沁水煤田资源整合主体有哪些矿
本次兼并重组整合由山西沁水丰源煤业有限公司、山西沁水盈盛煤业有限公司、沁水县保昌煤业有限责任公司金合城煤矿和山西沁水恒利煤业有限公司四座矿井矿整合而成,兼并重组整合主体企业为山西煤炭运销集团有限公司,兼并重组整合后的煤矿企业名称为山西煤炭运销集团沁水鑫基煤业有限公司.
沁水亚美煤层气处于国际能源领先地位,致力于非常规天然气资源的开发及价值优化,为中国经济供应清洁能源。
潘庄和马必区块都位于中国煤层气商业化开发潜质的沁水盆地,该盆地位于煤炭资源丰富的山西省。潘庄区块是中国开发程度性高的煤层气区块之一,也是中国目前唯一一个整体开发方案获得国家发改委核准并进入全面商业开发的中外合作煤层气区块,计划在2015年建成5亿立方米规模。
亚美大陆煤层气有限公司(简称亚美)是一家在中国煤层气行业处于领先地位的国际能源公司,业务主要涉及在中国煤层气领域的勘探、开发、生产和销售。
东大煤矿位于山西省沁水县郑庄镇,东大煤矿是晋煤集团实施亿吨基地战略的核心支撑项目之一,设计年生产能力500万吨,井田面积117.97平方公里,探明3号煤地质储量8.4亿吨,可采储量4.2亿吨;东大煤矿井田内煤层气储量丰富,预计3号煤煤层气储量达115亿立方米,可与煤炭资源一并开发利用。
岳城煤矿作为一座年产90万吨的矿井,它的竣工投产不仅为沁水煤炭产业注入了新的血液,而且进一步提升了沁水煤炭产业的发展水平。
岳城煤矿的建成投产,是地方中小型煤矿和国有大型煤矿合作,响应国家关于“关小、改中、建大”精神的成果。
沁水煤田煤炭资源量约3000亿吨,1989年底已探明煤炭储量860亿吨,占全国9.58%,在尚未探明的预测煤炭资源中,绝大部分属可靠级,且埋深大部分小于1000米。煤种以无烟煤为主,东、西、北边缘部分的浅部,有少量焦煤、瘦煤和贫煤,煤田的深部全为无烟煤。煤大部分属中等灰分,低一高硫分,发热量普遍较高。阳泉煤是优等高炉喷粉、烧结用煤;晋城煤是合成氨,氮肥的优质原料;潞安的主焦煤和瘦煤则是优质炼焦配煤。在煤系底部和下部,含多层黄铁矿,部分区段达工业品位可以提炼硫磺、制造硫酸;煤系下部还含数层铝土岩、粘土岩,可资利用。阳泉生产矿井抽放的煤层烷,有良好的利用前景,已部分开发。
沁水煤田为中生代末形成的构造盆地:元古界、太古界为盆地基底;古生界、中生界组成盆地的构造层,包括震旦纪,寒武纪,奥陶纪下、中统,石炭纪上统,二叠纪,三叠纪及局部残存的侏罗纪;新生界不整合覆盖于盆地之上。盆地最深处奥陶纪顶面深约2500米。
煤系:沁水煤田的煤系属华北型石炭二叠纪煤系,含煤地层包括晚石炭世本溪组、太原组及早二叠世山西组、下石盒子组。
本溪组: 由海陆交替相泥岩、砂质泥岩、粘土岩、石灰岩、褐铁矿层夹煤线组成,组厚10~50米。
太原组 由海陆交替相砂岩、泥岩、石灰岩和煤层组成,组厚50~150米。一般含煤层7~10层,其中3~5层可采,可采煤层总厚度4~10米,北厚南薄。
山西组: 由陆相及滨海相砂岩、泥岩夹煤层及薄层石灰岩组成,组厚40~110米。含煤层3~6层,其中2~4层可采,可采煤层总厚度2~7米。
下石盒子组: 由陆相砂岩、泥岩,底部夹煤线1~2层缓成,组厚90~214米。
