臨汾煤層氣分公司法律顧問

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自然環境而言，山西煤層氣分公司好

B. 山西國興煤層氣輸配有限公司離石分公司怎麼樣

山西國興煤層氣輸配有限公司離石分公司是2012-06-13注冊成立的內資分公司，注冊地址位於山西省呂梁市離石區碧水路。

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C. 臨汾區塊煤層氣資源評價與有利目標區優選

侯偉¹ 溫聲明¹ 文桂華¹ 張月巧^2,3 李樹新¹ 徐漢林¹ 張亮¹

基金項目:國家科技重大專項項目33第001課題(2011ZX05033-001)資助。

第一作者簡介:侯偉,男,博士,主要從事石油及煤層氣地質研究。通訊地址:中石油煤層氣有限責任公司。E-mail:[email protected]。

(1.中石油煤層氣有限責任公司 北京 1000282.中國地質大學能源學院 北京 1000833.中國石油勘探開發研究院 北京 100083)

摘要:臨汾區塊位於鄂爾多斯盆地東緣河東煤田發育區南部,是鄂東煤層氣田的重要組成部分。本文在新一輪煤層氣勘探成果基礎上,系統分析煤層氣地質條件,精細評價煤層氣資源分布狀況,優選有利目標區,為下一步煤層氣勘探開發部署提供了重要依據。臨汾區塊具有大型煤層氣藏特點,具備形成大型煤層氣田的地質條件和資源基礎:(1)煤層多,厚度大,分布穩定;(2)構造簡單,埋藏適中;(3)生氣量大,儲氣能力強;(4)保存條件好,含氣量高;(5)煤層氣資源豐度高,資源量大。本文從煤層氣地質條件、資源條件、試采成果和勘探程度等方面綜合評價認為:桃園和明珠井區是Ⅰ類區(最有利區),為煤層氣優質富集區,是近期提交規模探明儲量和產能建設的重點區。

關鍵詞:鄂爾多斯盆地東緣 臨汾區塊 煤層氣 資源評價 有利目標區

Resources Evaluation of Coal Bed Methane and Preference of Favorable Targets in Linfen Area

HOU Wei¹ WEN Shengming¹ WEN Guihua¹ ZHANG Yueqiao^2,3 LI Shuxin¹ XU Hanlin¹ ZHANG Liang¹

(1.Petrochina Coalbed Methane Company Limited,Beijing 100028,China;2.School of Energy Resources,China University of Geosciences, Beijing 100083,China; 3. Research Institute of Petroleum Exploration & Development,Beijing 100083,China)

Abstract: Linfen block is located in southern of Hedong coal field,east of Ordos Basin,which is an impor- tant part of Eastern Ordos coalbed methane field. Based on achievements of the latest coalbed methane exploration, the paper systematically analyses the geological conditions, subtly evaluates the distribution of coalbed methane re- sources and prefers beneficial targets. The research provides an important basis for the next deploy of coalbed methane exploration and development. Linfen block is characteristic of a large CBM reservoir, and has geological condition and resources foundation for forming a large coalbed methane field: (1) with multi-target layers, huge thickness and stable distribution of the coal seams;(2) with simple construction and moderate buried depth;(3) with huge gas-generated amount and powerful gas-storage ability;(4) with wonderful preservation conditions and large gas content;(5) with high abundance and large amount of coalbed methane resources. After comprehensive- ly evaluating the geological condition of the coalbed methane,the resources conditions,the results of pilot proc- tion and the exploration degree and so on,the author thinks that Taoyuan and Mingzhu area are the first class area (the most advantageous area), which are the high quality CBM enrichment area, and the focus area of recently submitting scale proven reserves and the constructing of proctivity capacity.

