测井预测煤层气含量及分布规律——以山西省沁水煤田为例

沁水煤田煤层气赋存地质特征与有利区块谭龙泉【摘要】煤层气系统是一个复杂的系统,其中包含着煤层、煤层中所含有的甲烷及周围的岩石,是一个非常规性的天然气和煤层气组成、聚集的复杂系统.山西沁水煤田位于沁水盆地上,山西的沁水盆地含有十分丰富的煤层,它是一个特大型石炭—二叠纪含煤盆地,具有十分丰富的煤层气资源,具有极高的开采价值和研究价值,介绍了沁水煤田煤层气赋存地质特征和构造演变及煤层气富集的有利区块.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2018(044)004【总页数】2页(P61-62)【关键词】沁水煤田;煤层气系统;地质特征【作者】谭龙泉【作者单位】山西省煤炭地质114勘查院,山西长治046000【正文语种】中文【中图分类】P6420 引言本文通过对盆地的地球物理特征和地质构造演化的分析，证明地质的构造条件能够影响煤层气的富集程度，通过研究表明，山西沁水盆地经过了多次的地质构造演变，最终形成现在的地质构造和煤层气蕴含之间形成紧密的关系，从构造上来看，斜部位的含气量比较高，背部的含气量比较低，而且，在断层的正中，煤层气的含量也比较低，所以，综合来看沁水盆地所含有的煤层气含量，盆地北部是煤层气蕴藏的重要部分，但是不利于煤层气的高产，在盆地的南部，既是煤层气储存比较丰富的地方，也是煤层气高产的地方，西部地区同北部一样，蕴含着比较丰富的煤层气资源，但是没有高产。

1 煤层气系统的地质和构造演变过程煤层气是一个比较复杂的系统，它是自身附着在煤层中的，所以，可以说煤层气系统是一个独特的油气系统，当然，在其形成和蕴藏过程中会受到各种各样的影响因素。

有相关的研究表明，地质构造条件、煤层的埋深、煤阶、煤层的厚度以及含气量、渗透度、煤储层压力等等这些地球物理因素都与煤层气的形成和蕴藏有紧密关系。

但是这些因素中，对煤层气形成和蕴藏最重要和最直接的因素是地质的构造作用，它不仅能够控制煤盆地和煤地层的形成过程，而且还能够影响着煤层气的形成、聚集、封存和高产情况。

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。

沁水煤层气田位于沁水盆地南部晋城地区，主体部分在沁水县境内，共划分为樊庄、潘庄、郑庄三个区块[1]。

寺头断层以西为郑庄区块，以东北部为樊庄区块，南部为潘庄区块（图1）。

该区域为我国煤层气产业的重要基地，国内主要产气井多分布在此，研究意义重大。

胡底井田位于樊庄区块的中西部，在沁水县胡底乡蒲池村附近，西以老圪堆、王庄沟、东山一线为界，距沁水县城50km ，东至西岭后、上坟西西部，南抵鸡窝岭、小岭上、七坡、西庄北部，距胡底乡约1km ，北至吴沟村、楼底、银疙堆一线南部，隶属胡底乡管辖。

井田总体成东西向的长方形，长约6km ，宽约4km ，北纬35°43′～35°45′15″，东经112°32′44″～112°36′44″，面积约20.51km 2。

1区域地质概况沁水煤层气田位于沁水盆地东南部斜坡，总体构造形态为一马蹄形斜坡带，地层倾角平缓，一般2°～7°，平均4°左右。

断层相对不发育，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正断层组成的弧形断裂带，呈北东向-东西向展布。

区内低缓、平行褶皱普遍发育，展布方向以北北东向和近南北向为主，褶皱的面积和幅度都很小，背斜幅度一般小于50m ，面积小于5km 2，延伸长度从数百至上千米，呈长轴线型褶皱（图2）。

区内地层由老至新包括下古生界奥陶系中统峰峰组、上古生界石炭系上统本溪组、太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、中统上石盒子组、上统石千峰组、中生界三叠系、新生界新近系及第四系。

岩浆活动以燕山期侵入体为主，导致煤岩变质程度增高。

2矿区地质胡底井田位于晋获褶断带的西侧，区内构造比作者简介：王凤清（1960—），女，1982年毕业于焦作矿业学院煤田地质与勘探专业，河南省三门峡黄金工业学校高级讲师、高级工程师，主要从事煤田地质研究。

