荥巩煤田煤层气控气因素分析及赋存特征研究-论文.pdf

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1、2013年第10期中州煤炭总第214期荥巩煤田煤层气控气因素分析及赋存特征研究杨晓娜，牛亚丽，宋志敏(河南工程学院，河南新郑451191)摘要：荥巩煤田受构造运动影响，煤体结构破坏严重，主要以糜棱结构为主，煤层均呈粉状，渗透性差，影响该区煤层气的开发。分析了影响煤田的控气因素，指出在所有控气因素中，构造因素是该区最主要的控气因素；在综合分析控气因素的基础上，总结了该区煤层气赋存特征。关键词：构造运动；煤体结构；煤层气；地质因素；煤储层中图分类号：TD712，2文献标志码：B文章编号：1003～0506(2013)10—0037—03荥巩煤田位于巩义、荥阳市境内

2、，含煤地层走向方向相对应。长85km，倾向宽20km，面积约为1350km，蕴藏着丰富的煤炭和煤层气资源，勘探程度比较高。但受构造运动影响，煤体变形严重，结构破碎，渗透率低，使煤层气在开发过程中难以渗流扩散，制约着该区煤层气产业的发展。1区域地质背景荥巩煤田位于嵩箕构造区北缘荥密背斜的北翼，基本构造形态为地层走向近EW、倾向N20。E左图1荥巩煤田构造纲要右、倾角5。～20。的单斜构造；构造形迹以断层为主，按其展布方向，大致可以分为近EW、NE和NW2煤层发育特征3组(图1)，其中近EW断层最为发育，构成煤田的基本构造格架，表现为大型的背斜和压性或压扭性荥巩煤

3、田含煤地层为二叠系，总厚688．93m．断裂，如荥密背斜、崔岗断层、郭小寨断层。EW构自下而上可划分为4组9个煤段，即太原组为一煤造由于受后期构造运动的影响，构造形态受到多次段，山西组为二煤段，下石盒子组包括三、四、五、六破坏、改造，力学性质表现为压扭和张性的特征，呈煤段，上石盒子组包括七、八、九煤段。共含煤23“s”形或弧形展布，断裂呈高角度的正断裂形态。层，煤层总厚15．33113，含煤系数为2．2％。其中二，NW向构造为一组断裂，规模大、延伸远、切割深、线煤层赋存于山西组下部，上距砂锅窑砂岩60m，下性特征明显，且具有明显左行平移性质(如五指岭距L。石灰

4、岩2～20m，煤层厚0～23．8m，平均厚断层、薛店断层)，对煤层气的逸散起积极作用。4．30m，属中厚一厚煤层，局部含夹矸1～2层，煤层荥巩煤田自东向西发育有徐庄滑动构造、大峪较稳定，全区可采。全区煤化程度好，多为无烟煤。沟滑动构造等多个滑动构造，滑动构造的形成对煤受构造作用影响，二煤层厚度在走向上自西层产生了巨大的剪切应力作用，致使煤层在区域挤向东由厚到薄相间出现，全区共出现薄或无煤带50压构造背景上的变形进一步加剧，使煤层变浅。如处，面积26km，最大薄煤带13．5km。厚煤带与米河一贾峪滑动构造，由于滑动强度的差异，致使薄煤带在平面上分布不稳定，大峪沟

5、井田、谷山井东、西段煤层赋存好、厚度大，中段则较差，无煤带一田、王河煤矿出现大面积厚煤区，大峪沟井田东部、厚煤带一中厚煤带呈规律性分布，恰好与上盘滑移谷山井田东部、黄庄井田、三李西部和侯庄出现多处铲蚀带。收稿日期：2013一O6一O43控气因素分析作者简介：杨晓娜(1980一)，女，河南郑州人，助教，硕士，2009年毕业河南理工大学，现从事煤矿地质教学工作。荥巩煤田煤层气控气因素主要集中在地质因素·37·2013年第10期中州煤炭总第214期控气和煤储层控气2方面。其中地质因素控气主要(3)煤层顶底板岩性。煤层顶底板的岩性对瓦包括构造、煤层顶底板岩性、煤层埋深

6、、煤的变质程斯封存有着重要影响，当煤层的顶板岩性为致密度、地下水活动等；煤储层因素控气主要包括煤体结完整的岩石(如页岩、泥岩)时，煤层中的瓦斯比较构、裂隙、渗透性、煤层含气量等¨。容易保存起来。顶板为多孔隙或脆性裂隙发育的岩3．1地质因素石(如砾岩、砂岩)时，瓦斯就容易逸散。荥巩煤田(1)构造。在影响煤层气控气的所有因素中，煤层顶底板多以灰黑色砂质泥岩、泥岩为主，占含煤构造因素直接或者间接控制着含煤地层形成至煤层地层总厚的65％左右，岩性较致密，有利于煤层气气生成聚集过程中的每一个环节，是所有地质因素封存。中最为重要的控气因素，直接影响着煤层气的保(4)埋深。

7、煤层埋深是影响煤层气含量的地质存。因素之一。①随着埋藏深度的增加，煤层气向地表荥巩煤田受燕山一喜山期构造运动的作用，早运移的距离也增大，有利于煤层气封存；②随着深度期挤压收缩形成的荥密背斜使该区受到强烈推挤，的增加，煤层承受较厚的上覆地层压力，地压增大，晚期伸展拉张形成的边界正断层则使该区的中部处有利于煤层气的生成和保存。荥巩煤田计河井田煤于应力集中区，易造成煤与瓦斯突出。如煤与煤层层气含量与煤层埋深关系如图2所示，可以看出．随气突出最严重的新中煤矿和徐庄煤矿就位于应力增着埋深增加，煤层气含量增大。高区。其次该区断层多以张性为主，具有开放性质，35破坏了煤层气

8、的封闭性，使煤层气含量相对偏低。?2N