山西沁水盆地柿庄北地区煤层气潜力

山西沁水盆地柿庄北地区煤层气潜力

黄晓明 孙 强 闫冰夷 熊德华 王文化

(中联煤层气有限责任公司,北京 100011)

摘 要:本文是在二维地震和煤层气参数井勘探成果的基础上,对沁水盆地柿庄北区块的石炭-二叠系煤系地层进行了广泛的评价。地质背景调查与煤储层分析结果表明该地区具有地质构造简单、煤层发育稳定、煤层气含气量高而饱和度适中的特点。根据本次工作所确定的煤层气估算资源量为402 93亿m 3,并通过对本区以往勘探成果的阐释,从而有助于确定该地区煤层气资源的商业开采潜力。

关键词:构造 地层 资源量 煤层气潜力

Coalbed Methane Potential of Shizhuang North Block

in Qinshui Basin,Shanxi

Huang Xiaoming,Sun Qiang,Yan Bingyi,Xiong Dehua,Wang Wenhua

(C hina United C oalbed Methane Co Ltd ,Beijing 100011)

Abstract:This paper has completed an e xtensive evaluation of the Permian -Carboniferous coal seams of the Shizhuang North block in Qinshui basin,which included the 2D seismic and the appraisal CB M wells.As the technical report documenting geological setting and the coal reservoir analysis,it has a low relief geo -structure,well de veloped coal seams and a high gas content coal with a medium saturation of this area.This work has quantified an estimated 40 293billion m 3of CB M gas in place which is helpful to determine the CB M potential for com mercial development with the geologic sarvey ca mied out in the past.Keywords:Geo -structure;stratigraphic;gas in place;coalbed me thane potential 柿庄北煤层气区块大部分位于山西省长治市长子县境内[1],区块面积374 92km 2,地质构造上属于沁水含煤盆地东南缘。本次调查工作则主要集中在该区块南部涵盖了长子县、沁水县和高平市的174km 2范围。包括本区在内的整个柿庄地区一直是煤层气勘探开发的热点地区,也是目前我国煤层气勘探开发投入较大、研究程度较高的地区之一[2]。通过持续不断的勘探投入,邻近柿庄南区块的煤层气商业开采已初具规模并获得了枣园区的储

量认证。各种方式的煤层气钻井和生产试验井组全面铺开。井组日产气量稳定在10000~15000m 3左右。部分直井的单井日产量长期稳定在2000~3000m 3,水平井的单井日产量稳定在5000~10000m 3。依托储量控制区,中联公司加快了整个柿庄地区的煤层气勘探开发的步伐,就柿庄北南部地区的174km 2

范围而言;截至目前已完成二维地震104 7km,实施了3口煤层气参数+生产试验井。并对X 1井的3#煤层采取了压裂增产措施,实

作者简介 黄晓明,任职中联煤层气有限责任公司,长期从事煤层气开发工作。

第7卷第5期 中国煤层气 Vol 7No 52010年10月 CHINA COALBED METHANE October 2010

施了为期6个月的排采试验,日产气量最高为860m 3,一般为500m 3左右。通过以上工作我们获得了该地区包括构造、地层,煤储层及煤层气生产特性等十分精细的地质信息和各项数据。通过体积法计算的煤层气资源量为402 93亿m 3,根据地质类比法估算的资源量更高,可达473 16亿m 3,这是因为类比参照区的勘探程度高、资料丰富、部分参数略好于本区。

1 构造发育特征

沁水盆地位于华北地台中部,是介于太行山和

吕梁山之间的一个近南北走向的构造盆地。该盆地先后经历了印支期、燕山期和喜山期构造运动,褶皱、断裂构造均较为发育,构造线多为NE-NNE 走向。柿庄北地区位于沁水盆地中南部,构造位置靠近盆地东南翼,地层展布总体平缓,倾向NWW 。煤层埋深自东向西逐渐加大,深度范围一般在800~1600m 。构造以走向NNE 的褶皱和断裂为主,总体表现为简单平缓的低幅度褶曲和走向延伸不大的正断层。

研究区范围的现今构造主要为燕山期和喜山运动的产物。燕山期:本区处于弱拉张与强挤压交替的应力状态,主要表现为NW-SE 方向的近水平应力场,华北板块南北边缘的两条造山带再次经受造山作用,我国东部的构造发展逐步置于太平洋板块的控制之下,区域上产生了指向NW-NWW 方向的水平挤压应力,本区在水平挤压应力的作用下,

伴随着地壳褶皱抬升而形成NNE 向次级短轴波状褶皱。喜山期:在以NW-SE 拉张应力的作用下,本区沿着已有的裂隙面断裂构造得到进一步发展,形成了本区以NE 向正断层为主的构造轮廓。根据地震地质解释成果,本区发育一组走向NNE 的规模不等的短轴褶曲构造,大断层相对不发育且无逆断层,断层落差一般小于50m 。地层倾角一般小于6 ,局部受构造影响最高可达15 。

本区石炭-二叠系含煤地层沉积稳定,岩性组合及地球物理特征明显,标志层及煤层与其上、下岩层的物性差异较大,因此沉积界面具有较强的波阻抗。

在浅部二叠系及三叠系非煤系地层中,厚度较大的砂岩也能产生较为明显的反射波,如上石盒子底部K 10砂岩,上石盒子组K 12砂岩、K 14砂岩等,它们的共同特点是反射强度及连续性变化频繁,极不稳定,反映出河道砂摇摆不定的沉积相变特征。

地震勘探结果表明(图1);本区地质构造以褶曲为主,断裂系统不发育,偶见陷落柱,总体表现为一个西倾的单斜构造。影响全区煤层形态的主要构造是位于区块中央并纵贯南北的一个向斜构造,其轴向NNE,幅度210m,两翼不对称。以此向斜为界,向斜西翼地层及构造较复杂,在以西1km 条带内地层倾角较大,最大可达15 ,低幅度褶曲及断层发育,煤层起伏较大。向斜东翼构造简单,倾角较小,呈SE 向缓慢抬升,仅有局部的小幅度起伏,倾角一般小于5

。

图1 柿庄北地区地震勘探成果图

3#煤层底板标高最大约为350m,位于本区东南角,最小标高约为-350m,位于区内中央向斜的核部,煤层主要是NWW 倾,埋深随煤层倾向总体呈变深趋势,最浅约830m,最深达1600m 以上,

地表标高的变化对煤层埋深的影响也比较明显。

15#煤层底板标高最大约为250m,亦位于本区的东南部,最小标高约为-540m,位于区内中央向斜的核部,煤层主要是NWW 倾向,埋深随煤层

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中国煤层气

第5期