延長(zhǎng)油田煤層氣項(xiàng)目設(shè)計(jì)

1、延長(zhǎng)油田英旺采油廠煤層氣探區(qū)煤層氣資源與開發(fā)潛力評(píng)價(jià)項(xiàng) 目 設(shè) 計(jì)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院二一一年六月十八日延長(zhǎng)油田英旺采油廠煤層氣探區(qū)煤層氣資源與開發(fā)潛力評(píng)價(jià)一、研究及開發(fā)現(xiàn)狀 1、鄂爾多斯盆地煤層氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀根據(jù)2006年國(guó)家新一輪油氣資源評(píng)價(jià)成果，全國(guó)埋深2000m以淺的煤層氣地質(zhì)資源量36.811012m3，可采資源量10.871012m3，煤層氣地質(zhì)資源豐度平均為0.981108m3/km2。煤層氣資源主要集中分布在鄂爾多斯、沁水、準(zhǔn)噶爾、滇東黔西、二連、吐哈、塔里木、天山、海拉爾九個(gè)地質(zhì)資源量大于11012m3的含氣盆地(群)，其地質(zhì)資源量為311012m3，可采資源量為9.

2、31012m3，分別占全國(guó)的84.13和85.76。鄂爾多斯盆地東緣和沁水盆地的沁水區(qū)帶為兩個(gè)最有利區(qū)帶，是近期實(shí)施勘探開發(fā)工作的主要目標(biāo)區(qū)，中國(guó)目前探明煤層氣儲(chǔ)量主要分布在沁水盆地及鄂爾多斯盆地東緣。鄂爾多斯盆地煤層氣勘探集中在盆地東緣及其東南緣石炭二疊系煤層埋深1000m以淺地區(qū)。排采時(shí)間較長(zhǎng)的井網(wǎng)有柳林楊家坪井網(wǎng)、三交林家坪井網(wǎng)、磧口井網(wǎng)、石樓井網(wǎng)和臨興井網(wǎng)，這些井網(wǎng)均分布在盆地東緣，其中以楊家坪井網(wǎng)排采效果最好，單井日產(chǎn)氣20006000m3/d，持續(xù)160多天；磧口井網(wǎng)sj19井排采300多天，平均日產(chǎn)氣1300m3以上；林家坪井網(wǎng)排采2年多，單井日產(chǎn)氣5001800m3，最高單井日

3、產(chǎn)氣3800m3；鄂爾多斯盆地東南緣大寧吉縣韓城地區(qū)煤層氣探井和評(píng)價(jià)井試氣獲工業(yè)氣流，其中韓試1井試獲4000m3/d高產(chǎn)氣流。在韓城地區(qū)已獲得50.78108m3探明儲(chǔ)量，初步實(shí)現(xiàn)了煤層氣小規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)、銷售和利用。中石油在大寧吉縣地區(qū)鉆井控制面積717km2，獲控制儲(chǔ)量1500108m3。截至目前，在盆地內(nèi)共施工1000多口煤層氣井。鄂爾多斯盆地煤層氣勘查開采區(qū)塊登記情況見表1。雖然鄂爾多斯盆地的煤層氣登記區(qū)塊很多，但目前勘查投入不足。煤層氣開發(fā)力度較大的區(qū)塊主要集中在鄂爾多斯盆地東緣和渭北地區(qū)。鄂爾多斯盆地東緣的含氣面積達(dá)到22451.87 km2，資源豐度1.53108 m3 /k

4、m2，是我國(guó)最有利的煤層氣勘探開發(fā)地區(qū)之一?？傮w上鄂爾多斯盆地東緣煤層氣勘探程度較低且勘探程度不均，在逾8104 km2 的煤層氣勘查登記范圍內(nèi)，僅實(shí)施二維地震不到4 000 km, 并且主要分布在韓城、大寧吉縣、三交3 個(gè)重點(diǎn)區(qū)塊，煤層氣探井和評(píng)價(jià)井不到200 口( 截至2009 年底) , 平均為0. 025 口/ km2； 現(xiàn)工區(qū)內(nèi)基本查明的煤層氣4大富集區(qū)面積不到3 000km2，僅占煤層氣勘查范圍的3. 8%；廣大區(qū)域煤層氣的勘探程度很低，甚至是地震和鉆探的空白區(qū)。而區(qū)域沉積相帶研究結(jié)果表明，這些勘探空白區(qū)處于煤層發(fā)育的有利相帶。因此，可供煤層氣勘探開發(fā)的空間極為廣闊。表1 鄂爾多斯

5、盆地煤層氣勘查開采區(qū)塊登記表區(qū)帶序號(hào)區(qū)塊名稱區(qū)帶序號(hào)區(qū)塊名稱東緣1大寧勘查南緣13韓城北區(qū)勘查2柳林楊家坪勘查14韓城南區(qū)勘查3臨興合同區(qū)勘查15板橋勘查4石樓合同區(qū)勘查西緣16橫山堡南勘查5古交勘查17橫山堡北勘查6柳林合作勘查18東道梁勘查7三交北合同區(qū)勘查19鴛鴦湖勘查8河?xùn)|煤田三交勘查20惠安堡-韋州勘查9神府勘查21中衛(wèi)-中寧盆地勘查10準(zhǔn)格爾勘查22阿拉善盟騰格里（）勘查11保德勘查23阿拉善盟騰格里（）勘查12河曲勘查中石油煤層氣公司在鄂爾多斯盆地可供煤層氣勘探開發(fā)的區(qū)塊總面積約8.8104 km2，利于煤層氣勘探開發(fā)的區(qū)域主要集中在盆地的東緣, 由南向北分為渭北、臨汾、呂梁3大

