古交新能源项目勘探开发

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摘要：随着我国科学技术的快速发展，新能源的开发和利用得到很大改善，为我国的发展做出了巨大贡献。目前，由于经济、企业、生产等方面发展的需求，使得我国现有资源逐渐紧缺，很多资源都出现枯竭的趋势。为了解决这一问题，国家开始大力发展新能源产业，采用先进的科学技术开发和利用新能源，以新能源来替代面临枯竭的有限资源。煤气层作为当前社会发展的重要能源，自身具备诸多优点，其开发和利用对我国发展具有重大影响。基于此，本文对我国古交新能源项目勘探开发现状及前景进行了研究，通过分析古交煤层气存储、含气性、渗透性以及可开发生产的数据等相关因素，从而对古交新能源勘探发现现状及前景进行研究，以便为后期的勘探、开采和研究提供有益参考。

关键词：勘探开发；现状；前景；古交区

1煤层气概述

1.1概述煤层气实际上是指煤矿中的一种烃类气体，主要的成分是甲烷，是煤炭产生的伴生资源，一般吸附在煤基颗粒的表面，只有一少部分是存在于煤炭空隙或是溶解在煤层水当中。煤层气属于天然气，但是并非是常规的天然气，最近几年受到各国的广泛关注。煤层气对我国的生产与化工产业具有非常重要的作用，是非常优质的能源与化工原料，也是当今社会的重要能源[1,2]。煤层气之所以被广泛的关注，是因为其用途非常广泛，可以应用在工业、民用、发电、汽车、化工等诸多领域当中，而且是一种情节型能源。要想成功的利用煤层气，就必须采用地面钻井或者是瓦斯抽放系统这两种开采方式，将其从井下开采出来。

1.2发展现状根据我国调查显示，在我国从事煤层气勘探的企业并不多，数量有限，规模较大，实力较强的煤层气勘探公司更是少的可怜。而且很多大型的勘探公司都是外资企业，本土企业甚少。目前，我国煤层气开采地区主要集中在河南与山西等地区，这些地区煤炭存储量丰富，含有大量的煤层气。根据我国相关的数据资料显示，至今为止，在地表下2000m以内的煤层气储量约为240亿m3。与正常的天然气相比，其存储量约为天然气的2倍多，是世界各国研究和开发的重点。煤层气的开采和利用起源于西方国家，西方诸国很早开始研究煤层气的勘探和开采工作，以及煤层气的利用工作，在这方面的成就较高，生产技术与开采技术相对成熟。我国为了大力开展煤层气勘探、开采工作，于2006年将其列入了“十一五”能源开发计划当中，针对我国煤层气现状，制定了合理、科学的实施措施，为我国煤层气勘探、开采企业提供了良好的发展机遇和平台。之后，为了鼓励煤层气企业的发展，提高煤层气的开发和利用，国家又出台了多种扶持和补贴政策，使煤层气的勘探与开采工作快速发展。在2007年，我国抽采瓦斯总量为47亿多m3。这47m3亿瓦斯当中，有44亿m3来自井下煤矿，是06年制定计划中规定数量的127%，可以说是超额完成勘探开采工作[3]。截至到2007年年底，我国的煤层气开采工作做出了巨大贡献，已探明的煤层气储量约为1340m3，每年用于商业的开采数量为4亿m3，是非常可观的。到2010年的时候，我国已探明的新增煤层气储量约为3000m3，实际的开采量达到了100亿m3。

2古交区

2.1概述古交区主要位于我国山西省太原市的西部地区，处于太原市、文水县与交城县的交界处，隶属这三个地区管辖域。古交区的总面积约为789平方千米，东西宽度约为32000m，南北长度约为38000m。本次论文之所以研究古交区的煤层气，是因为古交区是我国单行的炼焦煤基地，在国内享有盛名，是优质炼焦煤的盛产基地之一。古交区地下煤炭资源非常丰富，煤炭存储量客观，所以伴生的煤层气含量也非常丰富。根据相关的勘测、探查等，对古交区煤层气存储量进行了相关的统计，就目前为止，已探明的煤层气含量约为829亿m3。

