应的煤层气产业化生产基地，实施两个重点滚动勘探项目、8个开发项目、6个LNG项目、1个CNG汽车加气站、1个城市燃气CNG供气项目和3个日用陶瓷、建设用瓷和精密铸造加工用气项目。
具体目标是：到2010年底，初步建成国内第一个煤层气产业化生产基地,地面煤层气新增探明储量400亿立方米，可采储量200亿立方米；地面煤层气产能30亿立方米，产量22亿立方米；井下抽采煤层气（煤矿瓦斯）5.5亿立方米，利用2亿立方米；建设4条长距离输送管道，总长度253公里，设计输送能力47. 5亿立方米∕年；LNG项目建设规模达到9.3亿立方米∕年；县城CNG汽车加气站及城市燃气CNG供气项目建设规模达到1亿立方米∕年。
山西沁水煤田煤层气分布特征与开发前景分析_朱峰
图1沁水煤田地质图1.中侏罗统2.三叠系 3.二叠系石盒子组、石千峰组4.石炭、二叠系山西组5.上元古界、奥陶系6.下元古界、太古界7.复向斜轴8.短轴背斜9.短轴向斜10.断层作者简介:朱峰男56岁1966年毕业于北京矿高级工程师煤田地质总工程师收稿日期1998-08-17编辑葛晓云沁水煤田为我国煤炭工业的重要基地之一,其面积达31738.12km 2(图1),截止1993年,探明煤炭储量达825.93亿t,预测资源量2377.49亿t,煤炭总量达3203.42亿t 。
煤田内已建成阳泉、晋城、潞安三大国有(统配)矿务局,年产煤炭3700@104t 左右;地方、集体、个体开采的煤矿较多,年产量近5000@104t 。
各矿务局在采煤的同时,对瓦斯的抽放积累了丰富的经验,其中阳泉矿务局10对生产矿井中已建有8座瓦斯抽放站,该局瓦斯资源量以现有产量计算约4亿km 3/a,利用量仅1亿km 3。
因此,沁水盆地的煤层气具有很大的开发价值和广阔的利用前景。
1煤类分布及变质规律沁水煤田煤层厚度大,分布较稳定。
煤的变质程度普遍较高,煤级均在肥煤以上,主要为高级烟煤(焦煤、瘦煤、贫煤)及无烟煤。
在煤田北部,煤类主要为1号无烟煤及贫煤(图2),煤田南部主要为无烟煤和贫煤,局部为2号无烟煤。
煤田东部以瘦煤、贫煤为主,偶见1号无烟及少量的焦煤。
以屯留为例:3煤洗煤挥发份为7.89%~13.15%,一般为10.98%;H 为3.96%~4.69%,平均为4.23%;煤类可划分贫煤及瘦煤,区内大部分为瘦煤,仅在西部(煤田深部)为贫煤。
摘要沁水煤田具有丰富的煤层气资源。
其一是煤炭资源量大,达3203.42亿t ,二是各矿务局对瓦斯的抽放积累了丰富的经验。
因此,该煤田的煤层气具有广阔的利用前景。
从地质学和煤类分布的角度出发,利用现有的各种煤层气资料,预测煤田煤层气的资源量,并划分四个区分别论述其开发前景。
关键词煤层气分布开发前景沁水煤田山西沁水煤田煤层气分布特征与开发前景分析朱峰(山西煤田地质局太原030006)第11卷第2期中国煤田地质Vol.11NO.21999年6月COAL GEOLOGY OF CH INAJun.19992期33朱峰:山西沁水煤田煤层气分布特征与开发前景分析图2沁水盆地C )P 煤阶分布图3沁水盆地煤层气资源量计算愉段及单元划分图煤田西部沁源一带以焦煤、瘦煤、贫煤为主,由西向东呈带状分布。
沁水盆地影响煤层含气量的地质因素探讨
总厚 ０ ４ １９ 平 均 ６ ３ｍ， ． ～２．ｍ， ． ６ 富煤 带位 于 阳泉一 带 ， 向南 、 南 逐渐 变 薄 ， 中 １ 煤 厚 度大 ， 向稳定 ， 西 其 ５ 横 是 区 内太原组 主要 的煤 层 气 储层 。山 西 组 以 Ｋ 岩 与 砂
复 杂程度 和煤层渗 透 率条 件 进行 资源 分级 。根 据 气 含
般来讲， 随着煤层埋藏深度 的加大 ， 的演化程 煤
＊ 收稿 日期 ：０００—４ ２ １－３１
第一作者简介： 金英（ ９ ４）女（ １ ８一 ， 汉族） 山东临清市 ， ， 中国石油大学（ 华东 ） 地球资源与信息学 院在读硕士研究生 ， 研究方向 ： 含油气盆地分析及油
太原 组分 界 ， 届 为 Ｋ 上 ｓ砂 岩 之底 ， 度 变 化趋 势 为 南 厚 厚北 薄 。含 煤 ２ 层 ， ～７ 多为 ３层 ， 中下部 或 中下 部 的 其 ３ 为山西 组主要 的煤层 气储层 。 煤
２ ２ 煤深 ．
一
和气 态组成 的三相 介质 Ｉ 。 ２ ］ 张培 和等 以煤 层气含 量为 主要 标准 ， 时考 虑构 造 同
２ １ 年 第 １ 期 ００ ２
西 部探矿 工程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
５ ５
