什么是近距离煤层群

煤层群开采，根据煤层间距，有分煤层布置、分组集中布置、集中布置。

有集中上山、集中区段巷道。

煤层倾角a：大于30度，采用溜眼，

大于15度，采用石门，

小于15度，采用斜巷。

老中医回答的一点也不专业，张赛说的对，我补充点知识吧。首先，光看煤层露头是不能确定整块煤田是啥情况的，你必须使用勘探钻孔进行前期地质勘探，前提是你有探矿权。其实煤层适合不适合开采是相对而言的，比如说煤层厚、发热量高就适合开采，但如果地质条件复杂，如瓦斯大、水大、断层褶曲多、煤层倾角较大这都是不利因素。但如果你能烧钱也行，煤炭是不可再生资源时间越久价值越高，另外随着科学技术的进步煤矿开采将来的趋势是无人化开采，也就是说没有什么煤层是不适合开采的。

在地球植物界风吹草长、生机勃勃、繁荣昌盛的时期，正好是煤的形成年代，同时也是爬行动物（以恐龙为主）和两栖动物称王称霸的年代，而恐龙灭绝时期又正好是植物生长大减速、大萧条的时期。恐龙灭绝于6500万年前，煤形成于6000万年前，煤虽不与恐龙同生，但与恐龙同绝。关键词：煤 植物 爬行动物 两栖动物 恐龙 重水 轻水前言：煤的形成与恐龙灭绝看起来似乎是风、马、牛不相及的事，可事实并非如此。从3.5亿年前（泥盆纪）至6000万年前（第三纪）是植物疯长的黄金时期，也是地球上的成煤时期，从2.2亿年前（三迭纪）至6500万年前（第三纪）是恐龙称王称霸的年代。但统治地球1.6亿年之久的恐龙在6500万年前突然灭绝；从6000万年前至今的较长岁月里，植物生长大不如前了，已不足以形成煤了。恐龙的灭绝不仅仅是恐龙本身的灭绝，而且还包括恐龙时代庞大茂盛的动植物群和当时地球的生态环境，它们随着恐龙的灭绝而一起永远在地球上消失了，再也没有重现和恢复过。一、成煤期与当时的动植物群煤是由一定地质年代生长的繁茂植物，在适宜的地质环境中，逐渐堆积成厚层，并埋没在水底或泥沙中，经过漫长地质年代的天然煤化作用而形成的。煤是由植物变来的，而植物又是从无生物物质过渡到单细胞物质再过渡到多细胞藻类；从水生植物到陆生的裸蕨，由孢子植物到裸子植物，再由裸子植物到被子植物一步步进化而来。只有在温暖潮湿的古气候条件下，高大的木本植物大量繁殖，以及它们死亡后残体的大量堆积才广泛形成了有工业意义的煤层。在整个地质年代有三个最大的聚煤期，它们是： 1、古生代的石炭纪和二迭纪，适煤植物主要是孢子植物； 2、中生代的侏罗纪和自垩纪，造煤植物主要是裸子植物； 3、新生代的第三纪，造煤植物主要是被子植物[1]。表1 各地质年代动植物生长和造煤情况[2] 代 纪 距今年代 (100万年) 植物演进 植物种类 煤种 动物演进古生代 寒武纪 553 石灰藻及其它藻类繁殖，无陆生植物 藻类植物 石煤 海生无脊椎动物时代 奥陶纪 448 石灰藻遍地，陆生植物仍少见 无烟煤 志留纪 381 陆生植物出现，但不如藻类盛 孢子植物 无烟煤和烟煤 两栖动物时代 泥盆纪 354 陆生植物渐盛，有裸蕨类、石松类 石炭纪 309 气候温湿，有裸蕨类、石松类、木贼类；孢子植物繁盛，形体庞大，森林茂密 二迭纪 223 松、柏、银杏等裸子植物繁盛，蕨类植物衰落 裸子植物 中生代 三迭纪 185 松柏、银杏、苏铁等遍及全球，蕨类植物中石松消灭，羊齿、木贼等仍有 烟煤 爬行动物时代 侏罗纪 157 裸子植物全盛，苏铁更盛 白垩纪 125 被子植物勃兴，有花植物传播，如白杨、枫等 被子植物 烟煤、褐煤 新生代 第三纪 65 现代五谷果类甚盛（主要为双子叶和单子叶植物） 褐煤、烟煤 哺乳动物时代 第四纪 3 褐煤、泥炭 现代 泥炭 成煤年代虽包括从6000万年前的第三纪至5.5亿年前的寒武纪，但主要成煤期集中于石炭纪、二迭纪、侏罗纪、白垩纪、第三纪，其中又以石炭纪、二迭纪成煤最多，仅石炭纪的成煤量就占整个成煤量的55%，其次是侏罗纪和白垩纪。