鹤岗煤层气开发潜力评价

郭俊伟

（中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

鹤岗煤层气开发潜力评价

郭俊伟*

（中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

通过梳理鹤岗盆地近年来煤层气勘探成果，客观评价煤层气成藏条件，寻找鹤岗盆地煤层气勘探突破的有利方向。分析结果认为，鹤岗盆地整体煤层厚度大，埋藏适中，含气性和储层特征等要素都显示出较好的富集潜力。其中南山矿、新一和鸟山矿为目前最有利区带，储量十分可观。但是构造抬升剥蚀、张性断发育和顶底板封盖条件差等条件，是制约鹤岗盆地煤层气勘探实现突破的核心问题。部署开发井组、寻找逆断层遮挡断块和兼探致密砂岩气是今后鹤岗获得工业发现的探索方向。

鹤岗盆地；煤层气；成藏条件；资源量

1 盆地勘探概况

鹤岗地区对矿井瓦斯的商业利用价值认识较早，1984年开始使用抽放瓦斯作为优质燃料，1992年开始进入居民实用阶段至今。目前，仅在南山矿实现了瓦斯抽放综合利用[1-2]。

1997年东北煤田地质哈尔滨勘察设计研究院和鹤岗矿务局合作，进行了鹤岗煤田煤层气资源勘探开发总体设计。1998年中联煤层气公司、黑龙江省计委、鹤岗矿务局、黑龙江省煤管局、鹤岗市政府5个单位联合，在峻德、兴安地区施工了2口煤层气参数井兼生产试验井（HE-01、HE-02）。为了开发利用鹤岗煤层气资源，2002年中联煤层气公司、黑龙江计委、黑龙江省煤田地质局在南山、新一、鸟山区进行勘探，部署了4口煤层气参数井兼生产试验井（鹤参3、鹤参4、鹤参5、鹤参6），先期施工了一口参数井（鹤参3）。2009年，中联煤层气公司在新一地区施工了一口试验井，对该井进行排采试验，日产气量达到1400m3/d。

2009年11月，大庆油田在新一矿和鸟山矿施工了3口（鹤煤1、鹤煤2、鹤煤3）煤层气评价井，其中鹤煤1井揭示了23层煤，经分析数据可知该地区煤层具备了较好的生气潜力，压裂试气后取得较好的效果。

随着煤层气勘探力度的加大，对鹤岗盆地资源前景有了较为明确的认识，经充分分析研究确定南山、新一和鸟山矿区为今后进行勘探开发的重点靶区，但由于成藏条件较为复杂，给勘探工作带来一定的困难。

2 成藏条件分析

2.1 构造特征

2.1.1 区域构造特征

鹤岗盆地位于佳木斯地块的西北部，盆地西缘为南北走向的牡丹江断裂，盆地东南边界为依兰—伊通断裂。盆地基底主要由前古生界麻山群、黑龙江群深变质岩系及元古代混合花岗岩、华力西期花岗岩等共同组成。鹤岗盆地由4个一级构造单元组成，自西向东为:红旗断陷——连二岭—伏尔基河隆起——宝泉岭断陷——都鲁河隆起，总体表现为：“坳、隆相间”的展布特征。

2.1.2 煤田区构造特征

鹤岗煤田为一走向近南北，向东倾斜的单斜构造，倾角15°～35°。受基底刚性的影响，盆地内褶皱作用较微弱，断裂构造十分发育，以正断裂为主，可分成南北向、东西向、北北东向、北东向、北东东向、北西向和北北西向多组。断裂数量多、期次多，相互截切、交织在一起，造成断裂构造格局复杂化。

张性断层的开放性不利于煤层气的保存。由于受到拉张作用，断面附近由于构造应力释放而成为低压区，煤层中吸附甲烷大量解析，从断面逸散，对煤层气藏起到破坏作用。

2.2 含煤地层特征

2.2.1 煤层厚度

鹤岗煤田主要含煤地层为下白垩统城子河组，含煤地层总厚730～1310m，煤田共发育40余层煤，其中可采及局部可采煤层36层，主要可采煤层[3]包括3#、 11#、15#、17#、18#、21#、22#、30#、33#9个煤层(图1)，其中主力煤层为11#、15#和18#煤层。

图1 鹤岗盆地城子河组煤层平均厚度统计直方图

从全区煤层发育情况来看，煤层厚度大连续性好，具备良好的资源潜力。整体上以新一矿为中心向南、向北逐渐变薄，其中煤层厚度大于60m的主要分布在新一、南山和鸟山矿，兴安、峻德矿的只在局部地区发育。鹤煤1井揭示的煤层累计厚度达到116.8m，单层最大厚度为26m，3m以上的煤层为11层，新一矿显示出较好的勘探前景。

