河东煤田南部煤层气控气地质因素研究

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1、李东：河东煤田南部煤层气控气地质因素研究河东煤田南部煤层气控气地质因素研究李东(山西省煤炭工业厅资源地质局，山西太原030045)摘要：煤层气是赋存在煤层中以甲烷为主要成分，以吸附在煤基质的表面为主，并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。它与煤层相共生，具有“自生自储”的特点，为非常规天然气，其资源量丰富，在未来的生产生活中可以取代煤炭、石油、天然气等其他有限的、不可再生的资源。开发煤层气可实现节能优先、改善能源结构、让环境保护与能源同步发展的目的，其潜力之大不可想象，开发前景非常乐观。在开发的过程中，同时减少了煤矿

2、瓦斯事故的发生，可谓“一石四鸟”。通过近十几年来对地质理论研究和实地勘查。已取得一定的成效。关键词：河东煤田南部；煤层气；含气性；控气地质因素中图分类号：TD163~．1文献标识码：A文章编号：1000—8136(2013)14—0125一O2研究区位于河东煤田南段，以往地质研究程度在南部较高、间，沉积厚度在西部>4000m。在这漫长的地质演化过程中，地北部很低，仅进行过地表小比例尺的地质调查工作，深部地质工温梯度并非一成不变，同时，不同地区的受热因素也较为复杂。据作很少，大部分钻探工作、物探工作和煤层采掘工作仅局限在研我们所

3、收集到的钻孔测温资料显示，乡宁矿区王家岭区的地温梯究区东侧紫荆山断裂带的夹块中。度为<3～4℃／100m，1084孔，孔深200m为14℃，孔深300m区内含煤地层主要为二叠系下统山西组、石炭系上统太原为18℃，孔深400m为18．5℃，孔深500m为21．4℃，地温梯度组，主要可采和局部可采煤层为7—1O层。为0．5～4~／100m。ZK123号孔，2号煤层深约408In，地温为煤层的煤化作用受多种因素影响，一般来说，有温度、压力、23．5℃，10号煤层深约466m，地温为25．8℃，两者深度差约58m，时间等，而温度、压力

4、又与埋藏深度、地温梯度、岩浆活动及构造地温差2-3℃，地温梯度为3．98oC／100m。变动等有密切的关系。就本区来看，岩浆活动少见，但在本区东根据赵家湾区2、10号煤层地温对比表(表1)，2号煤层地温南侧塔儿山、二峰山一带，以及北侧紫金山一带见有中生代岩浆低于10号煤层，同一煤层地温随煤层埋深的增加而增高，两者相岩。据目前的资料来看，它对本区南部和北端的煤化作用有一定差1．1～6．2℃，一般为2—3℃；煤层间距按60m计算，地温梯度的影响，中部影响较小。本区构造较简单，渭北一中条隆起构造为3I3—5．0℃／100m，稍高于地

5、温正常区。107孔、2803孔和160较为发育，可能对南部边缘地带煤变质有一定的影响。由此可孔，差值为4．5—6．2℃，地温梯度达7．5一l0-3~el100m，为地温见，煤层埋藏深度、地温梯度和时间是控制本区煤化作用的主要异常。因素。表1赵家湾区2、10号煤层地温对比表／℃煤孔号1煤系残留厚度与埋深层6018011071081601621151141401124123l352003l30129l3l28032001区内石炭二叠系残留厚度为800m左右，其埋深<1500m，227．225．220．923．0l7．321．422

6、．424．632．O21．923．532．423．821．S26．029．933．3埋深区主要分布在乡宁矿区东南部和石楼北部的东侧；15001OZ7．125．121舟23．824．q2634．024．125馏35．424．93I．439．529．42000m的埋深区主要分布在本区的中部；大于2000m的埋深差区主要分布在本区的西北部并延至陕西省境内。值6．21．94．52．42．02．22．02．22_33．01．11．56．2本区自石炭二叠系沉积之后，整体仍处于下降阶段，三叠系沉积厚度一般为1000—2500m，沉积中心在南

7、部，最大残留厚本区北部柳林柳气1孔，地温梯度为3．28'E／100m。度为2347．5m，而东部边缘地区大部已被剥蚀。侏罗系沉积时，本区南部(dE纬38。带以南)，地温梯度>3"C／100m。由此由于东部抬升，致使沉积中心移至西部，残留厚度一般为500～可见，本区南部煤化作用比北部强，其中地温也是重要的影响因800m。沉积中心残留厚度达1000m左右。随着东部进一步隆素之一。起，使白垩系的沉积范围仅限于东径110。以西地区，残留厚度一般为400800m。3时间综上所述，本区的煤种展布与盖层的厚度有密切的关系。高煤化作用程度不仅

8、与温度和深度有关，而且与时间也有关和高中煤化带的分布范围与煤系埋深具有一致性。由此认为影系，可以认为煤化程度是煤受热的温度及其持续时间的函数，即响区内煤变质程度的主导因素是深层变质作用。在短时间高温条件下和长时间低温条件下可形成同一变质程度2地温梯度的煤。由于不同地区埋深发展