石炭纪、二迭纪是地球历史上植物最为繁茂的期间，此期间正好是两栖动物称王称霸的年代；侏罗纪、白垩纪是地球历史上植物仅次于石炭纪、二迭纪的第二高峰期，此期间又正好是爬行动物（最著名的是恐龙）称王称霸的年代。综上所述，从距今6000万年前（第三纪）至距今3.09亿年前（石炭纪），是植物生长极其生机勃勃、繁茂昌盛的时期，煤基本上就是这段时期形成的，这段时期也正好是大型动物—爬行动物和两栖动物称王称霸的年代。比石炭纪更早的时期（如泥盆纪、志留纪、奥陶纪、寒武纪、元生代、太古代、冥古代），由于受动植物进化的限制，当时仅有一些海生植物藻类，陆生植物由无至刚形成，不可能形成茂密的森林，动物也仅有鱼类和海生无脊椎动物，这段漫长的时间仅形成极少量的石煤和无烟煤。而从6000万年前至今，植物已进化到了有史以来最高级的被子植物时代，动物已进化至有史以来最高级的哺乳动物时代，至于人类对生态的破坏仅有5000年的历史，与6000万年相比，可忽略不计。地球植物界理应更加生机勃勃，成煤速度更加加快。然而事实是距今6000万年前至今，由于植物生长速度太慢，已没有形成煤，动物体型也越来越小了，恐龙灭绝了，原因何在？关于恐龙的灭绝原因，科学家提出了130余种理论和假设，这些理论都是从恐龙灭绝单方面考虑的，而事实上恐龙灭绝还不仅仅是恐龙本身的灭绝，而且还包括恐龙时代庞大茂盛的动植物群和当时地球的生态环境，它们都随着恐龙的灭绝而一起永远在地球上消失了，再也不能重现和恢复了；至于植物为什么生长速度会越来越慢，科技界连假说也没有。二、植物生长大减速及大型动物灭绝的主角——水从6000万年前的第三纪至3.09亿年前的石炭纪，各种动植物有机体生长得极为迅速，体型异常的庞大。根据古气候史的研究结果表明：在这段2亿余年的漫长史前年代，地球有时处于冰川广布的大冰期，如距今2.8亿年前（石炭纪晚期）就是气候寒冷的大冰期；地球有时又处于气温较高的温暖期，如距今1.36亿年前（侏罗纪与白垩纪之间），气候炎热，地球上无论是赤道地区还是两极附近，绿色植物都郁郁葱葱、生机勃勃，恐龙等爬行动物处于黄金时代。在距今6000万年前到距今3.09亿年前这段漫长的时期内，有时气温比目前高，有时气温又比目前低，但不管是比目前高也好，还是比目前低也好，那段时期内的植物生长速度都比目前快得多，动物也比目前生长迅速，体型庞大。而那个时候的土壤构成同现代差不多，如氮、磷、钾、锰、锌、稀土等元素含量同目前不相上下，植物生长的主要原料之一CO2含量甚至比目前还低，这个控制动植物生长速度的无形之手应该是地球生物中无时不在并必须靠它才能生存繁衍的水。水分轻水和重水，水由氢氧两种元素化合而成，氢有三种同位素（氕、氘、氚），氕同氧化合而成的水叫轻水，氘、氚同氧化合而成的水叫重水。在现代地球环境的常态条件下，海洋及海洋生物体内水含有0.017%重量浓度的重水，陆上水及陆生动植物内水含有0.015%重量浓度的重水。科学家的研究结果表明：重水对生命体的生存和繁衍是有害的，在水中无论含重水的量为多少，对生命体都是有害的，并且含量越高，毒害性越大。试验证明：当水中重水浓度超过0.015%正常值时，其对生命的毒害效果表现得相当明显。比如微生物的繁殖大大受于限制，酶的作用受到明显抑制，酵母菌在重水中生长缓慢，其分解醣的过程减慢到原来的1/9，某些原生动物和轮虫在重水中会很快死亡；烟草种子在重水中不发芽，在50%的重水中出芽速度要比普通水中慢1/2；扁平蠕虫类的斑状涡虫在重水中停留1～2小时就会失去任何生命特征，科蚪和幼鱼在30%～92%的重水中停留40小时就会致死，鞭毛虫在此条件下只能活24小时；用重水喂小白鼠，小白鼠表现为不安和干渴。