6、含氣區(qū)塊, 其中煤層埋深在1 500 m 以淺的煤層氣地質(zhì)資源量約91012 m3 。自中石油煤層氣公司成立以來(lái)，完成二維地震近2 200 km, 完成探井、評(píng)價(jià)井、生產(chǎn)井500余口； 煤層氣的勘探開發(fā)取得了歷史性突破, 煤層氣單井產(chǎn)量穩(wěn)步提高, 渭北開發(fā)區(qū)的叢式井、呂梁區(qū)塊的水平井成功實(shí)施, 效果顯著；初步形成了針對(duì)煙煤( 中煤階) 煤層氣勘探開發(fā)技術(shù)系列；提交新增煤層氣基本探明儲(chǔ)量并啟動(dòng)了規(guī)模產(chǎn)能建設(shè)。主要勘查區(qū)塊情況敘述如下。（1）大寧吉縣區(qū)塊含煤面積2160 km2，煤層氣遠(yuǎn)景資源量4800108m3。鉆探29口井，已控制含氣面積270 km2，控制儲(chǔ)量343108m3，在760 km

7、2的面積內(nèi)，預(yù)測(cè)儲(chǔ)量460108m3。該氣田煤層厚度大，煤質(zhì)好。5煤和8煤?jiǎn)螌雍穸?7 m，最大厚度9.3 m。反射率1.7%2.4%，屬焦煤和貧煤。含氣量高，為1622 m3/t，含氣飽和度70%90%。滲透率0.200.54 md。經(jīng)初步測(cè)試，單井日產(chǎn)量為10006400 m3。（2）韓城區(qū)塊韓城礦區(qū)面積為2142.5km2，預(yù)測(cè)煤層氣總資源量為2147.27108m3。3#、5#、11#煤層為主要勘探目標(biāo)層，埋深多在400900 m之間。3#、5#煤層厚1.672.90m，11#煤層厚度大，一般6.207.80m。煤層含氣量平均為812m3/t，最高達(dá)到26m3/t；煤層滲透率較高，為1

8、.652.96md。19961997年，中國(guó)煤田地質(zhì)總局在韓城地區(qū)施工了3口煤層氣參數(shù)井，其中1口井獲得單井最高4000m3/d的工業(yè)氣流。目前中聯(lián)公司將韓城列入重點(diǎn)勘探開發(fā)項(xiàng)目，完成了6口井組成的先導(dǎo)性試驗(yàn)井組，單井產(chǎn)量在5002500m3/d之間，其中1口井發(fā)生自噴，試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)該地區(qū)具有良好的煤層氣開發(fā)潛力。隨后，中聯(lián)公司計(jì)劃在該區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大開發(fā)規(guī)模，與香港嘉道里公司合作勘探開發(fā)，并進(jìn)行多分支水平井的施工試驗(yàn)。（3）神府-保德區(qū)塊為中聯(lián)公司對(duì)外合作的區(qū)塊，由山西保德、陜西神府2個(gè)合同區(qū)塊組成，總面積4080.10 km2，預(yù)測(cè)資源量7200108m3?，F(xiàn)在bhp-billiton公司為合

9、同區(qū)塊的作業(yè)者，2004年至今，該公司共鉆井10口。鉆探顯示，煤層含氣量較高，為810 m3/t，滲透率高，煤層厚度大，具有良好的煤層氣開發(fā)潛力。bhp-billiton公司計(jì)劃加大對(duì)該區(qū)塊的勘探力度，著手編制開發(fā)方案，盡快進(jìn)入煤層氣開發(fā)階段。（4）柳林北區(qū)塊1991年在該區(qū)域的郭家溝井田原地礦部華北石油局經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)選取了楊家坪作為煤層氣勘查開發(fā)示范區(qū)，示范區(qū)面積約16km2，并于1991年10月鉆探了第一口井（煤柳1井），這是鄂爾多斯盆地東緣的第一口煤層氣井。1992年在該區(qū)域的沙曲井田提交了山西省河?xùn)|煤田離柳礦區(qū)沙曲井田勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告。1993年1999年，原地礦部華北石油局在煤柳1井

10、附近相繼施工了6口井，均進(jìn)行了水力壓裂，經(jīng)過(guò)143個(gè)月的小井網(wǎng)排采，平均單井產(chǎn)氣量在10003000m3/d，最高達(dá)7050m3/d。2000年中聯(lián)公司與澳大利亞路偉爾石油公司（路偉爾公司）開始對(duì)外合作勘探開發(fā)該區(qū)塊的煤層氣，2006年富地柳林燃?xì)庥邢薰荆ǜ坏亓郑┡c中聯(lián)公司合作共同開發(fā)山西省柳林地區(qū)的煤層氣資源，在柳林區(qū)內(nèi)共施工煤層氣井11口。2009年該區(qū)塊申報(bào)了柳林煤層氣田北區(qū)塊二疊系山西組3+4、5煤新增煤層氣探明儲(chǔ)量報(bào)告，獲得探明地質(zhì)儲(chǔ)量53.16108m3，技術(shù)可采儲(chǔ)量29.85108m3,經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量26.87108m3。2、鄂爾多斯盆地地質(zhì)及煤儲(chǔ)層特征（1）盆地構(gòu)造特征根據(jù)盆

