平顶山矿区十三矿二1煤煤层气地质条件分析.pdf

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1、2014年第1期中州煤炭总第217期平顶山矿区十三矿二1煤煤层气地质条件分析许准，赵永刚，李洪，田勇(1．西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安710065；2．中平能化能源化工研究院，河南平顶山467000)摘要：平顶山矿区十三矿二，煤层结构简单，以焦煤为主，为煤层气富集提供了充足的气源。综合煤田勘探、钻井、开采及生产治理等方面的资料，分析认为：总体上，研究区二煤储层条件好，利于煤层气赋存。有利条件主要为煤层上部埋深较大，有良好的封闭条件及向斜控气构造。同时，研究区在今后的勘探开发过程中应注意断层等不利条件。关键词：平顶山矿区；二．煤；煤层气；煤储层特征；赋

2、存条件中图分类号：P618．1文献标志码：B文章编号：1003—0506(2014)01—0093—03平顶山矿区是我国重要的产煤基地之一，同时碎屑岩特征及化石组合规律划分为4段，从下向上也是我国煤与瓦斯突出事故严重矿区，开发利用该依次为：二。煤段、大占砂岩段、香炭段、小紫泥岩段区的煤层气具有充分利用资源、保证煤矿安全、保(图2)。护环境等多重经济效益和社会效益⋯。以平顶山矿区十三矿为例，在分析煤层展布及煤储层特征的基础上，重点探讨煤层气赋存条件，以期对该区二．煤煤层气的合理开发和充分利用提供重要的地质依据。1地质概况1．1地质构造特征图1研究区地质构造概要研究

3、区位于秦岭一昆仑纬向褶皱带东段北分支南侧与嵩淮弧的复合部位，襄郏背斜、灵武山向斜及地层组段层岩性煤组段厚}柱状层岩性描述白石山背斜的接合部。煤系地层受襄郏背斜所控m下石盒砂锅子组窑段10绿灰色、灰白色中粒砂岩，向下粒度变粗。制，主体为襄郏背斜南西翼，倾向215。～250。，倾角小紫泥9===灰绿色一灰紫色砂质泥岩，夹灰绿色薄层细粒砂岩段岩．含紫斑及簧粒。10。～35。。该区西北部为单斜构造，东南部由于灵山香灰一浅灰色砂质泥岩、泥岩，夹浅灰色中粒砂岩。19武山向斜、白石山背斜的“楔人”而呈波状起伏。区．·±层面含炭质。．含较多的菱铁质颗粒及自云母片，炭深灰色砂质泥

4、岩内构造主要为断层，褶曲也比较发育，共有断层4020．含植物化石，中部含二牒，偶尔可采。一西段●●●浅灰色细粒砂岩，含炭质及云母片。条，绝大多数为正断层(图1)。7·曼曼1．2山西组地层简介大占砂6『深灰色泥岩，上部含二煤．部分可采。底板常为岩段深灰色泥岩，下部二，煤层，平均厚5．44m，全区组16可采山西组是区内主要的开采煤层，二．煤层位于其。二．煤段l0顶部为深灰色砂质泥岩；中，下部为灰色中粒砂岩。下部。山西组沉积环境为一套泥炭沼泽沉积体太原组上部灰12。深灰色泥岩及泥质砂岩，致密，中下部发育有石灰岩段=[=工岩，偶夹薄煤层。系口，厚61．55—98．55m

5、，平均厚79．50m；下伏地层为石炭系太原组顶部深灰色致密泥岩；上覆地层图2地层柱状为下石盒子组砂锅窑砂岩。区内山西组根据煤岩、2二煤层展布特征收稿日期：2013～09—25二煤层位于山西组下部，底板砂岩与大占砂岩基金项目：中石油创新基金(2011D一5006—0103)之间，上距砂锅煤窑砂岩70m，距香炭砂岩25m左作者简介：许准(1986一)，男，河南开封人，在读硕士研究生，研究方向为油气田地质勘探与开发。右；下距灰岩71m左右。二煤层全井田普遍发育，·93·2014年第1期中州煤炭总第217期煤厚0～9．80m，平均厚3．69m；煤层结构简单一较变化范围为

6、3．15～15．52m／t，属高含量区；27勘复杂，虽有分岔尖灭现象，但层位稳定，变化规律明探线与38勘探线之间的煤层气含量变化范围为显，煤质变化不大；分岔区内出现薄化甚至尖灭。可2．4O一12．50m／t，属中含量区；27勘探线以西，煤将井田分为3部分，以中部分岔区为主，其次为东部层气含量变化范围为0．35—4．44m／t，属低含量合并区，西部合并区最小。分岔区是北北西一南南区。总体而言，区内煤层含气量分布空间上呈西高东向展布的条带状。二．煤层厚度等值线及分岔合东低的趋势，但受局部构造影响，煤层含气含量呈现并如图3所示。不均衡性。4煤层气赋存条件地质条件对煤层

7、气的赋存起着至关重要的作用剖。不同的地质构造条件、顶底板封闭情况和埋深等，导致了煤层气被保存或被逸散排放。4．1煤层埋深随着煤层埋藏深度的增加，煤层与围岩的透气性因地应力的不断增高而呈现降低的趋势，同时，煤图3二。煤层厚度等值线及分岔合并示意层气向地表的运移因煤层埋深增加而导致运移的距离增加，而且煤层的吸附能力也随之增大，这些因素3煤储层特征均不利于煤层气的逸散，随着煤层埋深的增加，煤层气含量呈现逐渐增高的趋势。’“。在没有其他因3．1煤岩、煤质特征素的影响下，煤层气含量随埋深的增大而增加的结研究区山西组二，煤煤层总体上以半光亮型煤论已经被证实。研究区的煤层气总

8、体含量趋势的浅为主。显微