保持一颗平常心*收稿日期：2020-11-12
基金项目：贵州省第二批省级地勘基金整装勘查项目（编号：ZZKC2013-02）。
作者简介：孔维敏（1982-），女（汉族），贵州织金人，工程师，现从事煤田地质与勘查技术研究工作。
黔西县定新煤炭整装勘查区煤层气
赋存特征及其资源潜力评价
孔维敏*
（贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心，贵州贵阳550006）
摘
要：以黔西县定新勘查区煤炭勘查钻孔和煤层气参数井为依托，从勘查区的地质条件、煤层、煤
质特征、含气性、参数井测试等方面，分析了区内煤层气的赋存特征，认为勘查区内煤层较稳定，结构简单，埋深中等，为富甲烷煤层。煤的变质阶段为Ⅶ1阶段，顶底板封闭性和阻气性较好，有利于煤层
气的富集和保存。并采用体积法估算了区内煤层气地质资源储量112.72×108m 3，属中型气藏，丰度为0.64×108m 3/km 2，属中等丰度，煤层气资源潜力较大。关键词：定新勘查区；煤层气；赋存特征；潜力评价
中图分类号：P61文献标识码：A 文章编号：1004-5716(2021)03-0145-04欧阳娜娜个人简历资料
勘查区位于贵州省黔西县北部，大地构造属上扬
子陆块（Ⅲ级）黔北隆起区（Ⅳ四级）织金穹盆构造变形区（Ⅴ），区域内构造形迹以一系列北东或北北东向的背斜、向斜及与之斜交的北东、北西两个方向的断裂为主。勘查区位于NE 向的金沙—黔西向斜之北西翼中段，面积211.58km 2，扣除区内与新田煤矿重叠区面积35.92km 2后，勘查区实际面积为175.66km 2。区内含煤地层为龙潭组，煤炭资源丰富，保有资源量171683×104t ；区内煤层气地质资源储量112.72×108m 3，丰度为0.64×108m 3/km 2，煤层气资源潜力较大属中型气藏，中等丰度。1地质条件1.1地层
区内地层由老至新有中二叠统茅口组（P 2m ），上二叠统龙潭（P 3l ）、长兴组（P 3c ），下三叠统夜郎组（T 1y ）、茅草辅组（T 1m ），中三叠统松子坎组（T 2s ）及狮子山组（T 2sh ）及第四系（Q ），其中龙潭（P 3l ）为区内含煤地层，系一套以海陆交互相沉积为主的含煤岩系，由细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、石灰岩、炭质泥岩及煤层等组成，地层厚度110.85~1
51.17m ，平均131.80m ，含煤层数11~19层。1.2构造
勘查区位于黔西向斜北西翼近轴部地带，其构造
形态为一穹隆构造，地层总体体走向NE ，倾向以SE 向
为主，倾角一般为5°~10°，局部地段因构造影响地层产状有一定的变化。区内次一级NE 向宽缓褶曲和断层均较发育，共发育次一级褶曲13条，其中向斜8条，背斜5条；共发育断层35条，以正断层为主，落差大于30m 的断层27条，大部断层为高角度（＞60°）断层，正断层落差由浅向深逐渐变小，逆断层落差由浅向深逐渐增大。无岩浆岩影响，其构造复杂程度为中等。1.3水文地质条件
勘查区位于黔西向斜核部地带汇水区，勘查区基岩裸露，地形切割较深，地下水补给主要为大气降水，煤层约有一半位于当地侵蚀基准面以下。含煤地层龙潭组（P 3l ）为裂隙含水层，为煤矿床直接充水含水层，含水性弱。上覆地层长兴组（P 3c ），岩性为燧石灰岩，夹粉砂质泥岩或泥岩，上部为硅质灰岩，地层平均厚32.28m ，通过区内203钻孔抽水结果显示，该地层富水性弱；下伏地层茅口组（P 2m ），岩性为石灰岩，坚硬，岩溶、裂隙发育，富水性强。总体来说勘查区属底板岩溶水间接充水、龙潭组裂隙水直接充水的裂隙水充水矿床，水文地质条件中等。2煤层赋存特征2.1煤层特征
2.1.1含煤性及可采煤层
龙潭组为区内主要含煤地层，含煤层数11~19层，煤层总厚9.52~22.32m，平均14.18m，含煤系数为10.76%。含可采煤层7层，可采煤层平均厚9.40m，可采系数为7.13%；煤层采用平均厚8.42m，采用系数为6.39%。
全区可采煤层为4、9号，其中4号煤层厚1.02~ 5.20m，平均厚2.84m，属中厚煤层，含0~2层夹石，一般为0~1层，结构较简单，属较稳定煤层，煤层厚度有一定的变化，由中部向四周逐渐变薄；9号煤层厚0.85~4.27m，平均厚1.92m，属中厚煤层，0~1层夹石，结构较简单，属较稳定煤层。大部可采煤层为15号，厚0.40~3.24m，平均厚1.39m，属薄煤层。含0~3层夹石，一般为0~1层，结构较简单，煤层厚度有一定的变化，北至西部以及南东片区可采。局部可采煤层5、8、12、14号，平均厚度分别为0.74m、0.67m、0.79m、0.82m，均为薄煤层，含0~1层夹石，结构较简单，煤层厚度变化较大，属不稳定煤层。
2.1.2煤层顶、底板
