大宁-吉县区块煤层气勘查实施方案.pdf

目 录目 录 一、概况......................................................................................................1 （一）勘查区自然地理位置、交通状况...........................................1 （二）探矿权基本情况.......................................................................1 （三）勘查目的和任务.......................................................................2 二、勘查区域地质情况.............................................................................3 （一）区域地质概况...........................................................................3 1. 基础地质背景.................................................................................3 （1）构造背景..................................................................................... 3 （2）地层特征..................................................................................... 6 （3）沉积特征..................................................................................... 9 （4）水文地质特征.............................................................................9 2. 煤层气地质特征...........................................................................15 （1）主力煤层及其分布特征...........................................................15 （2）煤层埋藏深度...........................................................................15 （3）煤储层特征及含气性...............................................................16 （4） 煤层气藏特征.........................................................................19 （二）勘查区以往地质工作及勘查认识程度.................................20 1.以往工作情况及勘查区勘探程度...........................................20 2.上一勘探阶段勘查投入完成情况...........................................22 3.勘探成果及地质认识...............................................................23 三、勘查实施方案................................................................................... 24 （一）勘查部署原则.........................................................................24 （二）技术路线、勘查依据和方法.................................................24 1. 技术路线.................................................................................24 2. 勘查依据.................................................................................25 （三）工作量及资金投入.................................................................26 1. 总体部署方案.........................................................................26 2. 年度部署方案.........................................................................26 （四）预期成果.................................................................................28 （五）与非油气矿产的协调情况.....................................................28 四、保障措施........................................................................................... 29 （一）人员保障.................................................................................29 （二）资金保障.................................................................................29 （三）质量保障.................................................................................29 五、矿山环境保护与治理恢复...............................................................29 （一）勘查、试采影响区域生态环境评估.....................................30 1.勘查区生态环境现状概况.......................................................30 2.勘查区域生态影响评估...........................................................34 3.勘查区生态环境修复的可行性分析.......................................39 （二）勘查、试采区域生态修复工程.............................................41 1.生态保护工程...........................................................................41 2.生态修复工程...........................................................................47 3.生态修复监测与管护工程.......................................................52 （三）生态修复工作部署与经费估算.............................................57 1.生态修复工作部署...................................................................57 2.生态环境治理工程经费估算...................................................61 3.投资估算................................................................................... 63 六、附图与附表....................................................................................... 