郭俊偉

（中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

鶴崗煤層氣開(kāi)發(fā)潛力評(píng)價(jià)

郭俊偉*

（中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

通過(guò)梳理鶴崗盆地近年來(lái)煤層氣勘探成果，客觀評(píng)價(jià)煤層氣成藏條件，尋找鶴崗盆地煤層氣勘探突破的有利方向。分析結(jié)果認(rèn)為，鶴崗盆地整體煤層厚度大，埋藏適中，含氣性和儲(chǔ)層特征等要素都顯示出較好的富集潛力。其中南山礦、新一和鳥山礦為目前最有利區(qū)帶，儲(chǔ)量十分可觀。但是構(gòu)造抬升剝蝕、張性斷發(fā)育和頂?shù)装宸馍w條件差等條件，是制約鶴崗盆地煤層氣勘探實(shí)現(xiàn)突破的核心問(wèn)題。部署開(kāi)發(fā)井組、尋找逆斷層遮擋斷塊和兼探致密砂巖氣是今后鶴崗獲得工業(yè)發(fā)現(xiàn)的探索方向。

鶴崗盆地；煤層氣；成藏條件；資源量

1 盆地勘探概況

鶴崗地區(qū)對(duì)礦井瓦斯的商業(yè)利用價(jià)值認(rèn)識(shí)較早，1984年開(kāi)始使用抽放瓦斯作為優(yōu)質(zhì)燃料，1992年開(kāi)始進(jìn)入居民實(shí)用階段至今。目前，僅在南山礦實(shí)現(xiàn)了瓦斯抽放綜合利用[1-2]。

1997年?yáng)|北煤田地質(zhì)哈爾濱勘察設(shè)計(jì)研究院和鶴崗礦務(wù)局合作，進(jìn)行了鶴崗煤田煤層氣資源勘探開(kāi)發(fā)總體設(shè)計(jì)。1998年中聯(lián)煤層氣公司、黑龍江省計(jì)委、鶴崗礦務(wù)局、黑龍江省煤管局、鶴崗市政府5個(gè)單位聯(lián)合，在峻德、興安地區(qū)施工了2口煤層氣參數(shù)井兼生產(chǎn)試驗(yàn)井（HE-01、HE-02）。為了開(kāi)發(fā)利用鶴崗煤層氣資源，2002年中聯(lián)煤層氣公司、黑龍江計(jì)委、黑龍江省煤田地質(zhì)局在南山、新一、鳥山區(qū)進(jìn)行勘探，部署了4口煤層氣參數(shù)井兼生產(chǎn)試驗(yàn)井（鶴參3、鶴參4、鶴參5、鶴參6），先期施工了一口參數(shù)井（鶴參3）。2009年，中聯(lián)煤層氣公司在新一地區(qū)施工了一口試驗(yàn)井，對(duì)該井進(jìn)行排采試驗(yàn)，日產(chǎn)氣量達(dá)到1400m3/d。

2009年11月，大慶油田在新一礦和鳥山礦施工了3口（鶴煤1、鶴煤2、鶴煤3）煤層氣評(píng)價(jià)井，其中鶴煤1井揭示了23層煤，經(jīng)分析數(shù)據(jù)可知該地區(qū)煤層具備了較好的生氣潛力，壓裂試氣后取得較好的效果。

隨著煤層氣勘探力度的加大，對(duì)鶴崗盆地資源前景有了較為明確的認(rèn)識(shí)，經(jīng)充分分析研究確定南山、新一和鳥山礦區(qū)為今后進(jìn)行勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)靶區(qū)，但由于成藏條件較為復(fù)雜，給勘探工作帶來(lái)一定的困難。

2 成藏條件分析

2.1 構(gòu)造特征

2.1.1 區(qū)域構(gòu)造特征

鶴崗盆地位于佳木斯地塊的西北部，盆地西緣為南北走向的牡丹江斷裂，盆地東南邊界為依蘭—伊通斷裂。盆地基底主要由前古生界麻山群、黑龍江群深變質(zhì)巖系及元古代混合花崗巖、華力西期花崗巖等共同組成。鶴崗盆地由4個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元組成，自西向東為:紅旗斷陷——連二嶺—伏爾基河隆起——寶泉嶺斷陷——都魯河隆起，總體表現(xiàn)為：“坳、隆相間”的展布特征。