沁 水 盆 地影 响煤 层含 气 量 的地质 因素 探讨
金 英 ， 永 军 赵
（ 国石 油大学＜ 华东＞ 地球 资源 与信 息学院 ， 中 山东 东 营 ２ ７ ６ ） ５ ０ １
对沁水盆地成庄区块煤层气富集成藏规律的研究
板砂质泥岩 ： ０ ． ４ ７～１ １ ． ９ ５ ｍ， 泥岩： ０ ． ４ ５～８ ． ４ ｍ； 底 板砂 质泥岩 ： １ ． ６ １ １ ０ ２ ２ ｍ， 泥岩 ： １ ． ０ ５～ ７ ． ６ ９ ｍ， 砂 质泥岩和泥岩都具有 渗透性差 ， 隔 水性 良好 的特征 ， 对煤层气 的保存 十分 有利 ； 本区 １ ５ ＃ 煤层顶 板主 要为泥岩与灰岩 ， 其厚度分别 为顶 板泥岩 ： ０ ． １ ９～１ ． ７ ６ ｍ， 灰岩： １ ． ５ ９ １ Ｓ Ａ Ｔ ｎ； ｉ 底 板主要 为泥岩 与铝 土３ ５１ ｍ， 铝土泥岩 ： Ｏ ． ３ ０～１ ３ ． ４ ６ ｍ， 致 密 的灰 岩和 泥岩 同样 具有 渗透 性差 、 隔水 性 良好 的特 征 ， 对煤 层气 的保 存十 分有 利， 其中 Ｃ Ｚ一 ０ ０ １ 、 Ｃ Ｚ． ０ ０ ３ 、 Ｃ Ｚ．０ １ ５井顶底板都 是较厚 的砂质 泥岩 ， 对煤 层气 的保存非 常有利 。
４ ． 吸 附特 征
煤层气等温 吸附特征受压力 、 温度及煤级 、 煤岩组分 、 水分 、 煤 体变形程度 等因素的影响 ， 煤对煤层气 的吸附能力 随煤 化程度增 高而增 大。本 区煤化程度较高 ， 主要为腐植类高变质无烟煤 ， 有机 １ ． 煤 层厚 度 空 间 展 布 规 律 煤岩组分 以镜 质组为主 ， 占有机组分 的 ８ ５ ％ 以上 ， 灰分 含量低 ， 因 （ １ ） 含煤性及煤厚 此本区煤层具有较 大的煤层气 吸附量 。经测 算 ， Ｃ Ｚ． ０ ２ ５井 ３ 撑 煤 成庄区块 ３ 煤厚 ５ ． ３～７ ． ４ ｍ， 平均 ６ ． ４ ６ ｍ， ９ 撑 煤厚 ０ ． ９～１ ． ４ ３ ｍ， 原煤兰氏体积为 ３ ４ ． １ ４ ｍ ３ ／ ｔ ， 兰氏压力为 ２ ． ６ ４ ＭＰ ａ ； 可燃质 煤兰 氏体 平均 １ ． １ ７ ｍ， １ ５ 艨 厚 １ ． ８ ～１ １ ． Ｉ ｍ， 平均 ４ ． Ｏ Ｏ ｍ。其 中 ３ 样 、 １ ５ ＃ 煤 层厚 积为 ４ ３ ． ７ ３ ｍ ３ ／ ｔ ， 兰氏压力为 ２ ． ６ ４ ＭＰ ａ 。Ｃ Ｚ．０ ４ ９井 ３ 煤原煤 兰 氏 度从 整体上 都具有从 东到西逐渐 变薄 的趋势 ， ９ 煤层有从 四周向 体积为 ２ ３ ． ６ ６ ｍ ３ ／ ｔ ， 兰 氏压 力为 １ ． ７ ７ ＭＰ ａ ； 可燃质煤 兰 氏体积 为 ３ ３ ． 中部逐渐 变薄的趋 势 ， 并且 ３ 徉 、 １ ５ ＃ 煤厚度都 比较 大 ， 为煤层气 的 ９ １ ｍ ３ ／ ｔ ， 兰氏压力 为 １ ． ７ ７ ＭＰ ａ 。Ｃ Ｚ．０ ４ ９井 ９ 撑 煤 原 煤兰 氏体 积 为 富集提供 了较好物质基础 。 ３ ２ ． １ ｍ ３ ／ ｔ 。 兰氏压力为 ２ ． ５ ４ ＭＰ ａ ； 可燃质煤 兰氏体积 为 ４ ８ ． ５ ８ ｍ ３ ／ ｔ ， 兰 （ ２ ） 煤层埋深 氏压力为 ２ ． ５ ４ ＭＰ ａ 。Ｃ Ｚ一 ０ ４ ９井 １ ５ 撑 煤原煤兰氏体积为 ２ ６ ． ９ ４ ｍ ３ ／ ｔ ， 本 区煤层在华北盆地 奥陶 系在 经历 了长期 的风化剥 蚀后 ， 于 兰 氏压力为 １ ． ８ １ ＭＰ ａ ； 可燃质煤兰 氏体积 为 ３ ３ ． ４ ４ ｒ ｎ ３ ／ ｔ ， 兰 氏压力 为 晚石炭世开始沉降并接受沉积 ， 并依次经历 了印支 、 燕 山和喜 马拉 １ ． ８ １ ＭＰ ａ 。并且 ３ 撑 、 ９ 撑 、 １ ５ ＃ 煤 在压 力为 ０～３ ． Ｏ ＭＰ ａ范围 内时吸 附 雅三次构造运动 ， 形成 了被断裂切割成一系列断块构造形态 ， 从而 量增加幅度较 大 ， 而后增 幅逐渐减少 ， 当试验压力 达到 ４ ． ５ ＭＰ ａ以 改变 了煤层 的原有埋藏深度 ， 在阶梯断块的翘起端和地垒 中， 煤层 上时 ， 煤 的吸附量增 幅很小 ， 表明煤的吸附量 已趋于饱和 。 埋深变浅 ； 在阶梯状断块 的倾斜端 和地堑 中 ， 沉 降幅度大 ， 上 覆第 ５ ． 含 气 饱 和 度 三、 四系厚 度大 ， 煤层埋藏较深 。通过对成庄 区块部分煤 层气井 的 含气饱和度是指在一定条件下 （ 储层 压力 、 温度和煤 质等 ） 实 ３ 群 、 ９ ＃ 、 ｌ ５ 群 煤的埋深统计 ， 得 出本区 ３ ≠ ｝ 煤埋深 为 ４ ３ ７ ． １ １ ～５ ９ ７ ． ５ ８ ｍ， 际含气量与相应条件下 的理论 吸附量的 比值 ， 以百 分 比表示 。