山西沁水煤層氣田地質(zhì)特征

1、山西沁水煤層氣田地質(zhì)特征1自然地理環(huán)境沁水煤層氣田位于沁水盆地南部北緯360以南，行政區(qū)劃隸屬于山西省晉城市，包括晉城、高平、沁水、陽(yáng)城等縣市。區(qū)內(nèi)地形為丘陵山地，溝谷發(fā)育，切割較深，地面海拔580m1300mo較大的河流為沁河，其它有固縣河等支流常年有水，大多匯入沁河。氣候?yàn)榇箨懶詺夂颍瑫円箿夭钶^大。2構(gòu)造特征里必區(qū)地形為山地地形，地表?xiàng)l件復(fù)雜，山體陡峭，溝谷切割，基巖出露，地表高差大，海拔高度700-1200m,總體構(gòu)造形態(tài)為一北西傾斜坡帶地層平緩，地層傾角一般2。7。，平均4。斷層不發(fā)育，斷距大于20m的斷層僅在西南部分布，主要有寺頭斷層以及與之伴生的次一級(jí)斷層，呈一組北東向一東西向正斷

2、層組成的弧形斷裂帶。區(qū)內(nèi)低緩、平行褶皺普遍發(fā)育，呈近南北和北北東向，褶皺的面積和幅度都很小，背斜幅度一般小于50m,延伸長(zhǎng)度5km10km,呈典型的長(zhǎng)軸線性褶皺。3含煤層簡(jiǎn)況沁水區(qū)塊地層由老至新包括下古生界奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）、上古生界石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）、上統(tǒng)太原組（C3t）、二疊系下統(tǒng)山西組（P1s下石盒子組（P1x）、上統(tǒng)上石盒子組（P2s）、石千峰組（P2sh）、中生界三疊系T、新生界第三系（N）、第四系（Q）,其中主要含煤地層石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，在盆地內(nèi)廣泛分布，是本區(qū)煤層氣勘探主要目的層。山西組：為三角洲沉積，一般有三角洲前緣河口砂壩、支流間灣逐漸過(guò)渡到

3、三角洲平原相。地層厚度8m90m,一般60m左右，巖性為灰、深灰色砂泥巖互層夾煤層。本組一般含煤2層4層，自上而下編號(hào)為1#4#,其中3#煤?jiǎn)螌雍穸却螅珔^(qū)分布穩(wěn)定，總體具有東北厚西南薄的趨勢(shì)，為山西組主要煤層。沁水地區(qū)為3#煤層發(fā)育區(qū)，厚度3m8m,局部夾炭質(zhì)泥巖和泥巖夾研12層。3#煤層頂板巖性主要為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，底板主要為粉砂巖和泥巖。泥巖作為煤層頂、底板封蓋層有利于煤層氣的保存和集聚。該組底部的K7砂巖，為本組底部的分界標(biāo)志層，厚度最大可達(dá)10m,一般5m左右，以灰、灰白色中一細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖及石英砂巖為主，局部可相變?yōu)榉凵皫r。太原組：為一套海陸交互相沉積的復(fù)合沉積地層，厚度59m

4、125m,一般大于70m,巖性為中-細(xì)粒砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、灰?guī)r和煤互層，由5個(gè)從碎屑巖到石灰?guī)r沉積的垂向?qū)有驑?gòu)成，體現(xiàn)了海退-海進(jìn)沉積旋回過(guò)程。本組含煤層6層12層，自上而下編號(hào)為5#1。其中底部15f煤層單層厚度大、分布穩(wěn)定，是本區(qū)主力煤層，厚度5.2m6.65m。15#直接頂板巖性主要為泥巖或含鈣泥巖，底板主要為泥巖。K2石灰?guī)r常常成為15#1層的直接頂板，造成煤層氣運(yùn)移逸散，使煤層氣井產(chǎn)水量增加。該組底部普遍發(fā)育的K1砂巖及中上部數(shù)層淺海相石灰?guī)r為其重要的區(qū)域?qū)Ρ葮?biāo)志層。3.1 K1砂巖。為本溪組與太原組分界的區(qū)域標(biāo)志層。巖性為灰、灰白、灰綠色中一粗粒或細(xì)粒石英砂巖、石英雜

