Question

山西保德煤层气勘探新进展

Answer 1

贾高龙

（中联煤层气有限责任公司 北京 100011）

摘要 根据区域构造、含煤地层、煤层煤质及项目区施工的煤层气钻井等方面的研究，重点总结保德区块储层含气性、渗透性、储层压力及其控气因素等方面的成果，指出保德煤层气勘探开发目标。

关键词 保德区块 煤层气勘探 开发目标

Update CBM Exploration and Development in Baode Block，Shanxi Province

Jia Gaolong

（China United Coalbed Methane Corp.，Ltd.，Beijing 100011）

Abstract：The geological research is conducted on the structure，coal-bearing strata，coal seams＆coal rank and the data of welling in the region.The gas content，permeability，pressure，gas saturation of the reservoirs and its control factors etc.are analyzed.The target areas for the exploration and development of the coalbed methane resources in Baode Block along Eastern Edge of Ordos Basin are designated.

Keywords：Baode block；CBM exploration；development objectives

1 概况

鄂尔多斯盆地东缘煤层气田位于晋、陕、内蒙古黄河沿岸附近，包括内蒙古自治区准格尔、陕西省神府、山西省河东煤田。气田南北长480km，东西宽15～80km，总面积23000km²。

鄂尔多斯盆地东缘是我国重要的炼焦用煤和动力用煤生产基地，区内不但煤炭资源丰富，而且煤层气资源也相当丰富，是中国煤层气资源条件和开发条件最好的盆地之一，也是勘探活动最活跃的地区，曾被国内外地质专家誉为“中国的圣胡安”。

河东煤层气田先后有原地矿部华北石油局、长庆石油勘探局等国内企业以及美国的CBM、安然（ENRON）、菲利普斯（PHILLIPS）、阿科（ARCO）、雪佛龙德士古（CVX）、澳大利亚的路伟尔（LOWELL）、必和必拓（BHPB）及中澳能源（SGE）等外国公司进行勘探开发。

准格尔煤层气项目区位于该气田北部，总面积为6853km²，其中：准格尔区块2817km²；神府区块2998km²；河曲区块560km²；保德区块位于该项目区南部，面积478km²（图1）。

2000年11月，中联公司与德士古公司签定了内蒙古准格尔、陕西神府、山西保德地区的三个煤层气产品分成合同。2004年6月雪佛龙德士古公司与必和必拓公司完成了煤层深度1000m以浅区块的转让协议。

必和必拓公司于2004年9月开始煤层气勘探，在北部完成了ZG-2、ZG-3、ZG-4、SF-1、BD-1五口煤层气参数井的施工作业。2005年对保德区块进行煤层气勘探工作，完成5口煤层气参数井 BD-2、BD-3、BD-4、BD-7、BD-8，并围绕BD-4井进行水平井组作业，完成L1水平井定向段的施工。至2006年8月完成V1～V4直井及L1～L4水平井定向段作业。

表1 准格尔煤层气项目施工钻井取心测试一览表

2 地质成果

2.1 地质构造

大地构造位于华北板块的中腹部，即鄂尔多斯地块的东缘——河东地块，东为吕梁（晋西）隆起，北至内蒙古阴山板缘带，南抵豫西秦岭板缘带。气田表现为过渡性质的盆缘构造类型。

区块东侧的吕梁隆起使煤层露出地表；北有田家石畔断层及清水川断层；西有高石崖—郝家寨不对称背斜构造（挠曲），其东翼缓、西翼陡，在高石崖村一带地层倾角可达40°，该挠曲对煤层深度及含气量影响较大。

区块内部表现为小角度西倾单斜构造。西邻神府区块内，在单斜构造背景上发育有次级NNE 背斜（如庙沟门背斜、田家寨背斜）。背斜构造对煤成气成藏具有控制作用，田家寨背斜可能成为储气构造，值得引起注意。

2.2 含煤地层

含煤地层有上古生界石炭系上统本溪组、太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组。本溪组及下石盒子组仅有煤线，主力煤层位于太原组和山西组中。

太原组：其底界为K₁砂岩，顶界为K₃砂岩之底，是一套以河控浅水三角洲沉积为主的碎屑岩、碳酸盐岩及煤层组成的含煤岩系。本组厚70～110m，平均厚95m。

山西组：下界为K3砂岩，上界为下石盒子组K4砂岩之底，是一套以河流及浅湖沉积为主的灰白色砂岩、砂质泥岩及煤层组成的含煤岩系，一般厚度35～90m，平均厚度70m。

2.3 煤层与煤质

太原组共含煤7层，其中8、9号煤层为主力煤层，厚度分别为0.40～3.50m 与2.20～4.30m，两层煤经常合并，有时还与10号煤层合并，总体上有“北厚南薄”的趋势，在保德区块北部最厚可达17m。

山西组含煤5层，其中4、5号为主力煤层，厚度分别为0.40～5.50m 与0.50～3.50m，二者时常合并，总体上具有“北厚南薄、东厚西薄”的趋势，在保德区块北部煤层厚度可达11m。

河东气田主力煤层由北向南依次分布有长焰煤、弱粘煤、1/2 中粘煤、气煤、肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤、无烟煤等。保德区块以4-5号、8-9号煤层为代表，煤类以气煤为主。河东煤田煤质化验成果见表2。