2.2古交区地质特征古交区出现大量的煤炭与煤层气资源，与其地质特征有着密切的联系。从总体上进行分析，古交区实际上为复式向斜，发育次一级的褶皱及断裂。通过对煤田勘探资料的研究，发现本次煤层气地质构造并不复杂，相对简单，大部分的地质结构为宽缓的褶曲，断层发育非常少。所以说，古交区的单斜构造非常适合勘探，有利于当地煤层气的勘探发现。地层研究。以界划分古交区的地层，可以将其划分为新生界、中生界与古生界三大类。新生界主要有第三、四两系，第三系的厚度大约在40m之内，主要的构成成分是砂质粘土或黏土；第四系的厚度一般在1-330m之间，主要构成成分是粘土、亚粘土、砂质粘土和近代冲积层的砂石。中生界主要由三叠系组成，为刘家沟组，厚度约在276-1716m之间，地质组成成分主要由砂岩、泥岩和砾岩组成。古生界主要由二叠系、石炭系和奥陶系三个系列组成，二叠系分为上统和下统两个部分，上统为上石盒子组合石千峰组，石千峰组的厚度为140m，主要构成成分为粗砂岩、紫红色泥岩等，上石盒子组厚度在223-480m之间，岩性特征主要是各色泥岩和中、粗砂岩；下统主要是下石盒子组合山西组，山西组的厚度为56m，地质组成中的岩性特征为深灰色泥岩、粉砂岩和3-5层煤石炭系；下石盒子组的厚度为62m，地址组成中的岩性特征为黄色砂岩、粉砂岩和杂色砂岩。石炭系则是分为上统与中统，上统为太原组，厚度为106m，地质组成的岩性特征为灰白和深灰色砂岩、泥岩、粉砂岩，还有一些薄层灰岩，煤层数量约为5-14层；中统为本溪组，厚度约为106m，地质组成的岩性特征为杂色铁铝岩，和灰白色铝质粘土岩奥陶系；奥陶系为中统峰峰组，厚度为470m-700m之间，岩性特征为灰岩、白云质灰岩和泥岩。

3储层分析

通过对古交区地质特征的分析，可以看出含有煤炭资源的地层主要为二叠系下统山西组和石炭系中统太原组两个部分。太原组含有的煤炭层数约为4-8层，煤层的厚度约为0.74-9.74m，平均厚度为6.50m；山西组含有的煤层数量约为5-8层，煤层的厚度约为2.1-7.78m，平均厚度为4.27m。

3.1特征古交区的煤炭资源非常丰富，煤层数量较多，但是单层煤层厚度较薄，厚度大多数都在2米以下。该种形式的分布特征也是我国煤层发育的一种代表类型，对这种类型的煤层济宁勘探研究，有利于我国其他地区的地质勘探，能够为其他地区煤层勘察提供经验。古交区中的主力煤层总厚度约为20m左右，其深度多在1000m以内，方便煤层气的勘探开发和利用。由于古交区地质特征的影响，该地区的主力煤主要集中在山西组与太原组内，山西组内部的煤炭资源主要分布在西北部，以瘦煤为主，该组煤层平均厚度约为2.3m。太原组内部的煤炭资源主要分布在中部的庙沟灰岩下面，以贫煤为主；太原组的西部地区主要以瘦煤和焦煤为主。山西组的内探资源相对稳定，煤层的平均厚度约为3.9m，在古交区中属于厚度最大的煤层。太原组除了介绍的煤层之外，还具备环形薄煤带，煤层的厚度在1-3m之间。初次之外们还有北西向展布的薄煤带，其厚度约为2m。