沁水盆地宏观煤岩类型,太原组15煤和山西组2、3煤以光亮、半亮煤为主,半暗、暗淡煤次之。煤岩显微组分以镜质组为主,含量68.2%~93.3%,并以无结构镜质体和基质镜质体为主。镜质组和半镜质组平均含量太原组略高于山西组,太原组15煤为80.4%,山西组2、3煤为78.14%,余为丝质组。无机物矿物成分以粘土矿物为主,少量碳酸盐岩与硫化物。煤岩灰分太原组15煤为1.5%~25%,山西组2、3煤为3.6%~15.9%,属中低灰煤。霍西、潞安原煤灰分为10%左右,属低—中灰煤,盆地北部和南部20%左右,多为中—高灰煤。原煤硫分太原组大于1%,为中、高硫煤,山西组小于1%,为低硫煤。煤岩水分0.83%~2.26%,西山、霍山、潞安1%左右,阳泉大于1%,晋城大于2%。煤岩挥发分由于煤种复杂变化亦较大,为4.33%~32.84%,西部煤变质程度低,挥发分相对较高,为20%~30%,东部变质程度高,挥发分较低,潞安小于15%,阳泉10%左右,晋城5%~7%。纵向上挥发分随埋深而降低。整个盆地挥发分变化,西部交城至古县以西挥发分大于20%,霍山以西洪洞、万安达40.41%,是盆地内煤岩变质程度最低的地区。东部左权至子长挥发分大于15%,为高变质烟煤区,盆地腹部挥发分小于15%,为高变质烟煤、无烟煤区。盆地南部晋城挥发分5%~7%,属Ⅱ号无烟煤,是全盆地煤变质程度最高地区。
沁水盆地煤岩变质程度较高,太原组和山西组含煤地层除西山和盆地中部的东西两侧狭窄地带为肥、焦、瘦煤外,绝大部分地区为贫煤和无烟煤,Ro,max为1.9%~4.35%。太原组无烟煤分布面积较山西组大,主要分布于盆地南北两端,山西组无烟煤分布面积较小,仅分布在盆地北部阳泉和南部晋城、阳城一带。石炭、二叠系含煤地层其上覆二叠、三叠系地层厚2000~3000 m,以此推算三叠纪末Ro,max为0.57%~1.04%,应属气、肥煤阶,但整个盆地煤岩变质程度高达贫煤、无烟煤煤阶。燕山期构造运动强烈,太原以西和临汾至侯马有二长斑岩、闪长岩出露,昔阳一带有玄武岩出露,物探显示太谷—平遥间有闪长岩侵入体,盆地北部和南部正磁异常推测亦为侵入体,由此推断盆地深部有侵入体岩基存在,隐伏岩体埋深北部2500~3000 m,南部500~1500 m,花岗岩体与喷溢玄武岩为燕山期与喜马拉雅期,形成区域性地热异常区,在较高地热场背景下受区域性岩浆热变质叠加作用,除盆地中部和东西两侧煤阶较低外,盆地北部、南部以及整个盆地含煤地层变质程度相对较高。
沁水盆地太原组、山西组含煤地层有效孔隙度为1.15%~7.69%,一般小于5%。资料表明,煤岩孔隙度随煤岩变质程度增高呈现两头高中间低,肥煤、焦煤孔隙度最低,瘦煤以后有所增高。不同变质程度煤孔隙大小、孔隙体积有所不同,中变质煤大、中孔发育,高变质煤过渡孔较多,各煤种微孔均较发育。
沁水盆地煤岩煤体结构类型较多,阳泉、晋城3、15煤变质程度高,煤体结构基本为原生结构,其中3煤底部1m厚的软煤层为粒状、鳞片状结构。西山、潞安2、8煤和3煤多为原生—碎裂结构,潞安3煤亦有碎粒、糜棱结构。
