接銘訓(xùn)

中石油煤層氣有限責(zé)任公司

鄂爾多斯盆地東緣煤層氣勘探開發(fā)前景

接銘訓(xùn)

中石油煤層氣有限責(zé)任公司

接銘訓(xùn).鄂爾多斯盆地東緣煤層氣勘探開發(fā)前景.天然氣工業(yè),2010,30(6):1-6.

鄂爾多斯盆地東緣蘊藏著豐富的煤層氣資源,預(yù)測1500m以淺煤層氣地質(zhì)資源量約9×1012m3,是中國石油天然氣股份有限公司近期勘探開發(fā)的重點區(qū)域。為弄清該區(qū)煤層氣的勘探開發(fā)前景,在綜合分析鄂爾多斯盆地東緣煤系地層,主力煤層的構(gòu)造、分布,煤儲層的物性、飽和度等煤層氣基本地質(zhì)條件及煤層氣資源情況的基礎(chǔ)上,認為該區(qū)的煤層具有較好的含煤性、含氣性和可采性;結(jié)合煤層氣勘探開發(fā)實踐,對鄂爾多斯盆地東緣煤層氣勘探開發(fā)有利區(qū)進行了整體評價,提出了渭北區(qū)塊的韓城—合陽井區(qū)、臨汾區(qū)塊的午城—窯渠井區(qū)、呂梁區(qū)塊的柳林—三交井區(qū)、呂梁區(qū)塊的保德—神府井區(qū)是4大煤層氣富集區(qū)。結(jié)論認為:鄂爾多斯盆地東緣資源探明率和資源轉(zhuǎn)化率、勘探程度均較低,煤層氣勘探開發(fā)前景廣闊,具有商業(yè)化產(chǎn)氣能力和形成大型煤層氣田的條件,必將成為全國煤層氣規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化運作的“甜點”區(qū)。

鄂爾多斯盆地東緣 煤層氣 資源量 單井產(chǎn)量 勘探開發(fā)前景 富集區(qū) 大型煤層氣田

鄂爾多斯盆地是中國煤層氣資源最豐富的盆地,盆地東緣行政區(qū)域隸屬內(nèi)蒙古、陜西、山西3省(區(qū)),北起內(nèi)蒙古準格爾市,南抵陜西銅川縣—韓城市,西起陜西神木縣—佳縣—宜川縣一帶,東至盆地邊界,主體沿黃河流域呈南北向分布,南北長逾560km,東西寬50～200km,面積約8×104km2。

中國石油天然氣股份有限公司(以下簡稱中國石油)在鄂爾多斯盆地可供煤層氣勘探開發(fā)的區(qū)塊總面積約8.8×104km2,利于煤層氣勘探開發(fā)的區(qū)域主要集中在盆地的東緣,由南向北分為渭北、臨汾、呂梁3大含氣區(qū)塊,其中煤層埋深在1500m以淺的煤層氣地質(zhì)資源量約9×1012m3。

1 煤層氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀

鄂爾多斯盆地東緣(以下簡稱盆地東緣)一直是煤層氣勘探的活躍區(qū)(圖1),煤層氣勘探始于20世紀80年代,國內(nèi)外一些公司和研究機構(gòu)在該區(qū)進行了煤田和少量的煤層氣勘探開發(fā)工作,累計煤田鉆孔千余口,二維地震近1000km,煤層氣鉆井100余口,排采試驗井組6個,這些井(組)不同程度地獲得過工業(yè)氣流(除宮1井組外,其他都封井停排)。其中,中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司在陜西省韓城地區(qū)提交了新增煤層氣探明儲量50.78×108m3,探明含氣面積41.7km2,并實施完成11口井的地面集輸工程建設(shè),自2007年10月向韓城市供氣,供氣規(guī)模為1×104m3/d。但總的來說,該區(qū)的煤層氣勘探開發(fā)規(guī)模小,未能取得突破性進展,煤層氣工業(yè)的發(fā)展長期處于徘徊狀態(tài)。

2008年9月,中石油煤層氣有限責(zé)任公司(以下簡稱煤層氣公司)正式成立。與此同時,中國石油天然氣集團公司將煤層氣業(yè)務(wù)列為主營業(yè)務(wù)的重要組成部分和戰(zhàn)略發(fā)展的經(jīng)濟增長點,中國石油煤層氣的發(fā)展進入了新的歷史階段。