2.1.2 煤田區(qū)構(gòu)造特征

鶴崗煤田為一走向近南北，向東傾斜的單斜構(gòu)造，傾角15°～35°。受基底剛性的影響，盆地內(nèi)褶皺作用較微弱，斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，以正斷裂為主，可分成南北向、東西向、北北東向、北東向、北東東向、北西向和北北西向多組。斷裂數(shù)量多、期次多，相互截切、交織在一起，造成斷裂構(gòu)造格局復(fù)雜化。

張性斷層的開(kāi)放性不利于煤層氣的保存。由于受到拉張作用，斷面附近由于構(gòu)造應(yīng)力釋放而成為低壓區(qū)，煤層中吸附甲烷大量解析，從斷面逸散，對(duì)煤層氣藏起到破壞作用。

2.2 含煤地層特征

2.2.1 煤層厚度

鶴崗煤田主要含煤地層為下白堊統(tǒng)城子河組，含煤地層總厚730～1310m，煤田共發(fā)育40余層煤，其中可采及局部可采煤層36層，主要可采煤層[3]包括3#、 11#、15#、17#、18#、21#、22#、30#、33#9個(gè)煤層(圖1)，其中主力煤層為11#、15#和18#煤層。

圖1 鶴崗盆地城子河組煤層平均厚度統(tǒng)計(jì)直方圖

從全區(qū)煤層發(fā)育情況來(lái)看，煤層厚度大連續(xù)性好，具備良好的資源潛力。整體上以新一礦為中心向南、向北逐漸變薄，其中煤層厚度大于60m的主要分布在新一、南山和鳥山礦，興安、峻德礦的只在局部地區(qū)發(fā)育。鶴煤1井揭示的煤層累計(jì)厚度達(dá)到116.8m，單層最大厚度為26m，3m以上的煤層為11層，新一礦顯示出較好的勘探前景。

2.2.2 煤層埋深

鶴崗盆地煤層在西緣埋藏較淺，甚至出露地表，向東部逐漸加深，但煤層厚度變薄。依據(jù)煤田鉆井資料和鶴煤1井揭示的煤層情況（圖2），煤層最大埋深為在1000m以淺，礦區(qū)邊界以外沒(méi)有鉆井控制，依據(jù)地震解釋推測(cè)其最大埋深可達(dá)2000m。鶴崗盆地煤層埋藏深度適中，有利于煤層氣的勘探開(kāi)發(fā)[5]。

圖2 鶴煤1井煤層厚度與埋深棒狀圖

2.2.3 煤階

鶴崗煤田以低—中等變質(zhì)的氣煤、肥煤為主，煤階由西向東隨埋藏深度的增加煤的變質(zhì)程度增大；由于燕山期巖漿巖的侵入，使煤層發(fā)生了熱接觸變質(zhì)作用，使得煤的變質(zhì)程度由南向北煤質(zhì)逐漸增高。峻德、興安礦區(qū)以氣煤和長(zhǎng)焰煤為主，中部的富力、南山、新一礦為肥煤，鳥山區(qū)變?yōu)榻姑?，興山礦東部分布有貧煤和無(wú)煙煤。因此，鶴崗盆地煤層含氣量北部高于南部。

2.3 煤層含氣量

通過(guò)分析HE-01、HE-02井的測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)各煤層含氣量均較低。HE-01井含氣量為1.14～2.41m3/t，平均為2.3m3/t。HE-02井煤層含氣量較高，1.06～5.01m3/t。

從鶴煤1井的測(cè)試結(jié)果上看，煤層氣含量較高，鶴煤1井共解析樣品23個(gè)，含氣量基本大于2m3/t。620～654m井段的含氣量都在5m3/t以上，最高可達(dá)9.3m3/t，甲烷濃度在80%以上，已經(jīng)達(dá)到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 煤儲(chǔ)層物性特征

