山西沁水盆地煤层气有利开采区块研究
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。
山西沁水盆地煤层气产业发展规划研究

s u a i ,ti p p ra a zs te a v n a e fC M/ MM d s ai d d v lp n n ti ae ,a d te h ib sn h s a e l e d a tg so B C n y h i u t l z e eo me t s r a n h n i r e i h
利 用 的战略重点 之一 。
无 烟煤 为主 ,煤 层埋 深 适 中 (0 30一l0m) O0 、厚 度
大 、含气量高 (9 6 3t,具备 良好的煤层气 1 ~2m/)
资源条件 ;地层产状平缓 ,断层少 ,煤层割理发育 (3 50 米)和渗透率 较高 ( . ~10毫达 50— 8 条/ O5 . 西) ,具备 良好 的煤 层 气 开发 地 质 条 件 。沁 水 盆 地
刘 晔 王 云
( 山西省社科院能源经济研究所 ,太原 000 ) 306
摘
要 :本 文根据 沁水盆地 煤层 气储 层特征 和 资源禀赋 ,分析 了沁水盆地 煤层 气产业化 发展 的有
利条 件 ,有针 对性地 提 出沁水盆地 煤层 气产业发展 的重点 、方向和 建议 。 关键 词 :沁水盆地 煤层 气产 业 优 势 战略 重点
气储 层特 征 为 :从 盆地周 边 向盆地 内部煤 层气 含量
矿 北 斗 嘴 井 、二 矿 西 四尺 井 、三 矿 二 号 井 、五
沁水盆地构造演化与煤层气的生成

沁水盆地构造演化与煤层气的生成李明宅杨陆武胡爱梅徐文军(中联煤层气有限责任公司科技研究中心,北京,100011)摘要沁水盆地面积约23923km2,蕴藏着丰富的煤炭资源和煤层气资源,是我国重要的煤层气勘探区。
本文主要从盆地演化的角度讨论了煤层的形成及其生气潜力,认为沁水盆地南部是有利的煤层气勘探区块。
关键词沁水盆地构造演化沁水盆地南受煤层气1沁水盆地构造演化特征在影响煤层气生成和保存的众多地质因素中,以构造作用的影响最大,因为盆地的构造特征和构造热演化决定着煤的聚集和生气作用。
1.1构造特征及成煤期后构造发育特征沁水盆地位于晋中一晋东南地区,为近南北向的大型复式向斜,面积约23923km2。
盆地内次级褶皱发育,南部(古县一屯留一线至阳城)和北部(祁县以北)以近南北向褶皱为主,局部近东西、北东和弧形走向的褶皱;中部(祁县至沁源)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。
该盆地处于长期抬升状态,具有内部褶皱发育、断裂不甚发育和煤系地层广泛稳定分布的特点,区别于其西侧的鄂尔多斯盆地和东侧的华北东部断块含煤区,前者煤系沉积后长期持续稳定沉降、上覆地层厚、构造简单,后者煤系沉积后又经历了强烈的块断作用改造。
沁水盆地煤系地层沉积后,历经印支、燕山和喜山三次构造运动改造。
印支期本区受侯马一沁水一济源东西向沉积中心的控制,以持续沉降为主,沉积了数千米的三叠纪河湖相碎屑岩,由北向南增厚。
三叠纪末的印支运动,使华北地区逐渐解体,盆地开始整体抬升,遭受风化剥蚀。
燕山期内构造运动最为强烈,在自西向东挤压应力作用下,石炭系、二叠系和三叠系等地层随山西隆起的上升而抬升、褶皱,形成了轴向近南北的复式向斜,局部断裂并遭受剥蚀。
同时,区内莫霍面上拱,局部伴有岩浆岩侵入,形成不均衡的高地热场,使煤的变质程度进一步加深。
由于该变质作用是在煤层被抬升、褶皱、剥蚀,上覆静岩压逐渐减小的情况下进行的,因而对煤的割理及外生裂隙的生成、保存等均产生了有别于深成变质作用的影响。
沁水盆地赵庄区块煤层气井产能地质因素分析