鄂爾多斯盆地東緣作為“十一五”和“十二五”期間煤層氣勘探開發(fā)的重點區(qū)域,在中國石油天然氣集團公司的高度重視和大力支持下,煤層氣公司進行了大規(guī)模有序的勘探開發(fā)。在短短一年多的時間里,完成二維地震近2200km,完成探井、評價井、生產(chǎn)井300余口;煤層氣的勘探開發(fā)取得了歷史性突破,煤層氣單井產(chǎn)量穩(wěn)步提高,渭北開發(fā)區(qū)的叢式井、呂梁區(qū)塊的水平井成功實施,效果顯著;初步形成了針對煙煤(中煤階)煤層氣勘探開發(fā)技術(shù)系列;提交規(guī)模新增煤層氣基本探明儲量并啟動了規(guī)模產(chǎn)能建設(shè)。

圖1 鄂爾多斯盆地東緣位置圖

2 煤層氣基本地質(zhì)特征

2.1 地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地東緣區(qū)域構(gòu)造位于盆地東部的晉西撓褶帶和盆地南部渭北隆起的東段,以及盆地北部伊盟隆起的東段。

工區(qū)總體構(gòu)造為一向西、西北緩傾的大型單斜構(gòu)造,單斜背景上發(fā)育輕微的北東向或北北東向褶皺,斷層發(fā)育相對少且規(guī)模小,向南在澄城—合陽一帶地層整體向北傾,地層傾角一般為3°～10°。這種相對簡單的單斜構(gòu)造有利于煤層氣的勘探開發(fā)。

同時,由于工區(qū)處于盆地邊緣,其構(gòu)造變形強于盆地腹部,使得盆地東緣局部地區(qū)如石樓南、薛峰、銅川等地區(qū)大中型斷層和斷層伴生的局部構(gòu)造較發(fā)育,對其煤層氣保存條件的研究極為重要。

鄂爾多斯盆地東緣地層為典型的華北地區(qū)地層,從老到新有太古界、元古界、下古生界中上寒武統(tǒng)、中下奧陶統(tǒng),上古生界中石炭統(tǒng)和二疊系,中生界中下三疊統(tǒng)和新生界古近系、新近系及第四系。含煤系地層主要集中在石炭—二疊系,并且含煤系地層大面積保存完整,為煤層氣生成和富集奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.2 煤層分布特征

鄂爾多斯盆地東部上古生界石炭系—二疊系煤系地層十分發(fā)育,煤層層數(shù)多,分布較穩(wěn)定,煤層集中發(fā)育在太原組和山西組。太原組的煤屬于海陸交互相沉積環(huán)境,為潮坪及三角洲沉積體系,發(fā)育煤4～8層,主要可采煤層2～4層,可采煤層總厚度為3～40m;山西組的煤以陸相、海陸過渡相沉積為主,主要是淺水三角洲、潟湖—海灣沉積體系,煤3～9層,主要可采煤層有1～3層,可采煤層總厚度為4～15m。

鄂爾多斯盆地東緣可供煤層氣勘探的主力煤層有2～3層,主力煤層厚度較大,分布較穩(wěn)定,總體呈現(xiàn)“北厚南薄”的趨勢,北部的準格爾地區(qū)主力煤層累計厚度一般為10～40m,保德地區(qū)一般為10～25m,向南到石樓地區(qū)煤層厚度減薄為4～8m,再向南到大寧吉縣地區(qū)煤層又有增厚的趨勢,主力煤層累計厚度為5～16m,南部韓城區(qū)塊主力煤層累計厚度為3～14m。并且煤層埋藏深度從東到西由淺變深,主力煤層埋深大多淺于1500m,有利于煤層氣的勘探開發(fā)。

2.3 煤儲層特征

2.3.1 煤體結(jié)構(gòu)和煤變程度

工區(qū)內(nèi)主力煤層大部分的煤質(zhì)、煤體結(jié)構(gòu)較好。宏觀煤巖煤質(zhì)是以半暗煤、半亮煤為主,暗煤次之。煤體結(jié)構(gòu)以塊煤為主,碎塊煤次之,粉煤少許。