5、砂巖及巖屑石英雜砂巖，局部可相變?yōu)榉凵皫r或泥巖。厚度最大可達(dá)10m,一月S5m左右。3.2 K2K5灰?guī)r區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育4層5層石灰?guī)r，K2K5灰?guī)r分布穩(wěn)定，是重要的區(qū)域?qū)Ρ葮?biāo)志層。其中K5灰?guī)r穩(wěn)定性較差，在部分地區(qū)相變?yōu)楹Ｏ嗄嗷規(guī)r。4分組地層巖性簡(jiǎn)述，本區(qū)自上而下地層依次為：4.1 新生界第四系（Q）井段：巖性為棕黃、褐黃色粘土夾粉一中砂層及砂礫層。與下伏地層呈角度不整合接觸。4.2 古生界二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）上部為灰綠、紫紅色中一細(xì)砂巖與紫紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖互層；中部為灰白色中粗砂巖、含礫砂巖夾深灰色泥巖、粉砂巖；下部為灰色含酶礫粘土巖。與下伏地層整合接觸。4.3 古生界二

6、疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）上部綠、灰綠色粉、細(xì)砂巖；中部為灰、灰白色中砂巖夾粉一細(xì)砂巖;下部為灰、深灰色泥巖與灰、淺灰色粉一細(xì)砂巖互層；底部為灰、灰白色中粒砂巖（K8砂巖）。與下伏地層整合接觸。4.4 古生界二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）巖性為灰、深灰、灰黑色粉砂質(zhì)泥巖與淺灰色粉一細(xì)砂巖、中砂巖及黑色煤互層，底部為灰、灰白色粉砂巖、細(xì)砂巖（K7砂巖）。3#煤層為該區(qū)主力煤層。與下伏地層整合接觸。4.5 古生界石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）上段巖性為深灰色、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖、灰色細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖?；?guī)r及煤層組成。中段由深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰黑色炭質(zhì)泥巖、灰色灰?guī)r、細(xì)砂巖及煤層組成。下

7、段頂為主力煤層1©煤層，具下為深灰色砂質(zhì)泥巖及灰色細(xì)砂巖。與下伏地層整合接觸。4.6 古生界石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）灰色鋁土質(zhì)泥巖、深灰色砂質(zhì)泥巖、灰黑色炭質(zhì)泥巖夾灰色細(xì)砂巖及黑色煤層。與下伏地層不整合接觸。4.7 古生界奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）主要為灰色厚層純灰?guī)r、花斑狀灰?guī)r和角礫狀灰?guī)r。山西煤層氣發(fā)展現(xiàn)狀2017年8月23日，山西省國(guó)土資源廳發(fā)布消息，山西省榆社-武鄉(xiāng)深層煤層氣資源調(diào)查項(xiàng)目取得重大突破，經(jīng)國(guó)土資源部專(zhuān)家初步論證，預(yù)測(cè)煤層氣、頁(yè)巖氣資源總量超過(guò)5000億立方米（約合4億噸原油當(dāng)量），屬超大型氣田，具備建設(shè)大型煤層氣產(chǎn)業(yè)基地的資源條件。榆社-武鄉(xiāng)區(qū)塊是2015年省

8、政府批準(zhǔn)實(shí)施的煤層氣、頁(yè)巖氣綜合勘查項(xiàng)目，工作面積為1219.72平方公里。經(jīng)勘查，其中煤層氣資源量2414.56億立方米，頁(yè)巖氣資源總量3040.95億立方米，為超大型氣田（資源量大于300億立方米為大型氣田）。其中在有利區(qū)388.51平方公里內(nèi)，已獲得煤層氣、頁(yè)巖氣資源量1812億立方米。2017年4月5日進(jìn)行了點(diǎn)火試采，單井日產(chǎn)量可達(dá)1000立方米。據(jù)山西省國(guó)土資源廳廳長(zhǎng)許大純介紹，榆社-武鄉(xiāng)區(qū)塊氣田煤層埋藏深度大于1300米，突破一般煤層氣勘查在1000米以內(nèi)的深度，標(biāo)志著山西省深部煤層氣勘探取得了重要技術(shù)創(chuàng)新和突破。山西或成中國(guó)第四大天然氣產(chǎn)區(qū)在過(guò)去十幾年時(shí)間當(dāng)中，山西省因?yàn)槭a(chǎn)煤炭