其 平均 为 ５ ２ ０ ． ８ ９ ｍ； ９ 删 埋深 为 ４ ８ ３ ． ８ ０～ ６ ４ ０ ． ９ ５ ｍ， 平均为 ５ ７ ０ ． ３ ４ ｍ； １ ５ 计算依赖于等温吸附参数与吸附曲线 、 实测煤储层压力 、 实测 含气 埋 深为 ５ １ ７ ． ６ ９—６ ８ ３ ． ７ ５ ｍ， 平均 为 ６ ０ ８ ． ６ ６ ｍｏ从埋 深来 看 ， 成庄 量等煤 层气井测 试数据 。对成庄 区块 ３ 煤 层的含气饱 和度进 行 区块非常有利 于煤 层气开发。 了计 算 ： ３ 撑 煤层井号 Ｃ Ｚ一 ０ ９ 、Ｃ Ｚ一１ ３ 、 Ｃ Ｚ一１ ８ 、 Ｃ Ｚ－ ２ ７ 、 Ｃ Ｚ－ ２ ８ 、 ２ ． 含气量 空间展布 规律 Ｃ Ｚ． ２ ９含气饱和度分别为 ０ ． ４ ３ 、 ０ ． ４ ７ 、 ０ ． ５ １ 、 ０ ． ９ ０ 、 １ ． ３ ９ 、 Ｏ ． ９ ５ 。 根据 成庄区块实测资料和测井资料分析 ， 区内 ３ ＃ 煤 层气含量 ６ 、 结 论 为８ ． ５ ９～２ ４ ． ６ ９ ｍ３ ／ ｔ ， 平均 １ ３ ． ４ ３ ｍ ３ ／ ｔ ； ９ 煤层 气 含 量 为 ８ ． １ ３～２ ５ ． ｌ 诚 庄井 田 ３ 煤 层稳 定较 厚 ， 含气 量 ８ ． ５ ９— ２ ４ ． ６ ９ ｍ ３ ／ ｔ ， 平 均 ８ ８ ｍ ３ ／ ｔ ， 平均 １ ３ ． １ ８ ｍ ３ ／ ｔ ； １ ５ 群 煤层气含量 为 ８ ． ２ ０—２ ７ ． ６ ３ ｍ ３ ／ ｔ ， 平均 ｌ ４ ． １ ３ ． ４ ３ ｍ ３ ／ ｔ ； ９ ＃ ￣ 层较薄 ， 局部可采 ， 含气量 ８ ． １ ３～ ２ ５ ． ８ ８ ｍ ３ ／ ｔ ， 平均 １ ３ ． ３ ８ ｍ ３ ／ ｔ 。其各煤层气 含量 有随煤 层埋 藏 深度 增加 而增 高 的趋 势 ， １ ８ ｍ ３ ／ ｔ ； １ ５ 煤层稳定 较厚 ， 含气量 ８ ． ２ ０—２ ７ ． ６ ３ ｍ ３ ／ ｔ ， 平均 １ ４ ． ３ ８ ｍ ３ ／ ｔ 。 具有 由东 北向西南含气量增高趋势。区内较大的正断层附近不利 具有 由东北 向西南含气量增高趋势 。其中各煤层甲烷 占煤 层气 的 于煤层气 的保 存 ， 煤层气含 量降低 。其 中 Ｃ Ｚ一 ０ ２ ８井 ３ 撑 、 ９ 、 １ ５ ＃ ９ ５ ％左右 。 煤层 含气量 为 ２ ４ ． ６ ９ ｍ ３ ／ ｔ ， ２ ５ ． ８ ８ ｍ ３ ／ ｔ ， ２ ７ ． ６ ３ ｍ ３ ／ ｔ ， 普遍 较高 。通 过测 ２ ） 成 庄 井 田开 发 区块 煤 层 埋 深 多 在 ４ ３ ０～６ ５ ０ ｍ之 间， 其中３ 撑 井资料分析 ， 主要 是 由于煤 层顶底板具 有较厚 的封 盖能力较强 的 煤 层埋 深为 ４ ３ ７ ． １ ｌ ～ ５ ９ ７ ． ５ ８ ｍ， 平均为 ５ ２ ０ ． ８ ９ ｍ； ９ ＃ 煤 层埋深 为 ４ ８ ３ ． 泥岩层 ， ３ 撑 煤层顶底板 泥岩厚度 分别 为 ９ ． ４ ３ ｍ、 ２ ． １ ３ ｍ； ９ ＃ 煤 层顶底 ８ ０～６ ４ ０ ． ９ ５ ｍ， 平均为 ５ ７ ０ ３ ４ ｍ； １ ５ 煤层埋深为 ５ １ ７ ． ６ ９— ６ ８ ３ ． ７ ５ ｍ， 平 板泥岩厚度分别为 ２ ． ７ ０ ｍ， １ ． ７ １ ｍ； １ ５ ＃ 煤层顶 底板泥 岩厚 度分别 为 均为 ６ ０ ８ ． ６ ６ ｍ。煤层埋藏深度与含气量总体 上呈正相关关 系。 １ ． ７ ６ ｍ， ２ ． １ ２ ｒ ｎ ｏ并且其 富水性较弱 ， 导致了煤层含气量的增高。 ３ 本区 ３ 撑 煤层顶底板 主要为砂 质泥岩 与泥岩 ， ９ 撑 煤层 顶底板
山西沁水盆地煤层气勘探方向和开发建议
山西沁水盆地煤层气勘探方向和开发建议
通过研究近几年沁水盆地煤层气的资源、地质、储层成果,剖析山西组3号煤层和太原组15号煤层*质差异及其根源,分析煤层气勘探开发生产状况,进一步论述了当前沁水盆地煤层气勘探开发所存在的问题,认为沁水盆地是我国煤层气勘探开发投入工程量最多、研究程度最高、产量最大的盆地.提出沁水盆地已经具备作为整装特大型天然气田开发的条件,应该集中力量加快3号煤层煤层气勘探力度,积极研发15号煤层煤层气开发技术,争取到"十二五"末,煤层气探明储量达到8000亿m3,建成年产量50亿m3煤层气生产基地.