沁水盆地煤岩裂隙一般为两组,即主裂隙与次裂隙,两组正交或斜交相伴而生,并与煤层层理面垂直或斜交。西山主裂隙走向35°~70°,次裂隙走向310°~345°,潞安主裂隙走向280°~340°,次裂隙走向27°~60°,阳泉有两组裂隙,晋城有三个裂隙系统。宏观观测煤岩裂隙密度与间距,阳泉大型裂隙密度2.7条/m,间距37 cm;中型裂隙密度33条/m,间距3.0 cm;小型裂隙密度200条/m,间距0.5 cm;微型裂隙密度500条/m,间距0.2 cm。晋城除大型裂隙外,密度均低于阳泉,间距均高于阳泉。西山3煤和8煤大、中型裂隙密度分别为15条/m和7.5条/m,间距为6.7~13.3 cm。潞安3煤大、中型裂隙密度为9条/m,间距11.1 cm。微观观测微小裂隙密度,西山裂隙密度2.0~10.2条/cm,间距1~7.7 mm;潞安裂隙密度1.7~8.7条/cm,间距1.2~5.9 mm;阳泉裂隙平均密度3.5条/cm,平均间距2.8 mm;晋城裂隙平均密度2.1条/cm,平均间距4.7 mm。可见盆地内微小裂隙密度和间距变化都不大。西山、潞安主要煤层裂隙无矿物质充填,阳泉、晋城多有方解石或黄铁矿、粘土矿物充填。对煤层主、次裂隙发育特征研究可见,阳泉、潞安、晋城主裂隙为北西向,次裂隙为北东向,西山主要裂隙为北东向,次裂隙为北西向,说明裂隙的发育与区域应力场和局部应场的关系密切。不同煤质煤岩裂隙发育程度不同,太原组15煤的光亮煤成分比山西组3煤高,15煤裂隙较3煤发育,太原组煤层比山西组裂隙网络发育要好,其渗透性相对较好。
在隆起背景经变形改造形成的沁水盆地,受区域岩浆地热场影响,埋深较浅的含煤岩系变质程度却相对增高,但其内生裂隙发育程度并未变差。据盆地边部煤样光面统计,贫煤、无烟煤面割理密度为9~16条/5cm,端割理密度5~18条/5cm,以网状割理组合为主,孤立—网状和孤立状组合为次,开启性较好,偶见充填。割理密度随煤岩变质程度加深和煤岩类型变差而降低。统计表明,面割理走向与褶皱轴向大致垂直,端割理走向与褶皱轴近乎平行。
据煤炭统计资料,1966年至1990年沁水盆地煤矿发生煤层瓦斯突出3654次,最大瓦斯涌出量17640 m3/次,瓦斯抽放率11.34%~22.57%,平均吨煤瓦斯抽放量为3.32~8.02 m3/t,以此可以间接判断煤层含气量高低。通过煤层气评价研究认为,沁水盆地煤层含气量较高,为5~29 m3/t。盆地北部阳泉含气量6~25 m3/t,东部潞安8~12 m3/t,晋城8~29 m3/t,屯留4.60~17.68 m3/t。盆地南部阳城潘庄7口煤层气试验井,3煤含气量13 m3/t,15煤为18 m3/t;樊庄3煤含气量8~23 m3/t,均值12.3 m3/t;15煤含气量10~19 m3/t,均值11.3 m3/t。晋试1井含气量较高,达19.29~31.75 m3/t,均值25.1m3/t。
统计资料表明,煤层含气量与煤层埋藏深度相关,煤层含气量有随煤层埋深增大而增加的趋势,自盆边向盆地腹部含气量逐渐增大。煤层埋深小于300 m地带,含气量一般低于8.00 m3/t,晋城煤变质程度高,含气量为10~12 m3/t;煤层埋深300~600 m间,含气量为10~16 m3/t;在600~1000 m深度含气量为14~22 m3/t,至1500 m深度含气量达25 m3/t;盆地北部煤层埋深近2000 m,含气量最大可达30 m3/t。含气量变化梯度有由浅至深逐渐变小的趋势。
