盘江矿区煤层气资源及开发前景(1)

盘江矿区煤层气资源及开发前景(1) 盘江矿区煤炭资源储量丰富，23702井田范围内，有煤炭资源4778亿，煤层多，分布广，可采煤层总厚15。向斜翼部含煤带宽缓平坦，利于煤层气的富集，煤种以中变质烟煤为主，煤层储气能力强，煤层甲烷含量为124t，甲烷资源总量为1092亿。多年来，盘江矿区一直致力甲烷抽放工作，具有良好的煤层气开发的基础条件，目前盘江矿务局已制定了一套完整的煤层气开发利用计划。本区煤层埋藏较浅，地质结构简单，煤层渗透率较高，市场条件优越，具有良好的煤层气开发前景。 引言 盘江矿务局是中国500家最大工业企业之一，是贵州省重要的煤炭企业，共有职工25000名。盘江矿务局现有5座煤矿，其中3座为瓦斯突出矿井，年产煤炭近500万，计划到2000年产煤1000万，2010年产煤2100万，所产煤炭为低硫、低灰、高发热量烟煤和无烟煤。盘江矿区储煤面积2370，可采煤炭储量948亿，远景储量383亿，煤炭储量丰富，开发前景乐观。盘江矿区为高瓦斯矿区，历史上曾发生过瓦斯突出事故7次，瓦斯爆炸事故1次。1995年全矿区甲烷涌出量为15900万，甲烷抽放量为2800万，抽放率约为177%。矿区煤层气储量丰富，总储量约为1092亿，为一中型煤层气资源区。随着盘江矿务局煤炭生产计划(到2010年，年产煤炭2100万)的实施，甲烷抽放、利用工作的进一步加强和提高已迫在眉睫，为了制定合理的甲烷开发利用计划，应对盘江矿区的地质构造特点、甲烷生储特征及分布规律、目前甲烷抽放的技术状况、水平等进行细致的研究。2 盘江矿区地质概况及煤层气资源21 矿区地质、煤层条件 盘江矿区位于云南-贵州-桂林复向斜内，矿区内的采掘工程都是沿着与复向斜轴近似平行的向斜翼展布，四座煤矿位于盘官向斜西翼，一座煤矿位于土城向斜北翼。向斜翼部的开采工作沿构造线在极浅部进行，翼部地层产状平缓，倾角为10，翼部宽阔，使开采工作犹如在单斜构造上进行。总体来说，矿区地质构造简单，内有大断层和小型褶曲破坏了煤层的连续性。 盘江矿区的开采煤层形成于晚二叠纪，含煤地层龙潭组下伏晚二叠纪玄武岩组，与之成不整合接触；上覆三叠纪飞仙官组，与之成整合接触。龙潭组包括砂岩、粉砂岩、页岩和煤层，含煤地层由互层的砂岩、页岩、煤层、薄层粉砂岩组成，沉积序列自上到下明显由陆相沉积为主过渡到滨海沉积，下伏玄武岩组由块状石灰石层组成。 含煤地层共含煤20层，其中可采层10层，可采煤层总厚度为15，煤层最大间距20，煤层倾角10。 根据我国煤质牌号分类法，盘江矿区的煤种属气煤无烟煤，以气煤、肥煤、气肥煤为主。根据美国ASTM分类法，近75%的煤炭储量属于中挥发性烟煤和高挥发性烟煤。煤炭总储量中29%为炼焦煤，而69%为动力煤。 煤层气资源 煤层气储层特征 盘江矿区大部分煤炭储量是中挥发性烟煤，煤层储气能力很强，在世界各国，中挥发性烟煤是众多煤矿煤层气开发项目的选择煤种，盘江矿区煤层甲烷含量为124，甲烷含量梯度为0352t(埋深)。虽然无法取得与煤层互层的碎屑岩储气特征的有关具体参数，但对碎屑岩的调查结果表明，这些岩石都没有硅化，裂隙还处于开裂状态，所有这些都显示了碎屑岩有利的潜在储气特征。 矿区各煤层渗透率 盘江矿区煤层渗透率为010，该数值反映了盘江矿务局各矿实际煤层气抽放条件的变化范围，据盘江矿务局有关人员称，3号煤层和5号煤层渗透率低，属于难抽放煤层；17、18、19、26号煤层渗透率中等，属于可抽放煤层；12、20号煤层的渗透率最大，属于易抽放煤层。223 储气层和围岩的水文特征 盘江矿区含煤地层出露的含水层是玄武岩组的碳酸岩岩层，它们处于含煤地层的下部，不是煤矿的涌水源。由于含煤地层有非渗透性岩层，而且非渗透岩层将含煤地层同含水层隔开，所以开采过程中，矿井涌水量非常小。224 可回收的煤层气资源储量预测 (1)现有条件下可回收的煤层气资源量 1995年盘江矿务局释放煤层气的总回收率为177%，甲烷回收总量为2800万，根据该回收率，盘江矿区可回收的煤层气储量为193亿。 (2)回收工艺改进后的煤层气资源可回收量 人们相信，通过对现有甲烷抽放系统进行系统的研究，能够找到大大提高甲烷抽放技术和应用工艺有效性的方法。仅仅为大量甲烷提供一种用法，就会使矿井的甲烷抽放全天运行，目前，盘江矿区甲烷抽放的平均周期仅占煤矿生产时间的873%。通过实施更积极的沿煤层、穿层和采空区甲烷抽放技术，可以回收更多的甲烷，目前盘江矿务局正在考虑实施末采煤层的甲烷地面抽放技术，该技术能生产高质量甲烷。同时，地面垂直井与定向水平长钻孔瓦斯抽放技术也应当在考虑之中。 技术水平的提高和矿井甲烷抽放的不间断进行将使甲烷抽放率很容易达到50%，甲烷抽放率的提高将使盘江矿务局每年生产8200万甲烷。如果盘江矿区实施甲烷抽放的各煤矿能够通过甲烷管道输送系统连成一体，而且甲烷的贮存能够适应甲烷需求的季节性浮动，那么甲烷的供给量能够达到156。225 矿区煤层气储量 盘江矿区煤炭资源中的煤层气资源量为1243亿，其中，甲烷量为1092亿，占煤层气总量的875%。通过制定先进的甲烷回收战略，甲烷回收率至少可以达到50%，即可回收甲烷近546亿。