主力煤層的煤巖變質(zhì)程度具有自北向南、自東向西逐漸增高的特點,煤階主要從長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤到貧煤。北部的準格爾地區(qū)主力煤層的煤鏡質(zhì)體反射率為0.5%～0.6%,主要為長焰煤;保德井區(qū)主力煤層的煤鏡質(zhì)體反射率為0.8%左右,主要為氣煤;三交井區(qū)主力煤層的煤鏡質(zhì)體反射率為1.2%左右,主要是肥焦煤;中南部臨汾區(qū)塊煤階較豐富,主力煤層的鏡質(zhì)體反射率為1.2%～2.2%,平面上,由東向西煤巖變質(zhì)程度增高,煤階依次由肥煤—焦煤—瘦煤—貧煤過渡,鏡質(zhì)體反射率在1.2%～2.2%之間;南部韓城地區(qū)主力煤層鏡質(zhì)體反射率介于1.7%～2.2%,為瘦煤和貧煤。

因此,從主力煤層的鏡質(zhì)體反射率來看,鄂爾多斯盆地東緣主要是中煤階分布范圍,是實施中煤階煤層氣大井組勘探的理想地區(qū)。

2.3.2 煤儲層裂隙特征

煤礦和煤層氣探井取心顯示,區(qū)內(nèi)大部分主力煤層割理的裂隙較發(fā)育,部分煤層的割理中見有方解石充填。面割理的裂隙面較為平整,多為平直狀,連續(xù)性較好;端割理面的平整程度較差,常為階梯狀或不平坦狀,連續(xù)性較差。

區(qū)內(nèi)主煤層割理走向大致相似,一組走向為NE—SW,另一組則介于SEE—NWW與SE—NW之間。內(nèi)生裂隙密度為10～30條/5cm不等。面割理切割端割理,二者形成連通網(wǎng)絡(luò),構(gòu)成了煤層氣運移的良好通道。

2.3.3 煤層滲透性

探井試井成果表明,該區(qū)煤層的滲透性比較好,有利于氣體的滲流。北部的保德井區(qū)煤儲層滲透率高,主力煤層的儲層滲透率介于0.3～12mD,一般為2.5～8mD之間;臨汾區(qū)塊兩套主煤層的滲透率值在0.04～42.86mD;韓城井區(qū)主力煤層的滲透率為0.22～3.50mD。鄂爾多斯盆地東緣煤層的滲透率普遍比沁水盆地的煤層滲透率高[1]。

煤層滲透率高低變化較大,其分布特點是:①背斜構(gòu)造軸部煤層滲透率高:②埋藏淺的煤層滲透性好;③斷裂構(gòu)造附近煤層滲透性優(yōu)越。各區(qū)塊的煤層氣探井的實際排采結(jié)果證實:該區(qū)煤儲層的滲透性較好。2.3.4 煤層含氣量

對各探區(qū)煤層氣井主力煤層的含氣量資料統(tǒng)計分析結(jié)果表明,工區(qū)內(nèi)主力煤層含氣性較好,大部分地區(qū)主力煤層具有中、高含氣量的特點。主力煤層含氣量為4～20.87m3/t(接近東部的甲烷風(fēng)化帶或斷層帶含氣量低于4m3/t),無論是山西組還是太原組煤層含氣量,總體上都呈現(xiàn)由東向西逐漸增大的趨勢,縱向上含氣量隨埋深的增加而遞增。由北向南呈現(xiàn)出“低—高—中等”的變化趨勢。在北部的準格爾區(qū)塊主力煤層含氣量不超過3m3/t;呂梁區(qū)塊保德井區(qū)主力煤層含氣量為4～13m3/t;太原組和山西組煤層含氣量超過12m3/t的煤層富氣區(qū)主要分布在鄂爾多斯盆地東緣中部臨汾區(qū)塊午城—窯渠一帶以及渭北區(qū)塊韓城南井區(qū)的港聯(lián)1井—韓試2井一帶及以西地區(qū);在合陽井區(qū)煤層含氣量為4～12m3/t。

總之,大部分地區(qū)較高的煤層含氣量證明:鄂爾多斯盆地東緣煤層的含氣性較好,成藏和富集條件較為優(yōu)越。

2.3.5 煤層的等溫吸附特征及含氣飽和度

試井和等溫吸附測試資料表明,工區(qū)內(nèi)煤儲層的壓力屬于正?！⑶穳籂顟B(tài),一般主力煤儲層壓力梯度為0.5～0.9MPa/100m,呂梁區(qū)塊三交井區(qū)主力煤儲層壓力梯度較高,介于0.7～0.9MPa/100m;煤層解吸壓力為1.7～4.0MPa,煤儲層總體吸附能力較強—中等—偏低,煤層含氣飽和度為55%～86%。

