山东省煤层气资源状况浅析

Question

如题所述

Answer 1

陈平¹　姜明丽²　孙明明²　张心彬²

（1.山东省煤田地质局地质矿产处 山东泰安 271000；2.山东煤炭地质工程勘察研究院 山东泰安 271000）

作者简介：陈平，1964年生，女，山东邹平人，主要从事地质技术和管理工作。

摘要 根据以往研究资料，概述了山东省煤层气的分布特点及影响煤层气含量较低的主要地质因素，重点对煤层气含量较高的黄河北煤层气预测区、淄博煤田煤层气预测区、章丘煤田煤层气预测区、阳谷—郡城—曹县一带的煤田进行了分析，提出了山东省今后开发煤层气的地区和方向。

关键词 山东省 煤层气 资源状况 前景分析

A Preliminary Analysis on CBM Resources Conditions of Shandong Province

Chen Ping¹，Jiang Mingli²，Sun Mingming²，Zhang Xinbin²

（1.Geology and Mineral Resources Department of Shandong Provincial Bureau ofCoal Geology，Tai'an 271000；2.Shandong Research Institute of Coal Geological＆Engineering Survey，Tai'an 271000）

Abstract：Based on the acquired information of CBM resources of Shandong Province，the paper introduced the distribution characteristics of CBMof Shandong Province and the primary geological influence factors leading to the low contents of CBM，and mainly analyzed the CBM prediction areas of Huanghebei coalfield，Zibo coalfield，Zhangqiu coalfield and coalfields around Yanggu，Juancheng and Caoxian with high contents of CBM.Finally，the paper pointed out the possible regions and directions of CBM developments in Shandong Province.

Keywords：Shandong Province；CBM；resources conditions；prospective analysis

1 山东省煤炭资源分布特点

据以往有关研究资料，全省地下有煤赋存的地域广阔，约为48000km²，占全省总面积的1/3。第三次煤田预测与评价研究，全省-2000m以浅含煤面积约1.6×10⁴km²，煤炭资源总量约696×10⁸t。其中已做过地质勘查工作的含煤区面积6844km²，地质勘探储量291.71×10⁸t；预测区面积 9588km²，预测储量 405.21×10⁸t，预测储量中可靠储量334.3×10⁸t，占 82.5%，可能储量 47.25×10⁸t，占 11.7%，推断储量 23.66×10⁸t，占5.8%。

2 煤系地层

我省煤系时代有：石炭二叠纪、早中侏罗世、古近纪和第四纪。其中以石炭二叠纪的煤炭资源占绝对优势，计有储量655.73×10⁸t，占总储量的94.1%；古近纪煤系分布局限，储量不大，主要分布于黄县、昌邑、潍坊、昌乐等地，计有储量39.34×10⁸t，占总储量的5.6%，其中已探明并正在开发的黄县和昌乐五图两处。早、中侏罗世煤系分布零星，仅坊子-淄博一带有发现，有工业开采价值的只有坊子煤田，储量1.85×10⁸t，占总储量的0.3%。第四纪泥炭在鲁东半岛和鲁西有局部零星分布，规模较小，第二次煤田预测储量只有0.01×10⁸t。

3 煤类

全省煤炭类型比较齐全，但烟煤多，非烟煤少。烟煤中以气煤肥煤为主，且主要分布于鲁中、鲁西南地区。全省还有褐煤、长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤和无烟煤，此外尚有天然焦和泥炭。其中预测储量烟煤占81.6%，无烟煤占7.2%，褐煤、长焰煤占6.9%，其他为天然焦或混合煤类。即变质煤和高变质煤较少，而中等变质居多。

4 煤层气（瓦斯）分布情况

煤层气属典型的自生自储天然气储层，山东省煤田虽多，但煤层气的赋存情况却不尽相同。

山东省主要为石炭-二叠纪、早-中侏罗纪和古近纪3个大的聚煤期，煤田较多、分布广，煤炭资源较丰富，几乎在山东所有煤田中都发育有煤层气。由于历经三叠纪、侏罗纪、白垩纪长达1亿多年的地质时期，使煤系地层承受了长期沉积间断和剥蚀作用，使山东大多数石炭-二叠纪煤田以孔隙大的砂岩（山西组顶板）和灰岩（太原组顶板）为顶板的煤层气中，煤层气极易逸散，因此鲁中南地区石炭-二叠纪煤田中的煤层气含量低；只有以泥岩为煤层顶板或厚大的新生代地层为盖层的煤田时，其煤层中的甲烷气才能得到最多的保存，才能形成具有工业利用的煤层气。具有这样煤气气藏条件的煤田主要分布在：①鲁西隆起北缘、齐广断裂以南的在平-齐河-章丘-淄博一带；②济阳拗陷东部的东营、惠民和沾化凹陷内；③鲁西隆起西缘的阳谷-鄄城-曹县一带的煤田。

