丰城区块煤层气地质特征及资源量估算

地质研究

丰城区块煤层气地质特征及资源量估算

周尚忠 张文忠

(中石油中联煤层气有限责任公司)

周尚忠,张文忠.丰城区块煤层气地质特征及资源量估算.录井工程,2011,22(2):62-64

摘 要 从丰城区块煤层气已探明资料入手,介绍了该区块钻探、开发井排采试气现状,同时从主力煤层赋存情况、煤层水文地质、煤层含气性、煤层渗透性和煤的等温吸附性5个方面分析了该区块煤系地层及煤层气地质特征。该区块主力煤层为二叠系上统龙潭组的B 4煤层,该煤层厚度较大(平均厚度1.73m),含气量高(平均15.00m 3/t),依据相关行业标准规定的煤层气体积计算方法,结合已钻井资料,估算煤层气资源量约为5.45 1010m 3,预示丰城区块有较好的煤层气开发前景。

关键词 丰城区块 煤层气 含气量 地质特征 水文地质 估算

周尚忠 高级工程师,1962年生,现在中石油中联煤层气有限责任公司从事煤层气勘探开发研究工作。通信地址:100011北京市东城区安外大街甲88号。电话:(010)64240708。E -m ail:z housz8816@vip.s

0 引 言

煤层气是煤在煤化作用[1](泥炭或腐泥转变为煤的地球物理化学作用,包括煤成岩作用和煤变质作用)过程中生成的气体,主要以吸附状态赋存于煤层内[2]

,成分以CH 4为主。煤层气是优质的能源和基础化工原料,具有热值高、污染少、安全性高的特点,是石油和天然气等常规地质能源的重要补充。煤层气的开发利用,对于缓解我国油气供应的紧张局面和减少温室气体排放量具有重要意义。

丰城区块位于江西省丰城市、樟树市以及新余市范围内。近年来,有关部门对该区块煤层气储集层进行了大量的勘探开发工作,钻探过程中气测录井见到了很好的煤层气显示,试排气效果也比较理想,显示出该区块煤层气开发前景较好,因此有必要对该区块地质特征和储量情况进行深入研究,为进一步开发该区块煤层气提供可靠的依据。

1 勘探开发现状

1994年1月第一口煤层气试验井QSH 1井开钻,至3月完井,完井井深1038m ,B 4煤层埋深为963.00~966.45m,煤层厚度3.45m,煤层含气量为18.33m 3/t,气测录井储集层的甲烷体积分数最高为96.17%。进行排采试气207d,最长一次连续试气112d,试气最高产量为7122m 3/d,稳定产气

量为140~160m 3/d 。

1996年11月第二口试验井GSH 2井开钻,完井井深863m,B 4煤层埋深为803.58~806.38m,其中含气层3层。B 4煤层含气量为17.46m 3/t,渗透率为3.34m D,地层压力为8.48M Pa,压力系数为1.056,气测录井储集层的甲烷体积分数平均为95.4%~97.0%。排采试气306d,前期正常产气量为600~1100m 3

/d,峰值产气量为1460m 3

/d,后期稳定的产气量为500~700m 3/d [3]。

自1999年至今,已钻井19口,对其中的13口井进行了排采作业,其中00X 井最高产气量达到了1700m 3/d 。一系列钻探和排采试气工作的进行,为该区块地质特征研究和煤层气资源量估算提供了基础资料。

2 地质特征

2.1 构造概况

丰城区块所在区域的构造位置处于扬子地台东南缘与华南褶皱系东北隅之间部分地域,属于萍乐坳陷带之中段。萍乐坳陷带呈反 S 形展布,为一复式向斜构造,以向斜相对宽长、背斜相对窄短的隔挡式构造为特点,总体构造较复杂。按照中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T0216-2010 煤层气资源/储量规范 ,其构造类别为 类,龙潭组煤系地层以隔挡式褶曲为主,在丰城区块内自东向西构

62 录井工程 2011年6月

造趋于复杂[4]。

2.2 煤系地层及煤层特征

丰城区块含煤地层为二叠系上统龙潭组和三叠系上统安源组(表1)。2.2.1 主力煤层赋存情况

丰城区块主要含煤地层为龙潭组,含煤30余层。自下而上分别为官山段、老山段、狮子山段和王潘里段,其中老山下亚段赋存的B 4煤层为主要可采煤层,厚为0.60~ 4.50m ,平均厚1.73m [5]。B 4煤层稳定,含气量高,是煤层气勘探开发的主要对象。2.2.2 煤层水文地质特征

主要含煤地层龙潭组下伏地层为二叠系下统茅口组,上覆地层为二叠系上统长兴组和三叠系下统大冶组。长兴组灰岩岩溶裂隙发育、含水丰富,含水层底界距龙潭组上部C 煤组为0~30m,两者之间

普遍有密切的水力联系,是绝大部分C 煤层组煤层顶板充水的主要补给来源。地下水径流携带煤层气运移出煤系,造成C 煤层组煤层含气量普遍低于下部B 煤层组煤层。茅口组灰岩厚度较大,为强含水

层,但由于有龙潭组下部较厚的官山段隔水层相隔,在没有较大导水断层发育的条件下,茅口组灰岩与龙潭组老山段下亚段的B 煤层组之间不会发生水力联系。B 煤层组与C 煤层组之间有老山中、上亚段泥岩、砂质泥岩和粉砂岩相隔,与长兴组灰岩也无水力联系。该区块水文地质剖面见图1。

水文地质条件对煤层气富集的影响很大,一般可分为3种特征: 水力运移逸散作用; 水力封闭作用; 水力封堵作用。其中第1种作用有利于煤层气的释放,第2、第3种作用则有利于煤层气的富集和保存[6]。

表1

丰城区块煤系地层

图1 丰城区块水文地质剖面示意

丰城区块灰岩含水层对B 4煤层煤层气富集的影响属于水力封闭作用,因而有利于煤层气的富集和保存。

2.2.3 煤层含气性特征

根据勘探资料分析,丰城区块B 4煤层的含气量一般为10~20m 3

/t,平均为15m 3

/t,含气量由东向西逐渐增大。1995年对坪湖、建新、尚一3个煤

矿所在地的B 4煤层煤层气进行参数测定,东部坪湖

63 第22卷 第2期 周尚忠等:丰城区块煤层气地质特征及资源量估算