總體來說,鄂爾多斯盆地東緣的煤層具有中等—較好的產(chǎn)氣能力和氣體的可采性,實際煤層氣的排采結(jié)果也基本證明了這一點。

3 煤層氣富集區(qū)帶及其特征

決定煤層氣富集高產(chǎn)的基本地質(zhì)因素主要有煤儲層基本地質(zhì)條件及煤儲層的含氣性及可采性參數(shù)?？紤]工區(qū)內(nèi)煤層大都屬于中低煤階的實際情況,富集區(qū)優(yōu)選主要參考的評價參數(shù)如表1所示。

依據(jù)表1中的參數(shù),結(jié)合煤層氣勘探程度和勘探開發(fā)成果,鄂爾多斯盆地東緣由南向北優(yōu)選出以下4大煤層氣富集區(qū)。

3.1 渭北區(qū)塊煤層氣富集區(qū)

渭北區(qū)塊5#煤層埋藏在1000m以淺的煤層氣富集區(qū)分布在韓城北井區(qū)和韓城南—合陽井區(qū),面積約800km2;11#煤層埋藏在1000m以淺的煤層氣富集區(qū)分布在韓城南—韓城北井區(qū),面積約600km2。渭北區(qū)塊1000m以淺的煤層氣富集區(qū)已控制規(guī)模煤層氣地質(zhì)儲量。

該區(qū)鉆井及地震反演成果揭示主力煤層發(fā)育,煤體結(jié)構(gòu)以塊煤為主,碎粒煤和粉煤次之,煤層分布較穩(wěn)定,5#煤層厚3～9.9m;11#煤層3.8～10.4m;煤層含氣量中—高,5#煤層、11#煤層含氣量分別為8～14m3/t和6～14m3/t。

煤儲層滲透率和含氣飽和度較高,具較強的產(chǎn)氣能力;煤層頂板主要為分布穩(wěn)定的厚層泥巖,因而封蓋條件好,水文地質(zhì)條件簡單,有利于氣體富集和保存。

該區(qū)勘探程度高,區(qū)內(nèi)東部是目前重點開發(fā)區(qū)。渭北區(qū)塊韓城南井區(qū)已上交一定規(guī)模的新增煤層氣基本探明地質(zhì)儲量,是渭北區(qū)塊現(xiàn)實的重點開發(fā)建產(chǎn)區(qū)。

表1 煤層氣富集區(qū)優(yōu)選評價參數(shù)表

3.2 臨汾區(qū)塊午城—窯渠井區(qū)煤層氣富集區(qū)

該區(qū)位于臨汾區(qū)塊中部的薛關(guān)逆斷層上盤,5#煤層氣勘探有利面積為800km2,控制煤層氣儲量為755×108m3;8#煤層氣勘探有利面積為900km2,控制煤層氣儲量為850×108m3。午城—窯渠井區(qū)已控制煤層氣規(guī)模地質(zhì)儲量。

該區(qū)5#主力煤層單層厚度為5～8.1m,8#煤層單層厚度為5～9.3m;煤層埋深介于800～1100m。其煤巖煤質(zhì)好,兩層煤均具有高鏡質(zhì)組含量、低灰分的特征,兩主力煤層為焦煤和瘦煤。煤層含氣量較高,5#煤層含氣量介于12.54～20.87m3/t,8#煤層含氣量介于9.03～20.22m3/t。該區(qū)處在背斜構(gòu)造高部位和斜坡區(qū),水動力弱徑流區(qū)。5#煤層頂板主要為泥巖,8#煤層頂板主要為石灰?guī)r,對煤層氣藏具有較強的封蓋能力,有利于煤層氣的保存。

該區(qū)在臨汾區(qū)塊內(nèi)煤層氣勘探程度最高,已有多口井獲得工業(yè)氣流,宮1井組目前正常排采。該區(qū)南部已提交一定規(guī)模的新增煤層氣基本探明地質(zhì)儲量。

3.3 呂梁區(qū)塊柳林—三交井區(qū)煤層氣富集區(qū)