表2 河东煤田主力煤层煤质特征表

2.4 含气量及其控制因素

河东气田煤层含气量由北向南、自东而西呈现出增高的趋势，含气量 4.15～23.0m³/t，平均为12.64m³/t。保德区块五口煤层气井的测试结果，4-5号主煤层含气量为2～8m³/t，8-9号主煤层含气量为5～11m³/t（见表3）。

表3 保德区块煤储层特征一览表

根据生烃史的研究，主要生气阶段为中—低变质烟煤生气阶段，煤层含气量的变化主要受区域变质作用的控制。

2.5 渗透性

河东气田主要为气煤、肥煤、焦煤等中等变质程度的煤，煤中的割理及裂隙发育，煤层渗透率较高，最大渗透率可达453mD，平均值为3.2mD。

保德区块五口煤层气井的测试结果，主力煤层渗透率一般为2.4～8mD。

2.6 储层压力

河东气田煤储层压力多数处于欠压状态，临兴区块 LXC-4 井 8号煤层压力梯度为0.988MPa/100m；三交SG-1 井9号煤层压力梯度为0.143MPa/100m；石楼SH-2 井9号煤层压力梯度为0.409MPa/100m。

保德区块煤层气井的测试结果，储层压力大部分地区处于欠压状态，只有BD-4 井组附近处于正常压力状态。

2.7 吸附性与饱和度

煤的兰格谬尔体积（最大吸附量）：临兴区块为14.51～35.52m³/t；石楼区块为10.64～35.85m³/t。测试结果表明，煤储层的吸附能力是比较强的。

煤储层的含气饱和度：临兴区块为3.5～79.2%；石楼区块平均63.4%；保德区块表现为欠饱和状态。

3 煤层气勘探开发工作

3.1 保德目标区

包括保德区块与神府区块中南部，面积约1500km²。据本区煤储层特点及煤层气保存条件等，确定勘探目标区参数：主力煤层单层厚度大于5m，储层深度一般小于1500m，含气量一般大于5～8m³/t，渗透率一般大于1mD，含气饱和度一般大于50%。

图1 煤层气勘探开发目标区

（鄂尔多斯盆地东缘煤层气田）

保德目标区为一构造缓坡带，煤储层深度一般为300～1200m，并赋存有巨厚的煤储层，主力煤层单层厚度可达10m，其含气量和渗透率均较高，为气田北部主要的勘探开发目标区（图1）。

3.1.1 保德目标区勘探开发工作

保德区块第一个水平井组选择BD-4 井周围，因其含气量4～8m³/t 与渗透率5～8mD可满足水平井开发的要求，井组设计由8口井组成“目”字型，垂直井4口、水平井4口，采用中半径钻井技术（MRD）（图2），预期该水平井组将会取得较好的效果。

图2 中半径钻井（MRD）示意图

图3 保德目标区勘探部署示意图

3.1.2 保德目标区勘探部署

2006年保德区块部署三口探井，BD-9、BD-10、BD-6，分别位于区块中北深部、中西深部、中东浅部。安排 25km地震资料采集，见图3。

2007年保德区块南部计划部署三口探井，BD-12、BD-13、BD-14。

3.1.3 神府区块煤层气勘探计划

2006年SF-2井在神府区块中东部，即保德井组的深部（井深约1000m）。2007年SF-3 井视2006年勘探向西延伸的结果而定。

3.2 鄂尔多斯盆地东缘气田其他目标区

三交目标区：包括三交北与三交区块的中西部、柳林区块、石楼区块的北部，面积2000km²以上。该目标区煤层埋深适中，对煤层气储存有利的低角度单斜带；4-5、8-9号煤层厚度较大，累计厚度达10m 以上；煤层含气量一般在10m³/t 以上；渗透率高，大部分煤层气井在10mD以上；该区煤层储层压力大，多为超压地层，三交区4-5号煤层的平均储层压力梯度为1.11MPa/100m，8-9号煤层为1.02MPa/100m；煤层的含气饱和度也较高，一般可达80%左右。此外，该区煤田地质勘探程度高，对煤层的深度、厚度、煤质等均已探明，并且对煤储层参数已有较多的了解，已逐步摸索出一套适合本地区地质特点的施工工艺，施工了近40口煤层气井。磺口井组（5口井）日产气量平均4300m³，单井最高日产气量为5400m³；三交井组（9口井）日产气量平均为4500～6000m³，单井最高日产气量为6800m³。该目标区是河东气田煤层气勘探开发的首选区（图1）。

吉县目标区：位于吉县区块中部，面积1300km²。该目标区煤层埋藏深度适中；5号主力煤层厚度为3.0～7.5m，8号主力煤层厚度为3.0～8.8m，煤层总厚度达16m；煤变质程度中等，镜煤反射率R_o为1.15～1.97%，以焦、瘦煤为主；煤层上覆的上石盒子组泥岩可作为区域性盖层；煤层含气量11～23.4m³/t，含气饱和度为76.5%～90.8%。长庆石油局在本区内钻探了6口煤层气井，其中吉试1井具有高压、高渗、高含气量、高饱和度的“四高”特征，连续抽排一个多月，日产气量达2800m³以上，吉试5 井试气日产气在6000m³以上。该区为下一步很有前景的勘探开发目标区（图1）。

参考文献

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[2]孙茂远.2000.中国煤层气开发利用与对外合作.北京：煤炭工业出版杜

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