千里之行，始于腳下。第2頁(yè)/共2頁(yè)精品文檔推薦論貴州煤層氣地質(zhì)特點(diǎn)與勘探開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略華北沁水盆地南部煤層氣商業(yè)性地面開(kāi)發(fā)的突破，以及我國(guó)油氣資源供求關(guān)系、煤礦平安生產(chǎn)、大氣環(huán)境庇護(hù)等面臨的巨大壓力，使得我國(guó)煤層氣勘探與開(kāi)發(fā)受到前所未有的高度重視[1，2]。僅2023年，國(guó)內(nèi)就施工1073口煤層氣井，全國(guó)煤層氣井?dāng)?shù)量達(dá)到2446口，產(chǎn)業(yè)進(jìn)展勢(shì)頭迅猛。貴州省煤炭和煤層氣資源在我國(guó)南方地區(qū)最為豐盛。加強(qiáng)煤層氣地質(zhì)

條件與勘探開(kāi)發(fā)XXX討論，力爭(zhēng)使黔西在后兩個(gè)五年方案中列入國(guó)家煤層氣開(kāi)發(fā)XXX選區(qū)，則是我省煤層氣勘探開(kāi)發(fā)工作的首要XXX任務(wù)。

1貴州能源在國(guó)家經(jīng)濟(jì)進(jìn)展中的XXX地位

貴州省含煤面積約7萬(wàn)km2，占全省面積的

40%左右，煤炭和煤層氣資源都位列我國(guó)南方各省

份之首[3]。

貴州省貧油富煤。盡管國(guó)內(nèi)相關(guān)部門在貴州舉行了40余年的常規(guī)油氣勘探，但至今沒(méi)有取得突破。貴州煤炭資源量大，煤種較全，埋藏相對(duì)較淺。據(jù)全國(guó)第三次煤田預(yù)測(cè)資料，全省預(yù)測(cè)1000m以淺煤

論貴州煤層氣地質(zhì)特點(diǎn)與勘探開(kāi)發(fā)XXX

高弟1，秦勇2，易同生1

(1.貴州省煤田地質(zhì)局，貴州貴陽(yáng)550009；2.中國(guó)礦業(yè)高校，江蘇徐州221116)

3期炭資源量1618.25億t，2000m以淺煤炭資源量2436億t[4]，占全國(guó)煤炭資源量的5％左右。截至2023年末，累計(jì)探明煤炭資源量為587.29億t，探明率不到

25％，勘探潛力巨大，找礦前景廣大。截止2023年底，全省已利用煤炭資源83.68億t，僅占探明儲(chǔ)量

的14.25％，開(kāi)發(fā)利用潛力巨大[5]。

貴州省煤層氣資源非常豐盛。1997年，貴州煤田地質(zhì)局提交全省埋深2000m以淺、含氣量大于

4m3/t可采煤層中的煤層氣地質(zhì)資源量31511.59億m3（占全國(guó)煤層氣資源總量22％左右），平均可抽放

率40.93%，其中1500m以淺資源量23000億m3[3]。同樣評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下的煤層氣資源量位列全國(guó)各省區(qū)其次，占華南聚氣區(qū)煤層氣資源總量的76.34％。貴州省煤層氣具有資源量大、資源豐度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平的基本特點(diǎn)。

貴州省是我國(guó)南方最為重要的煤炭生產(chǎn)基地，近年來(lái)原煤生產(chǎn)能力迅速進(jìn)展。1999年全省原煤產(chǎn)量4025萬(wàn)t，2023年為11817萬(wàn)t[5]（表1）。相比之下，2023年四川省原煤產(chǎn)量7962萬(wàn)t，湖南省3900萬(wàn)t，云南省2674萬(wàn)t，重慶市2172萬(wàn)t，江西省

2122萬(wàn)t，廣西省550萬(wàn)t，湖北省470萬(wàn)t，廣東省300萬(wàn)t，福建省160萬(wàn)t，浙江省14萬(wàn)t。也就是說(shuō)，貴州省2023年原煤占我國(guó)南方11個(gè)省區(qū)該年原煤

總產(chǎn)量的37％，并已成為我國(guó)南方最大的電煤生產(chǎn)基地。

2貴州煤層氣地質(zhì)條件特點(diǎn)