該區(qū)位于呂梁區(qū)塊中部,面積約580km2。三交井區(qū)已提交規(guī)模新增煤層氣基本探明地質(zhì)儲量。

該區(qū)4#/5#主力煤層單層厚度為5～9m,8#/9#煤層單層厚度為5～8m;煤層埋深為300～800m。其煤巖煤質(zhì)好,兩層煤均具有高鏡質(zhì)組含量、低灰分的特征,兩主力煤層為肥煤和焦煤。煤層含氣量較高,5#煤層含氣量介于4～14m3/t,8#煤層含氣量介于4～13m3/t。地震勘探成果證實該區(qū)構(gòu)造相對簡單,整體表現(xiàn)為向西緩傾的斜坡,斜坡背景上發(fā)育一些小規(guī)模的斷層和褶皺。斷層以正斷層為主,斷層斷距小,平面延伸短。處于水動力弱徑流區(qū)。煤層頂板沉積較穩(wěn)定,5#煤層頂板主要為泥巖,8#煤層頂板主要為石灰?guī)r,對煤層氣藏具有較強的封蓋能力,有利于煤層氣的保存。

該區(qū)煤田和煤層氣勘探程度高,早期的磧口和三交井組排采已獲得工業(yè)氣流;該區(qū)羽狀多分支水平井成功實施,目前新井排采正常,單井產(chǎn)量獲得重大突破,并呈穩(wěn)步上升趨勢。

3.4 呂梁區(qū)塊保德—神府井區(qū)煤層氣富集區(qū)

該區(qū)位于呂梁區(qū)塊保德井區(qū)東北部—神府井區(qū)東部一帶,4#/5#主力煤層勘探有利面積約700km2;8#/9#煤層勘探有利面積為600km2;保德—神府井區(qū)煤層氣富集區(qū)已預(yù)測和控制了煤層氣規(guī)模地質(zhì)儲量?！?/p>

該區(qū)4#/5#煤層單層厚度為5～10m,8#/9#煤層單層厚度為5～14.1m;煤層埋深介于300～800m。其煤巖煤質(zhì)好,兩層煤均具有高鏡質(zhì)組含量、低灰分的特征,主力煤層以氣煤為主。4#/5#煤層厚7～12m,含氣量介于4～10m3/t;8#/9#煤層厚9～12.5m,含氣量在介于4～12m3/t。煤層滲透率高,為0.3～5.1mD。主力煤層埋深介于300～1000m。

該區(qū)煤層氣勘探程度高,保德井組排采已證實具有較高的煤層氣產(chǎn)能。

4 煤層氣勘探開發(fā)的歷史性突破

4.1 煤層氣探明儲量的快速增長

經(jīng)過2008年,尤其是2009年系統(tǒng)的勘探評價,獲取了煤層氣各項參數(shù),2009年底煤層氣公司提交鄂東氣田新增煤層氣規(guī)?；咎矫鲀α?所提交的探明儲量是2008年底全國探明煤層氣儲量的總和。這是中國石油天然氣集團公司勘探?jīng)Q策、部署、實施整體實力的體現(xiàn),也是我國第一個整裝、快速、高效探明大型煤層氣田的典范。規(guī)模探明儲量的提交,標志著鄂爾多斯盆地東緣已具備商業(yè)開發(fā)的儲量基礎(chǔ)。

4.2 渭北區(qū)塊11#煤層的產(chǎn)能獲得重大突破

前期的研究成果認為[2]:韓城地區(qū)的11#煤層主要是構(gòu)造煤且煤層上下都有含水性很強的石灰?guī)r,煤層氣鉆井開發(fā)工程難度大,儲量難以動用。煤層氣公司針對11#煤層的煤體結(jié)構(gòu)、煤巖力學(xué)特征等和煤層氣鉆井開發(fā)工程等系列問題進行了攻關(guān)研究,發(fā)現(xiàn)11#煤層在韓城南區(qū)塊非常發(fā)育,煤層厚,分布穩(wěn)定,一般厚度在5～10m,而且11#煤層上下段存在結(jié)構(gòu)差異,上段為塊煤結(jié)構(gòu),具有一定硬度,適宜開發(fā),并成功地解決了石灰?guī)r水層的鉆井工程問題。通過多口井針對11#煤層的排采,單井產(chǎn)量獲得了重大突破,證實了11#煤層的產(chǎn)能高。