彭小妹,PengXiaomei(中联煤层气有限责任公司)
张小朋,ZhangXiaopeng(中原油田井下特种作业处)。
山西沁水煤田煤层气分布特征与开发前景分析_朱峰
图1沁水煤田地质图1.中侏罗统2.三叠系 3.二叠系石盒子组、石千峰组4.石炭、二叠系山西组5.上元古界、奥陶系6.下元古界、太古界7.复向斜轴8.短轴背斜9.短轴向斜10.断层作者简介:朱峰男56岁1966年毕业于北京矿高级工程师煤田地质总工程师收稿日期1998-08-17编辑葛晓云沁水煤田为我国煤炭工业的重要基地之一,其面积达31738.12km 2(图1),截止1993年,探明煤炭储量达825.93亿t,预测资源量2377.49亿t,煤炭总量达3203.42亿t 。
煤田内已建成阳泉、晋城、潞安三大国有(统配)矿务局,年产煤炭3700@104t 左右;地方、集体、个体开采的煤矿较多,年产量近5000@104t 。
各矿务局在采煤的同时,对瓦斯的抽放积累了丰富的经验,其中阳泉矿务局10对生产矿井中已建有8座瓦斯抽放站,该局瓦斯资源量以现有产量计算约4亿km 3/a,利用量仅1亿km 3。
因此,沁水盆地的煤层气具有很大的开发价值和广阔的利用前景。
1煤类分布及变质规律沁水煤田煤层厚度大,分布较稳定。
煤的变质程度普遍较高,煤级均在肥煤以上,主要为高级烟煤(焦煤、瘦煤、贫煤)及无烟煤。
在煤田北部,煤类主要为1号无烟煤及贫煤(图2),煤田南部主要为无烟煤和贫煤,局部为2号无烟煤。
煤田东部以瘦煤、贫煤为主,偶见1号无烟及少量的焦煤。
以屯留为例:3煤洗煤挥发份为7.89%~13.15%,一般为10.98%;H 为3.96%~4.69%,平均为4.23%;煤类可划分贫煤及瘦煤,区内大部分为瘦煤,仅在西部(煤田深部)为贫煤。
摘要沁水煤田具有丰富的煤层气资源。
其一是煤炭资源量大,达3203.42亿t ,二是各矿务局对瓦斯的抽放积累了丰富的经验。
因此,该煤田的煤层气具有广阔的利用前景。
从地质学和煤类分布的角度出发,利用现有的各种煤层气资料,预测煤田煤层气的资源量,并划分四个区分别论述其开发前景。
关键词煤层气分布开发前景沁水煤田山西沁水煤田煤层气分布特征与开发前景分析朱峰(山西煤田地质局太原030006)第11卷第2期中国煤田地质Vol.11NO.21999年6月COAL GEOLOGY OF CH INAJun.19992期33朱峰:山西沁水煤田煤层气分布特征与开发前景分析图2沁水盆地C )P 煤阶分布图3沁水盆地煤层气资源量计算愉段及单元划分图煤田西部沁源一带以焦煤、瘦煤、贫煤为主,由西向东呈带状分布。
沁水盆地南部中深部煤层气储层特征及开发技术对策
沁水盆地南部中深部煤层气储层特征及开发技术对策张聪;李梦溪;胡秋嘉;贾慧敏;李可心;王琪;杨瑞强【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2024(52)2【摘要】为了实现沁水盆地南部中深部煤层气高效开发,以郑庄北-沁南西区块为研究对象,基于参数井取心分析测试、注入/压降测试、地应力循环测试结果和大量动静态数据,通过与浅部对比,阐述了中深部煤储层特征,分析了从浅部到中深部煤层直井压裂和水平井分段压裂两种开发技术的改进,进而提出了中深部煤层气主体开发技术。
结果表明,郑庄北-沁南西区块3号煤平均埋深1200 m左右,为中深部煤层气储层。
随着埋深增加,研究区含气量和吸附时间均先增加后降低,含气量和吸附时间峰值分别位于埋深1100~1200 m和800~1000 m;随着埋深增加,研究区地应力场类型发生了2次转换,埋深小于600 m时,为逆断层型地应力场类型,水力压裂易形成水平缝,利于造长缝;埋深大于1000 m时为走滑断层型地应力场类型,水力压裂易形成垂直缝,裂缝延伸较短;埋深为600~1000 m时,地应力场由逆断层型向走滑断层型转换阶段,水力压裂形成的裂缝系统较为复杂。
与浅层相比,中深部储层含气量、解吸效率和应力场发生明显转变。
随着埋深增加,无论是直井(定向井)还是水平井,均应采用更大的压裂规模才能获得较好的效果。
对于直井,埋深大于800 m后,压裂液量达到1500 m^(3)以上、排量12~15 m^(3)/min以上、砂比10%~14%以上,单井日产气量可以达到1000 m^(3)以上;对于水平井,埋深大于800 m后,压裂段间距控制在70~90 m以下,单段液量、砂量分别达到2000、150 m^(3)以上,排量达到15 m^(3)/min以上开发效果较好,单井产量突破18000 m^(3)。
随着埋深增加,水平井开发方式明显优于直井,以二开全通径水平井井型结构、优质层段识别技术和大规模、大排量缝网压裂为核心的水平井开发方式是适用于沁水盆地南部中深部煤层气高效开发的主体工艺技术。
沁水盆地南部煤系地层吸附气与游离气共生成藏研究
用形式 ， 可将天然气分为生物化学气 （ 。 ０ ５ 、 Ｒ ＜ ．％） 热
沁水盆地南部煤层吸附气勘探开发过程 中，虽然 解气 （ ．％ Ｒ ＜ ％） ０ ５ ＜ 。 ２ 和裂解气 （ 。 ２ ；按天然气 Ｒ ＞ ％） 某些井单井产量较高， 但是井间产能差异大， 高峰产气 赋存相 态又可将 天然 气分为游 离 气 、 溶解 气 、 吸附 气… 时间短 ， 煤层产能衰减明显。 目前看来， 煤层吸附气开 （ １。 表 ） 本文中的煤系地层游离气 （ 简称 “ 游离气” ）概念 发单井产量偏低 ， 稳产期短 ， 致使开发效益较差。 为此 ，
时 期 生 成 天 然 气量 ７ ． ％呈 游 离状 况 逸 散 于煤 层以 无机气 和有机 气 ，其 中有 机 气按原 始物 质性 质又可 分 ７７ 外 ，从 而 为 煤 系地 层 游 离 气 聚 集 成 藏提 供 了资 源 基 为煤型 气和 油型 气 ；按 天然 气形成 的成 熟度 或化学 作 础 （ １。 图 ）
沁水 盆地 位于 山西 省东 南部 ，是 一个 残 留型 的构 增加单井产量， 盘活整个沁水南部煤层气工业 ， 也为我