沁水盆地煤层含气量与煤岩变质程度相关,煤岩变质程度越高,含气量越高。屯留为瘦煤(Ro,max1.7%),寿阳韩庄为贫煤(Ro,max1.8%~2.4%),阳城为无烟煤(Ro,max4.1%)。煤层埋深均为500 m条件下,最高含气量屯留和韩庄为16.5~17 m3/t,阳城为38 m3/t。煤层埋深增加含气量增大,韩庄为贫煤(Ro,max1.8%~2.4%),煤层埋深510~620 m含气量为16.5 m3/t,埋深550~780 m含气量为17.7 m3/t,埋深620~920 m含气量为18.9 m3/t。潞安屯留3煤为瘦煤(Ro,max1.73%),阳城潘庄为无烟煤(Ro,max4.058%~4.134%),煤层含气量统计资料均表明,随煤层埋深增大含气量有随之增加的趋势。
煤岩吸附能力是评价研究煤层气藏的重要因素,煤岩等温吸附参数包括兰氏体积和兰氏压力。沁水盆地太原组15煤和山西组3煤,在平衡湿度条件下恒温30℃进行甲烷解吸测试,结果测试压力小于1.0 MPa时,两条曲线基本重合,而压力大于1.0 MPa时,15煤的等温吸附曲线位于上方较3煤陡,煤阶较高的15煤兰氏体积和兰氏压力明显高于3煤,说明15煤吸附能力较3煤强。在含气量相同时,3煤临界解吸压力高于15煤。其中3煤兰氏体积为33.43 m3/t.daf,兰氏压力为1.78 MPa,Ro,max为1.73%。15煤兰氏体积为40.91 m3/t.daf,兰氏压力为2.09 MPa,Ro,max为2.04%。西安煤炭研究分院对盆地12个样品测试说明,沁水盆地太原组、山西组主要煤层吸附能力相对比较高,原煤饱和吸附量为20.54~39.06 m3/t,平均29.81 m3/t;可燃质饱和吸附量为23.90~51.81 m3/t,平均36.58 m3/t;兰氏压力中等为1.93~3.43 MPa,平均2.62 MPa。测试结果表明,在等温条件下,吸附量与储层压力呈正相关,压力增高吸附量增大,在0~1 MPa区间吸附量随压力增高,斜率较高呈似直线,此后增长率逐渐变小,不同区间吸附量增长不等,直至吸附增量为零,煤岩吸附量达到饱和状态。在相同温度、压力条件下,随煤阶增高吸附量增大,在煤阶变化过程中,兰氏体积与兰氏压力呈互为消长趋势,即煤岩变质程度增高,兰氏体积增大而兰氏压力减少。在盆地的不同位置、不同煤层等温吸附曲线形态均有差异。一般为14.06~38.12 m3/t,均值 24.27 m3/t。盆地北部阳泉、东部潞安、南部晋城兰氏体积大,西部西山、古交、霍州兰氏体积较小。阳城北樊庄晋试1井测试兰氏体积为39.91~46.84 m3/t。兰氏压力值晋城、西山较高,阳泉、潞安次之,一般为0.9~2.249 MPa,均值2.03 MPa。晋试1井兰氏压力为3.034~3.184 MPa。一般情况兰氏体积大兰氏压力亦高。
沁水盆地煤岩等温吸附特征表明,山西组和太原组主要煤层的兰氏体积,瘦煤(Ro,max1.73%~1.80%)为26.27~33.43 cm3/g,贫煤(Ro,max2.04%)为40.91 cm3/g,无烟煤(Ro,max3.76%~3.90%)为46.66~49.16 cm3/g,呈现兰氏体积随煤阶升高而增加的趋势。主要煤层的兰氏压力,瘦煤1.38~1.78 MPa,贫煤2.09 MPa,无烟煤2.98~3.47 MPa,兰氏压力与煤阶亦为正相关。资料表明,贫煤、无烟煤的平衡湿度为6.14%~9.26%,明显高于瘦煤2.18%~3.45%平衡湿度。样品测试气体扩散速率为0.867074×10-4~0.236990×10-2l/s,表明沁水盆地煤层气扩散能力较强,有利于煤层气的产出。