由此,改變了以往渭北區(qū)塊開發(fā)僅以3#和5#煤層為主要開發(fā)目的層的局面,11#煤層成為渭北區(qū)塊的主力煤層氣開發(fā)層之一。

4.3 渭北區(qū)塊5#煤層的開發(fā)潛力大

以往在渭北區(qū)塊開發(fā)區(qū),5#煤層厚度不大,一般為2.5～4.5m。新的勘探成果表明:在以WLC08井為中心,存在一個5#煤層的厚煤帶,最厚可以達到9.9m,而且煤質(zhì)較好,為塊煤;針對5#煤層的排采也證實了煤層有較高產(chǎn)能,由此對5#煤層開發(fā)潛力做了重新評價,改變了長期以來5#煤層厚度相對較薄、分布不穩(wěn)定的認識,顯示出渭北區(qū)塊5#煤層較大的開發(fā)潛力。

4.4 總結(jié)和創(chuàng)新了一系列煤層氣勘探開發(fā)階段性理論和技術(shù)

4.4.1 勘探開發(fā)理論的總結(jié)和創(chuàng)新取得階段性成果

煤層氣公司總結(jié)和創(chuàng)新了煤層氣系列勘探開發(fā)理論,取得了階段性的勘探開發(fā)成果。

1)運用煤巖學(xué)宏、微觀特征分析、測井綜合分析等方法,對煤巖特征、煤體結(jié)構(gòu),煤儲層物性等進行綜合評價,優(yōu)選高產(chǎn)層位。這些理論與技術(shù)創(chuàng)新有效的指導(dǎo)了渭北地區(qū)的勘探開發(fā)工作,重新評價韓城地區(qū)11#煤層的開發(fā)潛力,優(yōu)選出高產(chǎn)層段,充分發(fā)揮11#煤層的產(chǎn)氣潛能。

2)形成了以優(yōu)勢滲流帶理論、排采動態(tài)規(guī)律為指導(dǎo),壓力控制、煤粉管理技術(shù)為核心的合理排采工作制度,對渭北開發(fā)區(qū)的叢式井、直井和三交井區(qū)羽狀水平井單井產(chǎn)量的顯著提高和重大突破起到了重要作用。

3)建立了以井型、井網(wǎng)優(yōu)選、排采層系組合為主導(dǎo),配套適宜排采設(shè)備為支撐的高效開發(fā)模式,為開發(fā)方案設(shè)計、獲得煤層氣叢式井排采技術(shù)成功和單井產(chǎn)能重大突破以及確立主體開發(fā)工藝奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

4.4.2 初步形成了適合工區(qū)內(nèi)不同煤層氣地質(zhì)條件下的勘探開發(fā)工程技術(shù)系列

工程技術(shù)的進步對提高煤層氣勘探開發(fā)成效有著重要的作用,煤層氣公司成立以來,及時應(yīng)用、研發(fā)和總結(jié)了煤層氣勘探開發(fā)各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)技術(shù)和工藝,初步形成了適合鄂爾多斯盆地東緣不同煤層氣地質(zhì)條件下的勘探開發(fā)工程技術(shù)系列。

1)針對鄂東氣田煤層地質(zhì)特征,研發(fā)和實施了各種井型,通過不斷地總結(jié)和完善,掌握了煤層氣直井、叢式井、對接水平井(近端對接水平井、遠端對接水平井)、單分支水平井、多分支水平井的鉆、完井技術(shù)。這些井型在渭北區(qū)塊韓城井區(qū)、臨汾區(qū)塊、呂梁區(qū)塊的三交和保德井區(qū)均成功實施,勘探開發(fā)效益顯著。下一步可以根據(jù)地質(zhì)情況進行井型組合,以獲取更高的經(jīng)濟效益。

2)針對煤儲層低滲透特征,開展了以提高單井產(chǎn)量為目的的儲層改造技術(shù),包括活性水壓裂液、光套管壓裂技術(shù)、射流分層壓裂工藝、一趟管柱分層壓裂工藝;積極創(chuàng)新了排采管理制度和工藝,初步建立了適應(yīng)低壓、低產(chǎn)煤層氣田生產(chǎn)自動數(shù)據(jù)采集和遠程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

