中國煤田地質2010

A. 中國煤炭地質總局職工待遇情況

中國煤炭地質總局下轄中化地質礦山總局、省（區）煤炭地質局、專業局（中心、院）、幹部學校、《中煤地質報》社等16個直屬單位，截止2010年底共有職工47115人，資產總額79億元。

B. 中國煤層氣勘探開發現狀與發展前景

徐鳳銀 劉 琳 曾雯婷 董玉珊 李延祥 周曉紅

（中石油煤層氣有限責任公司，北京 100028）

摘 要：「清潔化、低碳化」 是全球趨勢。加快煤層氣勘探開發步伐，對減少煤礦瓦斯事故、保護大氣 環境、改善能源結構、保障能源安全具有重要戰略意義。中國對煤層氣開發力度不斷加大，出台了價格優惠、 稅收優惠、開發補貼、資源管理、礦權保護等一系列鼓勵政策，形成中石油、晉煤集團、中聯煤三大煤層氣 企業，但目前產業整體規模較小。針對礦權問題，形成3種促進採煤采氣協調發展的合作模式。即：沁南模 式、潞安模式和三交模式。在技術上已初步形成適合不同煤階和不同地質條件下煤層氣的勘探開發配套技術，建成了高水平的煤層氣實驗室，並在800m以深地區、低階煤儲層的開發等領域有實質性突破。

到2010年底，全國共鑽煤層氣井5426口，探明煤層氣地質儲量2900多億立方米。累建產能超過30× 10⁸m³/a，年產量15×10⁸m³，商品氣量11.8×10⁸m³。建成管輸、壓縮/液化能力56×10⁸m³/a。截至2011年 6月，全國煤層氣日產量超過400×10⁴m³。已建或在建了較完善的煤層氣管網。沁南、韓城、大寧-吉縣及 保德四個有利區都緊鄰已有天然氣主幹管線。

中國煤層氣資源豐富，潛力大、前景好，加大研發力度，依靠技術進步，特別建議加強四個方面的工作： 一是根據資源分布研究與調整對策；二是國家政策落實和企業間的相互合作須進一步加強；三是在提高單井 產量和整體效益方面強化技術攻關；四是建立統一的信息平台，避免無序競爭和重復性投資。這將會大大促 進煤層氣產業快速發展。

關鍵詞：中國；煤層氣；開發；產業；技術；現狀；前景

Exploration ＆ Development Status and Prospects For China's Coal Bed Methane

Xu Fengyin，Liu Lin，Zeng Wenting，DongYushan，Li Yanxiang，Zhou Xiaohong

（PetroChina CBM Co.，Ltd，Beijing 100028，China）

Abstract：A global trend of ＂Clean and low-carbon＂ has been formed.To speed up CBM exploration and development is of significant importance to rece coal mine gas accidents，to protect atmospheric environment and to improve energy structure.Greater efforts have been exerted to CBM development，given a series of encouraging policies，i.e.favourable price，tax preferences，development subsidy，resource management and mineral right protection.Three major CBM enterprises emerged including PetroChina，JAMG，and CUCBM，while the current instrial scale is relatively small.Considering the exploration right issues，3 cooperation modes are developed to promote the coordinated development of gas extraction and coal mining such as Qinnan mode，Lu'an mode and Sanjiao mode.Regarding technologies，a couple of exploration and development technologies are developed，tailored for various rank coal methane and for different geological conditions，and a high-profile CBM lab was built.Besides，some substantial breakthroughs have been made in exploring CBM buried deeper than 800m and in low-rank coal bed methane development.

By the end of year 2010，5，426 CBM wells have been drilled，about 290 bcm of the geological reserves proved.An annual proction capacity of over 3 bcm were accumulatively built for surface extraction，procing 1.5 bcm/a，with 1.18 bcm of commercial proction and 5.6 bcm/a for pipeline transportation，CNG and LNG capacity.The nationwide CBM yield has exceeded 4 million cubic meters per day by June，2011.Four favorable blocks，like Qinnan，Hancheng，Daning-jixian and Baode all get close to the major existing pipelines.

China is rich in CBM resources，with great potentials and promising prospects.Thus，the following four suggestions are proposed：to work out proposals based on resource distribution；to further coordinate governmental policies and entrepreneur performance；to strive to make technological breakthroughs in increasing single well yield and in promoting integrated economic efficiency；to establish a unified information platform to avoid disorderly competition and repeated investment.All these four proposals are likely to stimulate the progress of CBM instry.

Key words：China；CBM；development；instry；technology；status；prospects

引言

煤層氣俗稱瓦斯，成分主要是甲烷，形成於煤化過程中，主要有吸附在煤孔隙表面、分布在煤孔隙 及裂隙、溶解在煤層水中三種賦存形式，以吸附狀態為主。當煤層生烴量增大或外界溫度、壓力條件改 變時，三種賦存形式可以相互轉化。「清潔化、低碳化」 是全球趨勢，能源轉型和低碳經濟已成為世界 各國經濟社會發展的重要戰略。

煤層氣開發利用具有「一舉三得」 的優越性。首先它是一種清潔、高效、安全的新型能源，燃燒 幾乎不產生任何廢氣，有利於優化能源結構，彌補能源短缺；再者，瓦斯是煤礦安全「第一殺手」，它 的開發有利於煤礦安全生產，減少煤礦瓦斯事故；同時它也是一種強烈溫室效應氣體，溫室效應是CO₂ 的20倍，開發煤層氣可以有效減少溫室效應。總體體現出經濟、安全和環保三大效益。加快煤層氣勘 探開發步伐，對減少煤礦瓦斯事故、保護大氣環境、改善能源結構、保障能源安全具有重要戰略意義。煤層氣的開采方式分為井下抽采與地面抽采兩種方式。地面抽採在鑽完井、測錄井、壓裂、排采、集輸 工藝上與常規油氣開采技術基本相同。

1 世界煤層氣資源及產業現狀

1.1 資源分布

全世界埋深小於2000m的煤層氣資源量約為260×10¹²m³，主要分布在俄羅斯、加拿大、中國、美 國、澳大利亞等國家（圖1）。

圖1 全世界煤層氣資源分布情況

1.2 產業現狀

目前，美國、加拿大、澳大利亞等 國家煤層氣產業發展趨於成熟。美國自 20世紀80年代以來，有14個含煤盆地 投入煤層氣勘探開發，現已探明可采儲 量3×10¹²m³。2009年，煤層氣生產井 5萬余口，產量542×10⁸m³。煤層氣產 量占天然氣總產量比重日益增大，2009 年煤層氣產量比例達到9％。加拿大煤 層氣產業發展迅猛。1987年開始勘探，2002年規模開發，2009年生產井7700 口，產量達60×10⁸m³。澳大利亞也已 形成工業規模。主要分布在東部悉尼、蘇拉特、鮑恩三個含煤盆地，2005年生產井數1300口，產量 12×10⁸m³，2009年產量達48×10⁸m³。

1.3 技術現狀

通過長期的理論與技術研發，目前國際上形成4大主體技術，4項工程技術。4大主體技術包括： 地質選區理論和高產富集區預測技術，煤層氣儲層評價技術，空氣鑽井、裸眼洞穴完井技術，多分支水 平井鑽井技術。