煤层气含气饱和度是实测含气量与理论吸附量之比。沁水盆地勘探程度有限,现有资料反映出含气饱和度较高,接近饱和甚至过饱和状态。阳城潘庄潘1井3煤在井深322.7~328.2 m,实测含气量为22.58 m3/t,理论吸附量为21.05 m3/t,煤层含气饱和度为107%。CQ—9井3煤井深286.5~293.6 m,实测含气量21.54 m3/t,理论吸附量18.40 m3/t,含气饱和度117%;15煤井深380.9~383.4 m,实测含气量23.45 m3/t,理论吸附量24.32 m3/t,含气饱和度96%。晋试1井测试资料反映含气饱和度较高,3煤埋深522.10 m,兰氏体积39.91 m3/t,兰氏压力3.034 MPa,储层压力5.10 MPa,含气量23.80 m3/t,临界解吸压力4.48 MPa,含气饱和度为95.11%。15煤埋深606.10 m,兰氏体积46.843/t,兰氏压力3.184 MPa,储层压力6.017 MPa,含气量26.51 m3/t,临界解吸压力4.15 MPa,含气饱和度为86.28%。从测试资料统计测算,潞安长治3煤含气饱和度为87%,寿阳15煤含气饱和度为80%,阳城潘庄太原组煤层含气饱和度为中等至较高。从沁水盆地沉积构造发育来看,石炭、二叠系含煤岩系在印支末至燕山期隆升,亦是煤岩成煤、成烃转化期,喜马拉雅期仅在局部形成断陷,一般不存在煤层欠饱和的构造条件。但沁水盆地地下水径流活动,地下水与地表水交换活跃,可能是盆地内出现欠饱和的主要因素。
沁水盆地煤层渗透率较低,一般小于1×10-3μm2,面割理走向渗透率大于端割理走向方向。盆地南部煤层气井用试井方法测试的煤储层渗透率一般小于1×10-3μm2,最大3.16×10-3μm2,不同试井方法测值不同,DST测试结果一般偏低。潘2井、晋CQ—9井构造裂缝发育,储层渗透率变好。潘1井3、9、15煤用DST方法测试渗透率为(0.001~0.130)×10-3μm2,潘2井主煤层用注入压降试井方法测试渗透率为1.53×10-3μm2。屯留1井和2井均用DST方法测试3煤为(0.025~0.034)×10-3μm2,15煤为0.015×10-3μm2。晋CQ—9井用注入压降法试井3煤为3.16×10-3μm2,阳泉HG—6井7煤为(0.93~5.67)×10-3μm2,9煤为0.42×10-3μm2,15煤为(0.43~6.73)×10-3μm2。
煤储层压力参数是评价研究煤层气藏的重要依据。沁水盆地42口水文钻孔资料测算地层压力及压力梯度在垂向和横向上均有较大差异。阳城太原组深度200~450 m,地层压力1.97~3.72 MPa,压力梯度0.0083~0.0105 MPa/m;山西组深度117~350.26 m,地层压力1.13~2.95 MPa,压力梯度0.00841~0.00945 MPa/m。潞安、长治太原组深度624.36~677.50 m,地层压力4.16~4.53 MPa,压力梯度0.0062~0.0072 MPa/m;山西组深度212.06~577.80 m,地层压力1.54~3.27 MPa,压力梯度0.0057~0.0073 MPa/m。寿阳、阳泉太原组深度222.38~633.84 m,地层压力1.21~3.42 MPa,压力梯度0.0054~0.0057 MPa/m;山西组深度310~544.80 m,地层压力1.21~3.42 MPa,压力梯度0.0027~0.0047 MPa/m。