阜新煤田劉家區(qū)煤層氣賦存特征

石兆彬，程顯東

（1.遼寧省東煤地質(zhì)一〇七隊(duì)有限責(zé)任公司，遼寧 阜新 123000；2遼寧省能源地質(zhì)勘查開發(fā)研究院有限責(zé)任公司 遼寧 沈陽(yáng) 110011）

劉家區(qū)煤層氣開采區(qū)位于遼寧省阜新市阜新煤田礦區(qū)中部，其礦區(qū)覆蓋面積大約20平方公里，其為我國(guó)重要的煤層氣開采區(qū)域，該區(qū)域煤炭資源極為豐富，其富含煤層氣，因此我國(guó)在90年代末到20世紀(jì)初對(duì)此區(qū)域進(jìn)行了深度開發(fā)，目前經(jīng)過東北煤田地質(zhì)局107勘探隊(duì)的勘探，目前已經(jīng)形成煤層氣井八口，且單井日生產(chǎn)量超過3000m3，其中最高的LJ-3煤層氣井的日產(chǎn)出量高達(dá)7000m3，由此可見此區(qū)域的煤層氣開發(fā)潛力極大。對(duì)于這一區(qū)域的煤層氣賦存情況的掌握是對(duì)該區(qū)域合理學(xué)科開發(fā)的重要基礎(chǔ)，因此文章基于此，展開對(duì)煤層氣賦存相關(guān)問題的研究，為進(jìn)一步煤層氣的開發(fā)提供基礎(chǔ)思路。

1 煤炭資源相關(guān)資料概述分析

劉家區(qū)有著豐富的煤炭資源，其為煤層氣的形成、蘊(yùn)藏提供著先決條件。文章根據(jù)劉家區(qū)相關(guān)材料，重點(diǎn)分析了煤層和煤質(zhì)相關(guān)資料。

（1）煤層相關(guān)資料概述。根據(jù)相關(guān)資料分析，劉家區(qū)的煤層為中生界下的白堊阜新構(gòu)造。對(duì)于這一區(qū)域來說，其為阜新煤田的富煤層氣中心區(qū)域，其煤層氣含量極為豐富，其具體的表征為煤層層位全、并且對(duì)應(yīng)的煤層厚度較大，這一區(qū)域有五大可開采煤層群，且煤層最大的累積可開采厚度平均在26.14～42.96m。根據(jù)相關(guān)資料顯示，存在三大煤層，分別為孫本層、中間層以及太平層，孫本層的可開采煤層厚度在39.86～1.05m，平均為15.88m，而中間層的可開采煤層厚度在22.1～1.76m，其平均可開采煤層厚度為10.09m，太平層對(duì)應(yīng)的可開采煤層在38.24～2.54m，其對(duì)應(yīng)的平均可開采厚度為16.03m。由此可見該區(qū)域可開采煤層厚度較高，可開采價(jià)值大。

（2）煤質(zhì)相關(guān)資料概述。對(duì)于煤質(zhì)來說，劉家區(qū)的煤類主要是長(zhǎng)焰煤種類，而在較深地址層有少量的變質(zhì)煤，一二含有少量煤層氣。根據(jù)具體的煤層氣含量相關(guān)數(shù)據(jù)來看，孫本層的水分含量為3%～7%，典型值為5.67%，灰值含量在10.39%～38.67%，典型值為21.26%，煤層氣揮發(fā)分量為37.98%，硫含量為0.35%～2.44%，其典型值為0.87%，對(duì)應(yīng)的發(fā)熱量為18.21MJ/kg，這一煤層的主要成分為長(zhǎng)焰煤；中間層的水分含量為4.78%，灰值含量為20.27%，煤層氣揮發(fā)分量為39.52%，硫含量為0.92%，對(duì)應(yīng)的發(fā)熱量為20.32MJ/kg，這一煤層的主要成分為長(zhǎng)焰煤；水分含量為2.5%～5.5%，典型值為3.77%，灰值含量在5.18%～37.99%，典型值為20.27%，煤層氣揮發(fā)分量為38.92%，硫含量為0.31%～3.97%，其典型值為1.25%，對(duì)應(yīng)的發(fā)熱量為28.84MJ/kg，這一煤層的主要成分為長(zhǎng)焰煤和氣煤。