口井范 围内陷落柱和断层发育 , 陷落柱和高角度大
断层 可能贯 穿 于岩 溶 发育 的奥 灰 和煤 系地 层 之 间 , 成 为奥 灰水 与煤 系地层 之 间联 系的通 道 。这 些通 道 的存在 , 强 了水 动力 对煤 层气 的水力 驱替 、 加 运移 作
用, 从而引起煤层气的逸散 , 使煤层的气含量降低 。
总第 19期 4
di1 .99 ji n 10 2 9 .0 2 0 .2 o:0 3 6 /. s.0 5— 78 2 1 . 10 2 s
沁水 盆 地赵 庄 区块煤层 气井产 能地 质 因素分 析
王 宇红
( 晋城 煤业集 团 沁水蓝焰煤层 气公 司,山西 晋城 0 80 4 24)
摘
要 : 据赵庄区块煤层气勘探开发资料 , 根 从煤层空间展布 、 煤层 气含气量 、 储层 物性 、 附特征 、 吸 储层 压
力 、 闭条 件等方面对区块煤层气成藏条件 进行研 究 , 封 分析 了煤层气 成藏对 煤层气 富集 的影 响。总体上 , 赵庄区块煤层气储层条件相对 复杂 , 规律性不 太明显 , 气量 总体 由东北 向西南 有增高 趋势 , 含 煤层气藏 含 气饱和度总体为欠饱 和 , 部分为严重欠饱和 , 煤层气井生产时产气能力将受到较大 限制 。
气 含量 为 1 . 4— 1 8 t平 均 为 1 . 8 m / ; 0 1 2 .2 m / , 5 8 t
区, 因此从煤层气保存条件分析 , 赵庄 区块西部有利 于煤 层气 的赋 集 , 有 一 定 的煤 层 气 开发 潜 力 。但 具 赵庄 区块 煤 系储水 层 为致密 灰 岩 、 密砂 岩 和煤层 , 致
定。
构造 , 致使地层倾角局部达 1。 0 以上。从 3号、5号 1 煤层 钻孔 取 芯厚度 对 比以及 煤 芯 破 碎 程度 、 层底 煤 板等 高线 分 析 , 区发 育有 断距 较大 的 断层 、 该 陷落 柱 和 冲刷带 薄煤 区。此外 该 区块 煤层 的外 生节 理异 常 发育 , 外生节理的线密度可达 到 1 0条/ 大部分呈 m, 密集 带发 育 , 断层 与 密 集 发 育 的节 理 导 致 煤 层 厚 度 在很 短距 离 内发 生 明显 的改 变 , 层 的机 械 强 度 明 煤 显 降低 。 地下水在运移 的过程中将携带浅部或异地 的煤 层气 向滞 留区运移 , 因此弱 径流 区 、 流 区是煤 层气 滞 富集 的有 利 区域 , 赵庄 区位 于接 近地 下水 弱径 流 区 、 滞流 区和 强径 流 区交界 处 , 从水 文地 质条 件来 看 , 赵
山西沁水煤层气田地质特征

山西沁水煤层气田地质特征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,行政区划隶属于省市,包括、高平、沁水、阳城等县市。
区地形为丘陵山地,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系中统峰峰组(O2f)、上古生界石炭系中统组(C2b)、上统组(C3t)、二叠系下统组(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组和二叠系下统组,在盆地广泛分布,是本区煤层气勘探主要目的层。
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。
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。
山西沁水煤层气田地质特征