盆地4口井3个层位测试结果,采用注入压降试井的晋CQ—9井,3煤井深289 m,地层压力2.31 MPa,压力梯度0.008 MPa/m;阳泉HG1井3煤井深512 m,地层压力3.99 MPa,压力梯度0.008 MPa/m;15煤井深627 m,地层压力5.93 MPa,压力梯度0.009 MPa/m。采用DST试井方法的阳城潘1、2井为3、9、15煤,井深为328、328和369 m,地层压力为3.28、3.88和3.43MPa,压力梯度为0.010、0.012和0.009MPa/m。以上资料表明,上二叠统上石盒子组地层是区域性正常—微超压层,地层压力梯度为0.01 MPa/m左右,钻井钻进常有涌水,水头可达数米之高。自上石盒子组至中奥陶统马家沟组,地层压力逐渐增高,压力梯度逐渐减小。地层压力在盆地不同部位有所差异,盆地南部阳城压力近于正常,盆地东部潞安长治,盆地北部寿阳、阳泉,山西组、太原组和奥陶系灰岩地层压力梯度较低,地层欠压严重。沁参1井山西组煤层测试资料表明,盆地中部地层属微欠压或近于正常压力。沁水盆地为印支期后形成的构造盆地,沉积岩层经变形改造后形成复式向斜,不同含水层均以向斜构型形成水动力系统,达到总体的平衡。由于盆地构造部位不同,受挽近构造运动改造程度不同,以及大型复式向斜自身的复杂性,造成盆地内地层压力的差异。地层欠压严重的寿阳、阳泉一带,已有资料证实与岩溶陷落有关。在阳泉已揭露陷落柱348个,西山达573个,局部地区陷落柱密度可达28个/km2。岩溶陷落柱多为椭圆形,直径小者10 m,大者200~500 m。
有效地应力与煤层渗透性密切相关,有效地应力为地应力与地层压力之差,地应力由构造应力和静岩压力构成,随地层埋深增加而增高,当地层压力保持不变时,有效地应力随之增高。有效地应力越高,煤层渗透率越低,有效地应力越低,煤层渗透率越高。对盆地勘探目标层位有效地应力的测定需随煤层气勘探程度提高而获取,就已有测试井获取的资料说明,测试区有效地应力相对较低,对煤层渗透性改善有利。HG1井太原组15煤煤层中部深627.31 m,最小原地水平主应力7.45 MPa,原始地层压力5.93 MPa,原始地层压力梯度0.0095 MPa/m,最小原地水平主应力梯度0.0119 MPa/m,最小原地有效地应力梯度0.0024 MPa/m。沁参1井山西组煤层中部井深1021.9 m,最小原地水平主应力15.5 MPa,原始地层压力9.635 MPa,原始地层压力梯度0.0094 MPa/m,最小原地水平主应力梯度0.0152 MPa/m,最小原地有效地应力梯度0.0057 MPa/m。
沁水盆地石炭、二叠系含煤岩系具有较好的封盖层,对煤层气成藏、保存较为有利。上石盒子组泥岩段厚度大,单层最大厚度60 m。下石盒子组泥岩单层厚度16~25 m,最厚37 m,累厚422.9 m,在全盆地发育稳定,是良好的区域性盖层。山西组泥岩累计厚度反映盆地中部以南泥岩较发育,沁参1井泥岩累厚90 m,盆地北部太原、阳泉一带变薄。山西组3煤之上泥岩在盆地北部、南部较厚,潘2井累厚25.4 m,盆地中部沁县为23 m,盆地南部和边缘较薄。太原组泥岩比较发育,盆地自西而东逐渐变厚,沁1井最厚为64 m。