摘要：在淮南矿区利用地面钻探的方法，探明煤层气赋存情况，为煤层气开采提供有效依据。
关键词：煤层气；勘探
“十二五”期间，淮南矿业集团在淮南矿区张集、潘一、潘三、顾桥矿范围内施工煤层气勘探钻孔50口，进行煤层气（煤成气）资源探查，勘探钻孔分布情况见下图：
一、地质概况
本次勘探区位于淮南复向斜的内部及北翼的东段和中段，处于阜凤断层与上窑-明龙山断层之间，由南向北发育有谢桥-古沟向斜、陆塘背斜、陈桥-潘集背斜、朱集-唐集背斜等次级褶皱，同时受控于颍上陈桥断层、大兴集断层、朱集断层等。
二、工程技术方案
施工50个煤层气探查钻孔，通过取样测试及常规、中子、双侧向、双井径测井，取得煤层气储层含气性、含气量、渗透率以及煤层密度、裂隙发育特征、抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等参数，在综合分析淮南矿区煤层群煤层气成藏地质背景的地质基础上，对示范区煤层气（煤成气）资源勘探和开发前景进行评价。
三、工程设计
共设计50个钻孔，其中张集矿6个，顾桥矿27个，潘一矿4个、潘三矿13个，分5年实施，总工程量58498.61m。
四、实施效果
1、归纳总结了研究区煤层群的吸解解吸特征、揭示了各煤层吸附能力差异的影响因素、煤层群含气分布特征，确认了煤成气赋存层位。
研究区发育的煤层群中，13-1煤、11-2煤的理论吸附量最高，平均值分别为17.5504m³/t、17.7952m³/t，1煤的理论吸附量最低，平均值为16.1047m³/t，其它煤层的理论吸附量居中。影响煤的吸附能力的大小的因素包括煤的物理性质（煤的物质组成、煤的变质程度）、外部因素（煤的水分、温度、颗粒大小）。研究区煤层群吸附量高的煤层主要为埋深较浅的13-1煤和11-2煤，而埋深最深的1煤的理论吸附量偏低，研究区来自煤的外部条件如温度、压力及来自煤的内在物理性质如煤的变质程度对煤的吸附能力的大小影响较弱，揭示了影响研究区煤层群的吸附能力大小的主要因素为煤质和煤体变形程度。研究区中潘三矿各煤层含气量较高，顾桥矿各煤层含气量适中，张集矿较低。研究区各主采煤层含气分布虽然存在差异，整体表现为由南向北降低的特点。
中子、双侧向、双井径测井解释成果揭示煤成气主要赋存于二叠系煤系地层的粉砂岩中，不同钻孔显示的从含气层－气水同层－低产气层－气层的层数从4到至9层，含气层数及富气差异程度明显，石炭系地层没有明显含气储层，没有煤成气赋存。
2、分析了淮南矿区煤层群含气性的地质控制因素，进一步揭示了煤层群含气性赋存、分布的主要地质控制因素。
控制淮南矿区各煤层煤层气分布的因素是多方面的，包括含煤性、煤层厚度、地质构造、埋深与上覆地层厚度、煤的变质程度、煤质、顶底板岩性及水文地质条件等，其中含煤性、煤厚、顶底板岩性及水文地质条件对煤层含气性具有一定程度的影响，但其影响程度较弱，煤的变质程度、煤质、煤层埋深和地质构造对煤层含气量的分布影响明显，而煤层埋深、上覆有效地层厚度及地质构造是影响煤层气赋存与分布的最主要因素。含气量高值区域位于次级褶曲的背斜部位，处于北东向张性断裂发育区煤层含气量普遍较低，位于东西压性及压扭性断裂控制区域煤层含气量普遍较高，在顾桥矿普遍发育北西向的张性断层，导致张性断层发育区域煤层气明显降低；煤层赋存深度越深，煤层含气量越高，煤层含气量与煤层底板标高、煤层埋深之间呈现较好的相关性；煤层中挥发分含量分布对煤层含气量分布具有一定程度的影响，但影响不十分明显。煤中灰分含量的分布与煤层含气量分布规律并不完全同步，总体变化特点揭示了煤中灰分含量对煤层含气量具有一定的影响；不同主采煤层顶底岩性相近，但孔隙率具有随深度增加降低的趋势，也揭示了其封闭条件也越来越好，更有利于煤层气的封存；煤系地层内的各含水层相对较闭塞，流动缓慢，地下水活动对煤层气影响较小。