11、地重磁電特征、基巖埋深、現(xiàn)今構(gòu)造等基本地質(zhì)條件，結(jié)合盆地的構(gòu)造演化，將盆地劃分為伊盟隆起、渭北隆起、天環(huán)坳陷、陜北斜坡、晉西撓褶帶和西緣逆沖帶六個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元（圖1）。圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造區(qū)劃圖（2）鄂爾多斯盆地含煤地層特征鄂爾多斯盆地為穩(wěn)定克拉通內(nèi)的大型盆地，基底為大古宙和元古宙的結(jié)晶基底，早古生代時(shí)為一南北分別與秦嶺海槽和興蒙海槽相通的陸表海盆地，沉積了寒武紀(jì)一中奧陶世的碳酸鹽巖。中奧陶世后，隨華北陸臺(tái)整體隆升，陸表海消失。中石炭世開始沉降并接受沉積。盆地西緣，由于處于賀蘭裂谷部位，是整個(gè)鄂爾多斯地塊中沉降最大的區(qū)域。晚石炭世到二疊紀(jì)廣泛發(fā)育晚古生代聚煤作用。早三疊世末發(fā)生的印支運(yùn)動(dòng)，使

12、華北地區(qū)呈現(xiàn)東隆西坳的構(gòu)造格局。燕山運(yùn)動(dòng)，盆地內(nèi)部持續(xù)沉降，盆地邊緣隆起上升早白堊世中期盆地開始萎縮，早白堊世晚期盆地整體抬升，湖水退出，湖盆逐漸干涸。晚白堊世缺失沉積。該盆地構(gòu)造簡(jiǎn)單，構(gòu)造改造弱，含煤巖系在大面積內(nèi)保存完整，為煤層氣的生成富集以及形成良好的儲(chǔ)層條件奠定了基礎(chǔ)。圖2 鄂爾多斯盆地東緣晚古生代含煤巖系地層綜合柱狀圖鄂爾多斯盆地含煤地層主要為石炭-二疊系和侏羅系。中石炭世，鄂爾多斯地塊內(nèi)部沉降幅度很小，沉積厚度僅1025m左右。上石炭統(tǒng)太原組沉積厚度50100m，含煤58層。各地煤層厚度變化較大，如河?xùn)|煤田太原組主要可采煤層為8、9、10號(hào)煤，平均總厚6.66m。往南至鄉(xiāng)寧一帶變薄

13、，甚至不可采。盆地西緣靖遠(yuǎn)組、羊虎溝組沉積厚度大，含薄煤層及煤線50層之多，晚石炭世時(shí)坳陷幅度減小，但沉積厚度仍比東部大，含煤10余層，是主要含煤地層之一。下二疊統(tǒng)山西組厚60100m，形成較厚的可采煤層。河?xùn)|煤田4、5號(hào)煤層平均總厚為7.82m。南部渭北煤田由東向西煤厚減薄，3號(hào)煤層一般0.85m（圖2）。侏羅紀(jì)含煤巖系延安組，自下而上分為5、4、3、2、1煤組，主要可采煤層57層，可采煤層累計(jì)厚度一般1520m。主要可采煤層發(fā)育在盆地南部和北部，中部?jī)H有煤線發(fā)育。聚煤作用受湖泊三角洲河流沉積環(huán)境控制，圍繞盆地中心形成一個(gè)巨大的聚煤環(huán)帶，煤層層數(shù)、煤層厚度均由無(wú)煤區(qū)向四周逐步增加。（3）鄂爾

14、多斯盆地煤巖煤質(zhì)特征石炭二疊系山西組和太原組煤的鏡質(zhì)組含量在7190之間，平均含量為79。侏羅系延安組煤的鏡質(zhì)組含量變化于19.495.2之間，平均值約為58.5左右。從兩套煤層煤巖顯微組分含量的變化趨勢(shì)來(lái)看，山西、太原組煤巖組成特征明顯好于延安組。從兩套煤層的宏觀煤巖類型來(lái)觀察，侏羅系延安組煤質(zhì)硬且暗，易污手，而石炭二疊系山西組和太原組煤質(zhì)軟而亮，具金屬光澤，煤質(zhì)特征顯然好于延安組。北部及東緣含煤區(qū)的石炭二疊紀(jì)煤的灰分含量變化不大，基本都為中灰煤。中侏羅世煤在陜北含煤區(qū)以低灰煤為主，灰分一般小于10，黃隴含煤區(qū)為低中低灰。陜北含煤區(qū)子長(zhǎng)煤產(chǎn)地的晚三疊世煤為中灰煤。鄂爾多斯盆地石炭二疊系煤層主