9、而聞名。隨著中國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，中國(guó)能源消費(fèi)逐步向著低碳方向發(fā)展，煤炭消費(fèi)產(chǎn)業(yè)受到一定沖擊。但山西省擁有的另外一種資源卻在隨之崛起，這就是伴隨煤炭而存在的煤層氣。據(jù)悉，山西省埋深2000米以淺的煤層氣預(yù)測(cè)資源量約為8.3萬(wàn)億立方米（約合66億噸石油）,占全國(guó)總量近1/3。山西煤層氣儲(chǔ)量豐富，這一產(chǎn)業(yè)已經(jīng)被山西當(dāng)?shù)亓袨橹攸c(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)8月21日，山西省發(fā)布山西省煤層氣資源勘查開(kāi)發(fā)規(guī)劃（2016-2020年）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)規(guī)劃）。根據(jù)規(guī)劃，到2020年，山西省將力爭(zhēng)煤層氣抽采量達(dá)到200億立方米，地面開(kāi)采產(chǎn)能建設(shè)達(dá)到300400億立方米/年。這意味著三年之后，山西省的煤層氣利用率最高可超過(guò)200億方，這

10、相當(dāng)于一個(gè)年產(chǎn)1600萬(wàn)噸的油田，可進(jìn)入中國(guó)油氣田產(chǎn)量排名前十。而且根據(jù)規(guī)劃的遠(yuǎn)景目標(biāo)，到2025年，預(yù)計(jì)增加探明地質(zhì)儲(chǔ)量5000億立方米，產(chǎn)量達(dá)到250350億立方米/年。而250350億方煤層氣量，可匹敵塔里木油田和西南油氣田的天然氣年產(chǎn)量，這將使山西省躋身中國(guó)的四大天然氣產(chǎn)區(qū)之一。截至2015年底，山西省累計(jì)探明煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量5784.01億立方米，約占全國(guó)的88%。主要分布在沁水盆地和鄂爾多斯盆地東緣，其中沁水煤田4341.18億立方米，河?xùn)|煤田1228.55億立方米，西山煤田214.28億立方米。在2015年，山西省煤層氣產(chǎn)量達(dá)到60億立方米（約合480萬(wàn)噸原油當(dāng)量）。根據(jù)山西省的規(guī)

11、劃，沁水煤田和河?xùn)|煤田將成為重點(diǎn)打造的兩大煤層氣產(chǎn)業(yè)基地。在山西從事煤層氣開(kāi)發(fā)的多家企業(yè)，可能因此獲得新的發(fā)展機(jī)遇。誰(shuí)將分享山西千億元天然氣市場(chǎng)？按照規(guī)劃，2020年山西省煤層氣勘探、抽采、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)化全產(chǎn)業(yè)鏈條產(chǎn)值達(dá)到1000億元左右。目前，山西省內(nèi)從事煤層氣產(chǎn)業(yè)的公司包括晉煤集團(tuán)藍(lán)焰煤層氣公司、中石油華北油田山西煤層氣勘探開(kāi)發(fā)分公司、中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司、亞美大陸煤層氣公司等。其中山西藍(lán)焰煤層氣公司是中國(guó)最大的煤層氣開(kāi)發(fā)企業(yè)。該公司成立于2003年，是晉城煤業(yè)集團(tuán)下屬的專(zhuān)門(mén)從事煤層氣的企業(yè)，承擔(dān)晉城煤業(yè)集團(tuán)地面煤層氣抽采及利用工作，總部位于沁水縣嘉峰鎮(zhèn)。據(jù)悉，山西藍(lán)焰煤層氣公司已累計(jì)建設(shè)完