63 （一）大宁-吉县区块地理位置图...................................................64 （二）大宁-吉县区块勘查程度图...................................................65 （三）大宁-吉县区块勘查部署图...................................................66 （四）大宁-吉县区块变更前后矿权范围对比图...........................67 （五）上一持证期内完成的探井、地震工作基本信息表............ 68 （六）区块范围坐标.........................................................................72 1 一、概况 （一）勘查区自然地理位置、交通状况（一）勘查区自然地理位置、交通状况 晋陕鄂尔多斯盆地大宁-吉县石油天然气煤层气勘查区块的河东 地区行政上隶属于山西省吉县、大宁县、永和县、乡宁县、蒲县、隰 县，河西地区隶属于陕西省宜川、延长、延川。东接吕梁山脉，西邻 黄河。 区块地处吕梁山区， 主体是为黄土覆盖的山地高原， 沟壑纵横， 地表经长期侵蚀切割形成塬、梁、峁、坡、沟的复杂地形。区内水系 多以枝状分布，多为黄河二级水系，由东向西注入黄河。 区块为温带大陆性气候，夏季炎热，最高温度达 30℃以上；冬 季严寒，最低温度为-15℃，年平均气温 9.2℃，昼夜温差大，冬春 两季多风沙，年平均降水量小于 550mm；霜冻期为九月下旬至次年四 月下旬，无霜期 180～190 天。 区块内交通便利，209 国道和 309 国道分别从北至南、由东南向 西北横穿工区。临汾至所属各县分别有国道或者二级公路相通，各县 城至所属乡镇分别有二级公路或简易公路相接。交通较便利，村庄稀 疏，该地区工业基础薄弱，以农、牧业为主，经济发展状况较落后。 油气勘查具有一定的社会依托和基础。 （二）探矿权基本情况（二）探矿权基本情况 山西省大宁-吉县区块为石油天然气煤层气勘查区块，本次申请 为煤层气变更延续。原勘查许可证号0200002020075，原批准面积 为 5648.301km 2，极值坐标东经 XXXXX′XX″-XXXXX′XX″， 北纬 XXXXX′XX″-XXXXX′XX″。有效期限为 2020 年 4 月 3 日 至 2022 年 4 月 3 日。 该区块原勘查面积 5648.301km 2，煤层气勘查面积 4636.172km2 本次申请变更煤层气勘查面积 3746.165km 2。 2 表 1探矿权申请基本信息表 项目内容 探矿权名称 晋陕鄂尔多斯盆地大宁吉县 煤层气勘查 探矿权性质变更延续 申请人中国石油天然气股份有限公司 勘查单位及资质 中石油煤层气有限责任公司 01201431500242 矿种煤层气 申请登记面积（平方千米）3746.165 申请年限（年）5 勘查矿种煤层气 勘查周期本次申请变更登记，申请有效期 5 年（2022 年 4 月 3 日至 2027 年 4 月 3 日）。 申请人中国石油天然气股份有限公司。中国石油天然气股份有 限公司是根据公司法和国务院关于股份有限公司境外募集股份 及上市的特别规定，由中国石油天然气集团公司独家发起设立的股 份有限公司，成立于 1999 年 11 月 5 日。 勘查单位为中石油煤层气有限责任公司。成立于 2008 年 9 月。 为中国石油天然气股份有限公司子公司。 是中国石油天然气股份有限 公司下设从事煤层气勘探开发领域的专业公司。 配备有煤层气行业顶 尖技术人才。 具有中华人民共和国国土资源部颁发的地质勘查气体矿 产勘查甲级资质证书。地质勘查资质证书编号 01201431500242。 （三）勘查目的和任务（三）勘查目的和任务 运用适当勘探方法与手段，查明该区块主力煤层厚度、埋深、分 3 布；查明本地区的主要构造及其对煤层气富集的影响；评价煤层含气 性，研究煤层气分布规律及控制因素，并计算区块内煤层气储量，为 提交探明储量打下基础。在上述工作基础上，进行煤层气有利区带的 优选与评价，寻找煤层气富集区，结合钻井作业，发现工业性煤层气 藏，为工业化开发与生产提供地质参数和工程参数。 二、勘查区域地质情况 （一）区域地质概况（一）区域地质概况 1. 基础地质背景 （1）构造背景 鄂尔多斯盆地地处华北地台西部，北邻天山兴安造山系，南为 秦岭大别山造山带，西与阿拉善地块和祁连山造山带相邻，东接山 西地块。鄂尔多斯盆地的地质演化历史，与华北地台基本一致，在经 历了地台结晶基底（或陆核、陆壳）形成阶段、地台稳定发展阶段以 及中、新生代盆地形成与发展阶段之后，不仅造就了特征各不相同的 构造层，同时形成了盆地的现今构造格局。 早太古宙（集宁群、界河口群）是鄂尔多斯盆地最古老的地槽型 沉积，迁西运动使晚太古宙（吕梁群、降县群）不整合在上述地层之 上； 吕梁运动导致了结晶基底的最终固结。 