收稿日期：2011-04-18责任编辑：唐锦秀沁水盆地胡底井田地质特征及煤层气赋存规律王凤清（河南省三门峡黄金工业学校，河南三门峡472000）摘要：沁水盆地由于其良好的储气条件，多年来一直是国内外煤层气学者的研究对象。

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。

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。

煤层气资源勘探开发潜力评价——以沁水盆地为例吴见1吴建光1叶建平1 唐书恒1熊德华1（1.中联煤层气有限责任公司，北京，100011；2.中国地质大学（北京），北京，100083）摘要：层次分析法是一种多层次、多因素综合评价方法，可用于煤层气潜力评价和有利目标区优选。

本文综合考虑煤层气资源特点及影响因素，从资源条件、储层条件和开发条件三个方面，应用层次分析法构建煤层气资源勘查潜力评价体系，力求影响因素选取的全面性和针对性，影响因子选取的代表性和实际可行性，并以沁水盆地为例进行评价，认为沁水含气区带煤层气资源勘查潜力为优级区块主要集中在沁南地区，并将不同评价单元划分成四个级别。

关键词：煤层气；层次分析法；潜力评价；沁水盆地CBM Resource Exploration Potentiality Evaluation: TakingQinshui Basin as an exampleWu Jian1Wu Jianguang1Ye Jianping1Tang Shuheng2Xiong Dehua1(1. China United Coalbed Methane Corporation Ltd. Beijing 100011;2. China University of Geosciences,Beijing Beijing 100083)Abstract：The Analytic Hierarchy Process (AHP) is a multi-level and multi-factor comprehensive evaluation method that may use in the CBM potential evaluation and favorable area optimization. This article established a CBM resource exploration potentiality evaluation model with AHP by the consideration of resource characteristic and influencing factors from resource condition, reservoir condition and development condition, and ensured integrity and pertinence of influencing factors and representation and actual feasibility of influencing indices. This article took the Qinshui Basin as a example and came to a conclusion that Qinshui gas bearing area the best CBM resource exploration potentiality blocks mainly concentrates on southern Qinshui Basin, and divided assessment units into four ranks.Keywords: Coalbed Methane; AHP; Potentiality Evaluation; Qinshui Basin项目成果来源：中国地质调查局地质大调查项目“晋陕蒙地区煤层气资源调查评价”（项目编号：1212010813076）资助。

沁水煤田晋城矿区煤层的沉积环境与煤层气晋城煤业集团古书院矿职工教育培训中心任海英摘要晋城矿区煤系地层是沁水煤田重要的含煤地层之一，煤层气资源丰富，是煤层气开发利用的理想场所。

本文分析了晋城矿区煤层的沉积环境，在此基础上讨论了晋城矿区煤系的原始生气能力、储集层及围岩的储气能力，并讨论了上覆压力和地质构造对煤层气富集、分布的影响。

关键词沁水煤田沉积环境地质构造煤层气煤层气是以甲烷为主的煤层吸附气，或称煤矿瓦斯。

煤层气是生、储同层承压水封堵的非常规天然气藏。

目前有关煤层气的研究主要集中在两个方面：煤热模拟生烃机理和煤层气赋存、分布等研究和煤层气勘探开发与利用等。

煤层气开发有助于改善能源结构和生态环境。

同时，它对煤矿安全生产造成严重威胁，将其变害为利，变废为宝，将取得不可估量的经济效益和社会效益。

本文在对沁水煤田晋城矿区煤层气地质调查的基础上，探讨煤层气与煤系地层沉积环境和构造地质等因素之间的关系，并分析煤层气富集分布的影响因素。

１地质概况晋城矿区位于山西省东南部，属于沁水煤田［１］。

地理坐标为东径１１２!１５"#１１３!２２"，北纬３５!２０"#３６!０２"，行政区划为晋城市，构造位置处于沁水盆地东翼南端，太行山复背斜南段西侧，秦岭纬向构造带之北缘。

矿区中部有一中生代燕山期形成的ＮＮＥ向延伸断褶带（晋长断褶带），将矿区分为东西两个含煤区。

东区有古书院、王台铺、凤凰山三对老生产矿井；西区有成庄、寺河、潘庄１号、潘庄２号三矿一井两对新生产矿井（见图１）。

图１晋城矿区矿井分布两区地层总体为走向ＮＮＥ，倾向ＮＷＷ的单斜构造，由一系列ＮＮＥ向及近ＳＮ向的小型宽缓波状背向斜组成，倾角一般为２!#１０!；东区西侧受白马寺逆断层影响，地层倾角达８０!。

