贵州省煤层气与页岩气共探共采的地质优选

高为，田维江，秦文，孔维敏，陈敏

（1.贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心，贵州 贵阳 550009；2.贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心，贵州 贵阳 550009）

贵州省煤层气与页岩气共探共采的地质优选

高为1，2，田维江2，秦文2，孔维敏2，陈敏2

（1.贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心，贵州 贵阳 550009；2.贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心，贵州 贵阳 550009）

通过分析贵州省煤层气与页岩气的开发现状及资源分布特点认为，优选煤层气与页岩气共探共采的有利区域，应以六盘水煤田和织纳煤田的二叠系龙潭组为研究对象。依据龙潭组煤层气和页岩气成藏、保存及开发条件，认为六盘水煤田东部的晴隆向斜和织纳煤田北部的沙包-乐治-三塘向斜群，具有优越的煤层气和页岩气综合开发条件，可作为贵州省煤层气与页岩气共探共采的理想区域。文中还初步探讨了煤层气与页岩气共探共采的开发模式及存在的技术难点。

煤层气；页岩气；共探共采；有利区优选；开发模式；六盘水煤田；织纳煤田；贵州省

贵州省页岩气前期研究始于2004年，勘探开发工作刚刚起步。2012年，贵州省国土资源厅立项开展页岩气资源调查评价，针对寒武系—二叠系的7个目的层系实施完成了26口页岩气调查井，取得了重大成果，为省内页岩气勘探开发总体布局提供了依据。

2 资源特点

最新一轮的贵州省煤层气资源评价结果显示［12］：全省上二叠统可采煤层的煤层气推测资源量为3.06× 1012m3，92.57%分布于六盘水、织纳和黔北煤田；从区域分布来看，具有“西部富集，东部、北部和南部相对较少”的特征；织纳煤田和六盘水煤田均具有向斜控气典型特征，煤层含气区域分布格局具有较大的相似性。

贵州省目前探明的有利页岩气资源主要分布在寒武系—二叠系的6套古生界地层中，分别为下寒武统牛蹄塘组、变马冲组，下志留统龙马溪组，下石炭统旧司组（打屋坝组），中二叠统梁山组和上二叠统龙潭组。据“贵州省页岩气资源调查评价”结果，全省含煤层系（旧司组、梁山组、龙潭组）页岩气地质资源总量达4.55×1012m3，占全省页岩气地质资源总量的33.6%。其中，龙潭组资源量最丰富，龙潭组页岩气聚集发育的有利区主要集中在六盘水煤田、织纳煤田和黔北煤田，横向和纵向上均与煤层气资源重叠组合，为2种非常规天然气资源的共探共采提供了可行性基础。

3 有利区优选

贵州省20多年的煤层气勘探开发全部集中于上二叠统龙潭组，获取的大量相关资料主要集中于织纳煤田和六盘水煤田（见图1、图2）。

图1 织纳煤田煤层气与页岩气共探共采优选有利区

图2 六盘水煤田煤层气与页岩气共探共采优选有利区

选择煤层气与页岩气共探共采的有利区块，一般须具备2个前提条件：1）煤层气、页岩气地质资料相对丰富，已通过一定的地质手段获取了相关的地质参数。因此，省内含煤地层中煤层气与页岩气共探共采的有利区也应位于这2个煤田，并以龙潭组作为研究的目的层系。2）该区域的煤层气和页岩气同时具有足够大的资源潜力，一般认为煤层含气量是表征煤层气资源潜力的关键参数，而表征页岩气资源潜力的主要指标为有机碳质量分数、镜质体反射率和泥页岩厚度，另外埋深、构造复杂程度以及地形条件等也是有利区优选需要考虑的重要方面。

鉴于贵州省目前煤层气与页岩气薄弱的研究基础和开发现状，笔者仅就横向上煤层气与页岩气存在的重叠区，采用多因素叠加、综合地质评价等方法，开展煤层气与页岩气共探共采有利区的初步优选。

由图1可知，织纳煤田煤层气与页岩气共探共采的有利优选区位于其北部的沙包—乐治—三塘向斜群，区块内龙潭组煤层含气量高达20m3/t以上，泥页岩厚度30～40m，有机碳质量分数在5.0%以上，镜质体反射率为2.3%～2.4%，煤层气和页岩气成藏潜力大，保存条件和开发条件好。

由图2可见，六盘水煤田东部的晴隆向斜不但煤层含气量高（大于17m3/t），而且龙潭组泥页岩厚度较大（20～40m），有机碳质量分数高（4.0%～6.0%），成熟度适中，镜质体反射率1.5%～2.0%，未遭受大型构造破坏，封盖层条件良好，地层倾角较平缓，具有很大的成藏潜力，是煤层气与页岩气共探共采综合研究与开发的理想区域。

地温较高、埋深较大等因素均会对气藏储层的含气性和渗透性产生不利影响，加大开采难度，因此，优先开采埋深较浅的气藏是目前较为现实的选择。相比较而言，织纳煤田优选区的埋藏深度（550～3 000m）浅于六盘水煤田（2 000～3 500m）优选区，其煤层气与页岩气综合开采条件优于六盘水煤田。

4 共探共采开发模式初探

贵州省薄—中厚煤层群特别发育，并含有多段富有机质泥页岩，气藏储层的纵向多层现象十分普遍。在煤层气与页岩气同时富集的含煤地层中，按气藏储层纵向相距远近可分为近距离叠置成藏与远距离独立成藏2种共生聚集模式，相应地有2种实现共探共采的开发模式。

