準東煤田某煤礦煤層氣資源評價(jià)

科技創(chuàng )新導報Science and Technology Innovation Herald工業(yè)技術(shù)準東煤田某煤礦煤層氣資源評價(jià)(內蒙古龍旺地質(zhì)勘探有限公司新疆事業(yè)部烏魯木齊830000)摘要:分析了低變質(zhì)程度煤層煤層氣生成、保存、富集的一般條件,簡(jiǎn)述了各種因素對煤層氣儲存的影響,預測了本煤曠的煤層氣資源量。關(guān)鍵詞:準東煤層氣生成富集資源評價(jià)中圖分類(lèi)號:P618文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0050-021概況和ZKB208鉆孔的過(guò)程中,ZK207鉆進(jìn)至的不同,不僅影響煤的生烴能力,還影響著(zhù)淮東煤田某煤礦位于新疆阜康市天山499.66m,ZKB208鉆孔鉆進(jìn)至240m時(shí)發(fā)煤層對甲烷的吸附能力北麓黃草溝一帶,井田面積3.94km2,屬丘生涌氣現象,由于氣體壓力較大,出現頂煤礦區煤層的顯微組分均以富鏡質(zhì)組陵地帶,總體地勢南高北低,區內無(wú)地表水鉆現象,最終導致鉆孔無(wú)法繼續施工而為特征,鏡質(zhì)組含量在53.90%-75.50%之體。構造位置屬白楊河一南阜康背斜的中報廢(如圖2)。間,是煤儲層產(chǎn)氣的最大貢獻者,也是吸附段之小龍口背斜北翼,F和F斷層以北,井甲烷的主要參與者田構造形態(tài)為向南陡傾的單斜構造,發(fā)育2煤層氣生成條件2.2煤的變質(zhì)作用與煤層氣的生成次級逆斷層。2.1煤巖組分對生氣條件的影響隨著(zhù)煤的變質(zhì)程度升高,煤化作用過(guò)井田內出露的地層有上三疊統郝家溝煤巖研究結果表明,煤的顯微煤巖組程中不斷有各種氣體生成,主要包括甲烷組(Th)、下侏羅統八道灣組(,b)、第三系中分中鏡質(zhì)組主要生成天然氣,亦可生成少二氧化碳等氣體,總體來(lái)說(shuō),隨著(zhù)煤的變質(zhì)上新統昌吉河群(Nch)及第四系;含量石油;惰質(zhì)組一般在煤化過(guò)程中可生成程度的不斷提高,煤層氣含量有明顯變高層為侏羅系下統八道灣組(Jb)。含煤地層少量的氣:煤系的生烴潛力和殼質(zhì)組含量的趨勢。平均厚700.57m,含多層煤層、煤線(xiàn)。全區發(fā)密切相關(guān),但生氣能力與鏡質(zhì)組分的含量煤礦區侏羅系地層中沒(méi)有巖漿侵入活可采煤層5層,自上而下依次編號為A,有密切關(guān)系。育較好的煤層12層,煤層總厚平均44.731動(dòng),煤的變質(zhì)作用類(lèi)型主要為深成變質(zhì)作在低煤級煤層中,隨煤級的增長(cháng),煤層用。準噶爾盆地地溫梯度一般小于2℃A、A和A0,可采煤層總厚平均2770m。中的氣態(tài)烴一煤層氣也會(huì )相應增加;隨鏡100m,煤的深成變質(zhì)作用也較弱。因此,隨各煤層均為低灰分,高熱值、高揮發(fā)分、中質(zhì)組含量的增加,其所吸附的煤層氣也會(huì )著(zhù)煤層埋深的加大,煤的反射率增加但不硫、特低磷的長(cháng)焰煤一不粘煤(如圖1)。相應增加,二者大致呈正相關(guān)關(guān)系。