從前人研究的結(jié)果可知，鶴崗盆地的孔隙度和滲透率均較低[4]。通過(guò)對(duì)鶴煤1井23塊樣品的觀測(cè)認(rèn)為新一礦地區(qū)構(gòu)造煤發(fā)育，以暗煤為主，含少量亮煤，煤體結(jié)構(gòu)破碎，以粉煤為主，含少量碎塊，割理無(wú)法觀測(cè)。表1中651.73～652.13m井段含氣量高，達(dá)到9.3m3/t，含氣飽和度為67%，儲(chǔ)層壓力和解析壓力較高，適合進(jìn)行壓裂改造進(jìn)行煤層氣解析排采。

3 煤層氣資源預(yù)測(cè)

通過(guò)分析鶴崗地區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)條件、綜合前人研究結(jié)果和鶴煤1井取得的相關(guān)數(shù)據(jù)，認(rèn)為新一、鳥山和南山地區(qū)是今后煤層氣勘探的最有利區(qū)?？紤]到目前得開(kāi)采能力和經(jīng)濟(jì)因素，將1500m作為界限，對(duì)新一、鳥山和南山礦區(qū)的煤層氣資源量進(jìn)行了預(yù)測(cè)。南山礦煤炭資源儲(chǔ)量為9.03×108t，煤層氣儲(chǔ)量為139.5×108m3/t，新一、鳥山礦區(qū)煤炭資源量為22.32×108t，煤層氣資源量為164.2×108m3/t。

表1 鶴煤1井儲(chǔ)層物性參數(shù)表

4 結(jié)論

（1）在梳理前人研究成果和剖析鶴煤1井的鉆井及分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)鶴崗盆地的基礎(chǔ)地質(zhì)特征，煤層埋深、厚度、變質(zhì)程度、煤層含氣性和儲(chǔ)層特征等成藏條件進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，認(rèn)為鶴崗盆地具備成為重要煤層氣開(kāi)發(fā)基地的潛力，目前制約鶴崗盆地實(shí)現(xiàn)突破的關(guān)鍵因素是勘探力度不夠，對(duì)于構(gòu)造煤的勘探方法及成藏條件認(rèn)識(shí)不清。

（2）鶴崗盆地煤層成藏的有利條件包括，演化程度中等，煤層多，厚度大，分布穩(wěn)定，構(gòu)造煤的發(fā)育使得該地區(qū)的含氣量被嚴(yán)重低估，但是厚層的煤和較小的層間距可以彌補(bǔ)演化程度低導(dǎo)致的氣源不足；不利條件包括盆地經(jīng)歷了2次大的抬升剝蝕，張性斷裂的密集分布，頂?shù)装宸馍w條件較差。

（3）雖然鶴崗盆地構(gòu)造較為破碎，但是中部的南山、新一和鳥山礦區(qū)煤層氣資源豐富，儲(chǔ)量可觀，303.75×108m3。

（4）鶴崗盆地煤層氣的勘探開(kāi)發(fā)突破選擇以下3個(gè)方向，根據(jù)參數(shù)井的有利情況，盡快部署開(kāi)發(fā)井組，實(shí)現(xiàn)面積降壓提高產(chǎn)量；優(yōu)選逆斷層遮擋的構(gòu)造煤發(fā)育地區(qū)；兼探致密砂巖氣。

[1]劉靖陽(yáng).鶴崗礦區(qū)煤層氣利用與展望[J].煤炭技術(shù)，2002，21（11）：3-4.

[2]趙淑榮.鶴崗煤田煤層氣利用初步評(píng)價(jià)[J].煤炭技術(shù)，2009，28（3）：144-145.

[3] 秦勇，桑樹(shù)勛.鶴崗礦區(qū)煤層氣資源評(píng)價(jià)[R].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2005.

[4]李五忠，趙慶波，吳國(guó)干.中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)與利用[M].北京:石油工業(yè)出版社，2008.

TE122

A

1004-5716(2015)04-0109-03

2014-03-25

2014-05-15

郭俊偉（1984-），男（漢族），黑龍江齊齊哈爾人，助理工程師，現(xiàn)從事煤層氣項(xiàng)目勘探與開(kāi)發(fā)工作。