在结晶基底的形成过程中， 发生过基性、超基性岩浆的侵入和混合岩化等变质作用，并有区域性 东西向基底褶皱和平行褶皱的压性断裂。 吕梁运动后， 进入了相对稳定的构造发展阶段， 以升降运动为主， 并使鄂尔多斯地块大面积隆起，形成剥蚀区，但在北、西、南边沉降 成为海域，沉积了厚达数千米的碎屑岩建造和碳酸盐岩建造，这是华 北地台的最早沉积盖层。新元古代末和早寒武纪之交的少林运动，造 成寒武系和元古宇之间的假整合接触关系。 4 寒武系和奥陶系碳酸盐岩建造是鄂尔多斯地块最为稳定的沉积 盖层。中奥陶纪晚期，发生了波及整个华北地台的晋冀鲁豫运动（山 西省地质矿产局，1989），地壳整体上升为陆地，经受长期剥蚀，直 到晚石炭纪晚期才缓慢下沉，接受沉积。 在晚石炭纪-三叠纪，形成了由海陆交互相含煤建造、陆相含煤 建造、复陆屑建造和红色碎屑岩建造组成的巨型海退沉积建造序列。 不仅为晚古生代煤储层的形成提供了有利的物质基础， 也为煤层气的 形成和保存创造了埋藏条件和封盖条件。 印支、燕山、喜马拉雅运动在鄂尔多斯盆地是对石炭-二叠纪煤 系有重要影响的三期构造运动。 主要煤层在三叠纪晚期已经达到相当 的埋藏深度，有机质进入成熟和主要生气阶段。三叠纪末的印支运动 以及燕山期、喜马拉雅期的多期构造运动，使鄂尔多斯盆地的晚古生 代煤系多次抬升，煤层的生烃条件受到一定程度的影响。 鄂尔多斯盆地位于华北地台西部，属稳定的克拉通内部盆地，面 积约为 2510 4km2。鄂尔多斯盆地的地质演化历史，基本上与华北地 台是一致的，在经历了地台结晶基底形成阶段、地台稳定发展阶段以 及中、 新生代盆地形成与发展阶段之后， 形成了盆地的现今构造格局。 根据盆地重磁电特征、基岩埋深、现今构造等基本地质条件，结合盆 地构造演化， 现今盆地构造划分为伊盟隆起、 渭北隆起、 西缘冲断带、 晋西挠褶带、天环坳陷、伊陕斜坡等六个一级构造单元。大宁-吉县 区块位于晋西挠褶带南端和伊陕斜坡东南缘。 晋西挠褶带南北长 450km，东西宽 50km，面积 23000km 2。晋西挠 褶带整体呈现“向东翘升、向西倾伏、阶状跌落”格局，构造线近南 北走向。离石以北主要出露奥陶系地层，背斜少而小；离石以南主要 出露二叠系和三叠系地层， 背斜较大且挠曲明显。 地层倾角5-10， 5 由东向西冲断，断面东倾，落差高达 500m-800m。晋西挠褶带地表局 部构造发育，背斜构造规模小，两翼倾角也比较平缓。 地表构造由北而南可划分为 5 个二级构造区，即保德-临县南北 向褶皱带、紫金山-佳县褶皱群、柳林-离石东西向断裂背斜带、石楼 -大宁南北向褶皱带、关王庙北东向褶皱带。在晋西挠褶带北部主要 为短轴背斜，中部柳林-吴堡一带为宽缓区域性背斜，而南部则以南 北向紧闭背斜为主。 大宁-吉县区块中东部位于石楼-大宁南北向褶皱 带，该构造带底层为寒武-二叠系，褶皱排列紧密，两翼对称发育。 图 1 大宁-吉县区块构造格局分布图 6 大宁-吉县区块横跨伊陕斜坡和晋西挠褶带，呈“一隆一凹两斜 坡” 构造格局。 “一隆一凹” 指中部的桃园背斜带和蒲县凹陷带， “两 斜坡”指东部的明珠斜坡带和西部斜坡带。以薛关-窑渠逆断层为界， 中部的桃园背斜带、蒲县凹陷带和东部的明珠斜坡带属于晋西挠褶 带；西部斜坡带属于伊陕斜坡带，为一大型宽缓斜坡区，地层倾角 0.3-2.5，构造简单，断层不发育。储量估算范围属于西部斜坡， 太原组 8 煤层顶界构造趋势为南东高北西低的平缓单斜， 倾角 0.34 -0.46，海拔-920m-1320m，断层不发育。 （2）地层特征 鄂尔多斯盆地是由早古生代的陆缘海盆地、 晚古生代晚期晚石炭 世-中三叠世大型克拉通内盆地及晚三叠世-早白垩世的克拉通盆地 依次叠加形成的， 其后在新生代中国东西部之间产生的近南北向右行 剪切应力作用下定型， 最终形成鄂尔多斯盆地现今地质构造和地貌景 观。 大宁-吉县区块所在的晋西挠折带南段，在地史中一直处于相对 隆起状态，沉积地层厚度相对较薄，该区域地层由老至新依次为奥陶 系马家沟组（O2m）、石炭系本溪组（C2b）、二叠系太原组、山西组、 石盒子组、石千峰组（P1t、P1s 、P2sh、P3s）。 7 图 2 大宁-吉县区块地层综合柱状图 主要含煤地层为二叠系太原组和山西组， 本次储量估算的是二叠 系太原组煤层煤层气，煤系地层基底为石炭系本溪组铝土质泥岩。 1）奥陶系O 马家沟组O2m岩性下部为浅灰～灰白色薄层状白云岩，夹中 厚层状石灰岩和灰质白云岩，泥晶～细粉晶质，石灰岩为粉晶和残余 砂屑结构，具十分明显的纹层状构造。上部为浅灰～灰白色，中厚～ 厚层状石灰岩，夹三至四层黄褐色薄层状泥灰岩，微晶和细晶质，含 有较多的方解石和团块，具纹层和缝合线构造。地层厚 50m～300m， 8 平均 240m。 2）石炭系C 本溪组C2b为一套滨海至浅海相沉积建造。