3、采用科学的评价方法，合理划分了煤层气（煤成气）评价单元和计算边界，确定了矿区煤层气（煤成气）资源类级和计算方法，获得了可靠的煤层气（煤成气）资源量。
研究共获得煤层气资源量435.77亿m3，其中1煤层的煤层气资源量75.43亿m3，4煤层的煤层气资源量62.23亿m3，5煤层的煤层气资源量37.73亿m3，6煤层的煤层气资源量36.98亿m3，7煤层的煤层气资源量8.59亿m3，8煤层的煤层气资源量61.25亿m3，11-2煤层的煤层气资源量为56.45亿m3，13-1煤层的煤层气资源量97.11亿m3。共获得煤成气潜在资源量8.72～22.60亿m3。
4、分别采用多因素叠合法和模糊物元分析方法，综合矿井各区块的煤储层含气性、物性，煤层气资源及可采性的变化特征，分析评价了煤层气开发潜力，划分并优选了煤层气有利区块。
13-1煤层的煤层气富集优选区主要分布在顾桥区块东部、丁集区块和潘三区块南部；富集有利区分布在顾桥区块南部北东向展布条带、丁集区块中西和中东部、潘三区块东部局部地区；富集良好区主要集中于丁集区块中部。
11-2煤层的富集优选区主要分布在顾桥区块西南、中部偏东，呈小块分布，在丁集区块南部分布面积较大；富集有利区集中在顾桥区块西南富集优选区外围及顾桥区块东南部、丁集区块中部偏西北和中南部，及潘三区块西南隅；富集良好区分布在顾桥区块西南和东部局部、丁集区块中部东西向展布区。
8煤层的富集优选区主要分布在顾桥区块东南、丁集区块南部、潘三区块东南隅；富集有利区主要分布在顾桥区块东南向北扩展外围、丁集区块中南部小范围及潘三区块中南、中东大部；富集良好区主要位于顾桥区块东北隅和丁集区块中部。
6煤层的富集优选区主要分布在顾桥区块中西部，面积达29.55km2，在丁集区块仅小范围分布；富集有利区主要分布在顾桥区块中部及中南偏西，及丁集区块西南隅和西北部。
4煤层的富集优选区主要分布在丁集区块中东部和潘三区块大部；富集有利区分布在顾桥区块东北及南部局部小块、丁集区块中部和潘三区块中部向东、西扩展外围；富集良好区主要位于丁集区块中北、中南和潘三区块中东部。
1煤层的富集优选区主要分布顾桥矿西北部。煤层气富集有利区主要分布在顾桥区块西北、东南大部和丁集、潘三局部。富集良好区主要在丁集区块。
五、结束语
淮南矿区煤层气资源虽然丰富，但是其赋存条件差异性也大，仅通过本次补勘的50个勘探钻孔资料得出的成果和结论不可能代表整个淮南矿区的储层特征，要探明淮南矿区煤层气储层赋存特征还需要进一步勘探。
参考文献：
[1] 煤田地球物理勘探原理.中国矿业大学资源与地球科学学院，2006
[2] 李周波.钻井地球物理勘探.地质出版社，2006.5
作者简介：
龙康（1983-），男，吉林松原人，工程师，从事矿井地质技术管理工作。
论文作者:龙康
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/13
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