1）对近距离叠置的煤层气与页岩气藏，可采取单井合层压裂、合层排采的开发模式，共同开采2种气藏。目前，合层压裂在单层较薄、间距较小的煤层群煤层气开发中已有少量的研究和应用［13-14］，但由于煤储层与泥页岩储层物性（如储层压力、破裂压力等关键参数）差异明显，对煤层气与页岩气的综合开采而言，合层压裂的方式是否能取得理想的效果，仍有待工程实践进一步验证。2）单井分层压裂、合层排采开发模式可用于远距离独立成藏的煤层气与页岩气综合勘探开发。分层压裂在常规气藏和煤层气藏开发中已得到广泛应用［15-16］。大多数煤层气藏与一些页岩气藏都是水饱和气藏，二者的产出机理及过程相似，但多层合采气井受多层气藏层间连通性、层间地层压力差异、渗透性差异及控制范围差异等因素的影响，将会给气井的生产、动态分析及监测带来一系列问题。现有的开发技术和工艺能否发现并有效解决这些问题，将是该开发模式成功应用的关键［11，17］。

5 结论

1）贵州省上二叠统龙潭组具有较大的煤层气与页岩气资源潜力，地质基础资料丰富，是煤层气与页岩气共探共采研究的主要层系。

2）六盘水煤田东部的晴隆向斜和织纳煤田北部的沙包-乐治-三塘向斜群，可以作为开展贵州省煤层气与页岩气共探共采初步研究与开发的优选区域。

3）合层压裂、合层排采和分层压裂、合层排采为煤层气与页岩气共探共采的2种开发模式，均需对储层差异引起的一系列问题加以研究。

致谢：本文参考了“贵州省页岩气资源调查评价”和“贵州省煤层气资源潜力预测与评价”项目的部分研究成果资料，在此对上述项目课题组全体成员，以及在本论文成文过程中给予帮助和指导的贵州省煤田地质局易同生、杨通保、唐显贵等专家表示衷心感谢！

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（编辑 高学民）

Geologicaloptim ization of coalbedmethane and shale gas co-exploration and concurrent production in Guizhou Province

Gao W ei1，2,Tian W eijiang2,Qin W en2,Kong W eim in2,Chen M in2
(1.Research Center of Guizhou Coalbed M ethane and Shale Gas Engineering and Technology,Guiyang 550009,China; 2.M onitoring Center of Guizhou Coal M ine Geological Engineering Consultation and Environm ental,Guiyang 550009,China)

By summarizing the development status and resources distribution of CBM(coalbedmethane)and shale gas in Guizhou

Province,it is considered that the favorable area optimization of coalbed methane and shale gas co-exploration and concurrent production in Guizhou Province should take Upper Permian Longtan Formation of LiupanshuiCoalfield and Zhina Coalfield as the research objects.Based on the accumulation,preservation and development conditions of the CBM and the shale gas in Longtan Formation,it is thought that the favorable exploration area of co-exploration and concurrent production in Guizhou Province are Qinglong syncline in east partof Liupanshui Coalfield and Shabao-Lezhi-Santang syncline groups in north part of Zhina Coalfield, which havesuperiordevelopmentconditionsofCBM and shalegasand can actas the idealareaofcoalbedmethaneand shalegascoexplorationand concurrentproduction in Guizhou Province.In theend,thispaperdiscusses thedevelopmentmodelsand the technical difficultiesofco-explorationand concurrentproduction forCBM and shalegas.

CBM;shale gas;co-exploration and concurrentproduction;favorablearea optimization;developmentmodel;Liupanshui Coalfield;ZhinaCoalfield;Guizhou Province

贵州省页岩气资源调查评价项目“黔西南地区页岩气资源调查评价”（2012GYYQ-04）

TE37

A

1 勘探开发现状

高为，田维江，秦文，等.贵州省煤层气与页岩气共探共采的地质优选［J］.断块油气田，2014，21（1）：36-38.

Gao Wei，Tian Weijiang，Qin Wen，et al.Geological optimization of coalbed methane and shale gas co-exploration and concurrent production in

Guizhou Province［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2014，21（1）：36-38.煤田2口，虽未取得工业气流突破，但获取了较为详细的煤层气参数资料［12］。

10.6056/dkyqt201401008

2013-09-10；改回日期：2013-11-12。

高为，男，1987年生，助理工程师，硕士，2012年毕业于中国矿业大学地质工程专业，主要从事煤、煤层气及页岩气勘探开发地质研究工作。E-mail：gaoweicumt@126.com。

煤层气和页岩气是当前国内非常规油气资源研究和勘探的热点［1-5］。针对含煤地层中普遍存在的煤层气与页岩气共生聚集的特点，有关专家提出了开展煤层气与页岩气共探共采的新思路［6-9］。对于多层组气藏，单层开发面临很大挑战，单井多层合采方式在常规油气藏和煤层气藏开发领域均有一些探索和应用［10-11］。本文旨在探索一种经济可行的合采开发模式，即用同一口井共采煤层气与页岩气，有效节约成本，提高资源利用率，为非常规天然气勘探开发开辟新的途径。

贵州省煤层气地面勘探和开发试验工作始于20世纪80年代末期，先后进行了4轮不同程度的煤层气资源调查工作，大量的煤田勘探钻孔和煤层气探井为煤层气开发积累了丰富的基础地质资料。但是，由于煤层气地质条件复杂，现今的开发技术难以与贵州的煤层气地质条件相匹配，煤层气开发试验工作一直未取得有效突破。截至2009年底，省内一共施工14口煤层气参数井和排采试验井，其中六盘水煤田12口，织纳