黔西县官寨井田煤层气地质特征及开发地质评价

官寨井田位于贵州省黔西县南部,含丰富的煤炭资源。为查明井田内煤层气分布特征和开发潜力,从构造、围岩、煤层埋深、水文地质等方面分析了煤层气赋存地质条件及煤赋层特征,认为井田内主要煤层4、9号煤均为无烟三号煤,煤层厚度大(主要煤层总厚度为13.20～21.30m),煤层气含量大,4号煤为9.08～24.30m3/t,9号煤为14.95～24.90m3/t,煤层顶底板岩性渗透率低,透气性弱,有利于煤层气富集。井的中北部煤层气赋存条件好,含气量在13m3/t以上,最高可达24.9m/t,是今后煤层气开发的首选地段。区内煤层气总资源量丰富,煤层埋藏适中,地理位置有一定区位优势,交通便利,煤层气的开发利用将会取得较好的社会和经济效益。

官寨井田9号煤层煤质特征分析与评价

官寨井田位于贵州省黔西县西南部,已查明井田内9号煤层矿产资源量6 405万t,潜在矿产资源量1 278万t;9号煤为中—细条带状结构,似金属光泽,参差状断口,内、外生裂隙较发育,属中等可磨煤;宏观煤岩类型为半暗—半亮型,显微煤岩类型为微镜惰煤;煤质为中高灰分、特低挥发份、中高固定碳、中高硫、特低磷、中热值、高稳定性的三号无烟煤,可作动力煤和民用燃煤使用。

黔西县官寨井田4、9号煤层瓦斯分布规律探讨

官寨井田位于贵州省黔西县东部,4、9号煤层为井田全区可采煤层。根据大量瓦斯地质资料分析,发现4号煤层大部分区块瓦斯含量大于15.0mL/g.daf,其中大于20.0mL/g.daf的区块主要分布在井田西部边缘;在井田西部瓦斯含量一般为10.0～15.0mL/g.daf;西部煤层露头和张性断层附近含量均小于10.0mL/g.daf。9号煤层瓦斯含量大于20.0mL/g.daf分布于井田中东及北东部,并由往西南及中部逐渐降低的趋势;其含量小于10.0mL/g.daf分布于井田南部煤层露头附近。由于井田构造复杂,瓦斯含量明显受断层和煤层埋深影响,数据显示:闭合断层附近瓦斯含量明显增高,张性断层附近含量变小,同一煤层随埋藏深度增加瓦斯含量增大。

官寨井田沉积环境与聚煤规律

以井田大量钻孔地质资料为基础,从岩性特征,层理特征、古生物、含煤性、煤质等方面对官寨井田二叠系上统龙潭组含煤地层沉积环境、聚煤作用进行分析,得出本区沉积环境为过渡相,地势北东低南西高,海水由北东向南西推进,根据海水进退规律可分为三个成煤期:早期为泻湖—潮坪环境,总体处在海平面上升期,属退积型。因海水进退频繁,不利于成煤,形成的煤层多为薄层,煤层局部可采;中期为潮控三角洲环境,是海平面下降期,属进积型,此时地壳运动相对稳定,形成了井田中主要可采煤层4号、9号煤,属中厚层,连续性好;晚期为泻湖—潮坪环境,该期总体为海平面上升期,属退积型,海水进退较频繁,在垂向上旋回多而小,完整性差,形成了不可采的1、3号煤层及全区大部分可采的2号煤。在横向上区内北东部较南西部聚煤条件好,从西—东,二叠系沉积厚度增大,煤层含煤系数增大,可采系数变大。

贵州省黔西县官寨井田地质构造特征及力学分析

黔西官寨井田主体构造为一背斜,位于关寨向斜与黔西向斜之间的隆起部位,走向NE-EW,井田受三条大断层(F1、F2、F3)切割,自然划分为三个区块:北区块(F2以北)为向N倾的单斜,地层倾角缓,断层稀少,构造简单;西南块区(F2以南、F12以西)断层发育,为构造复杂地段;南东区块(F2以南、F12以东)构造中等。通过对井田构造特征及应力场分析,认为官寨井田构造主要形成于燕山期,早期产生反时针NW-SE向的挤压,形成关寨向斜和F12等断层,从中期到晚期转为顺时针扭动,产生NE-SW向挤压,形变加剧,形成沙井背斜和F1断层,喜山期使井田内NE、NW向构造进一步演化,导致沙井背斜轴和F2断层产生弧形弯曲。根据井田构造发育特征,建议矿井开采首选地段应为沙井背斜的北翼,南翼西部构造复杂,需进一步研究断层分布规律,以正确指导煤矿的安全生产。

官寨井田地面煤层气开发潜力评价及经济性分析

在地质分析的基础上,研究了官寨井田的煤层分布、煤储层特征、煤层气资源特征,并应用经济评价软件对设计的煤层气开发方案进行了经济评价。结果表明:煤层气开发各项财务评价指标良好,项目税后财务内部收益率为7.74%,税后财务净现值为-305.84万元,静态投资回收期为10.64 a,均接近于行业的基本要求。煤层气井排采15 a,单井累计产量达4.6154×106 m3,煤层气采收率达65.77%,相应平均含气量降低至8 m3/t以下,瓦斯压力降至0.74 MPa以下,可达到区域消突的目的。

官寨井田多煤层开发产层组合研究

官寨井田煤层群普遍发育,合层排采可以降低开发成本、提高单井产量,是多煤层区块煤层气开发的必然趋势。不同的产层组合方式,因各项物性参数存在差异,从而使产能差异较大。结合官寨井田的地质条件以及X井的排采数据,利用CBM-SIM数值模拟手段,对不同产层组合方式进行深入研究。结果表明:官寨井田影响合采的主要因素为:渗透率比值、临界解吸压力差和储层压力差。通过对比分析不同组合的产能曲线得出,煤组1、3为官寨井田适合合层排采的组合,其他组合因各主要影响因素存在差异,造成各煤层之间的层间干扰较大,因而不适合合层排采,研究结果将对类似地区的合层排采提供一定的指导。

官寨井田地面煤层气抽采潜力研究

针对贵州官寨井田煤层气地质条件、煤储层特征,结合官寨井田地面煤层气抽采试验工程与产能预测分析,对该地区煤层气抽采潜力进行研究。结果表明:官寨井田地质和煤层储层条件相对较好,属于中等构造程度;煤层层数多、总厚度大、气含量高、渗透性相对较好,属于碎裂结构的硬煤;裂隙比较发育,资源丰富,丰度较高,有利于地面煤层气抽采;现场试验与统计显示,在为期220d的排采周期内,单井实现气产量超1000m 3/d的工业性气流,且稳产时间相对较长,具有良好的地面煤层气抽采前景;煤层气井产能预测模拟显示,连续排采15a,单井累计产气量达259.22×104 m 3,具备良好的可采性;建议后期采用以“地面垂直井+丛式井为主、地面水平井为辅”的开发模式进行滚动式开发。