15、要為中高變質(zhì)煙煤和無(wú)煙煤，不同地區(qū)煤級(jí)分布有較大差異。在盆地東部，煤層主要受深成變質(zhì)作用，從北向南，煤級(jí)逐漸增高。從準(zhǔn)格爾煤田、河?xùn)|煤田到渭北煤田，煤鏡質(zhì)組反射率從0.65增大到1.95。從東向西，隨深度增加煤級(jí)呈增高趁勢(shì)，到盆地中部煤級(jí)達(dá)2.8以上。在盆地西緣，煤級(jí)分布比較復(fù)雜。從棋盤井礦區(qū)石嘴山礦區(qū)橫城礦區(qū)韋州煤田向斜東翼，存在一條南北向展布的低變質(zhì)煤分布區(qū)，鏡質(zhì)組反射率在1左右。該帶以西，馬邊灘、鴛鴦湖礦區(qū)、鏡質(zhì)組反射率急劇增高，汝萁溝礦區(qū)達(dá)4以上。反映了西部在深成變質(zhì)作用基礎(chǔ)上疊加了巖漿熱變質(zhì)作用。侏羅系煤變質(zhì)作用強(qiáng)度低于石炭二疊系煤。侏羅系延安組煤的熱變質(zhì)作用以區(qū)域深成熱變質(zhì)作用為主

16、，煤化程度具有在盆地周緣低、中間高的特征，鏡質(zhì)體反射率介于0.411.07，煤階相當(dāng)于褐煤、長(zhǎng)焰煤、氣煤和肥煤。盆地中南部環(huán)縣以南慶陽(yáng)、合水、寧縣地區(qū)以及北部烏審旗、鄂托克旗地區(qū)，鏡質(zhì)體反射率大于0.7；東勝、陜北、靈鹽、隴東煤田銳質(zhì)體反射率為0.420.61；黃隴煤田為0.50.75。（4）鄂爾多斯盆地煤儲(chǔ)層物性特征煤田勘探和煤層氣勘探中積累了大量的煤層含氣量資料（表1）。由表1可見，鄂爾多斯盆地東緣煤層含氣量由北向南隨煤級(jí)升高而增高，由圖3可見，含氣量隨上覆有效地層厚度增加而提高。受上覆有效地層厚度影響，渭北煤田含氣量由東向西逐漸降低，韓城礦區(qū)為煤層氣富集區(qū)。桌賀煤田煤類全，含氣量較高。鄂

17、爾多斯盆地侏羅系煤層煤級(jí)低，含氣量普遍低，在局部地區(qū)和煤層埋深較大的部位含氣量較高。在黃隴侏羅紀(jì)煤田，彬長(zhǎng)礦區(qū)煤含氣量0.16.29m3/t，黃陵礦區(qū)、焦坪礦區(qū)少數(shù)煤層含氣量達(dá)46 m3/t。表1 鄂爾多斯盆地石炭-二疊紀(jì)煤層含氣量煤田(地區(qū))礦區(qū)合氣量(m3/t)東緣北部保德、府谷、臨興5中部三交、柳林、吳堡2.4618.36南部鄉(xiāng)寧822渭北韓城423澄合412銅川5.56.5桌賀石嘴山3.58.4韋州47黃隴黃陵5彬長(zhǎng)0.16.29焦坪45.35華亭華亭0.11.2鄂爾多斯盆地侏羅系煤儲(chǔ)層原煤的飽和吸附量（vl）變化于4.2626.209m3/t之間，平均12.54m3/t，其中東勝煤田

18、蘭氏體積在12.75 m3/t左右；神木至榆林一帶煤儲(chǔ)層蘭氏體積均小于8 m3/t；甘肅華亭至寧夏靈武礦區(qū)一般在4.269.9m3/t之間；盆地范圍內(nèi)以寧夏汝箕溝礦區(qū)原煤的蘭氏體積最高其值達(dá)26.2m3/t（表2）?？傮w上鄂爾多斯盆地煤儲(chǔ)層蘭氏體積南部礦區(qū)明顯高于北部，西部高于東部。langmuir壓力相對(duì)較低，其變化范圍為0.472.0mpa，平均1.08mpa。圖3 鄂爾多斯盆地東部含氣量與上覆有效地層厚度關(guān)系圖表2 鄂爾多斯盆地侏羅系煤儲(chǔ)層等溫吸附實(shí)驗(yàn)成果表序號(hào)樣號(hào)產(chǎn)地時(shí)代vlplwashro1kh80華礦j9.991.412.163.320.452hk78華礦j4.26215.295.

19、870.483xy75東勝j12.751.8620.33.230.414lx71靈新j6.730.6317.96.070.495nt56擰條塔j7.780.97.924.770.576tg62跳溝j7.261.145.844.630.657rq64汝箕溝j26.20.473.624.752.548rq69汝箕溝j25.380.513.142.252.48鄂爾多斯盆地晚古生界石炭二疊系原煤蘭氏體積普遍較高，一般變化在9.6636.66m3/t，平均在15.82 m3/t，（表3），陜西北部府谷礦區(qū)為9.66m3/t；南部銅川礦區(qū)在19.9 m3/t左右，韓城礦區(qū)煤儲(chǔ)層蘭氏體積較高，可達(dá)36.66

20、 m3/t；山西河?xùn)|煤田煤儲(chǔ)層蘭氏體積為9.922 m3/t，由北向南蘭氏體積不斷增加；寧夏中部的橫城及韋洲等礦區(qū)煤儲(chǔ)層蘭氏體積相對(duì)較小，多小于16m3/t，內(nèi)蒙桌子山至寧夏石炭井一帶在1620 m3/t。總體上石炭二疊系煤儲(chǔ)層蘭氏體積以東南和西北相對(duì)較高，而東北及西南相對(duì)較低。盆地內(nèi)儲(chǔ)層蘭氏壓力相對(duì)較小，一般在0.312.89mpa之間，平均在0.96mpa。表3 鄂爾多斯盆地石炭-二疊系煤儲(chǔ)層等溫吸附實(shí)驗(yàn)成果表序號(hào)樣號(hào)產(chǎn)地vlplwashro1wy41五一9.661.145.459.60.72ty52銅川桃圓19.90.782.519.031.633ym1裕民12.140.563.3613