貴州省主要含煤地層形成于晚二疊世龍?zhí)镀?，不僅煤層氣資源在我國(guó)南方地區(qū)占有優(yōu)勢(shì)，而且在構(gòu)造演變上具有多期進(jìn)展、劇烈分異、定型較晚的特征，在沉積進(jìn)展上存在海陸交互、平面分異、垂變頻繁等特點(diǎn)，從而造就了鮮亮的煤層氣地質(zhì)條件特點(diǎn)?？陀^熟悉這些特點(diǎn)，既是合理制定我省煤層氣勘探開(kāi)發(fā)XXX的重要前提，也是針對(duì)性挑選勘探開(kāi)發(fā)工藝技術(shù)的重要基礎(chǔ)。

總體來(lái)看，貴州省具有“一弱、兩多、三高、四大”的煤層氣地質(zhì)條件特點(diǎn)。

①“一弱”是指龍?zhí)督M含煤地層富水性普遍較

差，地下水動(dòng)力條件偏弱，流量偏少。煤礦床普通屬于以大氣降雨為主要補(bǔ)給水源的裂隙直接充水礦床，水文地質(zhì)條件容易。煤層賦存于富水性弱的碎屑巖地層中。煤層與富水性強(qiáng)的灰?guī)r（如P1m、T1f2、T1

f、T1yn等）和地表水之間，賦存有一定厚度的相對(duì)隔

水層（如P2β、P2l、P2c+d、T1f1等）。斷層帶、破裂帶的富水性弱，導(dǎo)水性差，普通難以構(gòu)成水力聯(lián)系通道。煤層與強(qiáng)含水層和地表水沒(méi)有直接水力聯(lián)系，僅在淺部與含煤地層風(fēng)化裂隙水、小煤礦和老窯積水及籠罩其上的第四系孔隙水有直接水力聯(lián)系。這一特征，一方面是貴州煤層含氣量普遍較高的主要地質(zhì)緣由，另一方面可能給采納現(xiàn)行常規(guī)技術(shù)舉行煤層氣排采造成一定困難。

②“兩多”表現(xiàn)為控氣構(gòu)造類型多和煤層層數(shù)

多。因?yàn)榫勖浩诤髣×业母脑熳饔茫F州境內(nèi)含煤地層被分割賦存于眾多自立次級(jí)向斜單元[6]。貴州省煤層氣富集總體上具有向斜控氣的構(gòu)造特征。從區(qū)域上來(lái)看：六盤水煤田以隔槽/隔擋式褶曲為主，斷層性質(zhì)多樣，煤層結(jié)構(gòu)破壞劇烈；織納煤田以短軸式褶曲為主，構(gòu)造相對(duì)容易，煤層結(jié)構(gòu)普通保存完好。就詳細(xì)向斜分析，次級(jí)褶曲進(jìn)一步控制了煤層含氣性的非均一性分布邏輯[7，8]。上二疊統(tǒng)含煤8～58層，其中1～24層可采，煤層層數(shù)、層位分布及含煤性均受聚煤期大地構(gòu)造背景制約之下的層序地層格架所控制[7]。這些特點(diǎn)不同于華北石炭二疊系煤層氣地質(zhì)條件，煤層氣勘探開(kāi)發(fā)必定要有新的思路與辦法。

③“三高”系指煤層含氣量高、資源豐度高、儲(chǔ)層

壓力高以及地應(yīng)力高。例如，六盤水地區(qū)多數(shù)向斜中煤層平均含氣量在13m3/t以上，織納地區(qū)多數(shù)超過(guò)

18m3/t，最高可達(dá)27m3/t[6]；含氣量大于4m3/t、埋深小于2000m可采煤層中煤層氣資源豐度>2.2億m3/km2，最高可達(dá)7億m3/km2左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于1.12億m3/km2的全國(guó)平均水平[9]。再如，按照境內(nèi)1999年來(lái)15口煤層氣井的試井資料，煤儲(chǔ)層壓力系數(shù)普遍高于0.9，其中多數(shù)在1.2以上，推想水公河向斜一帶

甚至可能超過(guò)2.0，顯示出正?！悩痈邏旱膬?chǔ)層壓力狀態(tài)；煤層原地應(yīng)力梯度普遍>1.5MPa/100m，普通在20MPa/100m以上，最高達(dá)33MPa/100m，遠(yuǎn)高于華北石炭二疊系煤層的平均值。這一情況，一方面揭示出煤層氣資源富集程度高、儲(chǔ)層能量大、開(kāi)發(fā)潛力巨大的優(yōu)勢(shì)，另一方面也可能對(duì)煤層滲透性以及儲(chǔ)層改造產(chǎn)生不利影響，需要高度重視。