Keywords: East of Ordos Basin; Linfen Area; Coal Bed Methane; Resources Evaluation; Favorable Tar- gets

1 引言

臨汾區塊位於鄂爾多斯盆地東緣河東煤田發育區南部,是鄂東煤層氣田的重要組成部分。區塊主體位於山西省境內,北起隰縣,南至鄉寧,東接呂梁山脈,西跨黃河進入陝西境內。全區總面積為5784.175km²,中石油自營區(區塊中南部)面積為4267.661km²,合作區(區塊北部)面積為1516.514km²。構造位置屬於鄂爾多斯盆地東部晉西撓褶帶南段(馬財林,2006)。區內發育典型的華北地區地層,由老至新依次為太古界涑水群(Ars),古生界寒武系(ε)、奧陶系(O)、石炭系(C₂b)、二疊系(P₁t、P₁s、P₂s、P₃s),中生界三疊系(T),新生界第四系(Q)。其中二疊系下統的太原組(P₁t)和山西組(P₁s)為主要含煤地層,在工區內廣泛分布,保存完整,是煤層氣勘探的主要層位(孫斌,2008)。臨汾區塊煤層氣勘探研究始於20世紀90年代,前人在煤層氣基本地質特徵、成藏控制因素和勘探開發潛力等方面做了很多基礎研究工作(孫斌,2003,2008;王紅岩,2005;馬財林,2006;孫欽平,2006;陳飛,2007;陳剛,2009)。但由於積累資料較少和各種條件限制,該區煤層氣藏特徵有待進一步深化,煤層氣資源分布和勘探方向有待進一步明確。本文在新一輪煤層氣勘探成果基礎上,系統分析煤層氣地質條件,精細評價煤層氣資源分布狀況,優選有利目標區,為下一步煤層氣勘探開發部署提供了重要依據。

2 煤層氣地質條件

2.1 煤層多,厚度大,分布穩定

臨汾區塊上古生界發育下煤組(太原組)和上煤組(山西組)兩套含煤層系,自下而上發育9^#、8^#、5^#、4^#等多套煤層(圖1)。9^#煤和8^#煤位於下煤組(太原組)頂部,形成於海灣-潟湖環境;5^#煤和4#煤屬上煤組(山西組)底部,形成於河流-三角洲環境(孫斌,2008)。5^#和8^#煤層是主要勘探目的層,9^#和4^#煤層是探索目的層。

4^#煤層局部發育,分布較穩定,總煤厚0.5~3.5m。距5^#煤頂部20m,結構較簡單,由1~2層煤和泥岩夾矸組成。有南北兩個厚煤區,北區位於A9-C14井區,南區位於B2-鄉試1井區。

5^#煤層全區發育,分布穩定,總厚度3~13.5m。煤層結構較為簡單,由2~3層煤和砂泥岩夾矸組成。有南北兩個厚煤區,北區位於C11-A5井區,南區位於C30-C23井區。

圖1 臨汾區塊連井煤層對比剖面圖(位置見圖2a)

8^#煤層全區發育,分布穩定,總厚度4.8~23m。煤層結構簡單,一般為單層煤,不含夾矸。有南北兩個厚煤區,北區位於C18-C12井區,南區位於C24-C22井區。

9^#煤層局部發育,分布不穩定,總厚度0.5~2.5m。距8^#煤底部15m,煤層結構簡單,單層煤,不含夾矸。有東西兩個厚煤區,東區位於C19-C24井區,西區位於C14-A5井區。

2.2 構造簡單,有利於煤層氣大面積富集

臨汾區塊整體呈走向北東,向北西緩傾的單斜構造。受貫穿全區的薛關逆斷層影響,該單斜被分為東西兩部分(圖2a)。單斜的西部,即逆斷層上盤,可劃分為桃園背斜和壺口斜坡兩個次級構造單元;單斜的東部,即逆斷層下盤,可劃分為蒲縣凹陷和明珠斜坡兩個次級構造單元。蒲縣凹陷與桃園背斜以薛關斷裂為界;壺口斜坡與桃園背斜自然過渡,大致以5^#煤頂面-100m構造等值線為界;明珠斜坡與蒲縣凹陷自然過渡,大致以5^#煤頂面0m構造等值線為界。總體而言,研究區構造相對簡單,呈「一隆一凹兩斜坡」的構造格局.有利於煤層氣大面積富集。