4項工程技術包括：連續油管鑽井、小型氮氣儲層改造技術，短半徑鑽井和U形水平井技術，注氮 氣、二氧化碳置換煤層氣增產技術，採煤采氣一體化技術。

2 中國煤層氣產業現狀

2.1 勘探開發現狀

受美國、加拿大、澳大利亞等國家煤層氣快速發展的影響，加之國家出台一系列優惠政策，中國煤 層氣開發規模和企業迅速發展，已形成中國石油、晉煤集團、中聯煤三大主要煤層氣生產企業。

到2010年底，全國共鑽煤層氣井5426口，探明煤層氣地質儲量2900多億立方米。累建產能超過 30×10⁸m³/年，地面抽采實現年產量15×10⁸m³，商品氣量11.8×10⁸m³。建成管輸、壓縮/液化能力 56×10⁸m³/a。截至2011年6月，全國煤層氣日產量超過400×10⁴m³。

中國石油：2010年12月，商務部等四部委宣布為進一步擴大煤層氣開采對外合作，新增中國石 油、中國石化以及河南省煤層氣公司三家企業作為第一批試點單位。目前中國石油登記煤層氣資源超過 3×10¹²m³，探明地質儲量佔全國64％，重點分布在沁水、鄂東兩大煤層氣盆地。近幾年來，積極開展 煤層氣前期評價、勘探選區及開發先導試驗，投資力度大幅度增加，發現沁水、鄂東兩大千億立方米規 模以上煤層氣田，逐步形成沁南、渭北、臨汾與呂梁四個區塊的開發格局。截止到2010年底，商品氣 量近4×10⁸m³。

通過幾年的探索，與煤炭企業和地方政府合作，形成3種促進採煤采氣協調發展的合作模式。即： 沁南模式：礦權重疊區協議劃分，分別開發，雙方開展下游合作；潞安模式：整體規劃、分步實施，共 同維護開采秩序，避免重復性投資；三交模式：先採氣、後採煤，共同開發。這些模式得到張德江副總 理和國家有關部委的肯定。

已建或在建了較完善的煤層氣管網。沁南、韓城、大寧-吉縣及保德四個有利區都緊鄰已有天然氣 主幹管線（圖2）。

建成了高水平的煤層氣實驗室，測試樣品涵蓋全國絕大多數煤層氣勘探開發區，工作量佔全國 80％，技術水平居國內領先。

主要實驗技術包括：含氣量測試技術，等溫吸附測試技術，煤儲層物性分析技術，煤層壓裂傷害測 試技術等。

晉煤集團：到2010年底，完成鑽井2510口，地面抽采產量達到9×10⁸m³。建成寺河-晉城10× 10⁸m³/a輸氣管線；參股建成晉城-博愛輸氣管線。與香港港華共同投資組建煤層氣液化項目日液化量 可達25×10⁴m³；投產120兆瓦煤層氣發電廠。開發地區涉及山西沁水、陽泉、壽陽、西山，甘肅寧 縣，河南焦作等。

中聯煤並中海油：中聯煤目前有礦權面積2×10⁴km²，其中對外合作區塊面積達1.6×10⁴km²。截 至2010年底，在沁水盆地潘河建成國家沁南高技術產業化示範工程，以及端氏國家油氣戰略選區示範 工程。

目前完成鑽井672口，投產230口，日產氣50×10⁴m³。2010年，中海油通過收購中聯煤50％股 份，成功介入煤層氣勘探開發，為發展煤層氣產業打下了基礎。

圖2 中國石油天然氣主幹管網示意圖

阜新煤業：阜新煤炭礦業集團與遼河石油勘探局合作，開展了三種煤層氣合作開采模式，顯著提高 了整體開發效益。三種開發模式包括：未采區短半徑水力噴射鑽井見到實效；動采區應用地面負壓抽采 技術，實現了煤氣聯動開采；采空區穿越鑽井取得成功。2010年已鑽井52口，日產氣10×10⁴m³，商 品氣量3226×10⁴m³，建成CNG站3座，主要供盤錦、阜新市CNG加氣站。

中石化：煤層氣礦權區主要為沁水盆地北部和順區塊及鄂東延川南區塊。2010年完成鑽井34口，產氣84×10⁴m³，目前日產氣近3000m³。2010年，華東局與淮南礦業簽署了 「煤層氣研究開發合作意 向書」，在淮南潘謝礦區優選出100km²有利區塊，共同開發煤層氣資源。2011年，與澳大利亞太平洋 公司在北京簽署了一項框架協議，雙方確立了非約束性關鍵商務條款。

其他：龍門、格瑞克、遠東能源及亞美大陸等合資公司及其它民企紛紛介入煤層氣勘探開發，加大 產能建設規模，其中亞美大陸目前日產氣19.7×10⁴m³。

總體來看，沁水盆地南部成為我國煤層氣開發的熱點，共建產能近25×10⁸m³/a，目前日產氣近 380×10⁴m³，實現大規模管網外輸和規模化商業運營，初步形成產運銷上下游一體化的產業格局。

2.2 政府優惠政策與技術支持

為了鼓勵煤層氣產業發展，中國政府出台了一系列優惠政策，包括價格優惠、稅收優惠、開發補 貼、資源管理及礦權保護等等（表1），取得了明顯效果。

表1 中國政府鼓勵煤層氣產業發展的優惠政策

與此同時，在技術層面也給予了強有力的支持。2007年以來，國家發改委專門組建了煤層氣開發 利用、煤礦瓦斯治理兩個國家工程研究中心，科技部設立了 「大型油氣田及煤層氣開發」 國家科技重 大專項。中國石油成立了專業煤層氣公司，並設立「煤層氣勘探開發關鍵技術與示範工程」 重大科技 專項。這些都為煤層氣產業發展與技術進步創造了條件。

2.3 技術現狀

我國的地質條件和美國等有所區別。目前，煤層氣開發都源於美國最早的理論。隨著規模化深入開 發，現場實驗了很多不同類型煤階和煤體結構、構造條件、水文地質條件下的煤層氣儲存特點。已經證 明，這套理論是否完全適合中國煤層氣地質條件還有待進一步證實。針對中國不同盆地地質條件研發的 不同的勘探開發技術，有些已經取得了突破性進展。

2.3.1 地質上有新認識

有利區評價方法有新突破：通過煤岩特徵、含氣量、滲透率、產氣量等地質綜合研究，建立起富集 高產區評價標准，提出了產能建設區開發單元的劃分標准和方法。

800m以深煤層氣井產量有突破：一般認為，隨著煤層埋深的增加壓力隨之增大，滲透率急劇減小、 產氣量也隨之減少。目前國內商業開發深度都在800m以淺地區。隨著勘探開發的深入推進，800m以 深井也獲得了工業氣流（最高產氣量2885m³/d）（圖3），但煤層產氣規律尚不清楚，正在通過加強研 究及大井組排采試驗得以證實。

圖3 800m以深井排采曲線

煤儲層滲透率普遍較低，儲層保護是關鍵：煤儲存條件的研究是煤層氣開發關鍵的制約因素。沁水 盆地3＃煤滲透率（0.013～0.43）×10^-3μm²，平均0.112×10^-3μm²；鄂東（0.22～12）×10^-3μm²，平均1×10^-3μm²。總體來看，煤層物性差、非均質性強，因此，鑽井過程中加強儲層保護是關鍵。鑽 井、壓裂過程中應盡量採用對井筒周圍煤儲層的危害小的欠平衡鑽井及低傷害壓裂液。