21、.721.184ym5裕民11.510.62215.791.095ll3柳林15.540.612.869.811.26ll5柳林15.981.032.914.081.287ll7柳林17.630.653.213.581.258hc1韓城17.240.453.216.221.719hc3韓城16.750.662.54.281.710hj5韓城13.910.313.2810.41.611bd3保德10.11.857.1511.540.712bd5保德9.110.587.1650.7313ppt2龐龐塔11.490.443.698.660.8614ppt5龐龐塔10.290.544.059.240.

22、8715ppt龐龐塔11.030.354.736.880.87目前搜集到的儲(chǔ)層壓力資料較少，多集中在鄂爾多斯盆地東緣地區(qū)，河?xùn)|煤田臨興區(qū)塊儲(chǔ)層壓力為3.3215.41 mpa，梯度為0.592-1.01 mpa/100m，除lxc-003、004井外，其余均較低，低于正常地層壓力；三交區(qū)儲(chǔ)層壓力為4.1211.47 mpa，為正常壓力至超壓，個(gè)別點(diǎn)為欠壓；石樓區(qū)塊普遍為欠壓，儲(chǔ)層壓力為1.5797.989 mpa，4+5號(hào)，8+9號(hào)煤層平均壓力梯度分別為0.59 mpa/100m，0.689 mpa/100m，普遍欠壓。渭北煤田韓城礦區(qū)7.318.31 mpa（700m垂深），實(shí)測(cè)平均儲(chǔ)層壓力

23、梯度1.161.26 mpa/100m，為超壓儲(chǔ)層。目前鄂爾多斯盆地內(nèi)煤層氣勘探主要集中在東緣及南緣地區(qū)，從搜集到的煤層氣參數(shù)井獲得的滲透率資料來(lái)看，鄂爾多斯盆地東緣、南緣滲透性較好，多數(shù)層位的滲透性資料大于110-3m2，總體上各個(gè)層位的滲透性差別較大（表4）。鄂爾多斯盆地的煤巖滲透率資料同樣顯示，煤儲(chǔ)層的滲透性在各區(qū)變化較大，滲透率一般在0.003273.910-3m2之間，平均滲透性較好，為6.35410-3m2（表5）。以龐龐塔礦區(qū)變化最大，全盆地滲透率的變化極值均在該區(qū)，最高0.003210-3m2，最低73.910-3m2。華亭華礦、檸條塔、跳溝地區(qū)孔隙度高、滲透性相對(duì)較好，一般在

24、1.1219.210-3m2左右；柳林、韓城地區(qū)孔隙度較低、滲透率中等且變化不大，多在0.048-0.24710-3m2之間。府谷五一、銅川桃園礦滲透率較低，為0.0180.05910-3m2。由表中觀察，滲透率與孔隙度關(guān)系密切，無(wú)裂縫影響時(shí)一般隨著孔隙度的增加，煤的滲透率值有增加的趨勢(shì)。表4 鄂爾多斯盆地東緣煤儲(chǔ)層試井滲透率統(tǒng)計(jì)表地點(diǎn)井號(hào)煤層深度,m滲透性,10-3m2含氣飽和度柳林hw-l18#14.762.5485.79%hw-l28#24.8吳堡吳試10.1三交sg18#1105.950.458.4364.04sg29#1112.510.15sg34/5#418.492.48#485.

25、851129#497.431sg44/5#399.518#456509#464.250.8sg144/5#430.90.588#500.67.969#512.91.02sg174/5#431.5519.351.088#206.119#0.17sg184/5#425.25505.9563.758#41.399#0.68石樓sh58#266.74.6sh68/9/10#897.332.9sh78#925.74.1韓城韓試1井3#1.95611#3.053表5 鄂爾多斯盆地煤儲(chǔ)層孔隙度、滲透率成果表序號(hào)樣號(hào)地點(diǎn)滲透率10-3m2空隙度（%）巖石密度g/cm2序號(hào)樣號(hào)地點(diǎn)滲透率10-3m2空隙度（%）

26、巖石密度g/cm21nt56擰條塔4.048.81.2310hc3韓城0.0586.21.262tg59跳溝19.27.81.2511hj3韓城0.2474.11.293rq65汝箕溝0.0222.81.3512hj6河津1.425.91.344rq69汝箕溝0.2577.81.3613bd3保德1.117.91.295hk81華亭華礦1.125.21.3214bd5保德0.00733.61.246wy41府谷五一0.0596.51.2515ppt2龐龐塔73.92.81.277ty52銅川桃圓0.0185.81.5316ppt6龐龐塔0.0253.11.328ll3柳林0.0483.71.3