２煤系地层主要煤层的沉积环境本区煤系地层自下而上为中石炭统本溪组，上石炭统太原组和下二叠统山西组，其中以太原组和山西组为主要含煤地层，煤层主要有３＃、９＃、１５＃煤层。

山西沁水盆地煤层气勘探方向和开发建议
通过研究近几年沁水盆地煤层气的资源、地质、储层成果,剖析山西组3号煤层和太原组15号煤层*质差异及其根源,分析煤层气勘探开发生产状况,进一步论述了当前沁水盆地煤层气勘探开发所存在的问题,认为沁水盆地是我国煤层气勘探开发投入工程量最多、研究程度最高、产量最大的盆地.提出沁水盆地已经具备作为整装特大型天然气田开发的条件,应该集中力量加快3号煤层煤层气勘探力度,积极研发15号煤层煤层气开发技术,争取到"十二五"末,煤层气探明储量达到8000亿m3,建成年产量50亿m3煤层气生产基地.
彭小妹,PengXiaomei(中联煤层气有限责任公司)
张小朋,ZhangXiaopeng(中原油田井下特种作业处)。

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。

该组底部的K7砂岩，为本组底部的分界标志层，厚度最大可达10m，一般5m左右，以灰、灰白色中—细粒长石石英砂岩及石英砂岩为主，局部可相变为粉砂岩。

测井解释中煤层含气量结果及校正探讨周文龙;刘高峰【期刊名称】《内江科技》【年(卷),期】2017(038)009【总页数】3页(P43-45)【作者】周文龙;刘高峰【作者单位】河南理工大学;山西蓝焰煤层气集团有限责任公司;河南理工大学【正文语种】中文为准确评价预测煤层气资源量。

以沁水盆地郑庄井田勘探目标层3号、15号煤层的测井以及煤岩测试资料为基础，应用回归分析和BP神经网络方法对测井含气量进行校正，并对各方法校正结果进行对比研究，旨在为煤层含气量测井评价工作提供依据。

煤层含气量受煤的物质组成、煤变质程度（煤阶）、地质构造、煤层埋深、煤层顶底板岩性、夹研层、温度、压力以及水分等生、储气条件的控制，对其进行准确预测在煤矿安全生产以及煤层气资源勘探开发中具有重要意义。

煤层含气量的测定方法多种多样，最常用的是煤芯解吸测量。

然而，更多时候，由于缺乏煤芯实测资料，只能根据测井资料及等温吸附理论等对含气量进行估算。

利用钻井测井曲线定量解释煤的灰分、挥发分等煤质相关指标的技术在20世纪末已开始研究和使用，至今已较成熟。

相形之下，测井曲线定量解释煤层含气量的技术仅处于起步阶段，但若能设法寻求到对测井含气量合理校正的办法，使之更为逼近客观实际，对提高测井含气量的利用价值，加速推广该项技术是有益的。

本文针对沁水盆地郑庄井田煤层气勘探目标层3号、15号煤层，以煤芯测试资料及测井资料为基础，应用一元回归法、多元回归和神经网络方法对测井含气量进行了校正，分析了各方法的优缺点，旨在为煤层含气量测井评价工作提供依据。

按照煤层气吸附赋存的相关理论，测井曲线定量解释含气量所采用的数学模型为：式中：y-煤层含气量；x-煤中灰分、水分等非煤物质；a、b-经验系数。

由于测井曲线定量解释含气量值与煤样瓦斯含量测试值获取所依据的理论、方法和基准均不相同，所以两者在数量上存在一定差异是正常的，为提高测井含气量的可信度及其参考价值，对其进行适当校正是必要的。

029Huabei Natural Resources论文华北自然资源1 引言石哲地区地处沁水盆地中东部，该区的煤层气研究薄弱。

煤层气是自生自储型非常规天然气，其生气基础和赋存基础均离不开煤储层。

煤层含气性除受煤储层本身的影响外，还受到其他地质因素的控制。

2 煤储层特征与含气性2.1 煤储层厚度研究区3号煤层位于山西组下部，煤层厚度0.3-5.51m，局部出现沉积变薄现象，含夹矸0-1层，厚度为0-0.55m，属全区稳定煤层。