2.3.2 現場管理有新措施

高煤階開發井網井距有新探索。由於我國高煤階煤層氣儲層物性與外國有較大差異，開發證實一直 沿用的300m×300m井距不完全適合，主要表現在高產井數少，達產率低，產量結構不合理。為此，通 過精細地質研究，以提高單井產量為目標，對不同井距產氣效果數值模擬並進行先導試驗，探索了高煤 階煤層氣開發的200m×200m井網和井距。與此同時，在水平井的下傾部位實施助排井也初見成效。

2.3.3 工程技術配套有新進展

三維地震勘探：韓城地區實施100km²三維地震，資料品質明顯好於二維，小斷層的刻畫更加清晰（圖4），有效地指導了井網部署。

圖4 韓城地區三維與二維剖面對比

羽狀水平井鑽井：通過市場化運作，打破了 外國公司在羽狀水平井施工領域的壟斷地位，擺 脫了羽狀水平井鑽井完全依賴外國公司的局面，成本大幅度降低。

壓裂配套工藝：在對煤層實驗分析的基礎 上，結合大量的壓裂實踐，形成以 「變排量、低 傷害」 為原則，「高壓井處理技術、分層壓裂技 術」 等新工藝，採用低密度支撐劑、封上壓下、 一趟管柱分壓兩層等工藝技術。

排采技術：形成緩慢、穩定、長期、連續八 字原則；為培養高產井形成三個關鍵環節：液面 控制、套壓控制、煤粉控制；針對低成本戰略，形成井口排采設備的兩種組合：電動機＋抽油 機，氣動機＋抽油機。

地面集輸處理：標准化設計、模塊化建設、 自動化管理，基本實現低成本高效運營。

2.4 利用現狀

2009年全國建成6家煤層氣液化廠，液化產能260×10⁴m³/d，2010年為300×10⁴m³/d，2020年 可達到700×10⁴m³/d。除此之外，還主要用於低濃度瓦斯發電，居民生活，合成氨、甲醛、甲醇、炭 黑等化工原料，已逐步建立起煤層氣和煤礦瓦斯開發利用產業體系。

2.5 存在問題

技術上：技術是制約目前產業進展緩慢的主要問題。目前存在的主要問題包括：煤層氣高滲富集區 的控氣因素，符合我國煤層氣地質條件、用以指導生產實踐的開發理論，適合我國地質條件的完井、壓 裂、排采等關鍵技術與相應設備等。

管理上：主要包括：煤層氣、煤炭礦權重疊，先採氣、後採煤、發電上網等政策實施困難較多，對 外合作依賴程度高，自營項目受到限制，管道規模小，市場分散、不確定性大等。

3 煤層氣發展前景與建議

隨著國民經濟的發展，天然氣需求快速增長為煤層氣發展提供了機會。2000年以來，天然氣年均 增長速度達到16％（圖5），2009年底，全國天然氣消費總量875×10⁸m³，2010年，天然氣需求量超 過1400×10⁸m³，供應能力約1000×10⁸m³。2015年，預計天然氣需求量2600×10⁸m³，供應能力只有 1600×10⁸m³，到2020年，天然氣缺口將超過1000×10⁸m³，這就為煤層氣等非常規氣的發展提供了 空間。

3.1 發展前景

據有關規劃，到2015年，全國地面開發煤層氣產量將達到100×10⁸m³；2020年，天然氣產量約 2020×10⁸m³，其中非常規天然氣產量達到620×10⁸m³，地面開發煤層氣將達到200×10⁸m³。

圖5 2000～2008年中國天然氣消費量變化趨勢

與此同時，各相關企業也制定了 「十二五」 發展目標（表2）。

表2 全國重點地區及企業煤層氣地面開發預測表

上述目標能否順利實現，前景如何，勘探開發及產業規模能否迅速發展，主要取決於國家政策的進 一步落實以及幾大主要企業的投入。尤為重要的是這些企業針對煤層氣賦存條件的技術進步與突破，而 非資金問題，這一點必須引起高度重視。中國石油將會進一步加大投入，促進煤層氣產業快速發展。主 要加大沁水盆地南部和鄂爾多斯盆地東部兩個重點產業基地的勘探開發力度，積極探索外圍盆地煤層氣 開發配套技術。預計：2012年新增探明煤層氣地質儲量2000×10⁸m³，為建產能提供資源保障；2013 年建成生產能力45×10⁸m³/年，2015年產量達到45×10⁸m³，商品量40×10⁸m³，成為國內第一煤層氣 生產企業。同時，成為業務技術主導者、規范標准制定者、行業發展領跑者。到2020年，煤層氣商品 量預計達到100×10⁸m³，成為中國石油主營業務重要組成部分和戰略經濟增長點。

3.2 對策與建議

3.2.1 根據資源分布研究與調整對策

全國埋深小於2000m的煤層氣總資源量為36.8×10¹²m³，可采資源量約10.8×10¹²m³。資源量大 於1×10¹²m³盆地有8個，資源量合計28×10¹²m³，佔全國76％，主要分布於中西部地區。埋藏深度小 於1000m的資源量為14×10¹²m³，是目前開發的主要資源。低階煤煤層氣資源量佔43％，但目前主要 開發的是中高階煤煤層氣資源。因此，現在必須加強對西部地區中深層（埋深大於800m）和中低階煤 煤層氣開發的研究與開發試驗力度，力求更大范圍的實質性突破。

3.2.2 國家政策落實和企業間的相互合作須進一步加強

完善相關政策措施，制定煤層氣、煤炭開發統一規劃，做到無縫銜接，切實落實「先採氣、後采 煤」，實現資源充分利用。採煤采氣3種合作方式還需要進一步擴展；積極推進煤層氣產業發展與煤礦 瓦斯防治一體化合作。

3.2.3 在提高單井產量和整體效益方面強化技術攻關

針對煤層氣勘探開發關鍵技術需要加強攻關。進一步研發針對煤層氣地質特點而形成配套合適的鑽 探、壓裂、排采、管輸等專有設施和設備，加大發展羽狀水平井開發關鍵技術力度。

3.2.4 建立統一的信息平台，避免無序競爭和重復性投資

強化信息渠道，實現資源共享，避免無序競爭和重復性投資。建立煤層氣行業統一的信息管理系統 是一項非常重要的基礎工作。包括兩方面內涵：企業內部應加強煤層氣田的數字化建設，國家層面應加 強行業技術與產業信息的統計和交流發布，為煤層氣行業提供統一的信息化建設標准。

結束語

低碳經濟是我國能源經濟發展的必由之路。為了從源頭上減少碳排放，引領能源結構和產業多元 化，天然氣供需缺口將長期存在，對煤層氣需求會不斷增加。中國煤層氣資源豐富，目前產業整體規模 小，但潛力大、前景好。加大研發力度，依靠技術進步，將大大促進煤層氣產業快速發展。

