白杨河矿区煤层气藏划分及特征研究

梁剑明韦乐乐

（1.新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队，新疆 730050；2.陕西国际商贸学院珠宝学院／陕西省宝石教学示范中心，陕西 712046）

白杨河矿区煤层气藏划分及特征研究

梁剑明1韦乐乐2

（1.新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队，新疆 730050；2.陕西国际商贸学院珠宝学院／陕西省宝石教学示范中心，陕西 712046）

通过对白杨河矿区含煤地层的分布特征、煤层气控气地质条件和富集规律的研究，煤层气资源主要分布在八道湾组下段（J1b1）的39、41和42号煤层。39、41和42号煤层全区分布稳定，厚度大、含气量高，煤层分别控制了一定的储量规模，试采资料也已证实了39、41和42号煤层具有较好的产能潜力。39、41和42号煤层为3个相对独立的煤层气藏。39、41和42号煤层顶底板岩性主要为泥岩或砂质泥岩，其含水性弱、渗透性差，封盖条件较好。

煤层气藏 含煤地层 八道湾组 白杨河矿区

白杨河矿区行政区划隶属新疆维吾尔自治区昌吉州阜康市管辖。矿区煤炭资源丰富，煤变质程度中等，煤层气含量高，煤储层物性较好，有利于煤层气的勘探和开发。2008年以来施工的煤层气开发试验小井网等工程，获得了必要的储层物性和排采参数，单井日产量最高达到2522m3，井组最大日产量达到7000m3。

为了推动新疆资源优势向经济优势转变的步伐，自治区政府逐年加大煤层气勘查开发和综合利用力度，积极推进煤层气产业的发展。自治区人民政府以新政函［2012］69号批准的《新疆煤层气开发利用示范工程实施方案》将白杨河矿区列为先期示范区。

1 含煤地层

白杨河矿区主要含煤地层为八道湾组下段（J1b1）和八道湾组中段（J1b2）。

八道湾组下段（J1b1）地层含45、44、43、42、41、40和39号煤层，其中44、43、42、41和39号煤层全区可采；45号煤层矿区东部有控制，但均不可采，向西逐渐尖灭；40号煤层局部可采，层位较稳定；该段44－39煤层浅部火烧，矿区北部形成了一条近东西向的烧变岩带。

八道湾组中段（J1b2）地层含38、37、35－36、34号煤层，其中35－36号煤层全区可采，37号煤层大部可采，矿区东部尖灭。38、34号煤层为不可采薄煤层，不稳定。

八道湾组（J1b）地层平均厚度940.54m，煤层平均总厚度164.54m，含煤系数17.5%。白杨河矿区39、41和42号煤层全区分布稳定，厚度较大，是煤层气勘探和开发的主要目标层。

2 煤层气藏划分

关于煤层气藏的定义，不同的学者具有不同的认识。煤层气藏是在地层压力（水压和气压）作用下保存有一定数量气体的同一含煤地层的煤岩体，具有独立的构造形态；煤层气藏是进行煤层气勘探和开发的基本地质单元。归纳起来，煤层气藏的形成条件包括：煤层厚度、煤变质程度、埋藏深度、盖层、地质构造5个方面。

通过对白杨河矿区含煤地层的分布特征、煤层气控气地质条件和富集规律的研究，煤层气资源主要分布在八道湾组下段（J1b1）的39、41和42号煤层。39、41和42号煤层全区分布稳定，厚度大、含气量高，煤层分别控制了一定规模的储量，试采资料也已证实了39、41和42号煤层具有较好的产能潜力。39、41和42号煤层的煤岩、煤质、厚度、含气量，储层温度、压力等方面具有不同的特征。纵向上，39、41和42号煤层的顶底板封盖条件较好，煤层之间有较好的隔水层，没有水力联系，各自形成相对独立的水动力系统，煤层内形成相对独立的压力系统。因此，39、41和42号煤层为3个相对独立的煤层气藏。

3 煤层气藏特征

3.1 39号煤层气藏

39号煤层分布稳定，且厚度大，平均厚度13.45m。其顶板岩性复杂，其中以泥岩和砂质泥岩为主，厚度10.00～27.00m，平均14.14m，仅局部为含砂泥岩、泥质砂岩。根据测井解释结果和排采试验证实，含水性和渗透性较差，封盖条件较好。

39号煤层底板岩性主要为泥岩，厚度较大，厚度9.00～24.00m，平均14.00m，局部为含砂泥岩、泥质砂岩或砂岩。根据测井解释排和试采资料证实，含水性、渗透性都较差，对煤层具有很好的封堵作用。

钻遇39号煤层时，钻时2.65～44.45min／m，平均19.54min／m，气测反应明显，全烃含量10.00%～13.60%，甲烷相对含量1.72%～27.26%，平均11.92%。

根据分析化验和测试的结果（表1），39号煤层气藏含气量5.48～18.67m3／t，平均12.75m3／t。兰氏体积19.51～29.55m3／t，平均25.97m3／t。兰氏压力2.18～3.04MPa，平均2.35MPa；储层温度为17.20～30.50℃，平均22.71℃；实测储层压力6.08～7.29MPa，平均6.69MPa。储层孔隙度2.5%～13.3%，平均为7.6%；渗透率0.03～4.23mD，平均1.54mD。面割理密度一般为6～22条／10cm。