3.2水文地质分析对古交区煤层气进行勘探之前，需要对古交区的水分地质状况进行研究，为今后的勘探开采奠定基础。在古交区内，与煤层发生直接水力联系的只有山西组、下石盒子组砂岩和太原组，这些水力一般都是以煤层为顶板，而区域内的煤层厚度较小，所以内涵水量较小，水性非常弱，在此地区内的地下水基本上处于滞流状态[4]。

3.3生产条件分析古交煤生产条件分析。通过该区域的矿井观察，结合钻进取心技术，发现古交煤的割理发育良好，而且具有良好的渗透性，其具体参数如下表1所示。

4煤层气勘探现状

古交区与位于西山煤田当中，我国1956年就开始对西山煤田进行勘探，经过几十年的发展，积累了大量的资料，所以有关该区域地质勘查工作方面的研究资料与文献有非常丰富。截止到目前，西山煤田的勘探工作基本上完成了80%以上，虽说每个区域或地区的勘探程度不相同，但是对当地的煤炭资源也有了一定的了解。在西山煤田的勘探工作当中，仅仅是钻孔工作就达到1400多个，探明地下煤炭存储量约200多亿吨。在该区域内，基本上无空白勘探区域，对已经勘探出的煤田分布、构造、质量已经有了初步的了解，为今后的煤炭开采和利用奠定了坚实的基础。古交区煤层气勘探方面的工作实施较早，早在上世纪90年代中期就开始了第一口煤层气钻孔施工。在今后的十几年里，又陆续钻出7口煤层气井（XG2-4、GJ1-4）。在2007年的时候，合作方泛亚大陆公司在该区域内进行了煤层气钻井工作，完成了3口井的施工，井号分别为（GJ-01、GJ-02、GJ-03）。钻井空座施工完成之后，采用测井、市井、取心、煤样解吸等方式，对这三口井内部的煤层气参数进行了解，对生产作业进行了可行性分析。在2010年的时候，为了更好的研究古交区煤层气勘探工作，以GJ03-1、GJ03-2、GJ03-3、GJ03-4为重点实验井组，对该区域的压裂参数进行了试验，实验所得基本数据为下表2所示。

5开发前景

煤层气具有诸多的优点，是世界各国争先发展的对象，是当今社会发展的重要能源，能够为我国的发展提供大量的能量。在今后，煤层气勘探具有很大的发展空间和前景。（1）我国煤炭资源储存量非常大，煤炭资源非常丰富，可利用、可开采煤层分布较广，煤层位置适合开采，这些条件为煤层气的勘探开采奠定了良好的基础；（2）煤层气产量高，可利用价值非常高，是重要的新能源，具有非常大的开发价值；（3）煤层气是清洁型、优质型能源，有利于环境保护工作的实施，符合我国当前绿色节能策略的开展；（4）古交区域内的地质条件优越，为煤层气的开发和利用提供了便利的条件；（5）古交距离山西省省会太原市非常近，具有良好的交通环境和条件，为煤层气开发和运输创造了条件，所以说煤层气勘探开采具有非常好的市场前景。

6结束语

煤层气具有非常重要的作用，是良好的汽车、民用、工业、化工燃料，对环境保护具有重要作用。因此，必须要重视煤层气的勘探开发工作，通过分析古交煤层气储量与现状，为当地的勘探与开采工作奠定良好的基础，争取尽早开采和利用，加快我国煤层气的开采步伐。

参考文献：

[1]秦勇，袁亮，胡千庭，胡爱梅等.我国煤层气勘探与开发技术现状及发展方向[J].煤炭科学技术，2012（10）.

[2]赵贤正，李梦溪等.沁水盆地南部高阶煤层气成藏规律与勘探开发技术[J].石油勘探与开，2016（02）.

[3]赵欣，姜波等.煤层气开发井网设计与优化部署[J].石油勘探与开发，2016（01）.

[4]欧阳永林，王波等.煤层气封闭体系及其与煤层气富集的关系[J].天然气工业，2016（10）.

作者：张振海 单位：山西煤炭地质148勘查院