因而,很明顯,煤的總體變質(zhì)程度偏低2011年,在煤礦勘探施工ZK207鉆孔煤層的顯微組分含量及其演化程度(煤級)根化驗資料,煤礦區煤層鏡質(zhì)組最大反射率為0.56%-0.59%,平均為0.57%,煤的變質(zhì)程度屬低變質(zhì)階段的I段,與其相應的煤類(lèi)為長(cháng)焰煤煤中有機質(zhì)的演化具有階段性,各階段之間的劃分點(diǎn)為煤化作用過(guò)程中存在的四次躍變,第一次躍變發(fā)生在長(cháng)焰煤后期階段,鏡質(zhì)組反射率在0.6%左右。第二次躍變發(fā)生在焦煤初期鏡質(zhì)組反射率在1.3%左右。第三次躍變發(fā)生在貧煤與無(wú)煙煤的分界線(xiàn)附近,鏡質(zhì)組反射率在2.5%左右。第四次躍變發(fā)生在低級無(wú)煙煤階段末期,鏡質(zhì)組反射率在3.7%左右。圖1煤礦區地質(zhì)簡(jiǎn)圖礦區煤層的有機質(zhì)演化過(guò)程為第階段,即長(cháng)焰煤后期階段,鏡質(zhì)組反射率在0.6%左右。此時(shí),煤中有機質(zhì)化學(xué)結構中的含氧基團大量脫落,導致酸性下降,腐植酸逐漸演變成腐殖質(zhì),脫落的羧和是生成二氧化碳氣體的主要物質(zhì)來(lái)源。同時(shí),在上覆地層壓實(shí)作用及古地溫場(chǎng)的共同作用下,煤中水分不斷排出,導致氧含量降低和發(fā)熱量增高。此時(shí)油氣演化進(jìn)入生油門(mén)限,鏡質(zhì)組由于吸附了石油烴類(lèi),氫含量開(kāi)始明顯降低,煤層氣含量開(kāi)始顯著(zhù)增層氣含是乃成分THc中國煤化工采取瓦斯樣,現場(chǎng)NMH層氣含量和氣體圖2zKB208孔煤層氣突出①作者簡(jiǎn)介:鄧韜(1964-),畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué),主要從事地質(zhì)測繪和煤田地質(zhì)、水文地質(zhì)勘查工作。滅方數據技創(chuàng )新導報 Science and Technology Innovation HeraldScience and Technology Innovan科技創(chuàng )新導報工業(yè)技術(shù)4煤層氣的分布及變化規律499.66m,ZKB208鉆孔鉆進(jìn)至240m時(shí)發(fā)生A62、A煤層。般而言,煤層埋藏深度增大,煤層中涌氣現象,顯然是斷層的影響使得該地段6.1估算方法甲烷的濃度隨之增高,氮氣和二氧化碳的含氣量增高的原因。在斷層位置由于構造資源量估算采用體積法。直接利用煤濃度隨之降低,因此從地表至煤層風(fēng)化帶作用使煤層氣聚集,當鉆進(jìn)至斷層下盤(pán)時(shí)炭資源量估算結果,不單獨考慮面積、煤層下限深度,會(huì )依次形成二氧化碳一氮氣帶、壓力釋放產(chǎn)生噴氣現象厚度和煤的密度,因此估算公式如下氮氣一沼氣帶和沼氣帶。其中二氧化碳層圍巖及蓋層與煤層氣富集G,=0.0001MCa氮氣帶氮氣一沼氣帶通稱(chēng)為煤層氣風(fēng)化(1)圍巖封閉類(lèi)型G4—煤層氣資源量,10m般將甲烷含量80%的深度定義為煤層通過(guò)對區內鉆孔的巖性進(jìn)行統計,泥M—一煤炭資源量,10t;氣風(fēng)化帶下限巖在圍巖中所占比例為34.5%-79.46%,平C煤的干燥基含氣量,m3/t;通過(guò)對煤礦區鉆孔實(shí)測甲烷含量和煤均57.32%,故圍巖組合為泥巖型。炭資源量層埋深的統計分析,建立甲烷含量與埋深泥巖型的圍巖,通常具有良好的封閉煤炭資源量直接利用勘探估算結果。