3.2 41号煤层气藏

41号煤层呈东西向展布，煤层结构简单，平均厚度7.69m。其顶板岩性主要为泥岩，局部为砂质泥岩，厚度8.00～23.00m，平均15.38m。根据测井解释和试采资料证实，顶板的含水性弱，渗透性差，具有较好的封盖性能。

41号煤层底板岩性主要为泥岩，厚度8.00～18.00m，平均12.25m。根据测井解释和试采资料证实，底板的含水性和渗透性都差，具有较好的封盖性能。

表1 白杨河矿区39、41和42号煤层气藏特征汇总表

钻遇41号煤层时，钻时1.80～41.93min／m之间，平均15.77min／m。气测反应明显，全烃含量6.70%～33.25%，甲烷相对含量4.98%～47.82%，平均19.09%。

根据分析化验和测试的结果（见表1），41号煤层气藏含气量4.58～19.96m3／t，平均16.22m3／t。兰氏体积9.4～33.45m3／t之间，平均26.30m3／t；兰氏压力2.31～2.86MPa之间，平均2.54MPa；储层温度22.42～29.20℃，平均24.29℃；实测储层压力7.06～8.52MPa，平均7.89MPa。储层孔隙度2.8%～14.5%，平均8.3%；渗透率0.0045～0.25mD，平均0.12mD。面割理密度一般为6～25条／10cm。

3.3 42号煤层气藏

42号煤层呈东西向展布，煤层结构简单，平均厚度17.82m。其顶板岩性主要为泥岩，厚度9.00～32.00m，平均15.88m。根据测井解释和试采资料证实，顶板的含水性弱，渗透性差，具有较好的封盖性能。

42号煤层底板岩性主要为泥岩，厚度6.00～34.00m，平均14.00m。根据测井解释和试采资料证实，底板的含水性和渗透性都差，具有较好的封盖性能。

钻遇42号煤层时，钻时1.90～12.59min／m，平均6.09min／m。气测反应明显，全烃含量6.34%～30.36%，甲烷相对含量10.17%～50.82%，平均29.21%。

根据分析化验和测试的结果（见表1），42号煤层气藏含气量10.38～19.09m3／t，平均15.90m3／t。兰氏体积26.62～30.11m3／t，平均27.51m3／t；兰氏压力2.30～2.49MPa，平均2.35MPa；储层温度19.90～31.10℃，平均25.03℃；实测储层压力7.43～7.74MPa，平均7.59MPa。储层孔隙度3.2%～10.8%，平均6.9%；渗透率0.01～0.18mD，平均0.073mD。面割理裂密度一般为5～26条／10cm。

4 结论

（1）白杨河矿区39、41和42号煤层全区分布稳定，厚度大、含气量高，是煤层气勘探和开发的主要目标层。

（2）39、41和42号煤层顶底板岩性主要为泥岩或砂质泥岩，其含水性弱、渗透性差，封盖条件较好，煤层之间具有较好的隔水层，各自形成相对独立的水动力系统及压力系统。因此，39、41和42号煤层为3个相对独立的煤层气藏。

［1］ 张伟，周梓欣，梁剑明，等.新疆阜康市白杨河矿区煤层气地质勘探报告［R］.新疆：新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队，2015.

［2］ 李明朝，梁生正，赵克镜.煤层气及其勘探开发［M］.北京：地质出版社，1996.14－18.

［3］ 钱凯，赵庆波，汪泽成.煤层甲烷气勘探开发理论与试验测试技术［M］.北京：石油工业出版社，1996.30－46.

［4］ 张新民，庄军，张遂安.中国煤层气地质与资源评价［M］.北京：科学出版社，2002.51－64.

［5］ 赵庆波，孔祥文，赵奇.煤层气成藏条件及开采特征［J］.2012，33（4）：552－560.

（责任编辑 刘 馨）

Research on Reservoir Classification and Characteristics of Coalbed Methane Reservoir in Baiyanghe Mining Area

LIANG Jianming1，WEILele2
（1.No.156 Coalfield Geological Exploration Brigade，Xinjiang Coalfield Geology Bureau，Xinjiang 830009；2.Shaanxi Institute of International Trade Jewelry Institute／Shannxi Province Gemmoiogical Teaching Demonstration Center，Shaanxi712046）

Through the study of the distribution characteristics，geological conditions of coalbed methane and enrichment regularity of the coal bearing strata in Baiyanghe Mining area，the result shoes that the coalbed methane resourcesmainly distribute in the No.39，41 and 42 coal seams of the lower partof eight channel formation（J1b1）.The three coal seams are featured with stablely distribution，large thickness and high gas content，and respectively control a certain scale of coal reserves，which was confirmed with good potential productivity by production data.No.39，41 and 42 coal seams are 3 relatively independent coalbed methane reservoirs，and the roof and floor lithology ismainlymudstone and sandymudstone with weak water，poor permeability and good capping conditions.

Coalbed methane reservoir；coal-bearing strata；eight channel formation；Baiyanghe mining area

2014年新疆地质勘查基金项目“新疆阜康市白杨河矿区煤层气开发利用先导性示范工程”（N14-4-XJ01）的研究成果之一。

梁剑明，助理工程师，大学本科，研究方向为煤与煤层气地质。