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C. 中國主要煤田名稱

我知道潞安屬於沁水煤田，准 東 煤 田
新疆准東煤田是我國目前已知最大的煤田，也是世界上罕見的巨型煤田，預計煤田中資源量（煤礦儲量）為3900億噸，目前探知2236億噸，含煤面積3.21萬平方千米，占我國總儲量的近1/4。新疆淮東煤田1989年開始建設，2010年前後基本完成後，將成為年產原煤6000萬噸的大型煤礦。
准東煤田位於新疆昌吉回族自治州，是指准噶爾盆地東部從阜康市到木壘哈薩克自治縣的一條狹長地帶,東西長約220公里。准東煤田資源預測儲量達3900億噸,目前累計探明煤炭資源儲量為2136億噸,是我國目前最大的整裝煤田。
准東煤田在2005年被勘探確認為地下儲藏著上千億噸的煤炭資源.准東煤田東西長達220公里的茫茫戈壁下蘊藏著3900億噸煤炭資源,以現在我國煤炭年產量計算,一個准東煤田就夠全國使用一百年。
勝 利 煤 田
勝利煤田位於錫林浩特北郊，整個煤田總體呈北東-南西條帶狀展布，走向長45公里，傾向寬平均7.6公里，含煤面積342平方公里，煤炭地質儲量224億噸。煤田伴生有益礦物（鍺、石油）。煤田內15個煤層中，6號煤層以上絕大部分區段適合大型露天開采。
新疆維吾爾自治區鄯善縣沙爾湖煤田
慶陽煤田
專家稱，慶陽市的煤炭資源埋藏較深，大多在 1000米以下，但儲量集中，構造簡單，屬於未受破壞的整裝煤田，具有很高的開發價值。根據成煤規律和地質理論，整個隴東地區（主要指慶陽市，平涼市）的煤炭預測儲量大約為 1342億噸，佔全省儲量的 94％。正寧南煤田是甘肅省截至目前發現的儲量最
大的煤田。
巨野煤田
本煤田位於山東省西南部，包括巨野、金鄉、梁寶寺等區。現已探明總地質儲量55．7億噸，主要煤藏以國家緊缺的焦煤、肥煤為主，具有高熱值、低灰分、低含硫等特點，平均厚度6．6米，適合建設大型和特大型礦井，是山東乃至華東地區尚未開發的最好、最大的一塊煤田，屬菏澤、濟寧兩市管轄。巨野煤田規劃有7對礦井，建成後每年可產煤1800萬噸，平均服務年限達60多年，將有效地解決山東省乃至華東地區的能源供應緊張問題。2007年3月28日正式在其所在地產出「烏金」。
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沁水煤田
沁水煤田為中國目前產煤最多的大型石炭二疊紀煤田。它位於山西省中南部，介於太行山、呂梁山、五台山、中條山之間，跨太原、壽陽、陽泉、昔陽、和順、左權、武鄉、沁縣、長治、高平、晉城、陽城、沁水、安澤、沁源等20餘市，縣，面積近30000平方公里。該煤田范圍內已建成陽泉、潞安、晉城等大型礦務局，地方煤礦在數百處以上，煤炭開發極盛大，是中國無煙煤，化工用煤和煉焦煤最大的供應基地。
淮南煤田
中國華北聚煤區南側的石炭二疊紀煤田。位於安徽省中北部，跨淮河兩岸。煤田以中厚傾煤層為主，構造復雜程度中等，一般開采條件尚可。
淮南煤田位於中國華北聚煤區南側安徽省中北部，以淮南市為主體，東部伸入滁縣地區，西部延展到阜陽附近，平面呈北西西向長橢圓狀，長約100km，寬度20～30km，面積2500km。為石炭二疊紀煤田。煤田因發現及開發從淮河南岸開始，故名淮南煤田，後經勘探在淮河北岸更大范圍內見煤，但乃沿用原名。
河東煤田
河東煤田位於山西省西部，西臨黃河，含煤地層為石炭系太原組（C3T）和二疊系山西組（P1S），含煤面積15285.5km2，劃分偏關河曲、保德、興縣、柳林、離石、隰縣、蒲縣、鄉寧等7個礦區，總資源量2335.2億噸，區內產量為3858萬噸。區內有山西焦煤汾西礦業的賀西、雙柳礦生產400萬噸，霍州煤田龐龐塔、店坪、等生產300萬噸，華晉焦煤河麴生產200萬噸。該煤田北部（興縣及其以北礦區）為動力煤，其中部和南部為煉焦煤。其餘為地方煤礦生產，產品以主焦煤為主。該煤田基本沒有進行規模化的開發，具備建設大型礦井的資源條件，是山西煉焦煤保有儲量最為充足的煤田。
河東煤田離柳礦區的4#煤即「柳林煤」，屬於世界范圍稀有的優質煉焦煤。目前產量約500萬噸，是山西小焦爐生產優質鑄造焦的主要原料。
以柳林煤為代表的河東煤田中部4#主焦煤，以及與之相似的鄉寧煤，後備資源充分，其綜合質量指標將超過所有澳大利亞煤，與美國、加拿大的優質主焦煤媲美，而最終將以質量與成本的雙重優勢大舉進入國際市場。
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山西煤炭資源資料庫
1 大同煤田（侏羅紀礦區 ；石炭二疊紀礦區）
大同煤田位於山西最北端，大同市西南約10km，跨大同市南郊區及左雲縣和朔州市懷仁、右玉、山陰等縣，北東以青磁窯斷層南端為界；南和東南界為口泉山西麓煤層露頭；西界為洪濤山東麓煤層露頭；北部十里河一帶已為煤系沉積邊緣；西北為推測的煤層剝蝕邊界。地理坐標東徑112°30′00″~113°11′07″，北緯39°37′33″~40°07′01″，大致以鵝毛口河分別為北、南兩個礦區。該為雙紀煤田，石炭二疊系，含煤面積為1260km2 ，侏羅系含煤面積為772km，是山西重要動力煤產地之一。
2 寧武煤田
寧武煤田位於山西省北中部，為雙紀（石炭二疊紀和侏羅紀）含煤地層，含煤田面積3087 km2，資源量974.34億噸。區內產量3700餘萬噸，其中平朔煤炭公司2527萬噸。 平朔礦區 朔州礦區 軒崗礦區 嵐縣礦區
寧武侏羅紀礦區
平朔礦區是寧武煤田最北端的一個礦區。跨朔州市區及其平魯縣境，礦區東、北、西三邊均為煤層露頭，南以擔水溝斷層與朔州礦區分開。東西寬20km，南北長19 km，面積約380 km2。
3 西山煤田
太原西山煤田位於山西省中部，太原市西側，屬太原市、晉中市管轄，是山西省重要的煉焦用煤產地之一。該煤田呈北東－南西向展布，跨太原市尖草坪區、萬柏林區、晉源區、古交市、清徐縣，晉中市交城縣、文水縣境內。地理坐標為：東經110?51?49?～112?30?00?，北緯37?23?51?～38?02?12?。南北長約75 km，東西寬約20~50km，呈不規則長方形。面積約為1853 km2。該煤田包括古交（697 km2）、西山（223 km2）、清交（400 km2）和東社（533 km2）等4個礦區。
古交礦區 西山礦區
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東社礦區
4 霍西煤田
霍西煤田位於山西省中南部屬呂梁市、晉中市、臨汾市管轄，是山西省重要的煉焦用煤產地之一。該煤田呈南北向展布，跨呂梁市汾陽縣、交口縣和孝義市，晉中市靈石縣、介休市和臨汾市堯都區、汾西縣、蒲縣、洪洞縣、襄汾縣、翼城縣和霍州市境內。南北長約170 km，東西寬約70km，呈長方形。面積約為11900km2，含煤面積6907km2，其中勘探面積（主要指勘探、詳查、普查）3170 km2，占總面積的26.64％。
該煤田包括汾孝（1100km2）、靈石（510km2）、霍州（560km2）、克城南灣里（700km2）和襄汾（300km2）等5個礦區。汾西和霍州煤田公司是重點國有企業，生產能力每年3000萬噸。區內煤種以焦煤、肥煤、1/3焦煤為主，是原料法優質煉焦煤。
汾孝礦區 靈石礦區 霍州礦區 克城南灣里礦區 襄汾礦區
5 河東煤田
河東煤田位於山西省西部，西臨黃河，含煤地層為石炭系太原組（C3T）和二疊系山西組（P1S），含煤面積15285.5km2，劃分偏關河曲、保德、興縣、柳林、離石、隰縣、蒲縣、鄉寧等7個礦區，總資源量2335.2億噸，區內產量為3858萬噸。區內有山西焦煤汾西礦業的賀西、雙柳礦生產400萬噸，霍州煤田龐龐塔、店坪、等生產300萬噸，華晉焦煤河麴生產200萬噸。該煤田北部（興縣及其以北礦區）為動力煤，其中部和南部為煉焦煤。其餘為地方煤礦生產，產品以主焦煤為主。該煤田基本沒有進行規模化的開發，具備建設大型礦井的資源條件，是山西煉焦煤保有儲量最為充足的煤田。
河東煤田離柳礦區的4#煤即「柳林煤」，屬於世界范圍稀有的優質煉焦煤。目前產量約500萬噸，是山西小焦爐生產優質鑄造焦的主要原料。
以柳林煤為代表的河東煤田中部4#主焦煤，以及與之相似的鄉寧煤，後備資源充分，其綜合質量指標將超過所有澳大利亞煤，與美國、加拿大的優質主焦煤媲美，而最終將以質量與成本的雙重優勢大舉進入國際市場。
保德礦區 偏關、河曲礦區 興縣礦區 柳林礦區
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隰縣蒲縣礦區 鄉寧礦區
6 沁水煤田
沁水煤田位於山西省東南部，含煤地層為石炭系太原組（C3T）和二疊系山西組（P1S）。含煤面積30500.1km2，佔全省煤田面積1/2，劃分為東山、壽陽、陽泉、平昔、和順、武鄉、襄垣、潞安、長治、高平、晉城、陽城、沁水、翼城、古縣、沁源等16個礦區，總資源量3316.5億噸，區內2005年產量17000萬噸。
其中有陽泉、潞安、晉城三大集團和東山、蔭營、固庄煤礦等國有重點煤礦產量約8000萬噸；地方煤礦產量約9000萬噸。以無煙煤和貧煤為主，瘦煤和焦煤次之。知名品牌有晉城無煙煤和陽泉無煙煤，是山西省僅次於大同煤、平朔煤的第三大出口產品。
該煤田是中國無煙煤、化工用煤最大的供應基地。陽泉煤業集團已成為全國最大的優質高爐噴吹煤基地；晉城無煙煤集團是全國最大的化工用煤基地；潞安礦業集團是我國主要的優質貧瘦煤生產基地。
東山礦區 壽陽礦區 陽泉礦區 平定昔陽礦區 和順礦區 左權武鄉礦區 襄垣礦區 潞安礦區 長治礦區 高平礦區 晉城礦區 陽城礦區 沁水礦區 翼城礦區 古縣礦區 沁源礦區
山西三大煤炭生產基地：晉北煤炭基地，晉中煤炭基地，晉東煤炭基地
晉北煤炭基地：地處太原市以北，行政區劃跨大同、朔州、忻州、太原4個市的18
個縣（市）。包括大同煤田、寧武煤田及河東煤田北部以動力用煤為主的各煤炭資源礦產地。