的關(guān)系,對煤層甲烷含量與煤層埋深進(jìn)行性,具有較高的突破壓力,在裂隙不發(fā)育的按照分煤層、分水平對計算的煤炭資源量線(xiàn)性回歸,建立了相應的數學(xué)關(guān)系模型,來(lái)情況下,泥質(zhì)含量大于40%的泥巖和泥質(zhì)粉進(jìn)行統計反映煤層埋深與甲烷含量的關(guān)系。通過(guò)回砂巖對煤層氣的保存有利。氣含量歸曲線(xiàn)可以得知,勘査區內煤層氣風(fēng)化帶(2)頂底板的封閉類(lèi)型估算煤層氣風(fēng)化帶底(700m)-600m下限為煤層埋深320m處。依據所瓦斯樣品集礦區煤層頂底板巖性從封閉性能600~500m,500-400m,400~300m,300m~的化驗資料,繪制了走向立面煤層氣含量上,粒度越細,封閉性越好。通過(guò)對煤礦區200m五個(gè)標高段,各標高段以其中值為預等值線(xiàn)圖,從等值線(xiàn)圖中也反映出煤層氣主要煤層的頂底板巖性按粗碎屑巖(礫巖、測深度,即標高650m、550m450m,350m和含量隨煤層埋深的增加而增大粗砂巖、中砂巖)、細碎屑巖(細砂巖、粉砂250m處。依照回歸方程估算巖、泥巖)作了統計,煤層頂底板細碎屑巖6.4估算結果5煤層氣保存條件均占70%以上,因此單從巖性角度來(lái)講,對根據上述的煤層氣資源量估算方法以5.1構造類(lèi)型與煤層氣富集煤層氣的保存比較有利及確定的各種參數,分別估算出煤礦區各煤礦區總體構造為一向南陡傾的單斜5.3煤層本身的封閉條件煤層的煤層氣資源量,煤層氣資源總量為構造(見(jiàn)圖1),為背斜的一翼,構造對煤層氣厚度相對較大的煤層對煤層氣的封閉極6.47×10°m3。煤礦區含媒面積3.16km2;預的宮集起到控制作用。為有利。本區A。煤層厚度最大可達30.25m,測的煤層氣資源量5.88×10°m3;煤層氣資小龍口背斜呈北西西向延伸,為一沿平均12.11m。A。2煤層厚度最大可達45.源豐度為1.86×10°m3/km2。因地層傾角較軸部發(fā)生斷裂的不對稱(chēng)的倒轉背斜。煤礦13m,平均14.95m。這些巨厚煤層生成的氣大,單位平面積的資源量明顯偏高區南部邊界的F2斷層為背斜軸部,背斜南體賦存在煤的孔隙表面,一般情況下不易翼為正常翼,傾向190·~220°,傾角50發(fā)生運移,構成了煤層氣保存的有利場(chǎng)所。7結語(yǔ)60°,近斷層部位傾角80°,北翼為倒轉翼,地5.4水文地質(zhì)條件與煤層氣富集瓦斯事故是煤礦安全生產(chǎn)最大威脅之層走向100°左右,走向在1~2線(xiàn)間穩定,2煤礦水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類(lèi)型,煤系一。新疆近年來(lái)也發(fā)生過(guò)不少的瓦斯爆炸線(xiàn)以東有緩波狀彎曲,倒轉產(chǎn)狀要素為:2地層上部和下部之間水力聯(lián)系不密切,存事故,在2006年以后,隨著(zhù)礦井開(kāi)采深度的線(xiàn)處傾向190°,傾角80°~84°,深部局部有在良好的隔水層,煤系地層含水性微弱,滲增加,還逐漸開(kāi)采到瓦斯風(fēng)化帶以下,瓦斯含波狀擺動(dòng):2線(xiàn)以東,傾向在180~210°之透系數低,地下水徑流運移不暢,含水層的量和瓦斯壓力隨著(zhù)開(kāi)采深度增加而增長(cháng)較間,傾角變化較大,淺部80·~55°,深部較補給僅源于大氣降水或冰雪融水,補給量快,高瓦斯礦井數量也在不斷增加,瓦斯突穩定在70°左右;1線(xiàn)以西傾向180~210°,較小,地下水以靜水壓力、重力驅動(dòng)方式流出事故時(shí)有發(fā)生。