5 煤層氣勘探開發(fā)前景

鄂爾多斯盆地煤層氣的勘探開發(fā)實踐證實,盆地東緣煤層氣成藏地質(zhì)條件優(yōu)越,具有較好的煤層氣勘探開發(fā)條件和可采性及形成大型煤層氣田的條件。煤層氣資源豐富,具有廣闊的勘探開發(fā)領(lǐng)域和商業(yè)化產(chǎn)氣能力以及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的良好前景。

5.1 具有豐富的煤層氣資源,但資源探明率極低,資源轉(zhuǎn)化率更低,勘探開發(fā)潛力巨大

鄂爾多斯盆地煤層氣資源雄厚,盆地東緣煤層埋深在1500m以淺的煤層氣地質(zhì)儲量為5.72×1012m3,目前探明和基本探明煤層氣儲量僅占總資源量(1500m以淺)的2%左右,煤層氣資源探明率、轉(zhuǎn)化率極低。因此,勘探開發(fā)前景廣闊,預(yù)探意義極大。

5.2 工區(qū)勘探程度還較低,勘探開發(fā)空間廣闊

鄂爾多斯盆地東緣煤層氣勘探程度較低且勘探程度不均,在逾8×104km2的煤層氣勘查范圍內(nèi),僅實施二維地震不到4000km,并且主要分布在韓城、大寧—吉縣、三交3個重點區(qū)塊,煤層氣探井和評價井不到200口(截至2009年底),平均為0.025口/km2;現(xiàn)工區(qū)內(nèi)基本查明的煤層氣4大富集區(qū)面積不到3000km2,僅占煤層氣勘查范圍的3.8%;廣大區(qū)域煤層氣的勘探程度很低,甚至是地震和鉆探的空白區(qū)。而區(qū)域沉積相帶研究結(jié)果表明,這些勘探空白區(qū)處于煤層發(fā)育的有利相帶。因此,可供煤層氣勘探開發(fā)的空間極為廣闊。

5.3 基本查明的4大煤層氣富集區(qū)是煤層氣滾動開發(fā)、規(guī)模建產(chǎn)的有利區(qū)

4大煤層氣富集區(qū)(渭北區(qū)塊、臨汾區(qū)塊午城—窯渠井區(qū)、呂梁區(qū)塊的柳林—三交井區(qū)、呂梁區(qū)塊的保德—神府井區(qū))的探明、控制煤層氣地質(zhì)儲量規(guī)模大。富集區(qū)的煤儲層條件較好,勘探程度較高,勘探、開發(fā)證實:其煤層氣的基本地質(zhì)條件好、資源豐度高、煤層氣可采性強,是獲得優(yōu)質(zhì)儲量資源最有利的地區(qū)。其各區(qū)塊內(nèi)試采井組效果好,可作為煤層氣滾動開發(fā)的有利區(qū)和規(guī)模建產(chǎn)的現(xiàn)實區(qū)域。

5.4 煤層氣勘探開發(fā)階段性理論和技術(shù)的不斷完善,將為大規(guī)?？碧介_發(fā)提供更有效的技術(shù)保障

針對鄂爾多斯盆地東緣的煤層氣地質(zhì)條件,初步形成的煤層氣勘探開發(fā)技術(shù)理論和技術(shù)系列,已對現(xiàn)階段的勘探開發(fā)起到了積極有效的指導(dǎo)作用,隨著勘探開發(fā)的深入和產(chǎn)能方面所取得的突破,將極大地推動煤層氣勘探開發(fā)階段性理論、技術(shù)的不斷進步和完善,必將為大規(guī)?？碧介_發(fā)提供更有效的技術(shù)保障,并為發(fā)展煤層氣事業(yè)起到保駕護航的作用。

5.5 創(chuàng)新了礦權(quán)管理理念,實現(xiàn)采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展的新模式

針對長期制約煤層氣和煤炭資源合理開發(fā)與綜合利用的礦權(quán)重疊問題,在呂梁區(qū)塊開展了采氣采煤協(xié)調(diào)發(fā)展新模式的探索。根據(jù)煤炭開采規(guī)劃,在采煤之前成功開采煤層氣,收購煤炭開采過程中的瓦斯并加以綜合利用,既降低了煤礦瓦斯突出和爆炸風(fēng)險,促進煤礦安全生產(chǎn),又開發(fā)了煤層氣,使采氣與采煤活動由相互制約變?yōu)閰f(xié)調(diào)發(fā)展,進而實現(xiàn)煤層氣、煤炭企業(yè)及地方多方共贏的局面,為中國煤層氣事業(yè)的快速發(fā)展開創(chuàng)了新的發(fā)展模式。