D. 煤地質學的著名煤地質學家

楊起復（1919-2010），1943年畢業於西南聯制合大學。1946年北京大學研究生畢業。中國科學院院士，中國地質大學教授，主編《中國煤田地質學》、《煤田地質學》等教材，創辦我國第一個煤田地質學專業 。
韓德馨（1918-2009），1942年畢業於西南聯合大學，1943－1945年北京大學研究所進行研究工作。1950年畢業於美國密歇根大學研究院。中國礦業大學教授，中國工程院院士，主編的《中國煤田地質學》、《中國煤岩學》等專著和教材

E. 中國主要煤礦分布區有哪些

神東、晉北、晉中、晉東、陝北、冀中、河南、魯西、兩淮、雲貴等。

一、神東、晉北、晉中、晉東、陝北大型煤炭基地主要負擔向華東、華北、東北供給煤炭，並作為「西電東送」北通道電煤基地。

二、冀中、河南、魯西、兩淮基地負擔向京津冀、中南、華東供給煤炭。蒙東（東北）基地負擔向東三省和內蒙古東部供給煤炭。

三、雲貴基地負擔向西南、中南供給煤炭，並作為「西電東送」南通道電煤基地。黃隴（華亭）、寧東基地負擔向西北、華東、中南供給煤炭。

(5)中國煤田地質2010擴展閱讀：

煤炭是我國的基礎能源，佔一次能源消費的70％左右。大型煤炭基地建設將按照發展循環經濟的要求，綜合開發利用煤炭及與煤共伴生資源，實現上下游產業聯營和集聚，把大型煤炭基地建成煤炭調出基地、電力供應基地、煤化工基地和資源綜合利用基地。