2.3 埋藏深度適中,對煤層氣勘探有利

研究區煤層埋深受構造和地形共同控制。5^#和8^#煤埋深特點相似,整體由東向西煤層埋深逐漸增大,中部受薛關斷層影響而抬升,埋深變淺,埋深線整體呈走向北東(圖2b)。8^#煤層平均比5#煤層深50~60m左右。臨汾區塊主力煤層埋深主要分布在800~1500m之間,埋藏深度中等,對煤層氣勘探相對有利。煤層的埋藏深度是影響煤層氣勘探開發的關鍵參數,煤層埋藏不能過深,也不能太淺。

圖2 臨汾區塊5號煤層頂面構造圖和埋深圖

2.4 主力煤層生、儲地質條件好,有利於煤層氣富集成藏

研究區煤岩以焦煤、瘦煤和貧煤為主,Ro值在1.43%~2.69%之間,為中高煤階,變質程度較高,生氣量大。主力煤層以光亮煤為主,割理、裂隙發育。煤岩鏡質組含量較高,5^#煤平均鏡質組含量為73.9%,8^#煤為71.38%,表明其沉積時處於封閉的還原環境,易形成裂隙和基質空隙復合型煤儲層,具有較強的生氣潛力、儲氣潛力和滲透性。主力煤層為低灰分、低揮發分、低含水煤層,有利於煤層氣的富集成藏。主力煤層含氣量高,5^#煤含氣量4~24m³/t和8^#煤含氣量4~20m³/t。4^#煤含氣量6~15m³/t和9^#煤含氣量6~13m³/t。

2.5 煤層頂板整體封蓋性較好,有利於煤層氣保存

5^#煤頂板主要為泥岩,緻密砂岩零星分布(圖3a);8^#煤頂板主要為灰岩,灰岩夾泥岩,局部地區為泥岩(圖3b)。煤層頂板封蓋性對煤層氣保存至關重要。一般情況下,泥岩頂板封蓋性最好,灰岩次之,砂岩較差。但本區構造簡單,斷裂不發育(圖2a),灰岩和砂岩岩性緻密,泥質含量高,對煤層氣保存影響不大。臨汾區塊主力煤層頂板整體封蓋性較好,有利於煤層氣保存。

2.6 水文地質條件簡單,有利煤層氣富集

臨汾區塊水文地質條件簡單,以薛關逆斷層為界,可劃分為東西兩個獨立的水文地質單元。東部從煤層露頭區→明珠斜坡→蒲縣凹陷形成一個完整的水文地質單元:供水區→徑流區→弱徑流區→承壓區→徑流區→泄水區;西部從桃園背斜→壺口斜坡形成一個較完整的水文地質單元:徑流區→弱徑流區→承壓區,供水區特徵不明顯,可能東部泄水區對西部起供水區的作用。獨立且完整的水文地質單元可阻止煤層氣側向運移,形成承壓水封堵型煤層氣藏,有利於煤層氣富集。

圖3 臨汾區塊煤層頂板岩性圖

3 資源評價

3.1 評價方法

本次評價採用體積法(賈承造,2007)。體積法是煤層氣地質儲量計算的基本方法,適用於各個級別煤層氣地質儲量的計算。體積法的計算公式為:

Gⁱ=0.01×A×h×D×Cad

式中:A為控制含氣面積,km²;h為煤層厚度,m;D為密度,t/m³;Cad為含氣量,m³/t;

根據煤層發育情況、構造特徵和埋深特徵,平面上分桃園-吉縣和明珠-鄉寧兩個計算單元,縱向上分5煤和8煤兩個計算單元,分別按:300~800m、800~1000m、1000~1200m、1200~1500m、1500~2000m五個深度段進行計算。

3.2 評價結果

新一輪煤層氣資源評價揭示,臨汾區塊煤層氣資源十分豐富(表1),具備形成大型煤層氣田的資源基礎。全區2000m以淺面積3259km²,資源量約6501億m³。主要目的層(5^#煤和8^#煤)資源量最多,佔全區的93%;探索目的層(4^#煤和9^#煤)資源量較少,僅佔全區的7%。全區1200m以淺面積1822km²,資源量約3154億m³,資源豐度達1.73億m³/km²,具有極大的勘探開發潛力。其中5^#煤1200m以淺資源量為1776億m³,8^#煤1200m以淺資源量為1083億m³,是全區的主要勘探對象;4^#煤1200m以淺資源量為241億m³,9^#煤1200m以淺資源量為54億m³,可作為局部地區的補充力量。

