煤层气资源量计算和有利区分析——以某区块为例

颉保亮，邹平波，廖志威，石富军

（江苏省有色金属华东地质勘查局，南京 210007）

本研究充分利用某区块最新煤层气井资料，并结合以往煤田地质勘查中的煤层瓦斯资料和煤田钻孔资料，对某区块的煤层气资源量重新进行计算，并在此基础上对某区块有利区进行分析。

1 资源量计算方法及参数确定

煤层气资源量计算方法主要有体积法、类比法、递减分析法、物质平衡法和数值模拟法等[1-2]。其中，体积法是煤层气资源量的基本计算方法。本研究依据《煤层气资源/储量规范》（DZ/T0216-2010）中的体积法，计算某区块范围内煤层气资源量[3]。

体积法又被称为容积法、块段法，适用于各个级别煤层气资源量的计算，其精度取决于对煤层气地质条件和储层条件的认识，也取决于有关参数的精度和数值。体积法划分的块段要求同一区块应基本具有相同的或相似的构造条件和储气条件。纵向上，一般以单一煤层为计算单元，煤层相对集中的煤层组可以合并计算单元，煤层风化带较浅的煤层中不计算资源量。计算公式为：

式中，G为煤层气资源量（地质储量），108m3；A为煤层含气面积，km2；h为煤层净厚度，m；Ddaf为煤的干燥无灰基质量密度，t/m3·daf；Cdaf为煤的干燥无灰基含气量，m3/t·daf。

1.1 块段的划分

本次资源量计算以煤层平均含气量2 m3/t·daf 作为煤层气风化带的边界，只计算煤层气含量＞2 m3/t·daf 的区块资源量；按照煤层埋深风化带300 m、 1 000 m、1 500 m 为界，进一步划分出风化带-1 000 m、1 000～1 500 m、＞1 500 m 的块段；按照煤层气含量＜6、6～8、8～12、＞12 m3/t·daf 进行进一步划分。

按照以上块段划分原则，将区块划分后进行计算，将煤层计算区块划分成12 个块段，如图1所示。

图1 煤层的计算块段

1.2 计算参数的确定

1.2.1 煤层含气面积

煤层气资源量的计算范围是根据某区块边界线、煤层气风化带及各块段划分界线来圈定的。某区块面积1 040.40 km2，参与煤层气资源量计算的实际面积为267.50 km2。

1.2.2 煤层有效厚度

煤层有效厚度（净厚度）是指扣除夹矸后的厚度。有效厚度的下限定为0.80 m。块段平均厚度是块段内钻孔煤层的平均厚度。对于无钻孔控制的块段，其煤层厚度利用邻近块段钻孔的平均值。

1.2.3 煤层含气量

本次采用的是煤的干燥无灰基含气量。对区块内无钻孔控制的块段，其煤的含气量值为块段内含气量等值线的平均值。

1.2.4 煤的干燥无灰基质量密度

煤的干燥无灰基质量密度值主要依据相关地质报告中各煤层视密度值计算得出，其值为1.18 t/m3·daf。

2 资源量计算结果及资源量分布特征

某区块煤层煤层气资源量分布情况如表1所示。由表1可知，以埋深划分，该区块资源量主要集中于埋深风化带-1 000 m 的区域，其资源量为21.33×108m3，占总资源量的50.35%；以含气量划分，资源量主要集中于含气量＞12 m3/t·daf 的区域，其资源量为20.56 ×108m3，占总资源量的48.54%。

3 有利区分析

煤层气有利区是指蕴藏有一定资源量并具有煤层气富集高产潜势的地区[4]。利用合理的煤层气有利区预测方法，确定适用的参数和标准，是成功进行煤层气勘探开发的重要保证。现今最常用的有利区预测方法是，通过面上的地质研究选择出控制煤层含气性和可采性的主要参数，通过对参与评价的所有区的煤层气地质特征研究，给这些参数以合适的门限值，这些参数和门限值构成一个选区评价标准，然后把所有区块拿来和这个标准对比进行取舍。

表1 煤层煤层气资源分布

煤层气有利区分析需要考虑的最直接、最关键的参数包括煤层埋深、含气量、渗透率、厚度和资源丰度等，这些因素关系到煤层气的可采性和经济性[5]。

3.1 国内外煤层气有利区评价标准

美国的圣胡安盆地是一个在白垩纪末形成的构造盆地，面积19 400 km2，位于科罗拉多和新墨西哥州，目标煤层一个，位于白垩系水果地组煤系中，煤层埋深0～1 200 m，煤厚5～15 m，煤级为气煤到瘦煤，含气量3～15 m3/t。该盆地的评价选区标准为：煤层厚度大于6 m，含气量大于8 m3/t，渗透率大于1×10-3μm2，煤层埋深小于1 000 m[5]。据此标准，优选出圣胡安盆地东北部为有利地区。

中联煤层气有限责任公司根据其煤层气地区的地质特征，建立的选区标准为：含气量＞8 m3/t，R0＞0.65%，煤层单层厚度＞1.5 m，渗透率＞1×10-3μm2，埋深为300～1 000 m，地质构造提高了渗透性的地区。

从上述国内外有利区的评价标准中可以看出，煤级、埋深、含气量、煤厚、资源丰度、含煤面积、资源量和渗透率是重要的关键参数。

3.2 某区块评价结果

本文依据国内外煤层气选区评价标准，结合某区块煤层具体特征，制定出某区块煤层气勘探开发有利目标区的选择标准，具体内容如下。

煤层埋深风化带（300～1 000 m）为勘探开发有利目标区，埋深1 000～1 500 m 为勘探开发较有利目标区，1 500～2 000 m 为勘探开发较差目标区；煤层厚度＞5 m，主力煤层单层厚度＞2.0 m；煤层含气量＞12 m3/t 为勘探开发有利目标区，煤层含气量8～12 m3/t 为勘探开发较有利目标区，＜8 m3/t 为勘探开发较差目标区；煤层气甲烷含量大于80%，属于非氧化带区域；煤层顶底板岩性致密，与上下灰岩含水层封隔性好，水动力条件为弱交替和滞流区。

煤层仅东南部煤层厚度大于2 m，所以其可归为勘探开发较有利目标区。