27、17ppt主龐龐塔0.00322.11.319ll5柳林0.1222.91.28（5）鄂爾多斯盆地煤層氣資源鄂爾多斯盆地風(fēng)化帶至煤層埋深2000m以淺區(qū)煤層氣地質(zhì)資源量為98634.09108m3，資源豐度為0.91108m3/km2，可采資源量為17870.59108m3，其中中侏羅統(tǒng)延安組煤層氣地質(zhì)資源量為52775.41108m3，占地質(zhì)資源總的53.51%；上石炭統(tǒng)太原組和下二疊統(tǒng)山西組煤層氣地質(zhì)資源量為45858.86108m3，占地質(zhì)資源總量的46.49%（表6）。表6 鄂爾多斯盆地煤層氣資源量計(jì)算匯總表含氣區(qū)面積（km2）煤炭資源量(m3/t)煤層氣地質(zhì)資源量(108m3)可采資

28、源量(108m3)資源豐度(108m3/km2)東緣195803559.834332.668121.181.53 南緣9005798.586708.431555.241.09 西緣161422535.37614351.33026.780.82 中部641201311643241.75167.390.61 合計(jì)10884720009.7698634.0917870.590.91按區(qū)帶統(tǒng)計(jì)，東緣、中部、西緣和南緣含氣區(qū)帶煤層氣地質(zhì)資源量分別為34332.66108m3，43241.7108m3，14351.3108m3，6708.43108m3，占地質(zhì)資源總量的34.81%，43.84%，14.5

29、5%，6.8%；東緣、中部、西緣和南緣含氣區(qū)煤層氣可采資源量分別為8121.18108m3，5167.39108m3，1555.24108m3和3026.78108m3，占可采資源總量的45.44%，28.92%，8.70%和16.94%。按深度統(tǒng)計(jì)，煤層埋深1000m以淺、10001500m和15002000m區(qū)，煤層氣地質(zhì)資源分別為27436.6108m3，27528.00108m3和43669.49108m3；埋深1000m以淺與10001500m煤層氣可采資源量分別為9727.57108m3和8143.02108m3。3、深部煤層氣資源評(píng)價(jià)與開發(fā)研究 根據(jù)上述分析可見，鄂爾多斯盆地埋深

30、1000m以深的煤層氣資源占到盆地總資源量的72%以上，15002000m的煤層氣資源占到盆地總資源量的44%。但是，對(duì)于擁有如此巨大煤層氣資源潛力的盆地深部地區(qū)，深部煤層的煤層氣開發(fā)潛力評(píng)價(jià)研究工作還非常薄弱，相應(yīng)的評(píng)價(jià)技術(shù)體系還沒(méi)有形成，勘探和開發(fā)試驗(yàn)工作還基本沒(méi)有開展。長(zhǎng)慶油田分公司曾在鄂爾多斯盆地東北部伊陜斜坡之上的孤山區(qū)塊深部進(jìn)行過(guò)煤層氣勘探，對(duì)孤山構(gòu)造上的一口天然氣井（孤1井）開展了煤巖含氣量測(cè)定及煤質(zhì)綜合測(cè)試，對(duì)深部煤層氣資源潛力進(jìn)行了評(píng)價(jià)。山2段的5號(hào)煤層在孤1井埋深1745m，厚6m；8號(hào)煤層埋深1796m，厚17m。5號(hào)煤層含氣量5.719.71m3/t，8號(hào)煤層含氣量8.

31、2319.95m3/t。煤層的ro為1.32%1.38%。 曾經(jīng)實(shí)施過(guò)壓裂排采的深部煤層氣井是準(zhǔn)噶爾盆地彩504井，該井鉆遇侏羅系西山窯組煤層厚度16m，煤層埋深2567m，ro為0.65%，煤類為長(zhǎng)焰煤，含氣量35 m3/t，壓裂試氣獲得7000 m3/d的煤層氣產(chǎn)量。開展過(guò)深部煤層氣評(píng)價(jià)研究工作的學(xué)者主要是宋全友和秦勇等。宋全友等（2005）對(duì)濟(jì)陽(yáng)坳陷惠民凹陷外圍不同煤級(jí)煤樣吸附性進(jìn)行了物理模擬實(shí)驗(yàn)，結(jié)合石油天然氣探井實(shí)測(cè)的溫度和壓力，采用壓力-溫度-吸附曲線法對(duì)深部 (2000m 以深 ) 煤層的含氣量了進(jìn)行預(yù)測(cè)，得出該區(qū)深部氣煤-肥煤的原位含氣量在5.0m3/t 左右。 秦勇等（200

32、5）通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，隨著埋藏深度增大，煤層甲烷的吸附量具有一定的規(guī)律性變化。從甲烷風(fēng)化帶下界到400600m深度，甲烷含量增加很快；8001000m為緩慢增加區(qū)段；10001500m隨著深度增大吸附量增加很小。深部條件下，溫度升高，使得吸附甲烷量減少較多，溫度和壓力的綜合作用結(jié)果使得吸附氣量總體趨于減少?？傮w來(lái)說(shuō)，煤儲(chǔ)層埋藏深度加大，無(wú)疑會(huì)使煤層氣滲透性變差，開采難度增大。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于深層（大于1500m）煤層氣開發(fā)還缺少理論準(zhǔn)備，在技術(shù)和實(shí)踐上也都缺乏先例。雖然深部煤儲(chǔ)層的含氣性和滲透性受到地溫溫度、埋藏深度等不利因素的限制，但深部存在較高的流體壓力、較為致密的蓋層巖性、相對(duì)滯流封閉的水動(dòng)力