我國煤礦主要分布在以下省市：

山西省：大同、陽泉、太原、呂梁、長治、晉城、忻州、朔州、臨汾

黑龍江省：雙鴨山、雞西、鶴崗、七台河、密山

山東省：濟寧、棗庄、泰安、龍口、菏澤

內蒙古：鄂爾多斯、烏海、呼倫貝爾、錫林郭勒、阿拉善盟

陝西省：榆林、銅川、神木

遼寧省：阜新、撫順、調兵山

寧夏回族自治區：寧東

江蘇省：徐州

四川省：攀枝花

貴州省：六盤水

安徽省：淮北、淮南、蒙城、渦陽

河南省：平頂山鄭州、焦作、許昌、三門峽、永城

河北省：開灤、峰峰、井陘、邯鄲、張家口

新疆維吾爾自治區：准東、吐哈、庫拜、伊犁

甘肅省：窯街、靖遠、華亭

雲南省：曲靖、昭通、文山、保山、開遠、麗江

F. 中國煤炭地質總局的國際合作

「十一五」期間，我局結合國家經濟發展對礦產資源的需求，充分發揮地質勘查的技術優勢，積極開拓國際市場，多方面參與國際競爭，努力建設礦產資源保障體系，在「走出去」方面取得積極進展，在一些國家取得較顯著的地質勘查成果，樹立了中央地勘單位的良好形象，初步展示了地質找礦工作跨國經營的良好前景。
（一）境外業務總體情況
「十一五」期間，我局境外業務收入年均增長47.9%，境外利潤年均增長33.8%。境外經營業務范圍以礦產資源的地質勘查工作為主，同時開展了對外工程承包業務，工作礦種包括煤炭、石油、鉀鹽、鐵、銅、鎳、鉬、鎢、錫等，市場拓展到五大洲31個國家和地區；另外也有少量的工業產品等國際貿易，涉及10多個國家。
（二）境外投資情況
截止2010年底，我局在境外投資的公司共有 6個，所在的國家和地區主要有：澳大利亞、印度尼西亞、剛果（金）、香港、澳門；投資的重點行業和領域：礦產資源勘查與開發、礦產品貿易、工程施工、工程測繪。
2009年，我局勘查總院控股，廣西煤炭地質局、江蘇煤炭地質局、湖北煤炭地質局參股共同投資3000萬人民幣在印尼組建中國煤地（印尼）礦業有限公司，主要是開發鉻鐵礦和煤炭項目，同時兼營煤炭貿易；江蘇煤炭地質局與澳大利亞LOTUS LIFE公司合資成立EES礦業公司，其中江蘇煤炭地質局佔全部股權的51%，主要是在澳大利亞進行礦產資源勘查與開發；中煤地質工程總公司與第一勘探局、水文地質局、第二勘探局共同出資在澳大利亞設立澳大利亞中煤地質工程有限責任公司，主要是以資源勘查、申請探礦權及礦權經營為工作重點；航測遙感局投資香港分公司，主要開拓香港測繪市場；廣州中煤江南基礎工程公司出資（佔51%）在澳門設立廣州中煤江南基礎工程（澳門）有限公司，主要是進行建築基礎施工。2010年，江蘇煤炭地質局出資於剛果（金）設立中非國際礦業有限公司，主要開展資源勘查與礦權經營及開發。
（二）對外承包工程業務開展情況
我局對外承包工程業務主要為地質勘查及地質技術服務、工程勘察、樁基施工、樁基檢測等，項目承攬主要為協議承包方式，遍及蒙古、寮國、剛果（金）、印度、印度尼西亞、莫三比克等20幾個國家。
（三）境外國際貿易的情況
江蘇煤炭地質局稀土產品主要銷往日本，生產的無紡布、膜料、雨衣、雨傘等產品銷往波蘭、泰國、日本、巴基斯坦等地；浙江煤炭地質研製的鑄造生產線出口到朝鮮；航測遙感局印刷材料主要出口到亞洲、非洲、南美、東歐等地區；中化地質礦山總局以代理的方式，開展少量的國際貿易，主要有原棉、棉紗、化纖和機電產品等，進出口的國家有巴基斯坦、韓國、奈及利亞、美國和德國等。

G. 安徽宿州蘆嶺礦區煤層氣生產條件分析

黃曉明¹ F.Andrew² 莫日和¹ 王洪洲² 林亮¹

黃曉明,中聯煤層氣有限責任公司,郵箱:[email protected],電話:64298881。

(1.中聯煤層氣有限責任公司 北京 1000112.加拿大英發能源公司 安徽宿州 235200)

摘要:本文從地質及儲層特徵等技術層面上探討了淮北煤田蘆嶺礦區煤層氣井的生產條件,這些生產試驗井的鑽探目的是(1)評估煤層氣的生產特性,(2)確定儲層的排采條件,(3)評價並改進完井技術,進而(4)全面評估煤層氣生產所面臨的問題。勘探結果顯示該井區煤層發育穩定、內生裂隙發育、煤層氣含氣量中等-偏高,含氣飽和度較高,表明具有較好的煤層氣生產潛力。300m井間距的煤層氣生產試驗井組已於2010年4月投產,本文著重探討了CLG09V-01井的煤層氣生產條件。

關鍵詞:煤層氣生產試驗井 煤層 等溫吸附實驗 煤層氣生產條件

Technical Studies of the CBM Pilot in Luling Coal Mine Area, Suzhou, China

HUANG Xiaoming¹ F. Andrew² MO Rihe¹ WANG Hongzhou² LIN Liang¹

(1. China United Coalbed Methane Co. Ltd., Beijing 100011, China2. Canelite Energy, Suzhou 235200, China)

Abstract: This paper is a technical approach documenting geology and reservoir property studies of Luling coal - mine CBM pilots. The pilot wells were drilled to (1) assess gas proctivity, (2) determine if the reser- voir can be dewatered, (3) evaluate and improve completion techniques, and (4) assess full-field development issues, and it has showed a high CBM potential for the well developed coal seams with a good cleated coals, and the medium gas contents with a comparatively high saturated coals of these wells. The pilot wells at 40-acre well spacing were put on proction in April 2010, and this paper focus primarily on the proctivity of the CLG09V- 01 well.

Keywords: CBM-pilot; coal seams; adsorption isotherms; CBM proctivity

安徽宿州蘆嶺煤礦位於淮北煤田的東南緣,距宿州市20km,礦區面積23km²,煤炭年生產能力180萬t(中煤地質總局,1996),礦區同時位於中聯公司擁有探礦權的宿南煤層氣勘查區塊的東部(圖1)。宿南煤層氣區塊面積約850km²,是我國第一個與外國公司簽署的中外合作煤層氣勘探開發項目,目前外方作業者為加拿大英發能源公司。本次調查工作主要集中在蘆嶺礦區范圍內施工的一口煤層氣參數+生產試驗井,CLG09V-01井。該井連同與其相關的300m井間距的生產井組已於2010年4開始進入煤層氣排采試驗階段。包括本區在內的整個宿州地區一直是煤層氣勘探開發的熱點地區,也是包括煤礦、油氣公司和煤層氣專業公司針對煤層氣資源勘探投入較大、研究程度較高、開發利用較為成熟的地區之一。通過持續不斷的勘探投入,該地區的煤層氣商業開采(結合瓦斯治理)已初具規模。早在20世紀90年代初,依託聯合國煤層氣資源評價項目在包括蘆嶺礦區在內的整個宿南煤層氣區塊范圍內施工了兩口煤層氣參數井(CQ-4,5井),取得了較好的勘探成果。1998~2002年,美國德士古(Texaco)石油公司作為第一個外方合作者在距蘆嶺煤礦西南15~20km范圍內施工了9口煤層氣參數井,包括一個300m井間距的生產試驗井組,最高單井產氣量為1700m³/d,最低500m³/d。2004~2008年,蘆嶺煤礦在距CLG09V-01井東南5km的煤礦塌陷區施工了7口煤層氣生產井,井間距250m,初期單井最高產氣量為3000m³/d,投產兩年多以來,目前單井產量穩定在1000m³/d左右,所生產的煤層氣供煤礦瓦斯電廠發電,實現了煤層氣的商業利用。

圖1 安徽宿州宿南煤層氣區塊煤層氣勘探開發形勢圖

1 地質特徵

(1)構造

淮北煤田位於華北板塊的東南緣,區內構造主要表現為在東西向隆起帶的基礎上,受北北東向逆沖斷裂控制而形成的一系列近南北向的斷塊。導致古生界地層呈北北東向展布,地層傾向偏東,傾角一般為23°。

蘆嶺礦區位於淮北煤田東南緣,北界為東西向的宿北斷裂,南部靠近板橋斷裂,這兩條東西走向、傾向相向的同生正斷層構成了一個區域性的地塹,對礦區的煤系地層沉積起到控製作用。蘆嶺煤礦東界為一北西向的逆斷層,對煤系地層起到明顯的改造和控製作用,礦區呈北西向展布,地層北傾,使其在淮北煤田具有鮮明的構造特點。煤田東部逆沖推覆構造發育,從東向西呈疊瓦式推覆,礦井下常見層滑小構造,對採煤有較大影響。礦區周邊燕山期火山作用較為頻繁,主要表現為酸性火成岩侵入體,多以岩床、岩株和岩脈的形式侵入到古生界沉積地層中。其中,下二疊統山西組地層受岩漿接觸變質和岩漿熱力變質作用明顯,煤質變化大,煤類復雜,以貧煤,無煙煤,天然焦為主。然而,岩漿作用主要發生在宿北斷裂以北地區。蘆嶺礦區受岩漿岩侵入體的影響較小,煤變質程度相對不高,以氣煤為主。