各可采煤层平均间距2.96~26.68m，部分煤层底板即为相邻煤层的顶板。区内各可采煤层直接或间接顶板以泥岩、泥质粉砂岩为主，其次为粉砂质泥岩或粉砂岩，少数为细砂岩和灰岩；除15号煤层底板为铝土质泥岩外，其余可采煤层底板以泥岩为主，其次为泥岩和泥质粉砂岩为主。各煤层顶、底板岩石完整，裂隙不发育，结构致密，封闭性和阻气性较好。
2.2煤质特征
2.2.1物理性质
区内各可采煤层以半亮型为主，少量半暗—半亮型煤及光亮—半亮型煤。煤岩组分多以镜煤、亮煤为主，夹少量暗煤和丝炭。丝炭的含量不均，呈透镜状出现。黄铁矿在煤中存在形式一般以结核状、蠕虫状为主。
2.2.2煤变质作用
区内煤层镜煤最大反射率（R°max）为3.75%~ 4.69%，平均为4.17%。镜煤随机反射率（R°rax）为3.23~ 3.96N/mm2，平均为3.55N/mm2。煤的变质阶段为Ⅶ1阶段。
2.2.3化学性质及煤类
4、5、8、9、12、15号煤层属中灰煤，14号煤层属中高灰煤；9号煤层为中硫煤，4、5、8号煤层为中高硫煤，12、14、15号煤层为高硫煤；4、5、8、9、12、14号煤层均属特低挥发份煤，15号煤层均属低挥发份煤；4、5、8、12、14号煤层为三号无烟煤；9、15号煤层为二号无烟煤。2.3含气性
2.3.1煤煤层气组分及含气性
煤层气组分：区内主要可采煤层瓦斯自然成分以甲烷（CH4）为主，浓度为41.55%~96.93%，平均74.35%，平均含量最高为87.93%（5号煤），最低为67.30%（8号煤），平均74.56%；其次为氮气（N2）和二氧化碳（CO2），平均浓度分别为21.35%、3.74%。
煤层气含量：区内主要可采煤层甲烷含量最大为11.97mL/g·daf（12号煤），最小为10.10mL/g·daf（14号煤），平均为11.09mL/g·daf；可燃气体(CH4+重烃)含量最大为12.00mL/g·daf（12号煤），最小为10.15mL/ g·daf（14号煤），平均为11.12mL/g·daf。区内各可采煤层属富甲烷煤层。各可采煤层煤层气组分及含量见表1。
2.3.2煤层气变化规律
垂向上，各煤层煤层气含量随深度的增加而增高，同一煤层厚度增大，瓦斯含量亦增高，在煤层浅部露头处及断层处瓦斯含量相对偏低。见图1
。
图1瓦斯浓度和瓦斯成分纵向分布图
平面上，全区可采煤层4、9号煤层含气量以高瓦斯分布为主，局部为含瓦斯分布（图2、图3）；大部可采煤层15号以高瓦斯分布为主，勘查区东部为含瓦斯分布；布局可采煤层除8号为含瓦斯分布外，5、12、14号煤层均为高瓦斯分布。
3参数井测试
3.1试井目的及要求
勘查区内部署1705钻孔作为煤层气参数井，按设计要求对本井5、8、9、12、14、15号煤层进行测试，获取
煤储层参数值，为该区的煤层气评价提供可靠的参数依据。其中12号煤层注入/压降试验及原地应力测试
不满足国标和测试的要求，无法获取可靠的煤储层参数，因此，注入/压降试验的测试成果只采用5、8、9、14、
煤层
4589121415平均
无空气基瓦斯成分(%)
N 2
2.08~4
3.1519.62(9)3.50~13.899.50(4)13.27~4
4.0926.22(4)4.68~28.2718.78(12)9.12~42.4724.18(6)10.30~40.692
5.48(7)9.20~55.0927.07(5)2.08~55.0921.35(47)
CH 4
55.55~96.9376.23(9)83.84~95.1587.93(4)53.82~83.69
67.30(4)64.69~94.4377.14(12)55.53~90.4572.62(6)55.73~86.16
71.14(7)41.55~85.4067.56(5)41.55~96.9374.56(47)
重烃0.02~0.430.13(9)0.06~0.420.18(4)0.04~0.260.16(4)0.04~0.170.11(12)0.07~0.330.17(6)0.14~1.590.45(7)0.07~0.890.41(5)0.02~1.590.22(47)
CO 20.91~8.244.02(9)0.79~5.362.40(4)2.05~5.973.82(4)0.85~7.193.97(12)0.26~7.903.03(6)2.20~6.583.47(7)3.07~7.084.97(5)0.26~8.243.74(47)
瓦斯含量（mL/g·daf ）
N 2
1.59~5.053.05(9)1.51~6.493.68(4)1.49~13.275.58(4)1.52~5.803.80(12)
2.87~7.925.07(6)1.31~6.88
3.96(7)1.87~15.875.69(5)1.31~15.87
4.18(47)
CH 4
5.61~2
6.5811.19(8)8.14~15.2010.53(4)8.67~1