6 結(jié)束語

煤層氣作為最現(xiàn)實的新能源,發(fā)展?jié)摿薮?。開發(fā)和利用好煤層氣,有利于調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu),對于保障煤礦安全、減少溫室氣體排放、發(fā)展低碳經(jīng)濟具有重要意義。鄂爾多斯盆地東緣的煤層氣基本地質(zhì)條件好,煤層氣資源豐富,已具備商業(yè)開發(fā)的儲量基礎(chǔ)、產(chǎn)能依據(jù)和工程技術(shù)條件,是開發(fā)利用煤層氣最有利和最現(xiàn)實的地區(qū),并且煤層氣的勘探開發(fā)空間和潛力巨大。筆者堅信,在國家一系列優(yōu)惠政策支持和中國石油天然氣集團公司的大力支持下,鄂爾多斯盆地東緣的煤層氣產(chǎn)業(yè)化進程必將加快,該區(qū)不久將被建設(shè)成為我國新型能源和煤層氣規(guī)模工業(yè)基地。

[1]葉建平,吳建光.沁水盆地南部煤層氣開發(fā)示范工程潘河先導(dǎo)性試驗項目的進展和啟示[M]∥葉建平,范志強.中國煤層氣勘探開發(fā)利用技術(shù)進展.北京:地質(zhì)出版社,2006:47-51.

[2]郭炳政.韓城區(qū)塊煤層氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀與啟示[M]∥葉建平,范志強.中國煤層氣勘探開發(fā)利用技術(shù)進展.北京:地質(zhì)出版社,2006:64-67.

Prospects in coalbed methane gas exploration and production in the eastern Ordos Basin

Jie Mingxun
(PetroChina Coalbed Methane Co.,L td.,Beijing100023,China)

The eastern Ordos Basin,possessing rich coalbed methane(CBM)gas resources with the predicted geological reserves of9tcm at the buried depth of below1500m,is the present major E&P zone for the PetroChina.Based on a synthetic analysis of CBM gas resources and basic geological conditions including structure and distribution of major coal beds and gas saturation,petrophycial property,etc.of coal measure strata in the eastern Ordos Basin,it is concluded that coal beds in this area have good coal-bearing and gas-bearing properties and favorable recoverability.In combination with field practices of CBM gas exploration and development,an overall evaluation is made at this area and four important CBM gas-rich zones there are presented as follows:Hancheng-Heyang in the Weibei Block,Wucheng-Yaoqu in the Linfen Block,Liulin-Sanjiao in the Luliang Block,and Baode-Shenfu in the Luliang Block. Meanwhile,it is concluded that the proved CBM gas reserves only account for2%of the total CBM resources and the resource transformation rate is rather low with a low and uneven degree of prospecting in this zone,so there is a wide exploratory area and great potential of exploration and exploitation in near future.It is predicted that this zone is to be qualified for a large CBM gas field with commercial gas production and bids fair to a sweet spot of industrialized and commercialized scale CBM production in China.

Ordos Basin,coalbed methane,resources volume,single well’s productivity,potential of exploration and production, gas-rich zone,large-scale CBM gas field

book=1,ebook=254

10.3787/j.issn.1000-0976.2010.06.001

2010-06-01 編輯 趙 勤)

接銘訓(xùn),1956年生,教授級高級工程師,博士;長期從事煤層氣勘探開發(fā)生產(chǎn)及研究工作,曾任中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司董事長,現(xiàn)任中石油煤層氣有限責(zé)任公司總經(jīng)理。地址:(100028)北京市朝陽區(qū)太陽宮金星園8號樓中油昆侖大廈B座。

NATUR.GAS IND.VOLUME30,ISSUE6,pp.1-6,6/25/2010.(ISSN1000-0976;In Chinese)

DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.06.001

Jie Mingxun,professor of senior engineer,has long been engaged in coalbed methane gas exploration,production and research.

Add:Block B,PetroChina Kunlun Mall of No.8Building,Jinxingyuan,Taiyanggong,Chaoyang District,Beijing100028,P.R. China