(2)地層

蘆嶺礦區所處的兩淮地區在沉積地層上屬於南華北地層分區,晚古生界地層為一套三角洲體系和多重障壁體系交替沉積,含多層可採煤層(中煤地質總局,2001)。根據沉積旋迴和岩性組合特徵,將地層自下而上劃分為本溪組、太原組、山西組、下石盒子組、上石盒子組和石千峰組。CLG09V-01井是在蘆嶺礦區施工的一口煤層氣參數+生產試驗井,鑽井位置見圖1。該井所鑽揭的地層主要包括石炭系太原組地層、二疊系山西組和上、下石盒子組地層,以及約250m厚的新生界鬆散地層。本文著重討論與主要目的煤層相關的下二疊統煤系地層的岩性組合特點(圖2)。

從圖2中可以看出,山西組10號煤層的電性特徵明顯,結構穩定,厚度為2.69m。其直接底板為砂質泥岩,厚3.38m,含水性弱,滲透性較差。其下部緊鄰地層到石炭系太原組灰岩頂界之間為厚層狀的粉、細砂岩和砂質泥岩間互,表現為高伽馬和中高電阻率特徵,弱含水,滲透性好於煤層底板。10號煤的直接頂板為6.08m厚的細砂岩,純凈且滲透性較好。傳統的煤層氣地質理論認為,滲透性好的煤層頂、底板不利於煤層氣的保存。然而根據我們多年的煤層氣地質勘探實踐發現;較好的滲透性有利於煤層氣的排出,從而促進了煤層氣的大量生成,有效地提高了煤儲層的煤層氣含氣飽和度(黃曉明等,2010),這點在本文後面的討論中再次得到印證。

下石盒子組地層中包含了兩套主要目的煤層。8號煤層厚達9.19m,但井身結構不穩定,煤芯破碎,擴徑明顯。直接頂、底板為砂質泥岩,含水性弱,滲透性較差。但其上部緊鄰地層為10m厚的細砂岩(見圖2),滲透性好,若因斷層錯斷導致煤層與該滲透層直接接觸,可有效地提高煤層的排烴效率,從而提高煤儲層的煤層氣含氣飽和度。7號煤層厚2.36m,頂、底板為泥岩,含水性弱,滲透性差,內生裂隙發育,具有較好的煤層氣滲流通道,但煤層頂、底板的封閉性在一定程度上影響了其生烴效率。

CLG09V-01井區的上、下石盒子組地層分界在井深510m處,以紫斑狀鋁質泥岩為地層劃分標志層。上石盒子組地層由紫、黃綠和雜色砂岩、粉砂岩和泥岩互層組成。在宿南煤層氣區塊其他地區較為發育的3號煤層,在本井區不發育。

(3)水文地質

淮北煤田二疊系含煤地層含水性弱,斷層破碎帶一般為泥質充填,亦為弱含水性。本區主要含水層包括:新生界鬆散地層含水層2~3層,一般厚5~20m,單位涌水量0.26~1.21L/s·m,最下一層含水層直接覆蓋在煤系地層之上。石炭系太原組灰岩含水層位於二疊系煤系地層之下,單位涌水量變化較大,在本井區涌水量極小。新生界及太原組灰岩含水層對蘆嶺煤礦無直接充水影響。二疊系煤系地層中的砂岩裂隙水是礦區的直接充水水源,但因其含水性弱,對煤礦開采和煤層氣生產不造成重大影響。

圖2 宿南煤層氣區塊蘆嶺礦區CLG09V-01井實鑽地層剖面

2 儲層特徵

(1)煤岩、煤質特徵

7 號煤煤岩成分以亮煤為主,暗煤次之,內生裂隙發育,煤芯呈塊狀,玻璃光澤,斷口呈階梯狀,網狀結構。煤顯微組分含量:鏡質組為78.9%,惰質組為17.4%,殼質組未見,無機組分佔12.6%,鏡質體反射率為0.71%。煤視密度為1.37,灰分為21.97%,揮發分為37.84%,固定碳含量為83.55%。

8號煤煤岩成分由亮煤和暗煤組成,宏觀類型為半亮型煤,條痕為黑灰色。煤芯十分破碎,以至於裂隙無法描述,少部分小碎塊斷口為參差狀,呈線理狀構造。煤顯微組分含量:鏡質組為76.2%~85.5%,惰質組為12.0%~19.5%,含微量殼質組成分,鏡質體反射率為0.76%~0.83%。無機組分含量不高,平均為7.6%,一般為分散狀粘土,個別呈層狀或侵染狀形態。煤視密度為1.32~1.38,灰分為11.72%~16.78%,揮發分為31.08%~33.74%,固定碳含量為84.88%~85.84%。

10號煤煤岩成分以亮煤為主,暗煤次之,宏觀類型以半亮型煤為主,內生裂隙十分發育,裂隙面光滑平整,面裂隙40~42條/5cm,端裂隙28~32條/5cm。煤芯呈塊狀,條痕為灰黑色,呈金屬光澤和玻璃光澤,斷口參差狀,具孤立網狀結構,裂隙被黃鐵礦部分充填。煤顯微組分含量:鏡質組為76.3%~88.1%,惰質組為10.0%~18.8%,殼質組為1.95%~5.0%,無機組分佔2.2%~16.2%,鏡質體反射率為0.83%~0.90%。煤視密度為1.36,灰分含量平均為10.05%,揮發分平均為36.69%,固定碳含量為82.57%~85.57%。

(2)含氣量、等溫吸附特性

7 號煤的兩個煤芯解吸測試結果表明,其空氣乾燥基含氣量為6.10~6.68m³/t;乾燥無灰基含氣量為7.30~8.00m³/t,吸附時間變化在4.60~4.67天,平均4.64天。氣體成分以甲烷為主,佔96.67%~96.82%,氮氣含量2.92%~2.96%,重烴含量極微。等溫吸附實驗表明,7號煤的原煤飽和吸附量為12.87cm³/g,乾燥無灰基飽和吸附量為16.71cm³/g,蘭氏壓力為2.21MPa。從等溫吸附曲線上可以看出(圖3),原煤等溫吸附曲線平緩,乾燥無灰基曲率變化明顯。

圖3 宿南煤層氣區塊蘆嶺礦區CLG09V-01井煤芯樣品等溫吸附曲線

8號煤的18個煤芯解吸測試結果表明,其空氣乾燥基含氣量為8.05~9.85m³/t;乾燥無灰基含氣量為9.49~11.26m³/t,吸附時間變化在1.34~2.35天,平均2.08天。氣體成分以甲烷為主,佔94.10~98.25%,氮氣含量0.65%~4.87%,重烴含量0%~0.39%。等溫吸附實驗表明,8號煤的原煤飽和吸附量范圍14.89~17.01cm³/g,乾燥無灰基飽和吸附量范圍18.18~20.12cm³/g,蘭氏壓力平均為2.35MPa。從圖3中可以看出,8號煤等溫吸附性與7號煤相比,其原煤曲線和乾燥無灰基曲線相近,曲率變化明顯增大。