④“四大”包括煤層氣資源量大、煤級(jí)變化大、煤

層滲透性變化大以及地質(zhì)條件垂向變化大。全省含氣量大于4m3/t、埋深小于2000m可采煤層中煤層氣

年份

產(chǎn)量/萬(wàn)t

年份

產(chǎn)量/萬(wàn)t

1999402520239757200030252023980020233731202311817202350012023108002023

7802

2023（1-11月）

10670

表11999—2023年貴州省原煤產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)

Table1RawcoalproductionstatisticsofGuizhouProvinceduring1999-2023高弟，等：論貴州煤層氣地質(zhì)特點(diǎn)與勘探開(kāi)發(fā)XXX21

第21卷中國(guó)煤炭地質(zhì)

資源量3.15萬(wàn)億m3，占全國(guó)同一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下煤層氣資源總量的18.27％，華南地區(qū)總量的63.44％[9]。我國(guó)南方煤層氣資源主要集中在云貴川三省，貴州省煤層氣資源量31511.49億m3，占三省煤層氣資源總量的66％左右。境內(nèi)以中變質(zhì)煙煤—高煤級(jí)煤為主，肥煤—無(wú)煙煤均有產(chǎn)出，煤級(jí)成帶分布[6]。煤層試井滲透率的區(qū)域和層域變化均較大：六盤水煤田煤層滲透率普通低于0.03mD，但個(gè)別鉆孔單煤層可達(dá)1.0mD左右；織納煤田煤層氣滲透率在0.1～0.2mD之間。同時(shí)，因?yàn)槌练e—水文—構(gòu)造條件耦合控氣作用的結(jié)果，含煤地層地下流體在不同主煤層之間總體上缺乏交換，不同煤層群之間的煤層氣系統(tǒng)相對(duì)自立，形成了“多層疊置自立含煤層氣系統(tǒng)”

[11]。這些特點(diǎn)，不僅進(jìn)一步昭示出貴州煤層氣資源的巨大開(kāi)發(fā)潛力，而且也表明其開(kāi)采地質(zhì)條件比我國(guó)北方地區(qū)更為復(fù)雜。

3貴州煤層氣資源開(kāi)發(fā)XXX

可以看出，貴州省在我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)進(jìn)展XXX中應(yīng)占有重要地位。然而，要使貴州成為國(guó)家煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的重要XXX選區(qū)，并通過(guò)煤層氣開(kāi)發(fā)來(lái)有效降低煤礦重大瓦斯事故風(fēng)險(xiǎn)，則需要按照貴州煤層氣地質(zhì)條件，進(jìn)一步開(kāi)展基礎(chǔ)討論工作，制定有針對(duì)性的勘探開(kāi)發(fā)XXX。認(rèn)為，近期應(yīng)開(kāi)展的基礎(chǔ)工作主要包括如下三個(gè)方面。

①切實(shí)摸清貴州煤層氣資源潛力情況。這一工作的核心有三項(xiàng)要點(diǎn)：其一，采納先進(jìn)的評(píng)價(jià)辦法，通過(guò)提取前期勘探資料中的煤層氣地質(zhì)信息，進(jìn)一步查明全省煤層氣資源的數(shù)量、質(zhì)量和分布特征，更為客觀地獲得對(duì)全省煤層氣資源特性的基本熟悉；其二，基于對(duì)煤層含氣性、滲透性、儲(chǔ)層能勢(shì)分析以及三者關(guān)系的耦合討論，闡明貴州煤層氣成藏的主要特點(diǎn)與關(guān)鍵地質(zhì)控制因素，進(jìn)而按照成藏效應(yīng)對(duì)煤層氣富集高滲地帶舉行精細(xì)預(yù)測(cè)，為進(jìn)一步確定煤層氣勘探方向提供依據(jù)；其三，以煤層氣可采性評(píng)價(jià)為目的，重點(diǎn)從構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)、地下水動(dòng)力場(chǎng)、煤層巖石力學(xué)性質(zhì)、煤儲(chǔ)層可改造性、煤層氣地下工程穩(wěn)定性等方面，闡明不同地區(qū)的煤層氣開(kāi)發(fā)地質(zhì)條件，為煤層氣開(kāi)發(fā)工藝技術(shù)選配提供參考。