造盆地 ， 在海相和海陆交互环境的多次交替中， 接受了 国其 他地 区煤 层气 工业找 到一 条增储 上产 、提 高经 济
石炭 系一 二 叠系近 千米 的 台地 型碳 酸盐 岩一 沼泽 含煤 效益 的途径 。
要 力争实现煤 层吸附气和煤 系地层 中游 离气合理共 采 ， 与上述分类中游离态常规天然气有所不同，系指 由煤
十 基金项 目：国家重大专项 “ 煤系地层游离气富集规律与分布研究” （０ ８ Ｘ ５ ３ — ４ ２ ０ Ｚ ０ ０ ３ ０ ）部分成 果。 第一作者简 介：梁宏斌 ，男，博士 ，中国石油 华北油田公司勘探开 发研究 院副院长，主要 从事油 气勘探 及新 能源综合研究 工作。 的高 阶煤 发 育 区 ，煤炭 资
沁水盆地南部煤层气勘探成果与地质分析
沁水盆地南部煤层气勘探活动 及其勘探成果
到目前为止, 沁南共完成各类煤层气井 40 口, 是国内煤层气勘探程度最高的地区。其中, 中联煤 层气有限责任公司( 以下简称中联公司) 21 口, 包括
系、深盆气藏甜点储量的经济评价及其最小规模、深 盆气藏资源量 储量计算结果的可靠性认识以及与 常规油气藏计算结果的比较性分析等, 还有待于深 入研究。
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地质勘探
天然气工业
2001 年 7 月
3 口参数井、9 口 参数+ 试验井和 9 口井 的试验井 网, 完成二维高分辨率地震勘探 334. 88 km; 中国石 油天然气集团公司 11 口, 包括 5 口参数井和 6 口试 验井组; 中美能源公司 7 口试验井组; 煤炭科学研究 院西安分院 1 口参数井。
沁南煤层气地质条件及高渗富集 控制因素
良好的煤层气勘探开发条件应包括两方面, 即 资源条件和可采性条件。前者是基础, 后者是关键, 二者缺一不可。资源条件基本由含煤性和含气性决 定; 而可采性条件则与储层渗透率、储层压力( 即地 层压力) 、临界解吸压力、地应力、含气饱和度等诸多 储层参数有关。这些因素又由所处的地质背景及其 具体的地质条件所决定。据煤田钻探资料、煤层气 钻井获取的储层参数资料及排采生产数据对沁南煤 层气地质条件及高渗富集控制因素作如下分析。
沁水盆地处于华北西部构造较稳定区印支期以来的构造运动在该区主要表现为隆起剥蚀和较弱的褶皱断裂最后形成一个大型构造盆地复式向斜以发育宽缓的褶皱为主要特色断层较少地层分布连续稳定产状平缓含煤面积大而完整煤体原生结构保存良好煤层埋藏深度适中多浅于2000m煤层上覆连续地层厚度较大对于煤层气的赋存和保存都非常有利
探试 验, 大致经 历了三个主要 阶段: 区域 勘探阶段 ( 1997 年以后) 、重点勘探阶段( 1998 年) 、开发试验 阶段 ( 1999~ 2000 年) 。在三年多时间内共钻探煤 层气井 21 口, 不仅获取了丰富的煤层气储层评价参 数, 而且对其中 10 口参数+ 试验井中的 8 口单井和 枣园井网中的 8 口井实施了压裂、排 采。参数+ 试 验井中先后有 3 口井获得了高产气量, 这 3 口井分 别是 T L 003、T L 006 和 T L 007 井。
低温改造技术在沁水盆地南部煤层气井试验应用
第18卷第6期2021年12月中g g层气iCHINA COALBED M ETHANEVol. 18 No.6December.2021低溫改造技术在祕水盆地南部煤层气井试验应用冯树仁张聪吴定泉金国辉刘春春杨宁(中国石油华北油田山西煤层气分公司，山西046000)摘要：通过深入低温改造技术机理研究和沁水盆地南部现场试验效果分析，总结出低温改造技 术适用条件及未来改进方向。
研究表明，低温改造技术通过利用液态C02、％等的低温、冷冲 击及竞争吸附的特性，改变煤岩物理性质和促进煤层CH4解吸，达到增渗增产的效果；分析认 为浅部原生煤、碎裂煤发育区适合低温改造技术的使用。
关键词：沁水盆地煤层气低温改造竞争吸附煤体结构压裂Test and Application of Low Temperature Reconstruction Technology in Coalbed Methane Well in Southern Qinshui BasinFENGShuren,ZHANG Cong,W U Dingquan,JINGGuohui,LIU Chunchun,YANG Ning (Huabei Oilfield Coalbed M ethane Company,PetroChina,Shanxi04600)Abstract ：Through in-depth research on the mechanism of low temperature reconstruction technology and analysis of field test results in southern Qinshui Basin,the applicable conditions and future im provement direction of the technology are summarized.The research shows that the technology can improve the permeability and increase production by changing the physical properties of coal rock and prom oting the desorption of CH4by utilizing the characteristics of low temperature,cold shock and competitive adsorption of liquid C02and N2.The analysis shows that the development areas of shallow norm al coal and cataclas-tic coalare suitable to use the low tem perature reconstruction technology.Keywords：Qinshui Basin；coalbed methane；low tem perature reconstruction；competitive adsorption；coal body structure；fracturing1低温改造技术原理低温改造技术通常采用给井筒及地层中注人低温气体，以达到改变煤岩物性，辅助压裂过程，促使形成更大地改造范围，提高压裂效果。