10號煤的4個煤芯解吸測試結果表明,其空氣乾燥基含氣量為7.28~8.69m³/t;乾燥無灰基含氣量為8.82~10.42m³/t,吸附時間變化在1.37~2.50天,平均1.95天。氣體成分以甲烷為主,佔94.10%~95.79%,比前述兩組煤層的甲烷含量略低,氮氣含量變化在3.92%~5.41%,重烴含量0.06%~0.11%。等溫吸附實驗表明,10號煤的原煤飽和吸附量范圍為11.44~15.09cm³/g,乾燥無灰基飽和吸附量范圍為15.91~16.29cm³/g,蘭氏壓力為2.04MPa。從等溫吸附曲線上可以看出(圖3),相較前述兩組煤層其原煤曲線和乾燥無灰基曲線形態最為接近,曲率相對較大。

3 生產條件

煤層氣生產條件分析可分為宏觀評價和微觀評價兩種(黃曉明等,2010),這是受煤層氣地質屬性和其生產工藝雙重決定的,也跟從業人員的工作經歷密切相關。一般來講,石油天然氣從業人員習慣於從宏觀地質條件去分析煤層氣的賦存及保存條件,而煤炭地質人員則傾向於從煤岩及煤顯微組成等微觀特徵來分析煤層氣的生產條件。

蘆嶺礦區下二疊統地層主要包含3層可採煤層,分別為下石盒子組的7號煤和8號煤,以及山西組的10號煤。煤層單層厚度較大。煤變質程度相對不高,但隨埋深略微增高,煤類以氣煤為主。受構造作用影響明顯,煤層內部裂隙十分發育。煤顯微組成以較高的鏡質組含量和較低的惰質組含量為顯著特徵。煤層氣含氣量中等偏高,甲烷含量高,重烴含量低。主要目的煤層的原煤飽和吸附量普遍偏低,但含氣飽和度不低。下部煤層的煤層氣解吸速率要高於上部煤層。

從前述CLG09V-01井的地層發育特徵描述中我們可以看出;7號煤層的頂底板為泥岩,滲透性極差,按傳統的煤層氣地質觀念來講,其對煤層氣具有較好的保存條件。然而,從煤層氣生成的角度來看,較強的封閉性不利於煤層氣的排出,反而會抑制煤層氣的大量生成。所幸的是,7號煤層不厚且其內部裂隙十分發育,煤層氣的生成才得以持續發生,因此煤層氣含氣飽和度並不低。7號煤相對較低的含氣量與其吸附特性和煤的熱變質程度相對較低有關。8號煤層的頂底板為砂質泥岩,滲透性相對較好。然而厚度近10m的煤層卻成為其內部煤層氣有效排出的障礙,降低了部分煤芯樣品的含氣飽和度。10號煤層的頂底板為細砂岩,滲透性好,且煤層厚度適中,煤層受熱變質程度最高,因此,煤層作為烴源岩其煤層氣得以充分生成並持續排出,同時煤層作為儲層其煤層氣含氣飽和度達到並超過100%。

通過以上分析結合煤層的等溫吸附特性,我們可以看出:CLG09V-01井山西組的10號煤層具有煤層結構穩定,內生裂隙十分發育,煤層氣含氣飽和度高,等溫吸附曲線曲率大,蘭氏壓力低的特點,在三個主要目的煤層中,其生產條件最好,初期產量應該最高。8號煤和7號煤也具有裂隙發育,含氣飽和度高的特點,生產條件也是比較好的,特別是8號煤層巨厚,是煤層氣能夠持續高產穩產的保證。7號煤的等溫吸附曲線最為平緩,表明解吸條件相對較差,測試數據也表明其解吸天數是最多的,此外,其蘭氏壓力也較大,而蘭氏體積相對不高。

另外,有煤田地質工作者在進行煤層氣資源可采性評價工作中,將較高的惰質組顯微組分含量作為煤層氣可采性最為有利的指標(吳昱,2010)。CLG09V-01井的煤芯樣品分析結果表明,本井煤樣中惰質組含量相對沁水盆地等要低,但其對生產條件的影響到底有多大,還需更多的實際資料加以驗證,至少在本井區看不出有多大影響。本井區三套主要目的煤層煤樣品分析結果表明,三層煤的惰質組組分含量幾無差別,均普遍偏低,但煤層氣解吸時間卻相差較大,7號煤解吸時間要比8號煤和10號煤高一倍多,10號煤解吸時間最短。可見,惰質組組分含量不是影響蘆嶺礦區煤層氣可采性的主要因素。

結語

安徽宿州地區位於我國著名的淮北煤田南部,是我國煤層氣地質條件和地面條件最好的地區之一,也是我國第一個對外合作勘探開採煤層氣的地區。先後有雪佛龍公司、淮北煤礦、米歇爾-米勒公司(William W.Vail et al.,2006)和中聯公司等多家煤炭企業、石油公司和煤層氣專業公司做過煤層氣地質評價,結果均表明該地區煤層氣潛力巨大,勘探開發風險較小。

蘆嶺礦區所在的宿州煤層氣區塊已有十餘年的勘探歷程,商業開采也有兩年以上,目前的煤層氣生產井以直井為主,採取的是套管完井技術,水力壓裂或部分注入氮氣等增產措施。生產井持續高產穩產,實現了商業化利用,提高了煤礦安全生產保障。

下二疊統山西組的10號煤和下石盒子組的8號和7號煤是本區煤層氣的主要氣源岩和儲集層。原煤鏡質組含量高,中等變質程度,煤吸附能力和煤層厚度適中,頂底板條件好,有利於煤層氣的生成和富集。煤儲層溫度高、滲透率相對較大,內生裂隙十分發育,煤層氣含氣飽和度高,臨/儲壓力比大,有利於煤層氣的產出。

10號煤層的儲層壓力大,含氣飽和度高,煤解吸速率高,對煤層氣初期產量貢獻大。8號煤層厚度巨大,煤層氣資源豐富,是煤層氣高產穩產的基礎,但煤層受構造影響而破碎,在一定程度上影響了其初期產量。7號煤含氣量低,但飽和度較高,頂底板封閉性強,使其保持了較高的原始地層能量。三層煤合採可實現優勢互補,合理的控制生產節奏,就可藉助7號煤和10號煤先期釋放的游離氣對8號煤層的滲流條件進行有效的改造,從而加快厚煤層中煤層氣的持續析出,我們稱之為煤儲層自改造機理(黃曉明等,2010)。

參考文獻

黃曉明等,2010.煤層氣地質勘探實例分析[M].蘇州:石油工業出版社

吳昱,2010.西山礦區煤層氣資源可采性評價[J].中國煤層氣,(4)

中國主要煤礦資源圖集第三卷.北京:中國煤田地質總局,1996

中國煤田地質總局,2001.中國聚煤作用系統分析[M].徐州:中國礦業大學出版社

William W. Vail and J.Matthew Conrad . 2006Resource Assessment of the Huaibei CBM Concession, Anhui, Chi-na Marshall Miller & Associates

H. 中國煤炭地質總局華盛水文地質勘察工程公司綠寰地源空調公司怎麼樣

簡介：中國煤炭地質總局華盛水文地質勘察工程公司綠寰地源空調公司成立於回2010年04月27日，主要經營范圍為答地源熱泵及太陽能環保工程等。
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