太原组15煤之上泥岩在盆地东部较稳定,沁1井最厚46 m。本溪组铝土岩在盆地分布广泛,南部厚4~5 m,北部厚1.5~6.3 m,中部较厚,最厚达13 m,是石炭系与奥陶系的良好隔水层。从主煤层顶底板封盖条件分析,15煤顶板厚2~16 m,盆地北部为泥岩,中部为砂岩,南部为灰岩,顶板之上为庙沟灰岩,可见封盖条件北部优于南部。3煤顶板岩性变化较大,厚2~6 m,为砂质泥岩、泥质粉砂岩和致密砂岩,封盖性较好,3煤底板是1~4 m厚泥岩,最厚14 m,分布稳定,是良好的封隔层。
沁水盆地为一沉积构造盆地,北北东向似椭圆形的盆地周围被下古生代老岩层所围限,盆地周缘高、中间低呈盆地地貌,四周为海拔1500~2000 m的中高山,盆地中部上古生界、中新生界地层组成低山、丘陵或平原,盆地中部自霍山东翼至昔阳为海拔1600~1800 m的分水岭。受盆地地势控制地表水系形成以汾河为主体的水系,地下水与地表径流供水和泄水组成统一的水动力系统。沁水盆地区域含水层可分三类,松散孔隙含水层、裂隙含水层和裂隙岩溶含水层。松散孔隙含水层为第三系、第四系砂砾石层。裂隙含水层为石炭、二叠系和三叠系砂岩、页岩裂隙含水层。裂隙岩溶含水层为太原组薄层灰岩和奥陶系灰岩。太原组和山西组煤层普遍含水,储水空间是煤层割理及外生裂隙,孔隙度在无应力状态测试<1%至4%,富水性很弱。
据盆地含水层特征与煤层关系分析,新生界疏散孔隙含水层底部粘土层隔水性好,与含煤岩系相隔较远,与煤层水力联系较小。三叠系裂隙含水层下伏石千峰组有约100 m泥质岩隔水层对煤层影响亦很小。上石盒子组砂岩裂隙含水层其下具多层较厚泥质岩,隔水性能良好,对煤层影响亦小。影响山西组煤层的是上、下围岩裂隙含水层,主煤层3煤顶板砂岩裂隙含水层位于煤层之上数米,至中部地区为直接顶板,由1~3层细—粗粒砂岩组成,厚6 m,最大23 m,富水性弱,盆地南部抽水试验涌水量0.0011 l/,盆地东部潞安部分钻孔一抽即干,说明3煤顶板砂岩裂隙含水对煤层水浸有限。裂隙含水层与煤层关系复杂,太原组15、13、11 煤层直接顶板为灰岩,岩溶不发育,裂隙不发育—较发育,多被方解石充填,富水性弱,对煤层影响不大,但寿阳钻井涌水量达8.102 l/,因此局部可能富水性强。奥陶系马家沟灰岩裂隙岩溶含水层,其水头标高高于15 煤底标高,寿阳、阳城都高于15煤标高,愈向盆地标高差愈大,奥陶系灰岩裂隙岩溶含水层与15煤底板相隔5~60 m,一般能起到隔水层作用,但当有裂隙通道时可能会连通。可见,煤层含水性弱,与围岩水力沟通程度取决于围岩的裂隙开启及岩溶发育程度。石炭、二叠系砂岩裂隙含水层富水性较弱,泥岩隔水层发育,对煤层气开发影响有限。奥陶系灰岩和石炭系太原组灰岩层局部富水性强,在断裂及岩溶陷落柱发育区对煤层有直接影响,对煤层气开发不利。
煤层气资源量是评价含煤盆地或煤层气藏资源前景的综合性量化参数,沁水盆地资源量测算以300~1000 m煤层埋深计算潜在资源量,1000~2000 m煤层埋深计算推测资源量。潜在资源量计算面积12700 km2,资源丰度(0.5~1.5)×108m3/km2,潜在资源量为(6375~19125)×108m3,均值12750×108m3。推测资源量煤层埋深1000~2000 m,含煤面积15400 km2(山西组与太原组面积之和),含气量23~26 m3/t,推测资源量(23299~26338)×108m3,均值25325×108m3;无烟煤面积4500 km2,含气量25~28 m3/t,推测资源量(14350~16072)×108m3,均值14925×108m3。沁水盆地煤层气总资源量(44024~61535)×108m3,均值53000×108m3。以此并综合煤层气地质条件,华北石油局对沁水盆地潞安长治、寿阳、阳城三个区块进行了综合评价并提出勘探开发建议。