沁水盆地南部郑庄区块中北部煤层气直井增产新技术研究与应用
沁水盆地南部郑庄区块中北部煤层气直井增产新技术研究与应用胡秋嘉;张聪;贾慧敏;张建国;张文胜;乔茂坡;吴定泉;刘春春;王青川【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2024(49)3【摘要】为提高沁水盆地郑庄区块中北部煤层气直井产量,基于研究区评价井地应力测试资料、压裂裂缝监测资料,分析了研究区直井增产效果差的原因,提出了针对性增产技术,开展了现场对比试验,并对结果进行了分析,结果表明郑庄中北部直井产量低、措施增产效果差的主因为:①研究区以垂直裂缝为主、压裂缝长较短,且随着埋深增加,相同压裂规模形成的裂缝尺寸减小;②随着埋深增加,支撑剂嵌入深度增加,裂缝闭合加快,导致稳产时间短,产气曲线主体形态为“单峰型”;③经初次压裂后煤体结构更加破碎,新裂缝容易进入初次压裂裂缝,造新缝难度增加。
针对上述原因,创新提出的充填预堵+大规模压裂+远端支撑增产技术,“充填预堵”即先采用相对较低的排量、砂比、规模充填初次压裂裂缝,然后再进行大规模重复压裂,实现堵老缝、造新缝。
“大规模”压裂即大排量、大液量、高砂比压裂,将压裂液量由600~800 m^(3)提高至1300~2000 m^(3)以上,增加改造体积;将排量由6~8 m^(3)/min提高至10~14 m^(3)/min以上,增加裂缝长度和携砂性能;采用低黏压裂液体系配合低密度支撑剂,将砂比由7%~8%提高至10%~15%以上,提高铺砂强度,降低裂缝闭合程度。
“远端支撑”即采用自悬浮支撑剂与大排量相结合,增长支撑剂运移距离,提高支撑裂缝比例。
充填预堵+大规模压裂+远端支撑增产技术实施后平均单井日产量达到1380 m^(3),比措施前增产1190 m^(3),比邻井稳产气量增加近1000 m^(3),实现了郑庄中北部中深储层连片低产区直井产量突破。
现场对比试验表明:实施“充填预堵”后再进行大规模压裂,平均净施工压力比初次压裂增加了3.3 MPa,形成了新裂缝,比直接进行大规模压裂增量提高1000 m^(3)。
山西沁水盆地煤层气采出水达标处理试验
通讯作者：刘昌伟，２００９年毕业于西安建筑科技大学环境工程专业，硕士，现在濮阳市鹏鑫化工有限公司从事水污染控制工程、油气田污染治理方面的研究工作。
通信地址：河南省濮阳市华龙区胜利西路６４号，４５７００１。
Ｅ ｍａｉｌ：１７３０３９３０１０１＠１６３．ｃｏｍ。
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５ ３１５８．２０２３．０５．００２山西沁水盆地煤层气采出水达标处理试验刘昌伟１ 张鹏超２ 韩健３（１．濮阳市鹏鑫化工有限公司；２．濮阳经济技术开发区环境保护局；３．河南省生态环境监测和安全中心）摘 要 山西沁水盆地某区块煤层气采出水水质相对清洁，其主要超标项目为：悬浮物８７．５７±１１６．６１ｍｇ／Ｌ，ＣＯＤ３５．１３±２６．４６ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ５７．９４±６．１７ｍｇ／Ｌ，氨氮５．１６±６．３７ｍｇ／Ｌ，氟化物６．３８±２．３８ｍｇ／Ｌ，挥发酚０．０２±０．００４３ｍｇ／Ｌ，石油类１．２８±０．７１ｍｇ／Ｌ。
文章采用“混凝沉淀＋化学氧化＋活性炭吸附＋活性氧化铝除氟”技术工艺处理后，采出水各超标项目降至ＣＯＤ７．２５±３．８０ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ５０．９４±０．４８ｍｇ／Ｌ，氨氮０．１０±０．０６ｍｇ／Ｌ，氟化物０．４１±０．２５ｍｇ／Ｌ，挥发酚０．００２３±０．００１１ｍｇ／Ｌ和石油类０．０２±０．０１ｍｇ／Ｌ，均满足ＧＢ３８３８—２００２《地表水环境质量标准》基本项目标准限值Ⅲ类要求；悬浮物降至５．９０±２．７４ｍｇ／Ｌ，满足ＧＢ８９７８—１９９６《污水综合排放标准》一级标准。
研究结果表明，该处理工艺可以有效解决山西沁水盆地某区块煤层气采出水的污染问题。
关键词 沁水盆地；煤层气；采出水；达标处理中图分类号：Ｘ７０３．１；ＴＥ９９２．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５ ３１５８（２０２３）０５ ０００７ ０６犈狓狆犲狉犻犿犲狀狋犪犾犚犲狊犲犪狉犮犺狅狀犛狋犪狀犱犪狉犱犜狉犲犪狋犿犲狀狋狅犳犆狅犪犾犫犲犱犕犲狋犺犪狀犲犘狉狅犱狌犮犲犱犠犪狋犲狉犻狀犛犺犪狀狓犻犙犻狀狊犺狌犻犅犪狊犻狀ＬｉｕＣｈａｎｇｗｅｉ１ ＺｈａｎｇＰｅｎｇｃｈａｏ２ ＨａｎＪｉａｎ３（１．犘狌狔犪狀犵犘犲狀犵狓犻狀犆犺犲犿犻犮犪犾犆狅．，犔狋犱．；２．犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾犘狉狅狋犲犮狋犻狅狀犅狌狉犲犪狌狅犳犖犪狋犻狅狀犪犾犘狌狔犪狀犵犈犮狅狀狅犿犻犮犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵犻犮犪犾犇犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋犣狅狀犲；３．