本文要傳達的一個(gè)信息傾角60°~85°。背斜構造的兩翼與軸部中動(dòng),運移不暢的地下水對煤層氣有封閉作就是,不論何種變質(zhì)程度的煤層,當其在埋和面以下表現為壓應力,煤層氣在背斜的用,利于煤層氣的保存。深、構造環(huán)境適宜的情況下,瓦斯含量都會(huì )兩翼能較好地封存,在軸部中和面以上煤5.5煤層氣埋藏深度與煤層氣富集隨著(zhù)深度的增加而增加,特別壓扭性斷裂層氣易散,中和面以下煤層氣容易聚集煤層埋藏深度是決定煤層瓦斯含量大存在的井田,這種現象尤為明顯。局部地段F2斷層為一逆掩斷層,橫穿全區,總體小的重要因素。對同一煤田或煤層,在瓦斯高瓦斯含量的存在,會(huì )對煤、石巷的據進(jìn)帶走向近東西,傾向南偏西,傾角80°左右,造風(fēng)化帶以下,煤層瓦斯壓力隨深度加大線(xiàn)來(lái)不安全因素,無(wú)論是井下監測還是鉆孔成小龍口背斜北翼上三疊統郝家溝組地層性增大,故煤層瓦斯含量隨深度增大而增泄壓的方式都不能很好的解決這一難題。全部和八道灣組底部地層缺失,垂直斷距大。因此,在煤礦勘探過(guò)程中,做好煤層氣資源超過(guò)300m,控制了含煤地層的產(chǎn)狀和分布。根據對煤礦區鉆孔實(shí)測瓦斯含量和煤的評價(jià)工作,在條件許可的前提下做到資F3斷層是在F2斷層總的應力作用下形成的層埋深的統計分析,對AA。、A2煤層整體源的綜合利用,變害為利,真正做到資源的次級斷裂,為一扭性的平(推)逆斷層,總體瓦斯含量與煤層埋深進(jìn)行線(xiàn)性回歸,建立最大化利用。傾向南偏東、傾角80·左右,它切斷了井田了相應的數學(xué)關(guān)系模型,來(lái)反映煤層埋深煤、巖層的東延與煤層瓦斯含量的關(guān)系,通過(guò)回歸曲線(xiàn)不參考文獻斷層與最小主應力方向一致,擠壓作難發(fā)現,煤層瓦斯含量隨煤層埋深的增加[l中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標準.煤用形成的逆斷層多屬于阻氣斷層,這種斷而增大。層氣資源/儲量規范,Dz/T0216-2002層所產(chǎn)生的裂隙通常處于閉合狀態(tài),斷層2]何選民,煤化學(xué),冶金工業(yè)出版社,面兩側的巖層被緊壓;另一方面,斷層的位6煤層氣資源量估算移往往使致密的泥質(zhì)巖層與煤層相接觸依照《煤層氣資源/儲量規范》DZ/[3]傅雪海,秦勇.等.煤層氣地質(zhì)學(xué),中國從而阻斷了氣體沿煤層自下而上的運移。T0216-2002,估算的煤層氣資源量為內這兩種作用結合起來(lái)在很大程度上使煤層經(jīng)濟的、預測的中國煤化工保存了較高的含氣量在煤層氣風(fēng)化帶內的煤層氣資源,峽CNMHG在2勘探線(xiàn)西部發(fā)育一平推正斷層,走乏開(kāi)發(fā)利用價(jià)值,不列入資源估算。本區煤YHE向南北,傾向東,傾角約75°,施工ZK207鉆層氣風(fēng)化帶深度為320m(標高700m以上)?？缀蚙KB208鉆孔的過(guò)程中,ZK207鉆進(jìn)至估算的煤層為主要可采煤層A1、A5A科技創(chuàng )新導報 Science and Technolo gy Innovation herald51