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      官寨煤礦煤層氣地面抽采的可行性分析

      2016-08-22 09:59:12張麗
      地球 2016年3期
      關(guān)鍵詞:氣量煤層氣水文地質(zhì)

      ■ 張麗

      (重慶一三六地質(zhì)隊(duì)重慶401320)

      官寨煤礦煤層氣地面抽采的可行性分析

      ■張麗

      (重慶一三六地質(zhì)隊(duì)重慶401320)

      開發(fā)利用煤層氣,有利于改善能源結(jié)構(gòu),促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn),有利于資源的綜合利用和保護(hù)大氣環(huán)境。進(jìn)而從根本上解決瓦斯隱患。本文從實(shí)際出發(fā),通過對區(qū)內(nèi)煤層氣測試成果進(jìn)行綜合分析,結(jié)合相關(guān)要求,對其地面抽采的的可行性進(jìn)行了綜合分析。

      官寨煤礦煤層氣地面抽采綜合分析

      1 測試成果

      1.1煤層氣專項(xiàng)工作

      對2個(gè)煤層氣參數(shù)井(ZK7、ZK18孔)進(jìn)行了注入/壓降測試及原位地應(yīng)力測試。

      1.2瓦斯解吸

      區(qū)內(nèi)煤層含氣量(甲烷與重?zé)N之和)8.04~13.13 m3/t。其組分以甲烷為主,含量68.23~86.59%。

      1.3儲(chǔ)層壓力

      據(jù)本次實(shí)測各煤層儲(chǔ)層壓力,結(jié)合計(jì)算結(jié)果分析各煤層層均屬欠壓儲(chǔ)層。

      1.4煤儲(chǔ)層的吸附性能

      對干燥煤樣進(jìn)行水分校后,區(qū)內(nèi)煤層甲烷最大吸附量為23.675~32.145 m3/t,具有較強(qiáng)的吸附能力。

      1.5煤層氣資源/儲(chǔ)量估算

      本次估算范圍為煤炭資源/儲(chǔ)量可采范圍及煤層氣含氣量大于8m3/t的區(qū)域,以瓦斯含量等值線圖及煤層底板等高線及資源量估算圖為基礎(chǔ)圈定。估算的2、4、5、6、9、10、11、12、14、15煤層的煤層氣總資源量79.48(108m3)。

      2 煤層氣地面抽采可行性分析

      2.1地質(zhì)綜合分析

      評價(jià)參數(shù)。根據(jù)我國煤層氣地面開發(fā)實(shí)踐,煤層氣選區(qū)參數(shù)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及勘查區(qū)煤層氣特征如下,見表1、表2。

      表1 我國煤層氣選區(qū)參數(shù)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(中、高階煤)

      表2 勘查區(qū)煤層氣基本特征表

      煤層氣儲(chǔ)量規(guī)模。區(qū)內(nèi)估算的煤層氣總資源量79.48(108m3),根據(jù)規(guī)范,煤層氣田地質(zhì)儲(chǔ)量規(guī)模屬中型。

      地質(zhì)儲(chǔ)量豐度。區(qū)內(nèi)煤層氣資源豐度為0.12~0.30億m3/km2,平均為0.227億m3/km2,據(jù)規(guī)范,區(qū)內(nèi)煤層氣資源豐度屬低等。

      埋深。煤層埋藏深度分別為:460米、500米、520米、535米、550米、585米、610米、630米,較為有利。

      地形??辈閰^(qū)位于山區(qū),地勢險(xiǎn)峻、起伏不平,相對高差654.70m。難布置抽采地面井及形成抽采管網(wǎng),地面鉆進(jìn)難度大;加之交通不便,給鉆井大型設(shè)備運(yùn)輸帶來極大困難。

      構(gòu)造??辈閰^(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等,斷裂構(gòu)造較發(fā)育,在區(qū)內(nèi)派生數(shù)十條規(guī)模不等的斷層,對地層和煤層均有不同程度破壞,不利于煤層氣富集,煤層氣易沿著斷層擴(kuò)散,從而影響資源密度;同時(shí)還影響煤層氣井的固井質(zhì)量及壓裂效果。

      煤層厚度。勘查區(qū)煤層較多且薄,厚度變化大,不利于壓裂,不利于煤層氣地面開發(fā)。

      煤質(zhì)??辈閰^(qū)煤類確定為無煙煤三號,煤化程度屬“高煤級煤I”階段,煤化程度較高,煤層氣吸附能力較強(qiáng)。

      水文地質(zhì)??辈閰^(qū)屬于以裂隙、巖溶充水為主,水文地質(zhì)條件中等的煤礦床,其水文地質(zhì)類型屬二類二型。其水動(dòng)力活動(dòng)頻繁,利于煤層氣運(yùn)移及擴(kuò)散但不利于保存,更不利于煤層氣的排水降壓抽采。

      頂?shù)装寮皣鷰r巖性。勘查區(qū)可采煤層頂?shù)装鍘r性主要為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖及泥巖,少數(shù)灰?guī)r,較為破碎,其巖石質(zhì)量一般,不利于煤層氣的封存。圍巖多以碳酸鹽巖為主,煤層氣容易逸散,不利于保存。

      儲(chǔ)層物性特征??紫堵剩簽?.82~5.67%,平均4.67%。封閉能力較差,但連通、儲(chǔ)存性能較好;滲透性及儲(chǔ)層壓力:ZK7、ZK18號鉆孔進(jìn)行的注入/壓降測試及原位地應(yīng)力測試結(jié)果表明試驗(yàn)的煤層滲透率低,屬于欠壓儲(chǔ)層,煤層氣降壓解吸難度較大,不利于煤層氣抽采;含氣量:平均含氣量均大于8m3/t,有隨煤層厚度增加而增大的趨勢,且同一煤層含氣量有隨埋藏深度加深而逐漸增加的趨勢。

      2.2經(jīng)濟(jì)評價(jià)

      根據(jù)規(guī)劃,若在區(qū)內(nèi)施工10口生產(chǎn)試驗(yàn)井,40口生產(chǎn)井,平均終孔深度550m,預(yù)算共需投資10300萬元,單井平均投資206萬元。據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評價(jià)方法與參數(shù)(第三版)》,經(jīng)分析得出:其投資回收期為9.01年,財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值為19.43%,投資利潤率為6.32%,稅后收益率為10.20%(低于國家最低要求12%),各方面財(cái)務(wù)指標(biāo)不高。

      3 結(jié)論

      勘查區(qū)煤層氣資源豐度屬低等,不利于煤層氣地面預(yù)抽??辈閰^(qū)各主要可采煤層滲透性差,秀氣性系數(shù)低,不適合煤層氣地面抽采。勘查區(qū)位于山區(qū),布置地面井及施工難度大??辈閰^(qū)斷裂較發(fā)育,斷層破壞了煤層的連續(xù)性,不利于煤層氣的抽采。勘查區(qū)水文地質(zhì)類型屬以裂隙充水為主的礦床,由于構(gòu)造發(fā)育,易形成導(dǎo)水構(gòu)造,不利于后期煤層氣的排采。由于區(qū)內(nèi)排采資料不足,不能準(zhǔn)確預(yù)測煤層氣產(chǎn)量,開發(fā)有風(fēng)險(xiǎn)。項(xiàng)目投資金額大,內(nèi)部收益率低,經(jīng)濟(jì)效益差。勘查區(qū)由于地處山區(qū),而煤層氣市場多為大中城市,其開發(fā)后資源優(yōu)勢很難轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

      X752[文獻(xiàn)碼]B

      1000-405X(2016)-3-476-1

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