总体上来看，在全省范围内煤层气含量普遍较低，仅黄河北煤田、阳谷-鄄城-曹县煤田、章丘-淄博和滕县煤田许楼井田煤层气含量较高。

4.1 黄河北煤层气预测区

黄河北煤田煤层气预测区位于鲁西断块隆起西北边缘，刘集断裂东北侧，齐（河）-广（饶）断裂带的东南侧，其范围与该煤田分布范围一致，面积约2200km²。地跨东阿、长清、齐河、历城、高唐、禹城、济阳七县区，地理坐标为东经116°20＇00〞～117°20＇00〞，北纬36°25＇00〞～36°50＇00〞。其中沿黄河分布的旦镇、赵官镇、长清、袁庄、济西、齐东六个井田已进行煤田勘查，控制面积209.2km²，探明储量11.6×10⁸t。

该煤田各煤层含气量由勘探区浅部向深部逐渐增高。据此将该煤田的煤层气含量从平面上划分四个区带，由南部露头到北部的齐广断裂带依次为：低含量区，煤层气含量小于4m³/t；中等含量区，煤层气含量在4～8m³/t之间；较高含量区，煤层气含量在8～16m³/t；高含量区，煤层气含量大于16m³/t（见表1）。

表1 黄河北煤田煤层气资源量估算结果

从该煤田煤层气资源量的初步估算可知，煤层气总资源量为1649×10⁸m³，表明该煤田煤层气资源潜力很大。

从资源量构成上看，在煤田勘探区内预测资源量较小，估算约70.20×10⁸m³，这主要与甲烷风化带内煤层气含量较低有关。而该煤田煤层气资源主要由北部煤田预测区内深部推测的资源量为主，估算煤层气资源量为1578.87×10⁸m³，这表明黄河北煤田今后煤层气勘查与开发的地质优选区域，应在煤田北部的含煤预测区。

4.2 淄博煤田煤层气预测区

淄博煤田煤层气预测区位于淄博市境内，东跨青州市。煤田西以禹王山断层与章丘煤田为界，东为西营-高柳断层，南起煤系底界露头，北到齐广断裂带南侧，面积约1500km²。其中已进行煤田勘查面积近800km²，预测含煤面积795km²。

资源量类别的划分，将煤田南部和中部已进行煤田普查勘探的区域划分为预测资源量；将西部、北部预测区划为推测资源量。（淄博煤田煤层气资源估算结果见表2）

从表2 可看出，该煤田煤层气总资源量为204.94×10⁸m³，表明煤层气资源潜力较大。从煤层气资源量分类预测看，该煤田已进行煤田勘探的区域，其预测资源量较少，约32.24×10⁸m³，主要是由于勘探区总面积相对较小（268.7km²），且采用煤炭保有储量进行估算的。煤层气含量最高的西部与北部预测区（包括6个含煤预测区），煤层气资源较丰富，是今后煤层气勘查的最佳地质选区，具较好的开发前景。

4.3 章丘煤田煤层气预测区

位于鲁西断块隆起北缘，地跨历城、章丘、淄川、邹平四县区，预测区主要在章丘煤田范围内，南起煤系底界露头区，北至齐广断裂南侧，东至禹王山断层，西至卧牛山断层。东西长73km，南北宽14.5km，-2000m以浅预测含煤面积1101.7km²，该煤田预测有效含煤面积828.3km²。

表2 淄博煤田煤层气资源估算结果表

计算过程中剔除了历城区、郭店区等天然焦分布区。根据煤田研究程度将煤层气资源量划分为预测资源量和推测资源量二类。（估算结果见表3）

从该煤田煤层气资源量估算结果可知，煤层气资源量为171.52×10⁸m³。从资源量构成看，煤层气预测资源量较小，约3.43×10⁸m³，这是由于东部煤矿规模较小，受煤资源量的限制所造成的；而北部煤系地层分布较广，煤层埋藏较深，煤层气储存条件较好，加之预测区内的枣园、绣惠以北有深部隐伏岩体侵入，其煤层受岩浆热变质作用，且范围较大，成气条件有利。据上述，认为北部预测区为章丘煤田煤层气勘探与开发最佳选区，具有开发利用的前景。