33、等條件，這些條件之間的有利配置，可能有利于深部煤層氣的保存。同時(shí)，較高的地層能勢(shì)和受熱溫度為開采過(guò)程中煤層氣的解吸運(yùn)移提供了有利條件，實(shí)質(zhì)上有利于深部煤層氣資源的開采。其中，較高流體壓力和較高受熱溫度的“雙重”控制效應(yīng)，是造成深部煤儲(chǔ)層含氣性與淺部存在較大差異的根本原因。另外，在較高的地層壓力條件下，深部煤儲(chǔ)層與其圍巖之間巖石力學(xué)特性的差異可能加大，從而為選擇性地改善煤儲(chǔ)層裂隙系統(tǒng)提供了更大的可能性。 二、生產(chǎn)需求和需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題 煤層氣是新興的潔凈、高效、環(huán)保的不可再生非常規(guī)油氣資源，具有巨大的資源潛力，有著極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)效益和環(huán)境效應(yīng)，是常規(guī)油氣的重要補(bǔ)充能源。煤層氣大規(guī)模產(chǎn)

34、業(yè)化可緩解我國(guó)大量石油進(jìn)口造成的風(fēng)險(xiǎn)，改善能源結(jié)構(gòu)，增加天然氣比例，擴(kuò)充能源的新領(lǐng)域。 延長(zhǎng)石油集團(tuán)經(jīng)過(guò)近百年的勘探開發(fā)，資源接替的矛盾日益顯現(xiàn)，迫切需要新的資源補(bǔ)充。同時(shí)，隨著低碳經(jīng)濟(jì)社會(huì)的到來(lái)，延長(zhǎng)石油集團(tuán)現(xiàn)有的油氣煤鹽綜合發(fā)展的模式也急需走綜合利用、深度轉(zhuǎn)化的路子，尤其是油氣、煤鹽化工產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，急需大量的煤層氣（天然氣）以平衡碳?xì)浔壤?，進(jìn)而達(dá)到增產(chǎn)提效、節(jié)能減排的環(huán)保要求。圖4 英旺采油廠煤層氣探區(qū)地理位置圖 英旺采油廠煤層氣探區(qū)位于陜西省延安市宜川縣集義鎮(zhèn)境內(nèi)（圖4），構(gòu)造位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡東南部。探區(qū)南北長(zhǎng)約32km，東西寬約8 km，勘探面積265 km2。截至2010

35、年年底，在該區(qū)完鉆煤層氣探井6口，進(jìn)行了取心、測(cè)井、錄井等工作，獲取了煤層深度、厚度資料，并對(duì)其中2口井進(jìn)行了壓裂改造試氣。為了綜合評(píng)價(jià)該區(qū)的煤層氣資源、煤儲(chǔ)層物性及開發(fā)潛力，特申請(qǐng)?jiān)O(shè)立延長(zhǎng)油田英旺采油廠煤層氣探區(qū)煤層氣資源與開發(fā)潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目。 本項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)有以下兩個(gè)方面： 煤層氣地質(zhì)理論：進(jìn)一步完善煤層氣基礎(chǔ)地質(zhì)理論，解決高煤階及中深層煤層氣富集控制因素、滲流特征等問(wèn)題，提升開發(fā)潛力認(rèn)識(shí)； 勘探方面：強(qiáng)化煤源巖綜合地質(zhì)研究工作，依托高光譜遙感、周邊區(qū)域調(diào)查資料、及鉆井分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)，落實(shí)煤層展布規(guī)律，綜合評(píng)價(jià)煤層氣潛力，優(yōu)選高滲、高產(chǎn)富集區(qū)。三、研究目標(biāo)、主要研究?jī)?nèi)容 1、研究目標(biāo) 該項(xiàng)目

36、計(jì)劃研究周期1年，通過(guò)對(duì)探區(qū)煤層氣資源評(píng)價(jià)與高滲富集區(qū)優(yōu)選研究，估算煤層氣資源量，達(dá)到以下目標(biāo)：（1） 建立中深層煤層氣資源評(píng)價(jià)技術(shù)方法及中深層煤儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù)參數(shù)體系；（2） 建立中深層煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)技術(shù)指標(biāo)體系，優(yōu)選有利區(qū)段；（3） 提出12個(gè)小型開發(fā)試驗(yàn)井組部署建議。 2、主要研究?jī)?nèi)容 包括煤層氣地質(zhì)理論、煤層氣資源評(píng)價(jià)、煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)、勘探開發(fā)方案部署建議等方面。 （1）煤層氣基礎(chǔ)地質(zhì)理論研究 鄂爾多斯盆地中深層煤層氣應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究還不夠深入，適宜的基礎(chǔ)理論體系尚未形成，勘探開發(fā)理論和方法沒(méi)有建立。結(jié)合以往成果與地質(zhì)認(rèn)識(shí)，以項(xiàng)目總體目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)開展以下研究： 中深層煤層氣成藏主控