2.2.2 煤层埋深

鹤岗盆地煤层在西缘埋藏较浅，甚至出露地表，向东部逐渐加深，但煤层厚度变薄。依据煤田钻井资料和鹤煤1井揭示的煤层情况（图2），煤层最大埋深为在1000m以浅，矿区边界以外没有钻井控制，依据地震解释推测其最大埋深可达2000m。鹤岗盆地煤层埋藏深度适中，有利于煤层气的勘探开发[5]。

图2 鹤煤1井煤层厚度与埋深棒状图

2.2.3 煤阶

鹤岗煤田以低—中等变质的气煤、肥煤为主，煤阶由西向东随埋藏深度的增加煤的变质程度增大；由于燕山期岩浆岩的侵入，使煤层发生了热接触变质作用，使得煤的变质程度由南向北煤质逐渐增高。峻德、兴安矿区以气煤和长焰煤为主，中部的富力、南山、新一矿为肥煤，鸟山区变为焦煤，兴山矿东部分布有贫煤和无烟煤。因此，鹤岗盆地煤层含气量北部高于南部。

2.3 煤层含气量

通过分析HE-01、HE-02井的测试结果，发现各煤层含气量均较低。HE-01井含气量为1.14～2.41m3/t，平均为2.3m3/t。HE-02井煤层含气量较高，1.06～5.01m3/t。

从鹤煤1井的测试结果上看，煤层气含量较高，鹤煤1井共解析样品23个，含气量基本大于2m3/t。620～654m井段的含气量都在5m3/t以上，最高可达9.3m3/t，甲烷浓度在80%以上，已经达到工业标准。

2.4 煤储层物性特征

从前人研究的结果可知，鹤岗盆地的孔隙度和渗透率均较低[4]。通过对鹤煤1井23块样品的观测认为新一矿地区构造煤发育，以暗煤为主，含少量亮煤，煤体结构破碎，以粉煤为主，含少量碎块，割理无法观测。表1中651.73～652.13m井段含气量高，达到9.3m3/t，含气饱和度为67%，储层压力和解析压力较高，适合进行压裂改造进行煤层气解析排采。

3 煤层气资源预测

通过分析鹤岗地区基础地质条件、综合前人研究结果和鹤煤1井取得的相关数据，认为新一、鸟山和南山地区是今后煤层气勘探的最有利区。考虑到目前得开采能力和经济因素，将1500m作为界限，对新一、鸟山和南山矿区的煤层气资源量进行了预测。南山矿煤炭资源储量为9.03×108t，煤层气储量为139.5×108m3/t，新一、鸟山矿区煤炭资源量为22.32×108t，煤层气资源量为164.2×108m3/t。

表1 鹤煤1井储层物性参数表

4 结论

（1）在梳理前人研究成果和剖析鹤煤1井的钻井及分析化验数据的基础上，对鹤岗盆地的基础地质特征，煤层埋深、厚度、变质程度、煤层含气性和储层特征等成藏条件进行了系统的研究，认为鹤岗盆地具备成为重要煤层气开发基地的潜力，目前制约鹤岗盆地实现突破的关键因素是勘探力度不够，对于构造煤的勘探方法及成藏条件认识不清。

（2）鹤岗盆地煤层成藏的有利条件包括，演化程度中等，煤层多，厚度大，分布稳定，构造煤的发育使得该地区的含气量被严重低估，但是厚层的煤和较小的层间距可以弥补演化程度低导致的气源不足；不利条件包括盆地经历了2次大的抬升剥蚀，张性断裂的密集分布，顶底板封盖条件较差。

（3）虽然鹤岗盆地构造较为破碎，但是中部的南山、新一和鸟山矿区煤层气资源丰富，储量可观，303.75×108m3。

（4）鹤岗盆地煤层气的勘探开发突破选择以下3个方向，根据参数井的有利情况，尽快部署开发井组，实现面积降压提高产量；优选逆断层遮挡的构造煤发育地区；兼探致密砂岩气。

[1]刘靖阳.鹤岗矿区煤层气利用与展望[J].煤炭技术，2002，21（11）：3-4.

[2]赵淑荣.鹤岗煤田煤层气利用初步评价[J].煤炭技术，2009，28（3）：144-145.

[3] 秦勇，桑树勋.鹤岗矿区煤层气资源评价[R].徐州:中国矿业大学，2005.

[4]李五忠，赵庆波，吴国干.中国煤层气开发与利用[M].北京:石油工业出版社，2008.

TE122

A

1004-5716(2015)04-0109-03

2014-03-25

2014-05-15

郭俊伟（1984-），男（汉族），黑龙江齐齐哈尔人，助理工程师，现从事煤层气项目勘探与开发工作。