15-2号煤层位于太原组一段顶部，煤层厚度0.40-6.10m，含夹矸0-2层，结构简单，属全区大部可采稳定煤层。

研究区煤层厚度与煤层气含量之间的关系见图1。

一般而言，煤储层越厚，煤层气扩散遇到的阻力越大，[1]越有利于煤层气保存。

3号煤层厚度集中在4.5-5.5m，在此区间含气量波动较大，含气量的最大值位于煤层厚度最薄处。

15-2号煤层厚度变化范围广，最大值也位于煤层厚度最薄处。

通过分析发现，这两个点均是埋深最深点。

若不考虑这两个特殊点，发现煤层含气量随着煤储层厚度增加有增大的趋势。

2.2 煤储层煤岩特征3号和15-2号煤层显微煤岩组分均以镜质组为主，惰质组次之。

镜质组含量平均都在80%以上。

3号煤层镜质组最大反射率（R ）平均2.55%；15-2号煤层镜质组最大反射o,max 率（R ）平均2.60%。

研究区3号和15-2号煤层都属于高变o,max 3质无烟煤。

据统计，3号煤层平均含气量12.87m /t，15-2号3煤层平均含气量15.16m /t，煤储层现存含气量普遍较高。

2.3 煤储层围岩物性及封盖能力研究区3号煤层顶板以泥岩、砂质泥岩为主，局部为中至细粒砂岩、粉砂岩；15-2号煤层顶板为泥岩、含炭泥岩、砂质泥岩。

各煤层直接顶板岩性的不同，表现出一定的差异型。

通常情况下，泥质岩类利于煤层气保存，砂岩类总体上[2]不利于煤层气保存。

3号和15-2号煤层顶板为泥质岩类时，对煤层气整体的封盖是有利的。

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，行政区划隶属于山西省晋城市，包括晋城、高平、沁水、阳城等县市。

区内地形为丘陵山地，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。

区内低缓、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本溪组(C2b)、上统太原组(C3t)、二叠系下统山西组(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太原组和二叠系下统山西组，在盆地内广泛分布，是本区煤层气勘探主要目的层。

山西组：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，为山西组主要煤层。

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。

加工转化沁水盆地煤层气资源量评价与勘探预测薛茹1 毛灵涛2(1 郑州航空工业管理学院建筑工程管理系,450015;2 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083)摘要根据煤层气资源/储量规范(试行) 中的容积法对沁水盆地煤层气资源进行计算,提出了综合考虑区域构造单元、含煤地层沉积特征和实际分布范围来划分计算单元的划分原则,并对沁水盆地煤层气资源的勘探进行了预测分析。

关键词煤层气资源评价沁水盆地盖层气藏煤层气资源量的大小、分布是煤层气地质评价的重要内容,也是煤层气开发前经济预算的主要依据。

煤层气资源量计算的准确与否直接影响到煤层气开发的经济效益。

所以,煤层气储量计算单元的划分、资源量计算方法及计算参数的确定等问题,是当前煤层气科技工作者的工作重点。

目前,国内外普遍的作法是以煤样的含气量和煤炭储量的乘积求出煤层气资源量[8]1 沁水盆地地质概况沁水盆地位于山西省中部及东南部,东以平定-昔阳-左权-长治-晋城一线的煤层露头线为界,西至霍山隆起以东煤层露头线与汾河地堑的东部边界,南起阳城,北抵盂县、寿阳。

盆地长轴总体呈NNE向延伸,南北长约320km,东西宽约180km,有效含煤面积31100km2。

盆地的沉积盖层自下而上依次为本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石干峰组。

其岩性以含砾砂岩、砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉质泥砂岩、泥岩及煤层等,其中能够对煤层气起到封盖作用的岩性主要是泥质岩类,包括粉砂岩、泥质粉砂岩、粉沙泥质岩及泥岩。

就含煤层段而言,泥质岩很发育,山西组泥岩百分含量在60%左右,太原组泥岩百分含量在50%以上,且变化范围不大,全区稳定发育,是煤层气吸附储集的良好盖层。

煤层不仅是煤层气藏的源岩,同时又是煤层气藏的储层。

煤层的稳定发育并具有一定的厚度和规模是煤层气富集的基础。

沁水盆地稳定发育的主要可采煤层主要是太原组和山西组,煤层总厚度变化在3 65~18 5m之间。