上部岩性以浅灰 色铝土质泥岩为主，下部以砂砾岩和砂质泥岩互层为主，底部常有蜂 窝状褐铁矿。 地层厚 40m～65m， 平均 40m， 与下伏地层为不整合接触。 3）二叠系P 太原组P1t为一套海陆交互相沉积，是本区域主要含煤地层 之一，含煤 1～3 层 编号6 、7、8，8煤层为该组主要可采煤 层。主要由灰黑色中～细粒砂岩、泥岩、海相石灰岩及煤层组成。含 大量动植物化石，根据岩性大致可分为三段。上部为泥岩、泥质灰岩 和灰岩；中部以泥岩、砂质泥岩为主，间夹薄层粉砂岩，普遍含黄铁 矿结核；下部为砂质泥岩和煤层，深灰色，薄层状，与本溪组地层直 接接触。地层厚 40m～60m，平均 50m，与下伏地层为整合接触。 山西组P1s为一套陆相沉积，是本区域主要含煤地层之一， 含煤 1-5 层编号1 、2、3、4、5，5煤层为该组主要可采煤层。 由浅灰、灰绿、黄绿色砂岩、粉砂岩，深灰色砂质泥岩、泥岩互层， 中下部夹炭质泥岩、薄煤层。地层厚 80m～160 m，平均 120m，与下 伏地层为整合接触。 石盒子组P2sh划分为下石盒子组和上石盒子组，上石盒子组 为灰色泥岩与浅色细砂岩不等厚互层， 夹砂质泥岩， 底部发育细砂岩。 下石盒子组顶部发育 2m～4m 的颜色鲜艳的铝土质泥岩，俗称“桃花 泥岩”，它是上、下石盒子组的辅助性标志层；下石盒子组底部以砂 岩为主，下部以灰色泥岩为主，夹浅灰色细砂岩，上部以浅灰色细砂 岩为主夹紫红色、 灰色泥岩。 石盒子组地层厚 300m～360m， 平均 335m， 与下伏地层为整合接触。 9 石千峰组P3s上部岩性主要以泥岩、炭质泥岩为主，中间夹 薄层细砂岩和薄层泥灰岩。地层厚 40m～250，平均 180m，与下伏地 层为整合接触。 （3）沉积特征 主力层位所属的二叠系以陆相沉积为主， 总体表现为海退式旋回 沉积。根据主力目的层岩性、沉积构造、沉积序列、测井响应等沉积 特征和相标志的综合分析，结合野外地质剖面调查成果，认为本区下 石盒子组盒 8段及山西组山1段、山2段以发育湖泊-三角洲相特征。 该区块与石楼西区块为同一物源的沉积体系， 山西组主要为湖泊三角 洲沉积体系，山西组自下而上，整体表现为三角洲退积的沉积序列， 发育三角洲前缘水下分支河道、支流间湾、水下天然堤、河口坝、席 状砂以及间湾沼泽微相。间湾沼泽微相在申报区横向分布稳定，为该 区重要的烃源岩。 从剖面上可以看出发育的水下分流河道微相叠置交 错，砂体整体呈条带状，横向上可对比，连续性较好，构成了本区主 要的储集砂体。 从沉积微相平面展布图可以看出，本区发育三角洲前缘亚相。在 北为主的物源注入以及及河道的影响下，水下分流河道水下堤泛、 分流间湾、前三角洲-滨浅湖三个相带在区内纵横交错，少见河口坝 远砂坝复合体及其他微相。 （4）水文地质特征 水文地质条件是影响煤层气富集和后期生产的重要地质因素。 水 文地质条件对煤层气富集规律的影响作用主要包括两个方面 一是散 逸作用，煤层气随地下水运移而散失；二是水力封闭作用，有利于煤 层气的富集和保存。 1）地表水系 10 储量估算范围分布在永和、大宁境内，属于黄河水系。区内西部 发育主干河流黄河，其他河流均属黄河二级水系，永和县芝河、桑壁 河，大宁县昕水河、义亭河和岔口河，由东向西入黄河。 黄河位于储量估算范围西部，距估算范围约 1km～2km，自北向 南流动。本段黄河河床狭窄，水流湍急，两岸峭壁耸立，发育有著名 的黄河蛇曲乾坤湾、仙人湾、壶口瀑布等。每年夏季洪水季节，流量 增大，据龙门水文站 1934 年～2004 年观测资料，最高水位 394.75m， 最低水位 370.66m，最大流量 31000m 3/s，最小流量 53.2m3/s。 芝河全长 62km，流域面积 976km 2，占永和县面积的 80.5，平均 清水流量 0.25m 3/s，年清水流量 788.4104m3；桑壁河发源于茶布山 东侧辛庄村后，于交口乡汇入芝河后流入黄河，全长 28km，清水流 量 0.05m 3/s。 昕水河发源于山西蒲县摩天岭， 在隰县午城附近有东川河和城川 河汇入。在大宁县西注入黄河，昕水河河流全长 134km，流域面积为 4326km 2。昕水河流经黄土残塬区，水量不大，含沙量高，大宁站多 年平均天然径流量 1.8410 8m3，年平均含沙量 55kg/m3，年输沙量 2830t。义亭河发源于高天山，是昕水河一条支流，属季节性河流， 雨季流量较大，旱季断流。 2）水文地质类型 大宁-吉县区块位于离石大断裂带西南侧，均属黄河东断凹水文 地质单元。据煤炭远景调查资料，本区地层结构完整，层序正常，构 造简单。太原组 8 煤层位于太原组下部，顶板灰岩岩溶裂隙含水层为 直接充水含水层，但灰岩区域稳定分布，主体厚度 8m～18m，断层不 发育，富水性弱。