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,行政区划隶属于省市,包括、高平、沁水、阳城等县市。
区地形为丘陵山地,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组(C2b)、上统组(C3t)、二叠系下统组(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组和二叠系下统组,在盆地广泛分布,是本区煤层气勘探主要目的层。
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。
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min S a x o ma i n n t i s u y a h n i r t .I h s t d ,wer p r e e p y ia e t r s t u t r l e o ma in a d t co i F o e o t d g o h sc l a u e ,sr c u a f r to n e t n c f d
第 2 卷 第 3期 1
21 0 2年 3 月
中 国 矿 业
CHI NA I NG AGAZI M NI M NE
Vo. I 2l, No. 3
M a. r 2 2 O1
地质 找矿
山西沁 水盆 地 煤层 气有 利 开采 区块研 究
贾亚会 ,鹿爱莉 ,田会礼 ,谢小平。
中 图 分 类 号 :TE l 文 献 标 识 码 :B 文 章 编 号 : 0 4 0 1 (0 2 3 0 3 —0 1 0 —4 5 2 1 】0 — 0 8 4
G ooia n aoa l frepott no o l dmeh n yt i h nh i ai S a x elgcl dfvrbe o x li i f ah ta esse nteQis u sn, h n i a ao c e m b
质 构 造 与 煤层 气成 藏之 间具 有 密 切 关 系 。在 构 造 次 级 向 斜 部 位含 气 量 增 高 ,而 背 斜 部 位 含 气 量 降 低 ,在 正 断 层 附 近 含 气量 也 明显 降低 。综 合 分 析 还 表 明 ,盆 地 北 部 阳 泉一 阳 区 域 ,是 煤 层 气 成 藏 有 利 区 域 之 寿
然 气 ,煤 层 气 的 生成 、 聚集 和保 存 不 同 于 常 规 油 气 系 统 。 山 西 沁 水 盆 地 作 为 我 国一 个 特 大 型 石 炭 一 叠 二 纪 含 煤 盆 地 ,具有 非常 丰富 的煤 层 气 资 源 。本 研 究 通 过 对 盆 地 地 球 物 理 特 征 和 地 质 构 造 演 化 的 深 入 分 析 ,阐 明 了地 质 构 造 条 件 对 煤 层 气 富 集 的 控 制 作 用 。研 究 结 果 表 明 : 水 盆 地 经 历 了多 期 构 造 演 化 ,地 沁
J A ~ u I Ya h i ,LU —i Ai ,TI l AN i i Hu — ,XI a — i g l E Xi o p n 。
( .S iah a gI siueo i o d Teh oo y S ia h a g0 0 4 ,Chn ;2 hn s a e fLa d a d Re o re 1 hj z u n n t t fRal a c n lg , hj z u n 5 0 1 i t r i ia .C ie eAc d my o n n s u c Ec n mis o o c ,Be ig 1 1 4 ,Chn ; 3 c o l fReo re n a nn in 0 1 9 j ia .S h o s u csa dPln ig,Qu uNom a ie st ,Qu u 2 3 6 ,Chn ) o f r lUnv riy f 7 1 5 ia
(.石 家庄铁 路 职业技 术 学院 ,河 北 石 家庄 0 0 4 ;2 1 5 0 1 .中国 国土 资 源经济研 究院 ,北 京 1 1 4 ; 0 1 9 3 .山 东曲阜 师 范大学 资源 与规 划 学院 ,山东 曲阜 2 3 6 ) 7 1 5
摘 要 : 层 气 系 统 是 一 个 由煤 层 、煤 层 中所 含 甲 烷 及 其 围岩 组 成 的 天 然 系统 煤 。作 为 一 种 非 常 规 天
o o l e t a eaedfee tfo t o eo o v nin l y rc r o .Th n h i ai o t e sen fc ab d meh n r ifrn r m h s fe n e to a d o ab n h eQis u sni s uh at r b n
Sh nxiPr vi e,ha b da o l e t ner s r esi h r n f r us Tayu n Fo m a in an r a o nc s a un ntc a b d me ha e ou c n t e Ca bo ie o i a r to d Pe —
Ab t a t o a e eh n y t m sa n t r ls s e t a o ss s o o ls a s o l e eh n n sr c :C lb d m t a e s s e i a u a y tm h tc n it f a e m ,c ab d m t a e i
一
,
但不 利 于煤 层 气 高 产 ;盆 地 南 部 晋 城一 水 一 带 及 其 以北 ,不 仅 是 煤 层 气 成 藏 有 利 区域 ,而 且 利 于 沁
煤 层气 高 产 ;盆地 中部 沁 源 地 区是 煤 层 气 成 藏 和 高 产 的有 利 区域 ; 盆 地 东 部 的 屯 留 一 垣 区 域 是 煤 层 气 襄 成 藏 有利 区域 之 一 ,但 可 能 不 利 于 煤 层 气 高 产 。 关键 词 : 层 气 系 统 ;地 质 特征 ;沁 水 盆 地 ;有 利 开 采 煤