4.4 阳谷-鄄城-曹县一带的煤田

曹县位于鲁西南平原区.该区全部为第四系覆盖，区内的含煤（气）地层主要为石炭——二叠系。其含煤段为中石炭统木溪组、上石炭统太原组、下二叠统山西组。山西组含煤2～6层.其中3煤是本地区分布范围广、厚度最大的煤层.厚约5～7m，为煤层气的开采层，煤层的埋藏深度在1000m以下。

该区煤种以肥煤为主，从含煤段地层的岩性看兼有气煤和焦煤。^[4]煤层的气含量平均为13m³/t。从含煤段上部以泥岩为主，砂岩、砂砾岩较少，含煤段底部砂岩致密，G层铝上矿分布普遍，说明含煤段J页底板的封闭条件较好。就煤层气保存而言，处于水动力承压区的煤层，煤层气含量最高；邻近汇水区的煤层，煤层气含量较高；处于泄水区的煤层，煤层气含量较低，即承压区是煤层气保存最有利的地区。根据区域水文地质资料，本区为深层地下水的高承压区，由于压力大，煤层气的吸附量也大。本区煤的裂隙和孔隙十分发育，吸附能力强，比表面积大。每吨煤内表面积高达1亿～4亿m²，岩石的覆盖压力和地层水的液柱压力封闭煤基质中所吸附的甲烷形成煤层气藏。

表3 章丘煤田煤层气资源量预测表

^[4]根据1998年山东省物化探查院对曹县420km²范围内煤层气资源的普查结果，预测煤层气资源量为420×10⁸m³，其中有利区块面积为130km²，煤炭资源量约为（15～18）×10⁸t，煤层气资源量约为（200～230）×10⁸m³，按30%的因收率考虑.则有利区块内可采储量约为（60～69）×10⁸m³。煤阶适中，以肥煤为主煤储层的物性条件好显示了较好的煤层气勘探开发前景。

5 结论

黄河北煤田煤层气在浅部含量较低，但深部含量高，最高可达16.689mL/g.daf，在煤田深部预测区煤层埋藏深，据区域资料分析也会受岩浆岩侵入影响，煤的变质程度高，煤层气含量会高于赵官镇和长清井田的深部，有利于开发利用。淄博矿区南定煤矿、岭子矿一井矿井瓦斯涌出量分别为21.88、13.84m³/t，淄博煤田宋桥井田甲烷含量也较高，最高甲烷含量为11.794mL/g.daf，而且深部预测以贫煤、无烟煤为主。因此，淄博煤田深部预测区可作为今后开展煤层气工作的重点区。另外在惠民凹陷南斜坡齐广断层的上升盘施工的济古1号孔，在孔深602m时，揭露石炭二叠纪煤系地层，发现4层煤层，厚度4.8m，在没有采取任何工艺措施的情况下日产煤层气115m³。

在今后煤田勘探工作中，同时应注意煤层气勘探工作，特别是在汶上-宁阳煤田、阳谷-在平和滕东预测区更应注意煤层气勘探工作。因在这些煤田，石炭二叠纪含煤地层之上石盒子组保存较好，且上覆地层均有沉积，印支运动以前第一次煤化作用生成的大量煤层气有利于保存，并且有第二次煤化作用生气的地质背景。此外，在坊子煤田的北部、西部预测区也应注意煤层气的勘探工作。

因此，可将黄河北、章丘、淄博煤田的深部及曹县以北地区作为今后勘探开发的目标区。开发这一目标区的煤层气可解决济南、章丘、淄博等地市的工业和民用燃料问题，进而促进山东省经济的健康持续的发展。

参考文献

[1]李献水，谢波等.2002，3.山东省煤炭资源预测与信息管理系统[R].山东煤炭地质工程勘察研究院.223～234

[2]李锋，孔庆友.2002.山东地勘读本[M].济南：山东科学技术出版杜，215～219

[3]范士彦，武旭仁，郭剑平.2001.6.山东省黄河北煤田煤层气资源评价[J].中国地质.28～30

[4]王永忠，周少东，件思红.2005，5.曹县地区煤层气开发[J].焦作工学院学报[自然科学版19卷（3）].196～200