将水绵放于高浓度重水中，细胞运动减缓，分裂就会停止；在重水中有机体生长速度受到抑制还表现为衰老，当用30%浓度的重水饮用时，狗、小白鼠和家鼠都明显地发生了贫血病症，肾脏、肾上腺功能不全，代射紊乱；当用氘置换了1/3的氕原子时，生命生理功能就会紊乱而死亡；高等植物在栽培时浇以重水，对其生命是极为不利的；高浓度重水长期作用于有机体，会使其器官发生形态学改变，胚胎上皮完全破坏而不可逆转，雄鼠在重水影响下发生不育症，动物口服重水，卵巢的滤泡器会坏死，这可能为氘病或有机体中毒；当植物根部吸收水时，轻水重水同时被吸收，透过植物膜，到达树干和叶子，在光合作用中氘的反应速度仅为氕的1/30，故植物生长受到严重干扰。由此可见，重水是地球生命的克星，是危害甚至毁灭生命的祸水。轻水则对生命体有益，在重水含量比目前正常水低25%的水中，鱼类能大量繁殖，植物生长茂盛而易结果，老年人能恢复青春，病人能获得力量和健康。科学家的轻水试验表明：含氘量低的雪水即轻水有抗衰老作用，用它喂雄鼠，其生育能力得到提高，雌鼠明显地多胎（一胎产8～10只小鼠），新生小鼠每只重 5.8克（对照组为5.5克），10天体重增加190%（对照组为137%），20天增加393%（对照组为339%）；产仔前两个月系统地用轻水喂养母猪，结果产仔10只，每只比对照组重40%，一个月内比对照组重45%，两个月比对照组重40%；用轻水喂鸡，三个半月比对照组多下一倍的蛋；小麦种子经雪水浸泡1.5小时，其发芽能力有所提高，每支穗上的麦粒多28%，每粒重22%，产量提高56%；用雪水浸泡黄瓜和萝卜种子，种出的黄瓜收获量较对照组提高210～290%，萝卜增产23%；25位各种年龄的病人，在三个月按一定规则用雪水作饮用水，结果所有病人血中胆固醇含量明显降低，代谢改善。长期饮用轻水，能有效地防止动脉粥样硬化。常用轻水洗澡，可增加皮肤的抵抗力，促进血液循环；夏天用它泡茶，能祛暑去热；用它擦痱子，有良好疗效；如果饮酒过量，喝温热的轻水可解酒散热；用轻水煮药，药效明显提高；用轻水做饭、泡茶，味道特别好。它对治疗红眼病、皮肤烫伤、冻伤都有良好效果；使用重水含量比正常值0.015%低25%的雪水浸泡大麦种子8小时后播种，其开花期每株重量比未浸泡的多13%，每粒重量增加18%，收获量提高25%。三、6000万年前地球生物繁荣是重水含量极低所致如前所述，水是生命之源，但水中总含有对生命有机体有害的重水，在现阶段，只要水中重水含量低于0.015%正常值，生命体就生长得迅速、健康，并且重水含量越低，就发育得越好。而如果水中重水含量高于0.015%正常值，则生命体的生长就会受到抑制停止和死亡，甚至使整个物种灭绝。重水对生命体的这个决定性作用，不仅适用于现代地球上的一切生物，也适用于古代生物。可以推断：距今6000万年前至距今3.09亿年前，生物体之所以会生长得那样的迅速、庞大，就是当时地球上的水中重水含量极低的原因。在现阶段，只要某个小环境的水中重水含率稍低于0.015%正常值，尤其是低于正常值25%以上时，生物体就会得到良好的发育，因此，距今6000万年前由于地球自然水中重量含量大大低于0.015%这个值，动植物体生长发育得极为迅速和健康就理所当然了，并且距今时间越长，生物生长发育得越快，如石炭纪的植物生长速度要比二迭纪快，二迭纪比三迭纪快、三迭纪比侏罗纪快、侏罗纪比白垩纪快、白垩纪比第三纪快，直到第四纪，由于地球自然水中重水含量高，植物生长速度就远不如前了，其生长速度已慢到不能形成煤了，恐龙也因为重水含量太高而生产衰退、病变、缺乏食物等原因而灭绝。至于比石炭纪更古老年代如泥盆纪、志留纪、奥陶纪、寒武纪、元生代、太古代、冥古代，地球上自然水中重水含率比石炭纪更低，可仅形成了占极小比例的煤，其原因在于当时由于受生物进化所限，基本上无陆生植物，仅有一些海生藻类植物，不可能形成茂密的森林而成煤。