西安煤炭研究分院对沁水盆地煤层气资源量亦进行测算,测算时删除200 m以浅甲烷风化带,将之下分为200~600 m,600~1000 m,1000~1500 m,>1500 m四段,可采煤层以大于0.6 m厚为限(阳泉>0.8 m)。计算结果:煤层气总资源量82032.91×108m3,总面积31911.62 km2,其中3煤17631.63×108m3,15煤30176.26×108m3。埋深200~600m,面积9297.28 km2,资源量15619.56×108m3;埋深600~1000 m,面积7515.39 km2,资源量18514.98×108m3;埋深1000~1500 m,面积8276.62 km2,资源量 25106.89×108m3;埋深>1500 m,面积6822.33 km2,资源量22791.47×108m3。
沁水盆地是由华北古生代克拉通盆地经后期构造运动改造、分割变形的中型含煤沉积构造盆地,改造后的盆地呈复式向斜样式保存较为完整,内部构造较为简单,含煤岩系分布较为稳定,煤层厚度较大,煤层埋深适中,煤炭资源丰富。盆地主要含煤岩层上石炭统太原组、下二叠统山西组,含煤11~20层,煤层厚5~17 m,山西组3煤和太原组15煤在盆地内部稳定,埋深300~1500 m主采煤层占含煤总面积一半。石炭、二叠系含煤岩系变质程度相对较高,煤岩吸附能力较强,含气量达8~25 m3/t,2000 m以浅的煤层气资源量达53000×108m3,资源丰度(0.5~1.5)×108m3,是煤层气资源较为丰富的含煤盆地。沁水盆地是处于隆升构造背景下早期沉积晚期成盆的含煤盆地,具有较高的区域地热场背景,含煤岩系变质程度较高,是制约煤层气可采性的不利条件,但从煤岩储集层综合分析还有诸多有利因素。沁水盆地含煤岩系煤层割理较发育,外生裂隙亦发育,等温吸附特征较好,兰氏体积高,兰氏压力亦高,含气饱和度中等—偏高,气体扩散速率高,对气体解吸有利,煤层压力较正常或偏高,有利于煤层渗透性的改善和储层流体产出动能的提高。地层有效地应力低,利于煤层渗透性变好。煤体结构多为原生结构,对钻井完井和煤层渗透性改善有利。太原组、山西组煤层顶、底板岩性多为泥质岩,对煤层封盖较为有利,盆地水动力条件亦有较有利的条件。综合各种因素总体评价沁水含煤盆地煤层气资源前景较好,开发煤层气条件较为有利。
(1)概况
勘查区位于中条山北东端,行政隶属山西省沁水县和翼城县管辖。
2007年11月至2010年7月,山西省煤炭地质114勘查院开展了勘查工作,勘查矿种为煤矿,工作程度为详查。
(2)成果描述
初步查明3层可采煤层,其中2号煤层属局部可采不稳定煤层,3号煤层属大部可采稳定煤层,15号煤层属全区可采稳定煤层。均为无烟煤,为动力用煤。
本次详查2号、3号煤层、15号煤层共新增资源量9.20亿吨,其中(333及以上)资源量8.88亿吨,(334)资源量2.23亿吨。