河?xùn)|煤田南部煤層氣控氣地質(zhì)因素研究

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1、李東：河?xùn)|煤田南部煤層氣控氣地質(zhì)因素研究河?xùn)|煤田南部煤層氣控氣地質(zhì)因素研究李東(山西省煤炭工業(yè)廳資源地質(zhì)局，山西太原030045)摘要：煤層氣是賦存在煤層中以甲烷為主要成分，以吸附在煤基質(zhì)的表面為主，并部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類(lèi)氣體。它與煤層相共生，具有“自生自?xún)?chǔ)”的特點(diǎn)，為非常規(guī)天然氣，其資源量豐富，在未來(lái)的生產(chǎn)生活中可以取代煤炭、石油、天然氣等其他有限的、不可再生的資源。開(kāi)發(fā)煤層氣可實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)先、改善能源結(jié)構(gòu)、讓環(huán)境保護(hù)與能源同步發(fā)展的目的，其潛力之大不可想象，開(kāi)發(fā)前景非常樂(lè)觀。在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，同時(shí)減少了煤礦

2、瓦斯事故的發(fā)生，可謂“一石四鳥(niǎo)”。通過(guò)近十幾年來(lái)對(duì)地質(zhì)理論研究和實(shí)地勘查。已取得一定的成效。關(guān)鍵詞：河?xùn)|煤田南部；煤層氣；含氣性；控氣地質(zhì)因素中圖分類(lèi)號(hào)：TD163~．1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000—8136(2013)14—0125一O2研究區(qū)位于河?xùn)|煤田南段，以往地質(zhì)研究程度在南部較高、間，沉積厚度在西部>4000m。在這漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化過(guò)程中，地北部很低，僅進(jìn)行過(guò)地表小比例尺的地質(zhì)調(diào)查工作，深部地質(zhì)工溫梯度并非一成不變，同時(shí)，不同地區(qū)的受熱因素也較為復(fù)雜。據(jù)作很少，大部分鉆探工作、物探工作和煤層采掘工作僅局限在研我們所

3、收集到的鉆孔測(cè)溫資料顯示，鄉(xiāng)寧礦區(qū)王家?guī)X區(qū)的地溫梯究區(qū)東側(cè)紫荊山斷裂帶的夾塊中。度為<3～4℃／100m，1084孔，孔深200m為14℃，孔深300m區(qū)內(nèi)含煤地層主要為二疊系下統(tǒng)山西組、石炭系上統(tǒng)太原為18℃，孔深400m為18．5℃，孔深500m為21．4℃，地溫梯度組，主要可采和局部可采煤層為7—1O層。為0．5～4~／100m。ZK123號(hào)孔，2號(hào)煤層深約408In，地溫為煤層的煤化作用受多種因素影響，一般來(lái)說(shuō)，有溫度、壓力、23．5℃，10號(hào)煤層深約466m，地溫為25．8℃，兩者深度差約58m，時(shí)間等，而溫度、壓力

4、又與埋藏深度、地溫梯度、巖漿活動(dòng)及構(gòu)造地溫差2-3℃，地溫梯度為3．98oC／100m。變動(dòng)等有密切的關(guān)系。就本區(qū)來(lái)看，巖漿活動(dòng)少見(jiàn)，但在本區(qū)東根據(jù)趙家灣區(qū)2、10號(hào)煤層地溫對(duì)比表(表1)，2號(hào)煤層地溫南側(cè)塔兒山、二峰山一帶，以及北側(cè)紫金山一帶見(jiàn)有中生代巖漿低于10號(hào)煤層，同一煤層地溫隨煤層埋深的增加而增高，兩者相巖。據(jù)目前的資料來(lái)看，它對(duì)本區(qū)南部和北端的煤化作用有一定差1．1～6．2℃，一般為2—3℃；煤層間距按60m計(jì)算，地溫梯度的影響，中部影響較小。本區(qū)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，渭北一中條隆起構(gòu)造為3I3—5．0℃／100m，稍高于地

5、溫正常區(qū)。107孔、2803孔和160較為發(fā)育，可能對(duì)南部邊緣地帶煤變質(zhì)有一定的影響。由此可孔，差值為4．5—6．2℃，地溫梯度達(dá)7．5一l0-3~el100m，為地溫見(jiàn)，煤層埋藏深度、地溫梯度和時(shí)間是控制本區(qū)煤化作用的主要異常。因素。表1趙家灣區(qū)2、10號(hào)煤層地溫對(duì)比表／℃煤孔號(hào)1煤系殘留厚度與埋深層6018011071081601621151141401124123l352003l30129l3l28032001區(qū)內(nèi)石炭二疊系殘留厚度為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埋深區(qū)主要分布在鄉(xiāng)寧礦區(qū)東南部和石樓北部的東側(cè)；15001OZ7．125．121舟23．824．q2634．024．125餾35．424．93I．439．529．42000m的埋深區(qū)主要分布在本區(qū)的中部；大于2000m的埋深差區(qū)主要分布在本區(qū)的西北部并延至陜西省境內(nèi)。值6．21．94．52．42．02．22．02．22_33．01．11．56．2本區(qū)自石炭二疊系沉積之后，整體仍處于下降階段，三疊系沉積厚度一般為1000—2500m，沉積中心在南

7、部，最大殘留厚本區(qū)北部柳林柳氣1孔，地溫梯度為3．28'E／100m。度為2347．5m，而東部邊緣地區(qū)大部已被剝蝕。侏羅系沉積時(shí)，本區(qū)南部(dE緯38。帶以南)，地溫梯度>3"C／100m。由此由于東部抬升，致使沉積中心移至西部，殘留厚度一般為500～可見(jiàn)，本區(qū)南部煤化作用比北部強(qiáng)，其中地溫也是重要的影響因800m。沉積中心殘留厚度達(dá)1000m左右。隨著東部進(jìn)一步隆素之一。起，使白堊系的沉積范圍僅限于東徑110。以西地區(qū)，殘留厚度一般為400800m。3時(shí)間綜上所述，本區(qū)的煤種展布與蓋層的厚度有密切的關(guān)系。高煤化作用程度不僅

8、與溫度和深度有關(guān)，而且與時(shí)間也有關(guān)和高中煤化帶的分布范圍與煤系埋深具有一致性。由此認(rèn)為影系，可以認(rèn)為煤化程度是煤受熱的溫度及其持續(xù)時(shí)間的函數(shù)，即響區(qū)內(nèi)煤變質(zhì)程度的主導(dǎo)因素是深層變質(zhì)作用。在短時(shí)間高溫條件下和長(zhǎng)時(shí)間低溫條件下可形成同一變質(zhì)程度2地溫梯度的煤。由于不同地區(qū)埋深發(fā)展