辽河盆地东部凸起北部地区煤层气地质特征及资源量估算

辽河盆地东部凸起北部地区煤层气地质特征及资源量估算

贾耀惠

中油辽河石油勘探局煤层气开发公司，辽宁 盘锦 124010

摘要：辽河盆地东部凸起北部地区含煤面积大，煤层含气量高，煤层气资源量大。加快该区煤层气的勘探、开发和利用，将为寻找接替能源，解决能源紧缺，减少煤矿瓦斯等安全事故的发生等方面，将产生巨大的经济效益和社会效益。本文通过对该区地层沉积、构造、岩浆侵入、煤储层物性和含气量等主要地质特征的研究探讨及煤层气资源量估算，对该区下步煤层气的勘探和有效开发提出了一些合理性建议。 关键词：辽河盆地东部凸起；煤层气；地质特征；资源量；含气量

1 引 言

煤层气是赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，它的热效率高，是重要的洁净新能源。辽河盆地东部凸起北部地区含煤层含气量高，煤层气资源量大，具有较大的煤层气开发潜力。

2 煤层气成藏区域地质背景

2.1 区域概况

辽河盆地东部凸起北部地区，北起辽宁省沈阳市苏家屯，南至太子河南2公里，西至永乐乡附近的F3断层，东到灯塔市张台子乡，南北走向长47Km，东西倾斜宽11Km，含煤面积约517Km2。该区地貌平坦，属于下辽河冲洪积平原东北边缘。长大铁路、沈大高速公路、哈大公路纵贯该区，交通便利。

红阳煤田位于本次研究区内。该煤田于1958年发现，1962年开始勘探，1970

辽河盆地东部凸起北部地区煤层气地质特征及资源量估算

开始建井，目前共建成林盛矿、红菱矿、红阳三矿、西马矿四对生产矿井，年主产焦煤700×104t，永乐、尖台子南、尖台子北三个待建矿井。 2.2 地层沉积特征

本区域自上而下地层为：第四系（Q）、中生界侏罗系（J3）、上古生界二迭系上统石千峰组（P22）、下统石盒子组（P12）、山西组（P11）、石炭系上统太原组（C3）、中统本溪组（C2）。含煤地层主要为石炭～二迭系地层，属于太子河凹陷华北型沉积，具有鲜明海陆交互相沉积特征。 2.3 构造特征

辽河盆地东部凸起大地构造单元属于中朝地台内辽东台背斜和下辽河中新生代凹陷裂谷东坡复合地带，区域构造位于东部凹陷东侧，西界是佟二堡断层，东界隔刘二堡断层与太子河凹陷相接，北靠沈阳隆起，南邻牛庄隆起，为一北东向分布的狭长凸起。北东向断裂多为高角度压扭性断裂，并伴生有北西向、北东向的低次序张性与张扭性断裂。

区内北东向系列褶皱构造发育，其中张良堡背斜、林盛堡向斜发育及保存较为完整，轴长延伸可达30～50Km，区内80％的含煤面积位于此两个褶皱中。褶皱和断裂均呈北东向平行斜列，呈雁行状（见图1）。

图1 辽河盆地东部凸起北部地区煤层构造图

辽河盆地东部凸起北部地区煤层气地质特征及资源量估算

图2 煤层综合柱状图

2.4 岩浆侵入史

区内岩浆活动主要有两期。一为燕山期，呈多次间隙喷发的火山岩，由中、基性岩流形成，为流纹岩、安山岩、玄武岩和火山碎屑组成。构成本区侏罗系上统大明山中段地层，超覆在石炭、二迭系及其以前各时代地层上，一般对煤层、煤质无大影响。另一期为第三纪喜马拉雅期岩浆岩侵入，其中包括玄武岩和辉绿岩的侵入。玄武岩为第三纪早期喷发物，呈暗绿色、细晶质，成分以基性长石、辉石、橄榄石和少量角闪石组成。辉绿岩侵入该区古生代含煤地层中，以断层为通道，沿煤层或松软地层呈岩床、岩脉侵入，对煤层煤质有不同程度的影响，一般受辉绿岩侵入的煤层区域，煤储层内CH4含量均普遍较高，如红菱矿707号钻孔在辉绿岩体附近的7#煤层，其CH4含量高达17.4m3/t。

辽河盆地东部凸起北部地区煤层气地质特征及资源量估算

3 煤储层主要特征

3.1 煤层发育

本区含煤地层主为二叠系山西组和石炭系太原组，煤层埋深300～2500m不等，含煤地层厚度为200m左右，共含煤14层（见图2），煤层平均总厚度为11.03m，含煤系数5.7％。其中3#、7#、12#、13#煤为主要可采层，可采层总厚度为7.53m。北部即林盛矿、红菱矿区3#、7#、12#煤为主要可采层，可采总厚度6.5m左右。南部即尖台子南段、红阳四井区12#、13#煤为主要可采层，其余各层局部可采。 3.2 煤岩煤质

本区各煤层均属于高等植物所形成的腐植煤，宏观观察所见太原组煤层由半光亮型或光亮型组成，而山西组煤层则多为半亮型和半暗型。微观所见凝胶化组分即镜质组，是构成该区煤的主要显微组分，丝炭化组分即丝质组总的含量较低。煤中矿物质主要为粘土、黄铁矿和石英。

表1 红阳煤田煤质分析结果表

煤种

水分Wf%

气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤 无烟煤

1.42 0.87 0.91 0.89 0.93 1.49

原煤分析 灰分Ag% 15.84 13.92 15.53 14.77 15.58 17.55

硫SqQ% 1.39 1.93 1.59 1.41 1.47 2.04

精煤分析

挥发分Vr% 34.10 28.89 21.55 15.83 11.79 7.50

胶质层厚度Y(mm)

20 32 19 6.6 0 0

该区由北而南煤挥发分逐渐降低，变质程度逐渐增高，依次为气煤、肥煤、焦煤、 …… 此处隐藏：2411字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……