新疆库拜煤田西部煤层气预探区煤储层地质特质浅析

李全

摘要：新疆占全国煤层气预测资源量的26%，库拜煤田作为“新疆十三五煤层气规划”的重点区块已经投资数亿元，开展了多个煤层气项目，本文通过对库拜煤田煤层气“甜点区”之一的西部预探区块，从地质、煤储层物性特质、水文地质特征等方面分析区块煤层气储气特质，总结库拜煤田西部煤层气储层特质及规律，为后期井网开发提供依据。

关键词：库拜煤田西部预探；渗透性；含气性；含气饱和度

库拜煤田位于天山中段南麓、塔里木盆地的北缘，为西气东输主要气源，在全国煤改气大背景下，天然气需求不断增加，煤层气作为清洁能源越来越被重视，库拜煤田西部煤层气预探区块为库拜煤层气“甜点区”通过在该区多年煤层气勘探取得地质参数分析，总结区内煤层气储气规律。

1、预探区概况

预探区位于拜城县以北45公里处，为拜城主要的煤矿所在地，针对B、C组煤展开工作，新生代地层主要为第四系坡积物和冲洪积物等，中生代地层包括侏罗系中统克孜勒努尔组（J2k）和下统的阳霞组（J1y）共5个组，预探区位于塔里木北部单斜构造带，并处于东部缓斜带与西部陡斜带的转换部位。构造较简单，可见一些小型褶皱和小断层，构造线的方向都与走向相交或近于垂直，规模不大。

2、煤层煤质特质

预探区目标煤层为侏罗系中统阳霞组，主要为灰白色石英砂岩夹粗砂岩、细砂岩，顶部为炭质泥岩，含煤1-2层，其中B1煤层由西向东逐渐变厚，向东北方向逐渐变薄至不可采，厚度在0.53-8.56米，煤层大部可采，煤层在倾向上随埋深逐渐变厚，煤层较稳定，煤层埋深由西向东逐渐变浅。阳霞组煤层，肉眼鉴定为黑色，强玻璃光泽，总体光泽较弱，煤岩成分以暗煤为主，夹线理状及细条带镜煤，棱角状、参差状断口，煤体较软，断口呈贝壳状，参差状，线理状-细条带状，层状构造发育构造滑面及擦痕，宏观煤岩类型为半暗型煤。

克孜努尔组岩性以灰绿色-灰黑色粉砂岩及灰黄色、灰白色粗砂岩，石英砂岩为主，夹泥岩和炭质泥岩。煤层全区大部可采，厚度在0.87-3.6米，一般在1.5米左右，全区煤层厚度基本稳定，但个别点出现异常厚点及薄点，总体厚度稳定，在倾向上随着埋深加大煤层有逐渐变厚的趋势，总体煤层较稳定，埋深由西向东逐渐变浅,克孜努尔组煤层，肉眼鉴定为黑色，条痕黑中略带棕色，以玻璃光泽为主，部分呈沥青光泽和油脂光泽，以亮煤为主，暗煤少许，煤层中部呈中等条带结构、微细条带和线理状结构，局部块状结构，宏观煤岩类型为半亮型煤，煤体结构较坚硬。

3、煤储层物性特质

预探区兰氏压力（PL）在1.31-2.81MPa之间，平均1.86MPa，对煤层气的开发稍显不利。兰氏体积（VL）在19.98-27.18m3/t之间，平均23.71m3/t，属于中储集煤储层；含气饱和度大于等于60%为高饱和度煤储层，含气饱和度介于50%～60%之间为中等饱和度煤储层，含气饱和度小于等于50%为低饱和度煤储层。含气饱和度低的储层，压力降低幅度大，作业难度大，煤储层为过饱和或饱和储层，煤层气开发排水降压较小幅度，就会有煤层气产出，含气饱和度越高，越利于煤层气的产出，C2煤层饱和度低于50%为低饱和度煤层，B1煤层大部分饱和度大于50%,部分大于60%,属于中高饱和煤层。通过资料判断B1组煤层在降压幅度较小的情况较C2组煤易于排采产气，B1号煤层气体组分中，甲烷含量在91.73～98.59%，平均含量为94.72%，含量在95%以上的占大部分；二氧化碳含量0.11～2.42%，平均含量为1.16%，含量集中在6-12%之间；氮气含量在0.10~4.73%，平均含量为1.38%；乙烷及其他重烃含量在0.06～2.22%，平均含量为0.46%。

煤储层渗透性是指煤储层的孔裂隙系统在一定的压差下，流体介质发生流动的性质。煤层渗透性的好坏决定着煤层气的运移和产出，是影响煤层气开发成败的关键性参数之一，产能模拟结果表明，在同等开发条件下，渗透率越高，气井产能越大，不仅高峰产量高，而且后期产气能力强。从煤储层介质来说，煤体结构、裂隙发育程度直接控制着煤的渗透性，渗透性较好的储层在煤层气排采中易于解吸范围的扩大，对高产稳产有较好的促进作用。

根据注入/压降测试的结果，B1号煤层的渗透率在0.02～8.51md之间，平均渗透率为1.92md；C2号煤层测试渗透率为0.17-3.08md，平均0.95md。

4、水文地质特质

预探区内地层主要由第四系松散岩类、侏罗系沉积碎屑岩类组成，主要以岩性组合特征及地层富水性作为含（隔）水层（段）的划分依据。

沉积碎屑岩的各类岩石，其单层厚度沿走向方向的变化较大，可由数厘米变化到数米，尤其以砂岩最为明显，沿走向、倾向变化极大，因此只能以较大的岩性段划分含（隔）水层（段）。

通过参数井钻孔简易水文观测的结果可知，进入到细砂岩、中－粗砂岩、砾岩段，钻孔漏水、漏浆或孔内水位升高，说明此类岩石的孔隙率较大，裂隙较发育且不易闭合，透水、含水性较好，将此地段划分为含水层（段），而将泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩等细颗粒岩石划分为相对隔水层（段）。含（隔）水层（段）的划分按前述含（隔）水层（段）的划分依据，将井田地层划分为4个含(隔)水层（段），

通过水质测试可知地下水的水化学类型为SO4-K•Na型、Cl•HCO3-Na、Cl•SO4-Na、Cl•SO4•HCO3-K•Na型，PH值7.00—8.00，溶解性总固体在1562.0—4789.59毫克/升，为微咸—咸水。

上述水质资料说明，在煤系地层中，由于岩石裂隙不甚发育，且多为泥质充填，地层渗透性差，补给、径流条件不佳，地下水运移缓慢，水质较差。

5、结论

总体上，预探区地质构造中等，煤层层数多、厚度中等、分布较稳定、含气量较高、煤层气资源量大，储层物性特征为储气能力中等-较强、欠饱和、渗透率非均质性强、欠压储层，煤体结构为原生、碎裂结构、孔隙度低-较发育、内生裂隙较发育；研究分析了工作区地层、构造、煤层、煤质、水文地质等特征。煤类主要为中等变质的25JM。渗透率属于较高渗～高渗储层，含气量较好；地质条件、水文地质条件、煤储层物性特质总体有益于煤层气的储存，为较好的“甜点”区块。

参考文献：

[1]李全，白帅.新疆库拜煤田西部煤层气资源预探[R]，2014

[2]赵立,杨曙光.新疆煤层气产业发展现状及存在问题[J].中国煤层气，2018,3

[3]王学坚，新疆库拜煤田煤层气资源勘查[R].地质报告,2017