12、成煤層氣地面抽采井3000余口，日抽采氣量突破330萬(wàn)立方米，年抽采能力15億立方米，地面煤層氣抽采總量占到全國(guó)的60.7%。除了山西當(dāng)?shù)仄髽I(yè)，三大石油公司也有參與山西煤層氣的開(kāi)采，而其中最突出的，莫過(guò)于中石油華北油田。中石油華北油田是山西沁水盆地煤層氣田的主要作業(yè)者之一。2006年5月29日，華北油田山西煤層氣分公司正式成立，并在當(dāng)年鉆井超過(guò)100口。截止2016年，華北油田山西煤層氣分公司有投產(chǎn)井近2250口，已建產(chǎn)能年20億立方米，日產(chǎn)氣量超過(guò)230萬(wàn)立方米。華北油田在沁水盆地煤層氣的探明儲(chǔ)量有2800多億立方米，產(chǎn)量達(dá)到43億立方米。在煤層氣開(kāi)采技術(shù)方面，華北油田已成為國(guó)內(nèi)最領(lǐng)先的企業(yè)

13、之一。在煤層氣的地質(zhì)研究、工程技術(shù)、生產(chǎn)管理等方面，都累積了不少經(jīng)驗(yàn)。華北油田在沁水的FZP04-5V煤層氣水平井，目前單井累計(jì)產(chǎn)量已超過(guò)1億立方米。值得一提的是，在山西開(kāi)發(fā)煤層氣過(guò)程中，華北油田開(kāi)展了獨(dú)特的數(shù)字化氣田建設(shè)，在國(guó)內(nèi)也處于領(lǐng)先地位由于在沁水盆地的煤層氣田地處山區(qū)，氣田生產(chǎn)管理極為不便，所以在煤層氣田建設(shè)初期，華北油田就開(kāi)始引入自動(dòng)化控制技術(shù)。自2006年進(jìn)入山西后，華北油田用6年時(shí)間在沁水盆地南部建成了中國(guó)第一個(gè)數(shù)字化、規(guī)?；?、智能化煤層氣田示范工程。在山西，華北油田還同各類(lèi)企業(yè)展開(kāi)了煤層氣技術(shù)、區(qū)塊方面的合作。與其合作的企業(yè)包括山西能源集團(tuán)、格瑞克、亞美大陸、山西潞安集團(tuán)、山西

14、蘭花集團(tuán)等。除了自營(yíng)區(qū)塊，華北油田也有多種形式的合作區(qū)塊。包括和山西能源的中中合作、和格瑞克（成莊）、亞美大陸（馬必）的中外合作。截止2017年8月，華北油田今年已在山西完鉆107口煤層氣井，并計(jì)劃新鉆井157口。在鉆井行業(yè)當(dāng)前低迷的市場(chǎng)環(huán)境下，這一業(yè)務(wù)量可謂耀眼。華北油田計(jì)劃到2020年，煤層氣年產(chǎn)量達(dá)到20億方。山西將引發(fā)煤層氣革命中國(guó)煤層氣資源極為豐富。據(jù)悉，中國(guó)埋深2000米以淺的煤層氣資源有36.81萬(wàn)億方，居世界第三位。美國(guó)能源情報(bào)署（EIA）去年曾發(fā)布預(yù)測(cè)，到2040年，中國(guó)煤層氣產(chǎn)量將占到全國(guó)天然氣總產(chǎn)量的25%。所以，煤層氣的前景不可謂不誘人。但在過(guò)去10年時(shí)間當(dāng)中，煤層氣的勘探開(kāi)發(fā)總體并不十分順利。來(lái)自技術(shù)、礦權(quán)、基礎(chǔ)設(shè)施等方面的阻礙，讓煤層氣產(chǎn)量沒(méi)有達(dá)到最初規(guī)劃的目標(biāo)。對(duì)于煤層氣開(kāi)采，不少企業(yè)也開(kāi)始選擇退出。但隨著全球新一輪天然氣熱潮的興起，中國(guó)對(duì)煤層氣的熱情又一次燃了起來(lái)。國(guó)家不僅提高了十三五”期間煤層氣的補(bǔ)貼，在去年11月還發(fā)布了煤層氣勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目進(jìn)口物資免征進(jìn)口稅收的通知。值得注意的是，為了加快資源勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)程，山西省這次推出的煤層氣規(guī)劃還提出，除了穩(wěn)步推進(jìn)煤層氣勘查開(kāi)采體制機(jī)制改革，有序放開(kāi)煤層氣上游勘探市場(chǎng)，引入社會(huì)資本，還將整合省內(nèi)煤層氣資源勘查開(kāi)發(fā)力量，成立山西省煤層氣開(kāi)發(fā)的旗艦企業(yè)，承接省級(jí)財(cái)政投資勘