犎犲狀犪狀犈犮狅犾狅犵犻犮犪犾犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犕狅狀犻狋狅狉犻狀犵犪狀犱犛犪犳犲狋狔犆犲狀狋犲狉）犃犅犛犜犚犃犆犜 ＴｈｅｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｏｆＣＢＭｐｒｏｄｕｃｅｄｆｒｏｍａｂｌｏｃｋｉｎＱｉｎｓｈｕｉＢａｓｉｎｏｆＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｃｌｅａｎ，ａｎｄｔｈｅｍａｉｎｅｘｃｅｅｄｉｎｇｉｔｅｍｓａｒｅ：ｓｕｓｐｅｎｄｅｄｓｏｌｉｄｓ８７．５７±１１６．６１ｍｇ／Ｌ，ＣＯＤ３５．１３±２６．４６ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ５７．９４±６．１７ｍｇ／Ｌ，ａｍｍｏｎｉａ５．１６±６．３７ｍｇ／Ｌ，ｆｌｕｏｒｉｄｅ６．３８±２．３８ｍｇ／Ｌ，ｖｏｌａｔｉｌｅｐｈｅｎｏｌｓ０．０２±０．００４３ｍｇ／Ｌ，ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ１．２８±０．７１ｍｇ／Ｌ．Ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅａｄｏｐｔｓ“ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ＋ｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎ＋ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ＋ａｃｔｉｖａｔｅｄａｌｕｍｉｎａｆｌｕｏｒｉｄｅ”ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｗａｔｅｒｏｆｅａｃｈｅｘｃｅｅｄｉｎｇｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｉｔｅｍｓｄｏｗｎｔｏＣＯＤ７．２５±３．８０ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ５０．９４±０．４８ｍｇ／Ｌ，ａｍｍｏｎｉａｎｉｔｒｏｇｅｎ０．１０±０．０６ｍｇ／Ｌ，ｆｌｕｏｒｉｄｅ０．４１±０．２５ｍｇ／Ｌ，ｖｏｌａｔｉｌｅｐｈｅｎｏｌｓ０．００２３±０．００１１ｍｇ／Ｌａｎｄｐｅｔｒｏｌｅｕｍ０．０２±０．０１ｍｇ／Ｌ，ａｌｌｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆＧＢ３８３８—２００２“犛狌狉犳犪犮犲犠犪狋犲狉犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾犙狌犪犾犻狋狔犛狋犪狀犱犪狉犱狊”ｂａｓｉｃｐｒｏｊｅｃｔｓｔａｎｄａｒｄｌｉｍｉｔⅢ；ｓｕｓｐｅｎｄｅｄｓｏｌｉｄｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｔｏ５．９０±２．７４ｍｇ／Ｌ，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅＧＢ８９７８—１９９６“犆狅犿狆狉犲犺犲狀狊犻狏犲犠犪狊狋犲狑犪狋犲狉犇犻狊犮犺犪狉犵犲犛狋犪狀犱犪狉犱”ＣｌａｓｓＩｓｔａｎｄａｒｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｉｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｏｌｖｅｔｈｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｏｆＣＢＭｗａｔｅｒｉｎａｂｌｏｃｋｏｆＱｉｎｓｈｕｉＢａｓｉｎ，ＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ．犓犈犢犠犗犚犇犛 ＱｉｎｓｈｕｉＢａｓｉｎ；ｃｏａｌｂｅｄｍｅｔｈａｎｅ；ｐｒｏｄｕｃｅｄｗａｔｅｒ；ｓｔａｎｄａｒｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ０ 引 言煤层气即煤层瓦斯气，主要成分为甲烷，属优质清洁能源和化工原料。
沁水盆地煤层气地震储层预测技术方法研究
０ ８０ ） ４００
０２５ ６５２
３ ．华 北油田公 司煤层气勘探 开发分公 司，山西
摘
要 ：随着 三维地 震勘探技 术在沁 水盆地 郑庄 煤层 气示 范 区的实施 ，煤层 气地震储 层预 测技 术
Ｃ ｉ ｉＦｅ ｏ ｐ ｙ Ｓ ａｘ ０ ８０ ） ｈ ａＯｌ ｉ ｄＣ ｍ ａ ， ｈｎｉ ４ ００ ｎ ｌ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｗ ｉ ｈ ｍｐｅ ｎ ａｉｎ ｏ Ｄ ｅｓ ｃ ｅ ｐ ｏ ａｉｎ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｉ ｈ ｎ ｚ ｕ ｇ ＣＢＭ ｅ ｎ ｔａｉｎ ｓｒ ｃ ： ｔ ｔｅ ｉ ｌｍｅ ｔｔｏ ｆ３ ｓ ｉｍｉ ｘ ｌｒ ｔ ｅ ｈ ｉ ｕ ｎ Ｚ ｅ ｇ ｈ ａ ｈ ｏ ｎ ｄ ｍｏ ｓｒｔ ｏ
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（ ．Ｃ ａｇ ａｇＵ ｉ ｒ ｔ，Ｈ ｂ ｉ ３０ ３ ．Ｇ ｏｈ ｓ ａ Ｅ ｐ ｒ ｉ ｅｅｒ ｓｔ ｅｏ ｏｔ Ｃ ｉａ １ ｈｎｊ ｎ ｎｖ ｓｙ ｕ ｅ ４ ４ ２ ；２ ｅｐ ｙｉ ｌ ｘ ｌ ａｏ Ｒ ｓａ ｈＩ ｔｕ ｆ ｒ ｈ ｉ ｅｉ ｃ ｏ ｔｎ ｃ ｎ ｉｔ Ｎ ｈ ｎ
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在西北部最差 ； 煤层一般发育两组裂隙且以吸附孔为主 ， 盆地南部部分裂隙被热液矿物充填 ； 深成变质与燕山期构造热 事件叠加所引起的二次生烃是盆地煤层气藏形成的主要气源 ， 沁南富气 区的勘探前景较好 。关于煤层气成藏动力场 的 研究 ， 已经实现 了多因素耦合的研究方法。煤层气成藏分析相关研究 已经对边界和类型作出划分和厘定 。