煤形成于距今6000万年前到距今3.54亿年前这段近3亿年的时期内，恐龙从距今6500亿年前到距今2.23亿年前这段1.6 亿年的时期内统治着地球，然而，在距今6000万年前的某段时间内，由于某种原因使地球上重水含率大幅度提高，造成植物生长大减速和恐龙灭绝，虽成煤期远早于恐龙生存期，但它们在同一时间消失。四、地球上重水含量增加的原因及途径那么这个造成地球植物生长大减速和恐龙灭绝的重水是怎么增加的呢？根据现代天文观测研究证实，应该来自宇宙空间的氘粒子流。众所周知，地球与宇宙之间的各种物质总在不断交换之中，这其中也包括有氢的同位素氘。通过交换，使氘在地球上逐渐地积累起来，并和氧化合生成重水混杂在轻水之中，但在6000万年前由于宇宙射向地球的氘粒子少，所以地球上的重水含量极低，这也就是当时地球上动植物疯长的低氘大繁荣生态环境。地球上氘含量增加的主要途径有三种：1、宇宙空间充满星际气体，星际气体中的氘含量比地球目前的氘浓度高20倍，虽浓度较高，但密度很低，它仅能缓慢地增加地球的含氘量；2、宇宙空间平时落入地球大气的少量粒子流含氘量比目前地球正常含氘量高700倍，虽然浓度很高，但密度很低，它也仅能缓慢地提高地球的含氘量；3、太阳出现黑子大爆发和大耀斑时，产生大量高浓度、高密度的氘粒子流直接进入地球，这是地球氘含量剧增的时期。太阳携太阳系众成员围绕银心旋转的一个周期（称银河年）是2.8～3亿年，在这一个银河年中太阳要依次经过近银点、选银点和两个特征点，当太阳经过近银点、远银点时，太阳活动相当稳定，无大的黑子和耀斑出现，而当太阳经过两个特征点时，太阳活动异常激烈，出现强大的黑子和耀斑，产生大量高浓度、高密度的氘粒子流射向地球，造成地球上的氘含量在短期内急剧增加。在太阳围绕银心旋转的一个银河年中，有两次要经过特征点，以银河年为2.8～3亿年计算，太阳经过特征点的周期为1.4～1.5亿年，距今6000万年前，太阳正好经过特征点，不知是什么原因（至今科技界仍是一个不解之谜，本人在《地球生态气候大变迁与太阳系经过银河系中的典型位置的关系及原因》一文中提出了一种新理论）造成了太阳活动异常激烈，出现强大的黑子和耀斑，产生大量高浓度、高密度的氘粒子流射向地球，造成地球上的氘含量在短期内急剧增加，依1.4～1.5亿年的周期类推，距今2.1亿年前、3.5亿年前、5亿年前都是太阳经过特征点的时期。巧合的是考古学家通过对化石的研究检测确证：距今5亿年前，曾占据地球统治地位近一亿年之久的三叶虫的2/3的科在短期内大规模灭亡；距今3.5亿年前，曾经十分繁盛的笔石几乎完全灭绝，三叶虫大量减少，距今2.25亿年前，海洋生物的50%、两栖类的75%，爬行类的80%的科灭绝，估计当时有96%的种死亡，三叶虫完全灭绝；距今6500万年前，称霸地球 1.5亿年之久的恐龙从此销声匿迹。地球上几次生物大灭绝的周期也正好是1.4～1.5亿年，虽然史前植物的生长速度无法考证，但可以根据每个时期的成煤量来推测：史前植物在石炭纪生长得最为迅速，以后每过1.4～1.5亿年其生长速度减慢一次，直到距今6500万年前已慢到不能成煤了。五、结论植物进化到距今3.54亿年前的泥盆纪，陆生植物渐盛，已开始成煤，至距今3.09亿年前的石炭纪、孢子植物进化到了顶峰时期，加上当时地球水处于低氘环境，使石炭纪成为植物生长最快的时期和成煤最多的时期（成煤量占55%），当时动物界是两栖动物时代。石炭纪之后的二迭纪、三迭纪、侏罗纪、白垩纪、第三纪，由于地球上的重水含率通过1.4～1.5亿年为周期的急增和平时的缓增，浓度越来越高了，造成植物生长越来越慢了，慢到距今6000万年前已不能成煤了，同时恐龙也由于氘中毒和缺少食物而灭绝。

