库拜煤田中部煤层气资源评价

秦大鹏 李万军 田继军 冯 烁

(1.新疆煤田地质局一六一煤田地质勘探队，新疆 830009；2.新疆大学地质与矿业工程学院，新疆 830047)

1 地质条件

库拜煤田中区位于库-拜煤田的中部，其总体构造形态为一向南倾斜的单斜构造，地层总体为近东西走向，向南倾斜，倾角一般30°～85°局部地段直立倒转，具有东陡、西缓、中部直立倒转的变化规律。矿区主要出露地层为二叠系比尤勒包谷孜群～第四系，区内含煤地层为下侏罗统塔里奇克组(J1t)。区内断层不发育，按照《煤、泥炭地质勘查规范》(DZ/T 0215—2002)附录D的规定，矿区构造的复杂程度属于中等(图1)。

2 储层特征

2.1 煤层特征

研究区主要含煤地层为塔里奇克组，地层厚度148.58～281.84m，平均地层厚度为230.02m，含煤2～15层，单层厚度为0.09～25.01m，含夹矸0～3层，煤层结构简单至中等，煤层平均总厚28.99m，含煤系数为12.60%。可采煤层平均总厚26.76m,含煤系数为11.63%。其中大部可采和局部可采煤层9层(A1～A9-10)，不可采煤层6层(A11～A15)。含煤地层中可采煤层主要集中在中、下段。煤层顶底板岩性主要为细砂岩、粉砂岩，偶尔有粗砂岩，岩性致密，有利于煤层气保存。区内煤层对比可靠，其中A3号煤层为全区大部可采较稳定煤层，A1、A2、A4、A5、A6、A7、A8、A9-10号煤层为局部可采不稳定煤层(表1)。

图1 库拜煤田中区构造纲要图

表1 塔里奇克组煤层参数表

2.2 煤质特征

(1)物理性质

塔里奇克组可采煤层多为为粉沫状至碎块状，颜色为深黑色，煤岩组成以暗煤为主，光泽暗淡，宏观煤岩类型为暗淡煤类。镜质组反射率(Ro%)介于0.66%～0.74%之间，平均为0.70%。

(2)化学类型及煤质

该区煤类塔里奇克组煤类以焦煤为主，局部有肥焦煤；。依据《煤的工业分析方法》，GB/T 212—2008的规定，全区可采煤层水分含量平均值介于0.46～3.08%之间，均为低水分煤；灰分平均值介于11.90%～27.98%之间，为高灰煤；挥发分产率介于24.34%～35.17%之间，其中A2、A3、A8、A9、为中等挥发分煤，A1、A4、A5、A6、A7为中高等挥发分煤(表2)。库拜煤田中区主要为低水高灰中-中高挥发分煤。

表2 煤层工业分析统计

2.3 煤层气成分及含气量

(1)成分

根据测试结果A组煤层瓦斯成分：甲烷占0.10%～98.41%，二氧化碳为0.40%～14.15%，氮气为0～99.36%；从整个矿区测试结果看，东部瓦斯含量最低，甲烷含量多小于10%，以二氧化碳～氮气带主；中部瓦斯含量多小于80%，以二氧化碳～氮气带和氮气～沼气带主，局部地段在于80%，属沼气带；西部瓦斯含量最高，多在50%以上，以氮气-沼气带和沼气带主，局部为二氧化碳～氮气带。总之，该矿区A组煤层瓦斯含量有从东到西，由浅到深增大的特点。

(2)含气量

区内各煤层含气量为：A3号煤层甲烷含量为8.69m3/t，A4号煤层含气量为8.21m3/t，A5号煤层甲烷含量为8.13m3/t，A6号煤层甲烷含量为10.84m3/t，A7号煤层甲烷含量为8.62m3/t，A8号煤层甲烷含量为5.94m3/t，A9-10号煤层甲烷含量为9.19m3/t。

(3)孔隙度

库拜煤田中区煤层的总孔体积介于58.7×10-3cm3/g～148.6×10-3cm3/g之间，很有利于煤层气的储集，微孔～小孔介于11.63%～29.20%，平均在20.39%～24.62%，中孔-大孔介于6.06%～53.16%，平均在25.37%～29.61%，微孔-小孔和中孔-大孔所占比例相当，显示该区煤层吸附性和流通性均较好。

(4)吸附性能

库拜煤田中区A组煤的兰氏体积(VL)在10.17～21.29m3/t之间，平均16.18m3/t；

与同等变质程度的霍尔果斯河-三屯河(兰氏体积20.80m3/t)、三屯河-乌鲁木齐河矿区(兰氏体积18.74m3/t)、乌鲁木齐河-四工河矿区(兰氏体积23.02m3/t)、四工河-白杨河矿区(28.95m3/t)相比其吸附性能属于中等偏下水平。

3 煤层气资源量预测

根据工区已钻探煤层气井BCS-1井的煤层气储层参数情况，以及矿区各井田、矿井实际煤层钻遇资料、测试资料等揭示的煤层厚度、分布情况、测试及分析化验成果等，估算煤层气资源量为内蕴经济资源量。

3.1 计算方法

计算煤层气资源量的方法主要有体积法、类比法等。本次资源量计算采用体积法进行。

其公式为：

G=0.01×A×H×D×Cad

式中：G为煤层气资源量，m3；A为计算范围的面积，km2；H为煤层厚度，m；D为煤的空气干燥基密度，t/m3；Cad为煤的空气干燥基含气量，m3/t。

3.2 参与煤层气资源量预测的煤层及参数确定

区内可采煤层为A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9-10号煤层。区内煤类以焦煤为主局部有肥焦煤，煤层净厚度≥0.93m，煤的空气干燥基含气量下限为：≥4m3/t。煤层净厚度取该煤层厚度的算术平均值，含气量下限与煤层测定的含气量的平均值(表3)。

4 煤层气资源量预测结果

通过估算，各可采煤层煤层气预测资源量计算结果可知：A3号煤层为79.23×108m3，A4号煤层为23.32×108m3， A5号煤层为57.66×108m3， A6号煤层为19.50×108m3，A7号煤层为43.00×108m3,

A8号煤层为9.86×108m3,A9-10号煤层为33.61×108m3。全区煤层气内蕴经济的推测资源量为266.19×108m3，煤层气资源丰度为0.9×108m3，资源量规模属中等丰度、中深埋深的中型煤层气田。

表3 煤层气资源量预测表

5 结论

(1)库拜煤田中区煤层平均总厚26.76m，可采局部可采煤层共9层，其中A3号煤层为全区大部可采较稳定煤层。

(2)通过对全区可采煤层的煤层气含气量测试，单层的煤层气储量在9.86×108m3～79.23×108m3。

(3)对全区各可采煤层煤层气含量进行估算，煤层气总资源量266.19×108m3。A3号煤层煤层气资源量79.23×108m3，A5号煤层煤层气资源量57.66×108m3，A7号煤层煤层气资源量43.00×108m3，A9-10煤层气资源量33.61×108m3,具有较好的开发前景。