第１ ５卷 第 ６期
重 庆科技 学 院学报 （自然 科学 版 ）
２ ０ １ ３年 １ ２月
沁 水 盆 地 煤 层 气 地 质 研 究 进 展
蒋 达 源 ， 文 志 刚 ’ 何 文祥
（１ ． 长 江大 学油 气资源 与勘探技 术教 育部 重 点 实验 室 ，湖北 荆 州 ４ ３ ４ ０ ２ ３ ；
×１ ０ ｍ 。
陈振 宏等 人通 过煤层 气组分 和碳 同位 素组 成研 究， 对沁水 盆地 南 部 煤层 气 的地球 化 学 特 征及 成 因 进行 了分 析 ， 发 现该 区煤层 气碳 同位 素组 成 （ ８ Ｃ ）
介于 一 ６ １ ．７ ％ ｅ ～一 ２ ８ ．７ ％ ｅ ， 且 多为 一 ４ Ｊ Ｄ ％ Ｄ ～一 ３ ０ ％ 。 ，
发利 用试 验 ， 取 得 了重大 的勘 探成 果 ， 具 备煤 层气 商 业化 开 发 条件 。２ ０ ０ ５年 以来 ， 由华北 油 田公 司 负责 的沁水 煤层气 田勘 探 开发 工 作 取 得 重 大进 展 ， 实 现
氢 同位 素判识 指 标 。研 究 表 明 ， 沁水 盆 地煤 层 气 在 后期 改造作 用 控 制下 ， 其 甲烷碳 同位 素 组成 总体 偏轻 ， 盆地 西北 部 的煤层 气具 有 次生 生 物气 的地 球
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
煤层 气 主要 以吸 附 气 的形 式 赋 存 于煤 储 层 中 ， 煤 吸附性 的高低 取决 于煤 的岩 石 学组成 、 化 学 结构 、 煤级 、 灰 分含 量 等煤 自身 的 因素 。吸 附性 与温 度 、 压 力 等地质 影 响 因素 共 同作 用 ， 控 制 了煤 储 层 的 含气
・
７０ ・
蒋达 源 ， 等： 沁水 盆地 煤层 气地 质研 究进展 ２ ． １ 煤储 层 的吸 附性 、 含气 性
的井 的含气 量较 高 ； 煤 演 化 程 度 的高 低 直接 决 定 了 煤 层含气 量 的大 小 ， 二 者存 在正 相关 关系 。
２ ． ２ 储层 物性 特征
为高 一 过成熟的热成因气¨ 。甲烷碳同位素总体
偏轻， 其 原 因可能 是 受强 烈 的水 动力 条 件 和解 析 一 扩散 一 运 移效 应 的综 合影 响 。 王彦 龙等 通过煤 层气碳 氢 同位素及 成分 组成 的 研究 ， 明确 了沁水煤 田的煤层 气成 因 ， 并 在我 国首次
２ ． 长江 大学地球 环境 与水 资 源学院 ， 武汉 ４ ３ ０ １ ０ ０ ）
摘 要： 综述沁水 盆地煤层气地质的相关研究成果。根据研究 ， 沁水盆地煤层气地质特征可以总结为 ： 主要为高 一 过
成熟 的热成因气 ， 仅有少量次生生物气 ； 太原组煤层较 山西组煤层吸附性强 、 渗透性好 ； 煤层 的含气性在南部相对较好 ，
Ｃ Ｏ 含 量 低 ， 一般都小 于 １ ％， Ｃ ： Ｈ ６含 量 微 量 ， Ｃ ／ Ｃ 远小 于 ０ ． ０ ０ １ 。沁水 煤层气 田煤层 气 ６ ”Ｃ ， 值 一
般 分布 在 一 ２ ９ ． ６ ‰ ～一３ ５ ． ４ ‰。
地， 煤 层 气资 源 丰 富 。含 煤 地 层 主 要 为太 原 组 和 山 西组 ， 煤 层厚 度大 、 大 面积分 布 ， 热 演化 程度 高 ， 生气 量大 ； 煤 储层 割 理 发育 ， 构 造 线 交 汇 部位 裂 隙发 育 ， 煤层 气产 出条 件好 ； 煤层 上覆 有效 厚度较 大 ， 水动 力 条件 好 ， 煤层 气保 存 条 件 有 利 。 国土 资 源部 新 一 轮 资源评 价 结 果 表 明， 该 盆 地 煤 层 气 地 质 资 源 量 ３ ９ ５ ０ ０ ． ４ ２ Ｘ １ ０ Ｉ Ｔ Ｉ ，可 采 资 源 量 为 １ １ ２ １ ６ ． ２ ２
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ９— ０ １
性、 吸 附性 、 含气性等， 是 煤 层气 地 质 特征 的重要 组
成部 分 。
基金项 目： 国家科技重 大专项 （２ ０ １ １ Ｚ Ｘ ０ ５ ０ ３ ３— ０ ０ ４ ） 。 作者简介 ： 蒋 达源（ １ ９ ８ ７一 ） ， 男， 湖北 恩施人 ， 长江大学在读硕士研究生 ， 研究方 向为煤层气地质和油气地球化学。
关键词 ： 沁水 盆地 ； 煤层气 ； 地质特征 ；动力场 ；吸附性 ；成藏 分析
中 图分 类 号 ： Ｐ ６ １ ８ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ３—１ ９ ８ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６— ０ ０ ７ ０— ０ ５
沁水 盆地是 我 国煤层 气勘 探开 发程度 最 高 的盆
使 用氢 同位素 辨 识煤 层 气 的成 因 ， 并 建 立 了相应 的
２ ０ ０ ５年 以前 ， 中 国 煤 田地 质 总 局 、 中 联 煤 层 气
公司、 中石油 和 中石 化 等 多 家单 位 在 沁 水 盆地 进 行
了煤 层气 勘探 试 验 ， 包 括 勘探 评 价 先 导 性 试验 和开
化学 特征 。
了沁水盆地南部煤层气的规模开发 。
１ 煤层气 成 因
煤层 气生 成 、 吸附 一解析 、 扩散 渗 流等是 造 成其
２ 煤 储 层 特 征 及储 层 评价
煤储 层特 征 包 括 孔 裂 隙 特 征 、 渗透性 、 非 均 质
碳 同位素 、 组分 及 含 量 等 地球 化 学 特 征差 异 的重 要 原因， 可 根据 地球 化学 特 征 辨 别其 成 因。 沁水 煤 层 气 田煤层 气组 分 以 Ｃ Ｈ 为 主 ， 一般大于 ９ ８ ％ 。Ｎ ， 、