曲延林 闫伟

(黑龙江省煤田地质局 哈尔滨 150001)

摘要:依兰煤田位于伊依地堑方正断陷东北缘，形成于古近纪，为断陷型含煤盆地，含煤地层为达连河组。该组仅有一个煤层群，集中分布于煤系底部10～40m厚的范围内，煤层群厚约10～30m，含煤五层，煤层平均厚度14.63m。煤层群顶部为巨厚油页岩层(70～140m)，煤类为长焰煤，煤层含气量为4～12m3/t，平均8.0m3/t，煤层渗透率0.29mD。依兰煤田煤炭保有储量1.97亿t，预测煤炭资源量3.61亿t煤层气资源量为52.73亿m3，埋藏于1500m以浅。本区煤层群顶板厚层油页岩，是煤储层最理想的封盖层，断层不发育的块段，是依兰煤层气相对富集的地带。2009年施工2口煤层气生产试验井，经射孔、压裂、排采，初步获得成功，经过近10个月的排采试验，日产气量均在1500m3左右。2011年正在施工煤层气生产井3口，计划再施工生产井10口，煤层气生产井总数可达15口，初步形成小规模勘探开发网。本文通过对依兰煤层气钻井、固井、压裂、排采等工程的分析和总结，认为依兰煤田煤层气勘探开发的前景非常广阔。

关键词:依兰煤田 煤层气工程 经验总结 前景展望

作者简介: 曲延林，男，研究生，副局长，高级工程师，多年从事煤田及煤层气勘查开发工作。地址: 哈尔滨市南岗区新永和街 46 号，邮编: 150001，电话: 0451 － 85728666，传真: 0451 － 87709301，E － mail: quyanli0451@ 163. com。

Achievements and Prospects of CBM Exploration and Developments in Yilan Coal Field

QU Yanlin YAN Wei

( Coal Field Geology Bureau of Heilongjiang Province，Harbin 150001，China)

