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1、·16·科技論壇依蘭礦區(qū)煤層氣資源特征分析王曉永（黑龍江省煤田地質(zhì)勘察設(shè)計研究院，黑龍江哈爾濱150008）摘要：本文主要從區(qū)域地質(zhì)概況和含煤地層的發(fā)育特征入手，通過對依蘭礦區(qū)達(dá)連河組煤層氣控氣地質(zhì)因素的分析，從而預(yù)測其煤層氣勘探開發(fā)前景。關(guān)鍵詞：達(dá)連河組；斷層；煤層氣；蓋層煤層氣俗稱煤礦瓦斯，是煤礦安全生產(chǎn)的隱形殺手。因其燃燒只產(chǎn)生二氧化碳和水，煤層氣成為當(dāng)今能源體系中非常重要的清潔型能源。目前我國山西、阜新等地區(qū)的煤層氣勘探開發(fā)技術(shù)水平已經(jīng)趨近成熟，而黑龍江省煤層氣的發(fā)展現(xiàn)狀與其自身的資源潛力還很不協(xié)調(diào)，因此分析研究依蘭礦區(qū)達(dá)連河組煤層氣的資源特征，對下一步依蘭地區(qū)的煤層氣
2、勘探開發(fā)具有指導(dǎo)性的意義。1地質(zhì)概況1.1區(qū)域構(gòu)造背景。依蘭煤田位于黑龍江省松花江與牡丹江匯合處，整個煤田呈北東向展布，分為北部坳陷區(qū)、中部隆起區(qū)和南部坳陷區(qū)，含煤盆地類型屬于斷陷型盆地。依蘭礦區(qū)在地質(zhì)構(gòu)造上位于南部坳陷的東北部，為一條走向近東西，向南傾斜的單斜構(gòu)造。礦區(qū)面積17.5km2，區(qū)內(nèi)構(gòu)造比較簡單，共有10余條張性正斷層，斷距50-150米，地層傾角10-20度。1.2地層發(fā)育特征。依蘭礦區(qū)的地層基底為海西期花崗巖，含煤地層為第三系的達(dá)連河組，其上部被第四系覆蓋。達(dá)連河組（E2d），是以湖泊、河流相為主的陸相含煤、油頁巖、碎屑巖的沉積建造，最小厚度幾十米，最大厚度上千
3、米。自下而上分為下部含煤段，中部油頁巖段，上部砂礫巖段。1.2.1下部含煤段Ⅰ：沉積特征為扇三角洲沉積環(huán)境，底部發(fā)育含礫粗砂巖，厚度幾十米，小至尖滅；上部發(fā)育厚煤層，累計共有5層煤，4層可采，一般厚度10～60m。含植物化石。1.2.2中部油頁巖段Ⅱ：沉圖1依蘭礦區(qū)地層綜合柱狀圖積特征為半-深湖沉積環(huán)境，主要發(fā)育巨厚層的油頁巖，最小厚度幾十米，最大厚度上百米。油頁巖段有由北向南變薄的趨勢，中部厚，四周??；受下部砂礫巖段的影響，砂礫巖向南增厚，油頁巖段變薄。含動物化石。1.2.3上部砂礫巖段Ⅲ：沉積特征為河流、扇三角洲和沖積扇沉積環(huán)境。本段地層下部發(fā)育多個旋回，每個旋回包含礫巖或
4、含礫粗砂巖及細(xì)粉砂巖，上部發(fā)育向上序列?，F(xiàn)控制厚度在0-187.12m。2煤層氣控氣地質(zhì)因素2.1煤系與主要煤層特征。依蘭礦區(qū)的含煤地層時代屬古近系，含煤系數(shù)達(dá)3.4～9.1%，含煤密度達(dá)2160～1250萬噸/km2。全煤層總厚12.28～46.19m，平均27.24m，一般為5～14m。煤種主要為長焰煤及少量氣煤。由于長焰煤主要處于生氣階段，儲氣能力較弱，因此游離氣量會較多，可以保證前期排采氣量。依蘭礦區(qū)煤層具有以下特點：①煤層近東西向展布，向東向南變薄，而向西向北有增厚趨勢。②含煤性在淺中部由東向西和由北向南變好，即煤層增多，厚度變大，煤厚度由不穩(wěn)定到穩(wěn)定。北部偏西具有三
5、個圖2依蘭礦區(qū)達(dá)連河組煤層厚度等值線圖富煤中心，集中在zk60-239、zk60-242、zk04-10附近。在正斷層不甚發(fā)育的區(qū)域。2.2圍巖封閉條件。2.2.1蓋層。依蘭礦區(qū)在煤層的頂板普遍發(fā)育厚2.3水文地質(zhì)條件。依蘭礦區(qū)地下水的富水性受兩種因素影響，一是層的油頁巖，該油頁巖是由巨厚的湖泊相油頁巖和薄層粉砂巖組成。一基巖的風(fēng)化程度，處于風(fēng)化裂隙帶的砂礫巖的富水性較強，而風(fēng)化帶以般厚約70～140m。油頁巖對煤層氣的保存和富集起到一定的促進(jìn)作下的砂礫巖則含水微弱或為隔水層。二是受巖性的控制，砂巖相對富水用。本區(qū)內(nèi)油頁巖段厚度變化規(guī)律與煤層相似，向東部邊緣變薄，逐漸性強，而本
6、區(qū)煤層含水性較弱，處于煤層群上部的油頁巖段則是良好的遠(yuǎn)離煤層頂板而與之尖滅。向西、向北部變厚，之后再分叉變薄與尖滅。隔水層。由于本區(qū)的煤層段的上下部均有良好的隔水層，因此煤層中的本區(qū)內(nèi)的大段油頁巖受構(gòu)造抬升作用的影響，淺部被剝蝕，而深部沒有甲烷能夠最大限度的富集成藏。任何影響。這段油頁巖全區(qū)發(fā)育，厚度大且穩(wěn)定，裂隙基本不發(fā)育，孔隙結(jié)束語率低、滲透率小，封閉性極為良好，所以甲烷的解吸及逸出量就會降低達(dá)連河組含煤地層發(fā)育的煤層連續(xù)穩(wěn)定，厚度大而且變質(zhì)程度相到最小的水平，因此該段油頁巖是煤儲層最理想的封蓋層。2.2.2斷層。對較高，煤層頂板發(fā)育厚層的油頁巖成為良好的蓋層。雖然由于受構(gòu)
7、造本區(qū)斷層比較發(fā)育，主要有北東向、北西向兩組斷層，以正斷層為主，逆抬升的影響，淺部被剝蝕，煤層氣有所散失，但向深部氣體保存較好。煤斷層次之。正斷層也就是張性斷裂，不僅能夠破壞煤層的連續(xù)性，而且層含水性較弱，對煤層氣的保存非常有利。因此，依蘭礦區(qū)煤層氣的勘能夠在地殼抬升剝蝕的過程中，造成煤層氣的逸散；而逆斷層具有一定探開發(fā)必將有一個非常好的前景。的封閉性，反而有利于煤層氣的賦存。所以煤層氣施工井位要盡量布置作者簡介：王曉永（1983-），男，黑龍江省哈爾濱市人，工程師，2006年本科畢業(yè)于遼寧