2 煤層氣含量相關(guān)數(shù)據(jù)分析

對(duì)于煤層氣含量來說，劉家區(qū)這一礦區(qū)的煤層氣含量較高，其對(duì)應(yīng)的最高煤層氣含量最高為12.6m3/t，典型值為9.5m3/t。根據(jù)具體的資料顯示，這八個(gè)煤層氣井對(duì)應(yīng)的煤層氣含量分別為：747井其含氣量為8.6m3/t；727井其含氣量為12.6m3/t，744井其含氣量為9.5m3/t，7020井其含氣量為9.52m3/t，7006井含氣量為7.01m3/t，LJ-1井孫本層其含氣量為7.07m3/t，LJ-1井中間層其含氣量為9.83m3/t，LJ-1井太平層其含氣量為9.74m3/t。除此之外，煤層氣井鄰近井的瓦斯含量很高，以淺部的五龍礦和王營(yíng)子礦的瓦斯含量最高，其對(duì)應(yīng)的涌出量為16.82m3/t和31.22m3/t。從該區(qū)煤層含量情況來看，煤層埋深在600m以下，但總的來看深部高于淺部的煤層氣分布。

3 煤層氣所涉及的地質(zhì)條件分析

一般來說，煤層本身具備的特征就是生成和存儲(chǔ)于同一地質(zhì)層的特點(diǎn)，煤的有機(jī)質(zhì)豐度、類型以及煤巖組分和變質(zhì)程度影響著煤層氣的生成的含量，且其具備的孔隙特征和吸附性對(duì)煤層氣的存儲(chǔ)能力的有著很直接的影響。事實(shí)上可知煤層氣賦存規(guī)律實(shí)質(zhì)上是煤層氣儲(chǔ)存能力、煤層氣運(yùn)移和逸散規(guī)律。

（1）煤層氣地質(zhì)構(gòu)造情況分析。一般來說，在無人為干預(yù)的情況下，煤層氣會(huì)沿著對(duì)應(yīng)的煤層的深部朝著淺部，高壓力處朝著低壓力處，高濃度處朝著低濃度處運(yùn)移，但是斷層地質(zhì)構(gòu)造就會(huì)破壞這一規(guī)律，導(dǎo)致煤層氣運(yùn)移受阻。

（2）火成巖地質(zhì)構(gòu)造情況分析。對(duì)于煤層這一自然環(huán)境來說，其蘊(yùn)含的煤層氣在自然條件下會(huì)沿著煤層從其深部朝著其淺部，以及有壓力大處向壓力小處，濃度深部朝著濃度淺部進(jìn)行運(yùn)移。而由于火成巖的入侵，破壞了煤層的連續(xù)性，導(dǎo)致這一運(yùn)移過程受到影響。

（3）煤層埋深情況分析。對(duì)于煤層埋藏深度來說其對(duì)于煤層氣的存儲(chǔ)有著關(guān)鍵影響，一般來說，煤層埋藏深度越深，那么對(duì)應(yīng)的煤層氣的其含量就會(huì)越高，由此形成富集現(xiàn)象，有助于開采。

（4）煤層圍巖性質(zhì)分析。對(duì)于煤層來說，其涵蓋的圍巖結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤層的頂?shù)椎姆忾]，減少了煤層氣向上或向下運(yùn)移，從而有效的對(duì)煤層氣的存儲(chǔ)提供有效作用。從劉家區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘探來看，該區(qū)域的圍巖性質(zhì)整體較好，煤層中的圍巖結(jié)構(gòu)多為具有良好密封性的粉砂巖、泥巖以及灰質(zhì)泥巖，其對(duì)于煤層氣的存儲(chǔ)有著很好的促進(jìn)作用。由此可見圍巖特征對(duì)于煤層氣的存儲(chǔ)有著很顯著的影響。

4 結(jié)語

煤層氣作為具有極大經(jīng)濟(jì)潛力的能源，其開發(fā)和利用已被很多國(guó)家所關(guān)注。阜新煤田劉家區(qū)是我國(guó)重要的煤炭和煤層氣開采重要地區(qū)，該地區(qū)蘊(yùn)含了豐富的煤炭資源和較高含量的煤層氣，是我國(guó)未來的重點(diǎn)的煤層氣開發(fā)區(qū)域。文章以阜新煤田劉家區(qū)煤層氣礦區(qū)為研究的背景，以煤層氣賦存特征為研究目標(biāo)，首先分析了煤炭資源和煤層氣含量相關(guān)資料，并在基礎(chǔ)上，從煤層氣地質(zhì)構(gòu)造情況、火成巖地質(zhì)構(gòu)造情況、煤層埋深情況以及煤層圍巖性質(zhì)相關(guān)方面分析了煤層氣所涉及的地質(zhì)條件，為深度分析煤層氣賦存特征提供基礎(chǔ)支撐。