煤层气地质特征及勘探新领域曹鹏飞

煤层气地质特征及勘探新领域曹鹏飞

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摘要:随着经济的发展,煤层气与天然气将会是未来清洁能源的发展方向。因此,煤层气地质特征及勘探新领域的探讨具有重要的意义。本文首先对中国煤层气地质特征进行了概述,详细探讨了煤层气的储藏以及煤层气勘探新领域,旨在提高煤层气的利用率,实现环境保护的目的。

关键词:煤层气;地质特征;勘探;新领域

随着我国国民经济的不断发展,温室效应的日益明显,人们对于环境保护越来越重视,一直在探索绿色能源的发展问题,煤层气与天然气将会是未来清洁能源的发展方向。我国地域辽阔,资源丰富,煤炭和煤层气储量位于世界第二位,煤层气分布较为广泛,主要分布在以下几个区域:华北、华南、西北和滇藏等地,其中尤以华北和西北两地为主,大大提高了我国的煤层气储量,推动了我国煤层气勘探技术的发展。

1中国煤层气地质特征

中国是世界第二大煤炭、煤层气资源大国,煤层气远景资源量27×1012m3。20世纪70年代至90年初期已钻100余口煤层气井,失败原因有:①沿用煤炭勘探方法,在矿区内打井,井浅,大部分井打在甲烷氧化散失带(动力洗刷带)、生物降解带,含气量很低,开采中有的井气产量极少,产水量较大;②沿用常规油气勘探理论方法,打构造点,大部分井钻遇煤层较深,煤层物性差,处于低解吸带,可解吸气量很低,或钻遇构造高部位,开采中煤层含水量极微,压力降不下来,气产量很低。

2.煤层气的储藏

煤层气在我国的分布带有极为明显的分带性,因此在煤层气的勘探过程中,要在煤层气中重点查询饱和吸附带,以提高煤层气勘探的工作效率。

2.1顶板水网格状微渗虑封闭型

一般情况下,煤炭的储层中顶板和底板都很薄,而岩石的密封性又较差,甚至是局部的岩层与水已经连通了,水在向着煤层的内部渗透时,会产生一定的动力,带走地质层中的部分甲烷,还有一小部分的甲烷处在滞流的状态,但是却形成了一个封闭的环境。这种类型的煤气层的含气饱和度很低,导致煤气层井的产量很低,工业开采价值较低,但是还是会有例外。

2.2压力封闭型

地质在经过多次的抬升、压实之后,会在地质中形成一个超压煤层气的储层,但是经常会受到煤层割理的发育不完善,导致煤层的连通性和物性都较差,因此在煤层气开采的过程中,会出现煤层水少,解吸性小等不良现象,直接导致的后果就是煤层气的产量不高。

2.3压力封闭型

地质在经过多次的抬升、压实之后,会在地质中形成一个超压煤层气的储层,但是经常会受到煤层割理的发育不完善,导致煤层的连通性和物性都较差,因此在煤层气开采的过程中,会出现煤层水少,解吸性小等不良现象,直接导致的后果就是煤层气的产量不高。

2.4地质构造封闭型

有的煤气层中由于地质构造的特殊性,导致煤层中的含水量极小,这就会影响煤层气在开采过程中的解吸半径,影响煤层气井开采量的提高。我国由于地域辽阔,所以在煤层气中具备的煤层气藏类型也多种多样,目前,我国将构造变形差异聚集承压水封堵型的煤层气作为未来煤层气开采的主要目标。

3煤层气勘探新领域

3.1提高对东北和西北低煤阶的勘探力度

我国的东北和西北地区存在着很多的低煤阶的含煤盆地,煤层气储量在8×1012m3左右,根据以往发现的资料显示:低煤阶中的煤层气具有很高厚度的煤层,虽然煤层气含量不高,但是具有良好的饱和度。低煤阶具有良好的物性,且割理发育较为完善,封盖条件也良好,含气饱和度弥补了含气量低的缺点,就决定了东北和西北的低煤阶属于我国煤层气的高产区,因此在我国东北的抚顺市内、西北的伊犁盆地等区域都可能存在着煤层气储量密集的区域。低煤阶煤层气勘探过程中的资金成本投入较低,且不对煤层造成污染,又能够提高单井煤层气的产量,会成为未来我国煤层气发展的主流方向。

3.2进行南方构造型盆地的勘探探索

虽然南方的煤层气储量较为丰富,但是由于储藏条件复杂,增加了煤层气勘探的难度,因此南方构造型盆地煤层气的勘探发展还很缓慢。经过对南方煤层气多年的勘探和研究发现,煤矿浅层区的煤层气储量丰富,产量也很高,此外南方地区还存在着巨厚煤层的分布区域,也将是我国有利于煤层气勘探的区域。

3.3发现一批低煤阶有利勘探目标

低煤阶的煤层气勘探首先要瞄准煤层厚、盖层好、含气饱和度高的地区。

用煤层厚度来弥补含气量低的缺陷。经几年勘探,发现一批这类有利勘探目标。东北抚顺煤田处于喜山运动发育起来的一个新生界断陷小盆地,煤层分布于向斜中,东西长18km,南北宽2km,面积36km2,主要含煤层系下第三系古城子组,煤层埋藏较浅,一般埋深小于450m,主力煤层厚,煤层最厚130m,一般30~75m。初步分析,该区盆地小,煤层气年抽放量高,主要原因为煤阶低而物性好,煤层浅而含气饱和度可能很高,煤层厚并且封盖条件有利,70余米油页岩起到重要封盖条件。这类有利勘探目标已在西北、东北和南方发现一大批,有的经钻探形势也很好,就不再枚举。

3.4加强东北、西北低煤阶的勘探

东北、西北的侏罗系—下第三系,广泛沉积一套陆相低煤阶中小型含煤盆地,较大盆地斜坡带有的也分布这类煤阶,煤层气远景资源量低煤阶约为8×1012m3,约占全国总资源量30%。近几年美国粉河、尤因塔等盆地发现这类高产煤层气田,其特点是煤层厚、含气量低,但含气饱和度高。这类煤阶原生孔隙、割理发育,储层物性较好,我国有几个煤层单层厚度在100m以上的巨厚含煤盆地。尽管含气量低,但只要有一定封盖能力,构造处于烃类运移指向斜坡,含气饱和度可很高,煤层厚度弥补了含气量低的不足,仍可高产富集。如东北伊通地堑、抚顺市内,西北准噶尔盆地、伊犁盆地都有可能找到富集区块。这类煤阶适合于空气钻井,钻井成本很低,又可不污染煤层,提高单井产量,今后应加大这类煤阶区的大井组试采工作。

4结束语

综上所述,煤层气地质特征及勘探新领域的研究对提高煤层气的利用率具有重要的作用。因此,必须进一步提高和完善煤层气勘探新领域,这样才能推动煤层气勘探的快速发展。

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