37、因素研究（構(gòu)造、沉積環(huán)境、封蓋條件等因素）；中深層煤層氣滲流理論研究。擬達(dá)到的效果：通過(guò)研究，重點(diǎn)總結(jié)中高煤階煤變質(zhì)作用、煤儲(chǔ)層幾何特征、煤巖學(xué)組成、煤層頂?shù)装宓葘?duì)煤層氣含量、滲透率的影響以及與煤層氣富集成藏之間的關(guān)系，建立中高煤階煤層氣評(píng)價(jià)技術(shù)參數(shù)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；總結(jié)圍壓、應(yīng)力對(duì)煤層氣吸附、解吸及對(duì)滲流性能的影響，建立不同條件下的滲流方程，指導(dǎo)煤層氣開發(fā)。 （2）煤層氣資源評(píng)價(jià)及開發(fā)潛力評(píng)價(jià)以研究區(qū)的煤層結(jié)構(gòu)、煤層展布規(guī)律、煤炭資源及煤層氣富集條件研究為基礎(chǔ)，運(yùn)用比較分析、精細(xì)解剖的評(píng)價(jià)方法，結(jié)合鉆井測(cè)試作業(yè)獲得的儲(chǔ)層參數(shù)，客觀評(píng)價(jià)研究區(qū)煤層氣的資源潛力及開發(fā)潛力。主要開展以下研究：煤層地質(zhì)特征

38、；煤層儲(chǔ)集特征；煤層氣成藏條件及富集規(guī)律；煤層氣資源評(píng)價(jià)。擬達(dá)到的效果：通過(guò)研究，重點(diǎn)解決影響中深層煤層氣資源評(píng)價(jià)的技術(shù)難題，形成中深層煤層氣資源評(píng)價(jià)技術(shù)體系和中深層煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)技術(shù)指標(biāo)體系。根據(jù)研究及落實(shí)探明儲(chǔ)量要求，依托高光譜遙感技術(shù)在復(fù)雜地表?xiàng)l件下的區(qū)域大面積煤層氣資源調(diào)查評(píng)價(jià)結(jié)果，優(yōu)選有利目標(biāo)區(qū)；分析煤層錄井、取心、試井和測(cè)井資料，獲取煤質(zhì)、含氣量、氣水性質(zhì)、儲(chǔ)層物性、壓力等資料，落實(shí)煤層的構(gòu)造形態(tài)、煤層厚度、變質(zhì)程度、含氣量等分布變化情況，提交儲(chǔ)量；開展數(shù)值模擬、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，落實(shí)經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量。通過(guò)對(duì)試采曲線的分析，獲得氣井產(chǎn)能認(rèn)識(shí)，為規(guī)模開發(fā)提供可靠參數(shù)。 （3）煤層氣勘探開發(fā)方案部

39、署通過(guò)深入分析本區(qū)煤層氣探井獲取的各種信息，借鑒鄰區(qū)煤層氣勘探開發(fā)成果，在優(yōu)選出的有利目標(biāo)區(qū)部署參數(shù)井10口，部署小型井網(wǎng)試驗(yàn)井組1組。擬達(dá)到的效果：通過(guò)研究，分析煤儲(chǔ)層埋藏深度、含氣性、儲(chǔ)層物性以及井間距、壓裂效果等對(duì)煤層氣產(chǎn)能的影響，進(jìn)行開發(fā)概念設(shè)計(jì)，優(yōu)化井網(wǎng)部署，為該區(qū)煤層氣的規(guī)模開發(fā)提供參考。四、技術(shù)路線及研究進(jìn)度安排該項(xiàng)目計(jì)劃的研究周期從2011年7月到2012年8月。通過(guò)對(duì)探區(qū)煤層氣資源評(píng)價(jià)與高滲富集區(qū)優(yōu)選，分析該區(qū)煤層氣開發(fā)潛力，提出煤層氣勘探開發(fā)方案部署建議。研究的技術(shù)路線如圖5所示。煤層氣開發(fā)潛力評(píng)價(jià)，優(yōu)選勘探有利區(qū)鄰區(qū)煤田地質(zhì)資料，鄰區(qū)露頭剖面實(shí)測(cè)，鄰區(qū)煤層氣勘探開發(fā)成果，

40、物化探、鉆探資料、探井煤巖芯分析測(cè)試，高光譜遙感分析煤層氣資源評(píng)價(jià)，形成中深層煤層氣評(píng)價(jià)技術(shù)體系煤層氣保存條件煤層含氣性特征煤儲(chǔ)層物性特征煤層氣勘探開發(fā)方案部署建議煤的成熟度吸附能力孔滲特征儲(chǔ)層壓力構(gòu)造條件沉積及封蓋條件水文地質(zhì)條件含氣量煤層厚度及分布圖5 技術(shù)路線圖研究進(jìn)度安排如下： （1）2011.062011.07：編寫項(xiàng)目設(shè)計(jì)，進(jìn)行開題匯報(bào)，簽訂合同。 （2）2011.082011.09：收集鄰區(qū)煤田地質(zhì)資料及煤層氣勘探開發(fā)成果，開展鄰區(qū)露頭剖面實(shí)測(cè)，采集煤及頂?shù)装鍘r石樣品進(jìn)行相關(guān)的分析測(cè)試。 （3）2011.102011.12：收集研究區(qū)物化探、鉆探及錄井資料，采集探井煤巖芯樣品進(jìn)行分析測(cè)試，收集并分析高光譜遙感資料。 （4）2012.012012.02：研究中深層煤層氣資源評(píng)價(jià)技術(shù)方法，開展研究區(qū)煤層氣資源評(píng)價(jià)。 （5）2012.032012.04：評(píng)價(jià)研究區(qū)煤層氣開發(fā)潛力評(píng)價(jià)，優(yōu)選勘探有利區(qū)。 （6）2