8 煤层底部距下部奥陶系灰岩顶面约 40m，但其直 接底板本溪组泥岩厚度 4m～20m，区域稳定分布，断层不发育，隔水 11 性好，水文地质条件简单，水文地质勘查类型为三类二型。 3）水文地质区带 水文地质区带划分主要依据有一是地层水型；二是总矿化度。 当水型为 CaCl2且总矿化度高（20000mg/l）时，为深层成因水，划 分为承压水区；水型为 NaHCO3且总矿化度较高（5000～20000mg/l） 时， 划分为弱径流区； 水型为 NaHCO3或 Na2SO4且总矿化度较低 （1000～ 5000mg/l） 时， 划分为径流区； 水型为 Na2SO4且矿化度低 （≤1000mg/l） 时，划分为供水区或泄水区。 据大宁-吉县区块水文地质研究成果，全区水动力条件总体呈现 东强西弱特征， 西部斜坡带 8 煤层埋深 1500m 以深区域主要处于承压 区和弱径流区，储量估算区整体位于承压区，有利于煤层气保存。 在承压水封闭区， 煤层围岩封闭条件较好， 煤层气成藏条件有利， 但承压水区往往煤层埋深大，孔渗条件变差，虽有利于成藏，但不利 于煤层气富集和开发；而在供水区或泄水区，煤层埋深较浅或侧向煤 层已出露地表， 它是地表水沿露头区渗入煤层后产生强烈水交替的产 物，常常与甲烷风化带相对应，在渗入水与地层水的接触面水流方向 相反，产生局部阻滞带，地层水流动不畅而形成超压，从而形成承压 水封堵煤层气藏。 据储量估算范围内大吉 3-7 向 2 井区地层水实测矿化度和水型， 8 煤层水矿化度 72029.90mg/l～223378.08mg/l， 水型为 CaCl 2型， 属 于承压水区，水文地质条件简单，水动力条件较弱。同时，8 煤层分 布在上下隔水层之间，形成相对独立的水动力单元，煤层气试采井投 产后日产水量 3m 3～13m3，产气后日产水量普遍小于 3m3。整体含水性 弱，水动力条件差，水活动弱，有利于煤层气成藏和保存。 储量估算区主要包括太古界～第四系地层 5 套含水层系。 12 1）第四系松散层孔隙潜水含水岩组 第四系河流相堆积物主要分布于河谷及其较大的支沟内。 岩性以 砂砾石、砂、粉土为主。上更新统砂砾石含水层一般呈透镜体状，分 布于河谷两侧的阶地，含水层接受大气降水、地表水及基岩地下水补 给，一般水位埋深 0.2m～10m，水量较丰富，动态随季节变化，水质 为 HCO 3--Na型，矿化度 0.495g/l。 2）第三系松散层孔隙裂隙潜水含水岩组 主要分布于河流两岸，一般呈树枝状沿宽谷及支沟分布，堆积于 古地形的低凹处， 以河湖相堆积的保德组地层及静乐组残积红土为代 表。地下水主要赋存于保德组半胶结的砂砾岩中，以潜水为主，当上 覆有粘土层，处于低凹处时可承压。接受大气降水补给，富水性一般 较差。 3）二叠系-三叠系碎屑岩裂隙承压潜水含水岩组 分布广泛，大部分隐伏于第四系地层以下，由一套厚度不同、粒 度不同的砂岩、泥岩互层组成。主要出露于河流流域区内，沿河流呈 树枝状分布。含水岩组由粗、中、细砂岩组成，以节理、裂隙为地下 水的赋存空间，属潜水承压水含水岩组，水量大小受地貌、岩性、 构造控制。该含水岩组在地形较高处及裸露地区，多形成裂隙潜水， 接受大气降水补给，沿地形由高向低径流，向河流、沟谷排泄，形成 地表水，当含水层被地形切割出露地表时形成泉水。在地形低凹的覆 盖区及深埋区，形成层间裂隙承压水，接受层间侧向渗透补给、大气 降水及地表水补给， 富水性一般较差， 属高水头弱富水承压含水岩组， 但在地貌构造条件有利及补给条件较佳时，也可富水。该含水岩组的 富水性极不均一，往往受地形、地貌、岩性及构造所控制。该组内钻 13 孔自流量 0.07l/s-15.19l/s，水质以 HCO 3--NaHCO3--NaMg2为主， 矿化度 0.271g/l-0.684g/l。 4）石炭系碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙承压潜水含水岩组 主要出露于大宁-吉县区块以外的离石大断裂带及其以东，含水 层主要为 K1、K2 砂岩，L2L3、L4、L5 灰岩，以节理、裂隙为地下 水赋存空间，属含水不均一含水岩组。含水岩组水量大小不仅受构造 控制，还决定于埋藏条件，埋藏较浅者，一般以潜水形式出现，接受 大气降水及地表水补给。节理裂隙、岩溶较发育，水量较丰富；在深 埋区，含水岩组的补给径流条件不佳，节理、裂隙岩溶发育较差，也 不均匀，属高水头承压水，富水性差异较大。地下水埋藏、分布及富 水性极为复杂，受地形、地貌、构造及补给条件所控制，多形成裂隙 潜水承压水。在构造地貌及补给条件有利地段，可富水。钻孔自流 量 0.454l/s-2.25l/s。水质以 HCO 3--Ca2、HCO3-、SO 4 2--Ca2为主，矿 化度 0.22g/l-0.38g/l。 