Abstract: Yilan coal field is located at the northeast of Fangzheng Rift of Yiyi Graben and it is a rift-type coal-bearing basin. Yilan coal field was formed in the Paleogene and the coal-bearing layers belong to Dalianhe Group. This group has only one coal seam group that concentrates in the bottom of the coal measure strata with the thickness about 10 ～ 30 m. This group includes five layers of coal，the average coal thickness is 14. 63 m. There is an oil shale layer on the top of the coal group with the thickness 70 ～ 140 m. The coal in Yilan coal field is long- flame coal，its gas content is 4 ～ 12 m3/ t，average 8. 0 m3/ t，the coal reservoir permeability is 0. 29 mD. Yilan coalfield holds the coal reserves 197 million tons and the forecast coal amount of resources 361 million tons with the CBM resource of 5. 273 billion m3，buried within 1500 m. In this area，the roof of coal seams is thick oil shale， which is the most ideal coal reservoir cover layer，and the faults don't grow in the section. It is relatively rich zone of Yilan coal bed methane. Two coal bed methane production test wells were constructed in 2009. Meanwhile， we've obtained initial success by the perforating，fracturing，and extraction. After nearly 10 months of extraction test，daily gas production is around 1500 m3/ d. In 2011，3 CBM production wells are being under construction. Another 10 have been planned to drill as well. Then the total number of coal bed methane production wells will be up to 15. Thus a small-scale exploration and development grid is coming into being. This article confirms that Yi- lan coal bed methane exploration and development prospect is very bright，which is based on the analysis and sum- mary of Yilan coal bed methane drilling，cementing，fracturing，extraction projects and so on.

Keywords: Yilan coal fieldcoal bed methane projectexperience summarizesprospect forecast

1 概况

依兰矿区位于黑龙江省依兰县达连河镇境内，松花江东岸。地理坐标为东经129°19'00″～129°28'45″，北纬46°04'30″～46°11'00″，面积约49.70km2，见交通位置图(图1)。

图1 依兰矿区交通位置图

依兰矿区现有达连河露天矿在开采，年产量可达400万t。依兰二矿及多个地方小井均已停产。

依兰煤田煤炭保有储量1.97亿t，预测煤炭资源量3.61亿t。煤层气资源量为52.73亿m3，均埋藏于1500m以浅。

2 地质背景

依兰矿区位于我国东北地区著名的北东向构造———伊通依兰地堑内(黑龙江境内佳依地堑)，为一早新生代半地堑式断陷含煤盆地。地堑内主要充填有古近系始新统达连河组(E2d)含煤地层，厚1500m左右。达连河组只发育一个含煤组，五个煤分层，位于盆地基底附近，煤类为长焰煤。

2.1 地层

矿区煤系基底为海西期花岗岩。区内沉积有古近系、新近系和第四系地层，由老到新简述如下:

(1)古近系达连河组(E2d):为本区主要沉积地层亦是含煤地层，厚度0～1500m。岩组可分为三段，下部含煤段，厚50～250m中部油页岩段，厚70～150m上部砂泥岩段，厚450～1100m。

(2)新近系道台桥组(N1d):由灰绿色粉砂岩和弱胶结细砂、砂砾石组成，厚度0～35m，向西部增厚。

(3)第四系(Q):由粘土、亚粘土夹细砂、砾石等组成，厚5～30m。

2. 2 构造

依兰矿区为一走向近东西的断陷型含煤盆地。盆地形成以来，经历喜马拉雅晚期的构造运动，致使原始煤盆地北侧抬升剥蚀，煤系地层直接出露地表，南侧沉降、含煤地层被深埋，形成现今向南倾斜的半掩盖式单斜构造形态。矿区东南为北东向盆缘断裂所斜切(佳依地堑东南缘断裂)。

2.3 煤层

本区只有一个可采煤层群，其最小厚度12.28m，最大厚度约46.19m，平均27.24m。可采煤层5层:上1、上1上2、上2、中、下煤层。纯煤总厚度最小1.77m，最大23.08m，平均14.63m，一般值在11.10～18.17m。

煤层群集中分布于煤系的底部靠近基盘10～30m的部位，所以煤层厚度受古地形影响较明显，尤其是下煤层很不稳定。各煤层厚度见表1。

表1 依兰矿区煤层厚度情况表

2.4 煤岩、煤质

本区显微煤岩组分以镜质组为主，占90%以上，详见表2。煤质特征见表3。

表2 依兰矿区显微煤岩特征表

表3 依兰矿区煤质特征表

上煤层及下煤层属于中灰煤—富灰煤。中煤层灰分最低，属于特低灰煤—低灰煤。

3 储层特征

依兰达连河矿区煤层气含气量资料较少，截至目前，已有5个参数井含气量资料，以资料比较好的YD02井为主，叙述如下:

3.1 含气量

YD02井共测含气量煤芯煤样22个。其中，上1、上2煤层各5个样，中煤层气7个样。归纳如下，见表4。

表4 YD02井煤层甲烷含量表

3.2 储层压力

YD02井试井分两个层段进行，既上1+上2煤层、中+下煤层。煤层埋藏深度在766～809m之间。主要参数见表5。

表5 YD02井煤层试井主要参数表

从表中看，本区煤储层压力基本正常。中下煤层渗透率也相对较好。

3.3 等温吸附特征

YD02井煤层兰氏体积、兰氏压力见表6。根据本区实测含气量数据，经计算本区煤层气含气饱和度明显偏低(叶建平等，1998)。

表6 YD02井煤层等温吸附参数表

3.4 气藏特征

依兰煤田总体构造特征为一向南倾斜的单斜构造，矿区深部有一走向北西、倾向西南的大型逆冲断层。煤层上部发育一层70～140m厚的油页岩层，为煤层气藏的良好盖层。本区的煤层气藏类型应为水力封堵和构造封堵两种煤层气藏(叶建平等，1998)。

4生产试验井施工

2009年黑龙江省煤田地质局与合作方在依兰矿区施工两口煤层气生产试验井(YD03、YD04)，经排采两口井日产气量均在1500m3左右，达到了工业气流的标准。有必要对其施工过程中的经验教训进行总结。

4.1 井位选择及布置

依兰矿区构造形态总体为一近东西，向南倾斜的单斜构造。矿区中部有一走向北西，倾向西南的逆断层，断距300余米，并由东向西逐渐尖灭，甚至扭变为一个正断层。因矿区浅部为露天矿开采区，以往含气量测试数据较低。而矿区深部暨逆断层南部(上盘)煤层厚10m左右，属未采动区，煤层气藏类型应属于构造圈闭型气藏。依兰矿区首批生产试验井YD03、YD04井，经研究评审布置在逆断层上盘一个构造高点的斜坡上。

4.2 井距确定

黑龙江省首次施工煤层气生产试验井，没有经验，因担心井距大，两井沟通不好，为保证初次施工煤层气井成功，井距确定为150m。后经压裂施工，两口井连通，证明井距偏小，但也包括因小断层而形成连通的因素，或两井距联线与构造节理方向一致的原因。后期正在施工的YD05、YD06、YD07三口井距改在250～300m之间。

4.3 完井方式

依兰矿区煤层气煤层气生产试验井采用套管完井，完井原则为下煤层一下60m完钻。采用Φ273mm的表层套管，Φ139.7mm的生产套管。固井水泥返高位上1煤层顶板以上200m。

5射孔层段确定

据YD03井测井资料，YD03井见煤3层，中煤层厚12.40m，上2煤层及下煤层均为复杂结构的煤层组，煤层组厚度分别为8.00m和8.15m厚。经研究确定YD03井射孔3段，分别为上2煤层射8.00m中煤层射开8.00m，顶底板处各留2.00m左右厚的煤层下煤层射8.15m。见图2。

据YD04井测井资料，YD04井见煤4层，中煤层厚12.95m，上2煤层、上1煤层及下煤层均为复杂结构的煤层组，煤层组厚度分别为8.80m、11.95m和3.70m厚。经研究确定YD04井射孔4段，分别为上2煤层射8.80m上1煤层射11.95m上2煤层射11.95m中煤层射开8.00m，顶底板处各留2.00m左右厚的煤层下煤层射3.70m。见图3。

射孔均采用89枪型、89子弹。孔密16孔/m，相位90。

图2 YD03井射孔段设计示意图

图3 YD04井射孔段设计示意图

6 压裂施工

6.1 压裂设计数据

YD03井三层压裂数据基本一致。前置液一般注入37.5min，注入量300m3，排量8m3/min。砂比由5%逐渐增至20%，注砂时间预计50min，总注砂量40m3，携砂液740m3。