②分析各類煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)對(duì)貴州煤層氣地質(zhì)條件的適應(yīng)性。國(guó)外幾乎全部的傳統(tǒng)和先進(jìn)煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)在我國(guó)都有引用，但多數(shù)狀況下的應(yīng)用效果都不甚抱負(fù)，煤層氣開(kāi)發(fā)技術(shù)適應(yīng)性分析對(duì)于貴州尤為重要。正視這一情況，應(yīng)考慮如下三個(gè)問(wèn)題：其一，哪些先進(jìn)技術(shù)適合于貴州煤層氣地質(zhì)條件？其二，傳統(tǒng)技術(shù)能否滿足貴州煤層氣資源開(kāi)發(fā)的需求？其三，為了有效開(kāi)發(fā)貴州省煤層氣資源，需要自主研發(fā)哪些適合技術(shù)？為此，技術(shù)適應(yīng)性分析，不僅應(yīng)考慮貴州不同區(qū)塊的煤層結(jié)構(gòu)條件和構(gòu)造特征，重要的是要考慮本省多煤層（群）、低富水性、高地應(yīng)力等特別地質(zhì)條件。以提高煤層滲透率和可改造性為目的，針對(duì)主要區(qū)塊煤層氣地質(zhì)條件，總結(jié)前期煤層氣勘探開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)工作的得失，對(duì)照分析不同鉆井、完井、增產(chǎn)措施對(duì)貴州省煤層氣開(kāi)發(fā)的適用性，如低固相、空氣泡沫、清水鉆井及液氮、凝膠加沙壓裂效果，垂直單井、不同類型井組、叢式井、水平井地面煤層氣勘探開(kāi)發(fā)效果等。在此基礎(chǔ)上，制定關(guān)于貴州省煤層氣開(kāi)采方式、完井、增產(chǎn)激勵(lì)措施等方面的技術(shù)計(jì)劃。

③合理制定貴州省煤層氣資源勘探開(kāi)發(fā)利用XXX與規(guī)劃。立足改善全省能源結(jié)構(gòu)與煤礦平安生產(chǎn)條件兩個(gè)方面，統(tǒng)籌規(guī)劃貴州煤層氣地質(zhì)選區(qū)、勘探方向、開(kāi)發(fā)模式、開(kāi)發(fā)步驟與利用方式。以富集高滲地帶精細(xì)預(yù)測(cè)結(jié)果為關(guān)鍵依據(jù)，分區(qū)別類分級(jí)對(duì)全省舉行煤層氣地質(zhì)選區(qū)。在此基礎(chǔ)上，立足于煤層氣地面開(kāi)發(fā)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境等方面的分析，確定煤層氣分類分期勘探方向。以技術(shù)適應(yīng)性分析和地質(zhì)選區(qū)成績(jī)?yōu)橹饕罁?jù)，參考國(guó)內(nèi)前期煤層氣資源開(kāi)發(fā)實(shí)踐與閱歷，建立對(duì)貴州地質(zhì)條件具有針對(duì)性的煤層氣開(kāi)發(fā)模式。耦合分析上述成績(jī)，進(jìn)一步規(guī)劃全省煤層氣開(kāi)發(fā)步驟，按照資源分布特點(diǎn)和開(kāi)發(fā)模式統(tǒng)籌制定全省煤層氣利用計(jì)劃。

基于省內(nèi)現(xiàn)有工作以及初步成績(jī)，考慮織納煤田煤層氣地質(zhì)條件總體上優(yōu)于省內(nèi)其他煤田，某些關(guān)鍵條件甚至可與華北晉城礦區(qū)相比擬，具有形成南方特大型無(wú)煙煤煤層氣開(kāi)發(fā)基地的潛力，建議將其可作為現(xiàn)階段煤層氣地面勘探開(kāi)發(fā)的主攻區(qū)域。煤層氣開(kāi)發(fā)可借鑒晉城模式，即礦井長(zhǎng)鉆孔順層密集抽采與未擾動(dòng)區(qū)地面規(guī)模性預(yù)抽采方式相結(jié)合，盡快在未采動(dòng)區(qū)實(shí)施以地面直井和叢式井組為主的上部煤層群煤層氣開(kāi)發(fā)先導(dǎo)性示范工程，同時(shí)論證煤層氣綜合集輸和規(guī)模性高附加值利用的可行性。六盤水以及其他煤田則可借鑒淮南模式，主要通過(guò)遠(yuǎn)距離庇護(hù)層大面積采動(dòng)卸壓，利用各類采前和采中礦井瓦斯抽采方式，結(jié)合采后煤層氣地面抽采技術(shù)，有效地實(shí)施采動(dòng)區(qū)煤層氣抽采，并建設(shè)與之配套的分布式煤層氣小型化利用、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)與裝置。通過(guò)這些實(shí)踐，進(jìn)一步分析不同煤層氣開(kāi)采技術(shù)對(duì)貴州地質(zhì)條件