表1 臨汾區塊煤層氣資源量統計表

4 有利目標區優選

4.1 勘探目標區劃分

根據臨汾區塊的煤層氣地質條件、資源條件、試采成果和勘探程度等指標,本次研究將自營區2000m以淺的6個目標區劃分為3類:Ⅰ類區(最有利區)2個,Ⅱ類區(有利區)2個。Ⅲ類區(較有利區)2個(表2,圖4)。

表2 臨汾區塊綜合評價參數表

Ⅰ類區:桃園井區(Ⅰ¹)和明珠井區(Ⅰ²),為煤層氣優質富集區,是近期的重點勘探區,是近期提交規模探明儲量和規模建產的現實區。Ⅱ類區:吉縣井區(Ⅱ¹)和鄉寧井區(Ⅱ²),為煤層氣富集區,是近期重點預探區,是未來提交探明儲量的接替區。Ⅲ類區:蒲縣凹陷(Ⅲ¹)和壺口斜坡(Ⅲ²),埋深1200~2000m,為煤層氣勘探遠景區,是甩開勘探區。

4.2 近期重點勘探開發目標區

4.2.1 桃園井區(Ⅰ¹)

桃園井區(Ⅰ¹)位於桃園背斜構造帶中部(圖4),面積325km²,埋深800~1200m。該區勘探程度高,鑽井和地震解釋成果都揭示該區煤層的厚度大,5#煤和8#煤層累計厚度8~20m,煤層連續性好,分布穩定,煤質較好,煤體結構以塊狀為主;煤層含氣量較高,一般12~24m³/t。2010年該區煤層氣勘探取得重大突破,新投產的C4和C5井相繼獲穩產高產工業氣流。C4井達1425m³/d;C5井最高達到2639m³/d,目前穩定在1435m³/d。目前該區井組試采也取得良好效果,新投產的B1-10向1井目前已達1500m³/d。綜合評價認為該區地質條件優越,煤層氣可采性強,勘探程度高,是首選的煤層氣勘探開發目標區。

圖4 臨汾區塊綜合評價圖

4.2.2 明珠井區(Ⅰ²)

明珠井區(Ⅰ²)位於鄉寧斜坡帶中北部(圖4),面積458km²,埋深500~1200m。該區勘探程度中-高,鑽井和地震解釋成果都揭示該區煤層的厚度大,5^#煤和8^#煤層累計厚度達6~14m,煤層連續性較好,分布較穩定,煤質較好,煤體結構以塊狀為主;煤層含氣量較高,一般4~22m³/t;同時新發現9^#煤層在該帶也有分布,並具有產氣能力。A18井和C19井都獲得工業氣流,單井日產量分別到達和穩定在1300m³/d和2000m³/d。綜合評價認為該區地質條件好,煤層氣可采性好,勘探程度較高,也是首選的煤層氣勘探開發目標區。

5 結論

(1)臨汾區塊具有大型煤層氣藏特點,具備形成大型煤層氣田的地質條件和資源基礎:(1)煤層多,厚度大,分布穩定;(2)構造簡單,埋藏適中;(3)生氣量大,儲氣能力強;(4)保存條件好,含氣量高;(5)煤層氣資源豐度高,資源量大。

(2)綜合評價認為:桃園和明珠井區是Ⅰ類區(最有利區),為煤層氣優質富集區,是近期提交規模探明儲量和產能建設的重點區;吉縣和鄉寧井區是Ⅱ類區(有利區),為煤層氣富集區,是近期加強預探和未來提交探明儲量接替區;蒲縣凹陷和壺口斜坡(埋深1200~2000m)是Ⅲ類區(較有利區),為煤層氣勘探遠景區,是甩開勘探區。

參考文獻

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