7.8011.34(4)7.25~16.3611.12(12)
8.24~22.1111.97(6)8.59~11.3210.10(7)7.36~16.1311.42(5)5.61~26.5811.09(47)
可燃气体含量(CH 4+重烃)5.62~26.6111.20(9)8.14~15.2310.55(4)8.71~17.8111.36(4)7.26~16.3811.14(12)8.27~22.1512.00(6)8.65~11.3610.15(7)7.42~16.1711.47(5)5.62~26.6111.12(47)
空气干燥基含气量C ad （m 3/t ）8.497.808.258.308.876.727.98
表1
各可采煤层煤层气成分及含量统计表
图24
号煤层瓦斯含量等值线图图39
号煤层瓦斯含量等值线图
注：最小值—最大值平均值（点数）
。
15号煤层的，12号煤层的数据仅供参考。
3.2测试成果
1705号参数井测试成果表明，煤岩层渗透性较低、导流能力低，属于差储集层；从储层压力、储层压力梯度分析5、8、9号煤层均属于欠压储层。从煤层破裂压力梯度、闭合压力梯度、破裂压力分析，5、8、9、14、15号煤层的地应力参数均在正常范围内。参数井注入/压降测试成果见表2。
煤层编号
5号8号9号14号15号测试点
深度
（m）
499.89
511.82
518.15
572.54
582.34
煤层中
点深度
什么鱼最好养（m）
502.44
515.72
522.62
576.43
586.63
测试点
压力
（MPa）
6.04
4.90
4.83
7.10
5.01
储层压
力梯度
（MPa/
100m）
1.21
0.96
0.93
1.24
0.86
储层
压力
（MPa）
土地管理专业
6.07
4.94
4.87
7.15
5.05
渗透率蔡依林身高
（mD）
0.00165
0.00132
0.0101
0.000267
0.00000412
表皮
系数
-2.43
10.6
7.95
-2.09
-63.93
调查
半径
（m）
21.5
9.72
11.2
3.52
22.3
储层
温度
（℃）
28.6
30.01
30.07
34.69
35.21
测试点
破裂压
力
（MPa）
8.31
12.29
10.97
13.97
14.56
破裂压
力梯度
（MPa/
100m）
1.66
2.40
2.12
2.44
2.50
破裂
压力
（MPa）
8.35
12.38
11.06
14.06
14.67
测试点
闭合压
力
（MPa）
7.90
11.32
10.26
13.18
13.15
地应力
梯度
（MPa/
100m）
1.58
2.21
1.98
2.30
2.26
闭合
压力
（MPa）
7.94
11.41
10.35
13.27
13.25
表21705参数井注入/压降测试成果数据表
表3煤层气推断地质储量估算表
煤层编号4 8 9 12合计含气面积
（km2）
180.00
71.30
180.00
74.24
505.54
煤层净厚
（m）
2.17
1.02
1.51
1.03
视密度
（t/m3）
1.64
1.68
1.64
1.77
空气干燥基含气量C ad
（m3/t）
8.49
8.25
8.30
8.87
推断地质储量
(108m3)
53.59
10.08
36.99
12.06
112.72
4资源量及潜力评价
根据《煤层气资源/储量规范》DZ/T0216-2010，无烟煤中煤层气资源储量计算块段空气干燥基含气量下限为8m3/t。因此5、14、15号煤层未予算量。采用体积法估算区内煤层气资源量，参与估算煤层为4、8、9、12号煤层，共4层。
通过估算，区内煤层气推断地质资源储量112.72×108m3，煤层气资源潜力较大。见表3。
根据《煤层气资源/储量规范》DZ/T0216-2010，区
内煤层气储量规模为中型气藏。资源丰度为112.72×108m3/175.66km2=0.64×108m3/km2，属中等丰度。煤层埋深大部分位于500~1000m，属中等埋深。
5结论
龙潭组为本区含煤地层，含可采煤层7层，结构简单，薄—中厚层。煤层埋深大部分位于500~1000m，属中等埋深。有利于煤层气的勘查开发。
区内各可采煤层属富甲烷煤层，含气性好。区内注入/压降试验表明，区内渗透性较差，煤层导流能力较弱，对煤层气的开发带来一定的难度。
区内煤层气资源潜力较大，地质资源储量112.72×108m3，资源丰度为0.64×108m3/km2，属中型气藏，中等丰度。参考文献：
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无颜女歌词
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