YD04井第二和第三层压裂数据基本与YD03井一致。前置液一般注入37.5min，注入量300m3，排量8m3/min。砂比由5%逐渐增至20%，注砂时间预计60min，总注砂量40m3，携砂液730m3至765m3。

第一和第四层，前置液一般注入37.5～50min，注入量300m3，排量6～8m3/min。砂比由5%逐渐增至20%，注砂时间预计40～50min，总注砂量30m3，携砂液635m3。

石英砂粒径选用0.45～0.9mm，少量100目石英砂。压裂液就地取水，经化验合格，液型MC1。施工最高泵压不得超过35MPa。

6.2 实际压裂数据

实际压裂数据见表7。

表7 依兰煤层气生产试验井压裂数据表

压裂过程中，在压裂液中加少量助排挤(表面活性剂)和柴油(用于消沫)。

7 排采工作

YD03、YD04两井经过3个多月的排采试验，取得了完整的排采数据，现介绍如下。

为了改善气井储层渗透率、安全稳定的释放井底压力，准确的取得相关参数，排水采气试验工作主要分为四个阶段。

7.1 控制溢流排量释放井内压力阶段

该阶段参照低阶煤煤层气开发区所采用的中级排采强度(产水量20m3/d左右)，以免因井底压力释放过快造成於井、卡泵及堵塞气水通道。此阶段，YD03井用了12天的时间。YD04井用了19天的时间。

7.2 清洗通道逐渐改善渗透率阶段

该阶段通过对压裂液的反排，井底压力得到了连续稳定的降低，从而使煤储层中液体流动的动能得到控制，在不堵塞通道的基础上达到了清洗通道、扩大通道、减少污染的目的。此阶段，YD03井用了48天的时间。YD04井用了37天的时间。

7.3 提高煤储层渗透率、探索合理的工作制度阶段

该阶段通过对各项参数的分析，急时调整排采工作制度控制水位降深、控制井底压力，达到了进一步提高储层渗透率的目的。YD03井用了13天的时间，井口压力从0增长到1.80MPa。YD04井用了31天的时间，井口压力从0增长到1.70MPa。为后期的产量评价做好了准备工作。

7.4 产量评价阶段

进入该阶段后开始逐渐的释放套压，并降低井内水位深。随着井内水位的逐渐降低产气量也日益增加。此阶段，YD03井用了35天时间，当水位深稳定在660m左右，套压稳定在0.25MPa，此时储层产气量达到了1200Nm3/d左右，产气量趋势平稳。YD04井用了24天时间，当水位深稳定在660m左右，套压稳定在0.28MPa，此时储层产气量达到了1450Nm3/d左右，产量趋势基本平稳。见图4、图5。

图4 YD03井排采曲线

图5 YD04井排采曲线

8 结论

(1)依兰矿区为古近系小型断陷型沉积盆地，地层产状以单斜为主。煤层发育于煤系地层下部，距基底古风化壳较近。应加强对本区水文地质条件的研究，确定其与本区煤层气储层之间的相互关系。

(2)通过生产井施工，本区小型断层较发育，其发育方向及构造位置直接影响生产井布井及井距选择，应加强构造及应力情况研究，总结小断层的发育规律，合理设计布井方案及选择合理的井距。

(3)本区煤层气井产气量、产水量、套压、水位深等参数的相关关系不够明确，应在今后的排采工作中进行探索，寻找本区储层排采规律，确定合理的排采工作制度，达到最佳排采效率。

(4)2011年正在施工煤层气生产井3口，2012年计划再施工煤层气生产井10口，煤层气生产井总数可达15口，初步形成小规模勘探开发井网。

综上所述，依兰矿区煤层气勘查开发，无论从地质构造、含煤地层、煤层厚度、煤层气资源量、储层特征、单井产能等多方面看，依兰煤田煤层气勘探开发的前景非常广阔。

参考文献

叶建平，秦勇，林大扬等.1998.中国煤层气资源［M］.徐州:中国矿业大学出版社，103～184