铁法盆地煤层气成藏模式及产能预测.pdf

第 “卷 第期中国矿业大学学报 ’ 文章编号 “ “ A B C D E C C 铁法盆地煤层气成藏模式及产能预测 叶建平“F郭海林F武强“F刘军伟“ D“ ’中国矿业大学 资源开发工程系F北京“ G H ’东北煤田地质局F辽宁 沈阳“ “ “ “E 摘要分析了铁法盆地构造形态I沉积环境和聚煤特征H研究了盆地水文地质条件和煤层气赋存 规律F并提出了铁法盆地煤层气成藏模式’结果表明在不对称向斜盆地中F沉积了巨厚的下白垩 统煤系地层和煤层F煤系地层是一个含水层F其顶底部含全区分布的隔水层F上覆上白垩统含水 层F有利于煤层气聚集’侧向上F地下水由浅部补给F在深部形成滞流F在西部煤层分叉尖灭带和 相变带附近F形成高势能储层F因此F盆地西部的大兴井田及大隆到大明井田将是煤层气富集高 产区’ 关键词煤层气H水文地质H成藏模式H产能 中图分类号JB “ G ’ “ “文献标识码K “ A G A年F美国国际先进能源公司和沈阳市煤 气公司合作F最先在铁法盆地开展煤层气开发实 验F施工“口参数井F对下煤段进行了压力瞬变测 试F取得了相关的储层参数F利用0 L9M J 0 N 储层模拟软件进行产量预测F确定本区具有煤层气 开发潜力O “ P’ “ A A C年F煤炭部在联合国开发计划署 资助下开展Q中国煤层气资源开发项目R F在铁法矿 区进行地面垂直井采空区抽放煤层气试验F打井 口F进行“ 个月的抽放F共抽瓦斯 “ ’ G S“ C T F 并在大兴井田打一口参数井F完成了项目预期任 务O P’ “ A A U年F中国煤田地质总局在铁法矿区大兴 井田部署口生产试验井F其中N 井获得高产 煤层气流F稳定气产量为U VG TW X O PF 铁 法盆地煤层气开发从此进入一个新阶段’ 基于上述诸多项目F有许多文章著述了铁法盆 地煤层气赋存特征I储层特征及其影响因素F讨论 了煤层气开发生产技术’但是F煤层气勘探开发中 的选区评价技术I煤层气生产机理和控制因素I针 对我国低渗透性煤层特点的煤层气开采技术等等 方面的问题F仍是困绕我国煤层气开发商业化的重 要因素’通过对铁法盆地地质I水文地质的研究和 N D E F G H C IJ I KC L C I MN HO P G QKG Q CH G C B R 含水层及分带 厚度S T最小最大S平均4 水位标高S 单位涌水量S T U V0 WVW4 渗透系数S T VX W4 水质类型 第四系砂砾层孔隙含水层 Y 7 Z [ S [ [ Y; ; Y YZ 9 Z \ 9 \ 7] _9‘ . ab. 上白垩统玄武岩6砂 砾岩裂隙弱含水层 强风化带 次弱风化带 弱风化带 7 7 Y c [ 9 Y ZZ 7 \ \ YZ c [ 9 \] _9 / ‘ . ab. [ [ c ZZ Z \ YZ Z Z d ;] _9 _9‘ . ab. [ Z 7 Z Z Z 9 c Z 7Z Z Z \ Y ; / ] _9‘ . ab. 下白垩统含煤段粗砂岩及砂砾岩 裂隙微弱含水层 c Y 7 Y d 9 S [ \ d [[ Z 7 [Z Z Z Y dZ Z Z c ] _9 / ‘ . ab. / e _c‘ ab. 含水层总体特点f 4厚度大5上白垩统弱含水 层一般厚度7 7 Y c 5下白垩统微弱含水层一般 [ \ d [5最大厚度7 Y d 97 4含水层呈复合 型5层间含泥岩6粉砂岩5起间接隔水作用9 4含 水层垂向分带性显著5从浅部到深部含水性减弱5 浅部岩层为强风化带5深度Y ; Z Z5裂隙发育5富 水性强5单位涌水量和渗透系数大向深部过渡为 次弱风化带5深度 [ Z Z 7 ; Z Z5裂隙不甚发 育5含水性较弱5单位涌水量和渗透系数降低深部 弱风化带5深度c d [ 7 75单位涌水量和渗透系数 均很小5地下水径流微弱c 4地下水水位高5几乎 接近地表据抽水资料5上白垩统水位深度一般在 [ Z ; 7 Z5上白垩统含水层和下白垩统含水 层混合水位在 Z 9 Z [ ZY 4地下水从露头接 受补给5向盆地西南部流动 本区煤系地层含有7层隔水层下白垩统煤系 顶部泥岩隔水层5位于7煤顶板之上5平均 c 厚5全区发育稳定5致密5遇水膨胀下白垩统煤系 底部泥岩隔水层5位于下煤组 [煤层底板下部5一 般 9厚煤系顶部和底部隔水层不仅隔绝了含 水层之间的水力联系5更重要的是对煤层气富集和 运移起到良好封闭作用 g 煤层气赋存规律 铁法矿区含气量平均在[ 7 c d d Y9S * 5最 小7 7 \9S * 5最大7 ; 7 d9S * 含气量受埋深控 制最显著5随深度增加含气量增高从[煤甲烷含 量等值线图T图7 4和底板等高线图可知5富气带位 于埋深最大地区大兴井田埋深最大5W\ Z Z5含 气量最高5 9 ; 9 \ 9S * 其次是大明井田和 小明井田5WY Z Z5含气量沿次级向斜轴呈环带 分布5 9 ;9S * 东部的小青矿和小南矿埋深相对 较浅5含气量较低5多小于c9S * 下部的煤层含 气 量 高 于 上 部 煤 层 含 气 量c ‘ 7煤 9 Z c \ 9S * 5平 均 7 c 9 9S * [ ‘ 7煤 9 ; [ 7 9S * 5平 均 [ 7 c 9S * 7煤 9 \ YZ7 第7期叶建平等f铁法盆地煤层气成藏模式及产能预测 万方数据 “ “ “ 铁法盆地煤层气成藏模式 如上所述铁法盆地为不对称向斜盆地盆地 深部煤层厚度大层数多间距小煤级较低为长 焰煤和气煤镜煤反射率 * * 含气 量较高富气带位于向斜轴深部 煤系地层下白垩统底部和顶部含隔水层既隔 绝了上下白垩统含水层之间的水力联系又对煤层 气的运移和富集起到封闭保存作用 上白垩统砂砾岩裂隙含水层厚度巨大其顶部 与第四系底部含水层呈不整合接触垂向补给浅 部富水性水动力强承压地下水由浅部流向深 部即向西南部径流深部处于滞流状态地下水盐 化表 表 明大 兴 矿 地 下 水 位 最 低平 均 为 矿化度相对较高平均 . 利用 5 6 7 7 6 90 5 I 7 J 7 K L5 M N 9 7 O P H4 B “ 4 ; , 杨世安康福绵铁法矿区高瓦斯矿井瓦斯抽取技术 ; P H * B E ; 郭海林辽宁铁法矿区煤层气勘探取得突破性进展 ; P H 4 ; 4 姜剑虹孙礼文胡善亭等东北煤田地质新进展 ; g h i j k l m j H1 6 7I 7 S I N K T S V 7 N /7 I O 9 L 7 3 T /7 K I O 9W S T 7 L S N 8 S S Y /Y 8 I T N KS 6 O S I 7 O T L I T S L 6 9 3 O N V 7 N 8 N V T S 8 S 6 O S I 7 O T L I T S L K 3 S S Y /Y 8 I T N K O Y 8 7 N WS N 8 X 7 3 /7 I 6 K 7 T K 1 T 7 W M L T K a7 O 7 K 8 9 n 7 3 1 6 7 6 9 3 O N V 7 N 8 N V T S 8S N K 3 T I T N K K 3 I 6 7N S S Y O O 7 K S 7O Y 8 7N WS N 8 X 7 3 /7 I 6 K 7a7 O 7O 7 L 7 O S 6 7 3 fK 3 I 6 7 O 7 L 7 O J N T O B W N O /T K V [ I I 7 O K N W S N 8 X 7 3 /7 I 6 K 7 a L L Y V V 7 L I 7 3 1 6 7 O 7 L Y 8 I L L 6 N a I 6 I T K I 6 T L Y K L 9 //7 I O T S 8 L 9 K S 8 T K 7X L T K I 6 7I 6 T S -8 N a7 O O 7 I S 7 N Y L S N 8 /7 L Y O 7 L 6 L X 7 7 K3 7 [ N L T I 7 3aT I 6T I L O N N W K 3W 8 N N O X 7 T K VS N K W T K T K VX 7 3 L 1 6 7N J 7 O 8 9 T K VY [ [ 7 O O 7 I S 7 N Y L X 7 3 K o Y T W 7 O K 3I 6 7K N K B [ 7 O /7 X 8 7 L Y O O N Y K 3 T K VO N S -N W I 6 7S N 8 L 7 / O 76 7 8 [ W Y 8 W N O S S Y /Y 8 I T N KN W S N 8 X 7 3/7 I 6 K 7 ‘ K 3 3 T I T N K I 6 7 O 7T L 6 T V 6[ N I 7 K I T 8 7 K 7 O V 9O 7 L 7 O J N T O 5 NI 6 7/7 I 6 K 7L 6 N Y 8 3X 7O T S 6 K 3[ O N 3 Y S I T J 7T KI 6 7 O 7 W O N / 0 b T K I N0 /T K V/T K T K V O 7 LT KI 6 7a7 L I 7 O KX L T K pq rs t k u i HS N 8 X 7 3/7 I 6 K 7 d6 9 3 O N V 7 N 8 N V 9 dO 7 L 7 O J N T O B W N O /T K V[ I I 7 O K d[ O N 3 Y S I T J T I 9 E, 第,期叶建平等H铁法盆地煤层气成藏模式及产能预测 万方数据