4）奥陶系、寒武系碳酸盐岩岩溶裂隙承压潜水含水岩组 分布于大宁-吉县区块工区以外的区域东北、东南部，以中奥陶 统厚层灰岩夹泥质灰岩及寒武系上统、中统竹叶状灰岩、鲕状灰岩等 为主要赋存层位，以裂隙、溶洞、溶孔为地下水的赋存空间。赋存运 动规律，严格的受地貌、构造、岩性控制，富水性极不均一。在灰岩 裸露区，多属岩溶潜水，水位埋藏深，接受大气降水补给。在覆盖或 深埋区，属高水头裂隙岩溶承压水，以侧向补给为主。 储量估算区主要包括 3 套隔水层系。 1）第三系红土 14 区内零星出露第三系上新统红色粘土，具黑灰色铁质薄膜，结构 紧密，内夹有杂乱密集的葡萄状钙质结核，厚度 0～20m，分布面积 小，为良好的隔水层。 2）三叠系、二叠系砂岩间泥岩隔水层 区内盖层与煤系各含水层中间夹泥岩、 粉砂质泥岩、 铝土质泥岩， 这些细粒岩石，裂隙不发育，结构致密，孔隙度小，渗透力差，可视 为良好的隔水层。浅露区的有利地段，局部形成上层滞水，深埋区形 成多层次高水头承压水，反映了存在隔水层的特点。 3）石炭系中统本溪组铝土质粘土岩隔水层 岩性以泥岩、粉砂岩、铝土岩、铝土矿、铁矿层为主，夹薄层灰 岩及煤层，该层富含泥质，层位稳定，为良好的隔水层。 综上所述，从区域上看，8 煤层下部存在一套很好的隔水层，即 石炭系铝土质粘土岩隔水层。因此，储量估算范围主力煤层上下都存 在隔水层，使之具有相对独立的水动力系统，有利于煤层排水降压和 煤层气解吸产出。 区块内地下水类型主要为承压水，潜水分布范围小。承压水主要 靠含水层露头区接受大气降水补给， 而含水层奥陶系灰岩仅在区块东 部有露头分布，其余都深埋地下，再加上降水量小、地层稳定、断层 不发育，因此承压水的补给条件不太好。 1）奥陶系灰岩岩溶水 本区奥陶系灰岩岩溶水属于黄河东断凹水文地质单元。 根据奥陶 系灰岩水位等值线与泉水出露分布， 区内奥陶系灰岩岩溶水排泄区位 于区外南部乡宁县城附近，为全区最低水位，约 580m，此处有断层、 挠曲、背斜构造，且地表有上升泉出露，为全区奥陶系灰岩岩溶水排 泄区。 15 2）石炭～二叠系岩溶水及裂隙水 本区为一向西缓倾斜的单斜构造，随着岩层埋深加大，石炭～二 叠系含水层岩溶、裂隙发育程度及富水性随之减弱，甚至于可类比为 含水层的逐渐尖灭。在这种情况下，地下水从补给区沿含水层向深部 运动，径流强度越来越小，最后几乎达到停滞状态。 地下水排泄途径有三种情况一是浅部以小泉或渗流方式泄出； 二是沿隔水层隔水性变弱地带，如断层或裂隙带补给其它含水层；三 是通过人工排泄点泄出。 3）上新统潜水 潜水流向与石炭～二叠系地下水流向相似， 其径流区除与补给区 相同外，也基本同于排泄区。潜水排泄途径较多，可以通过泉、向河 流补给、向下伏基岩风化裂隙潜水补给等方式排泄，也可通过地面蒸 发和人工采水排泄。 2. 煤层气地质特征 （1）主力煤层及其分布特征 区块主要的含煤层系是山西组和太原组， 主力煤层为 5 煤、 8煤。 主力煤层 5 煤位于山西组下部，厚 3.9-9.35m，平均 5.8m。平面上分 布南北两个厚煤区，北区位于吉 11-吉试 5 井区，南区位于吉 30-吉 23 井区；8 煤位于太原组中部，厚 2.4-8.8m，平均 5.6m，大部分井 的实际厚度大于 4.0m，部分井超过 6.0m。平面上分布南北两个厚煤 区，北区位于吉 18-吉 12 井区，南区位于吉 24-吉 22 井区。总体上， 区块两套主力煤层在横向上分布稳定，煤层厚度较大。 （2）煤层埋藏深度 大宁-吉县区块煤层埋深主要受区域构造背景和地形地貌的影 响。整体上呈向西倾单斜构造，由东向西煤层埋深逐渐增大，但勘探 16 区中部薛关逆断层的发育，在勘探区中部，断层的上盘，地层抬升， 煤层埋深减小，向西煤层埋藏逐渐变深。 大宁-吉县区块申请采矿区内主力煤层埋深均在 1300m 以浅。其 中，主力煤层 5 煤埋深在 900m～1260m 之间，埋深总体为东浅西深。 8 煤埋深在 960m～1320m 之间，其分布特征与 5煤层相似，埋深总体 为东浅西深， 同一地区或同一井点， 8 煤在纵向上比 5煤深 60m～80m。 （3）煤储层特征及含气性 ① 煤层岩石物理性质 宏观煤岩类型以半亮煤为主，亮煤、暗淡煤次之；割理、裂隙发 育；煤体结构以柱状、块状为主。 有机组分以镜质组、惰质组为主。镜质组含量高，平均 73，有 利于甲烷的生成； 无机组分以粘土为主，含少量硫化铁、氧化硅和 碳酸盐类。 ② 煤的演化程度 研究表明， 该区煤的变质作用主要受控于区域性的深成热变质作 用。区块主力煤层演化程度高，属瘦煤、贫煤阶段，为中高阶煤。其 中，5 煤的 R O为 1.69-2.19；8 煤的 R O为 1.81-2.30之间。 ③ 煤层孔隙度、渗透性特征 孔隙度 5 煤孔隙度介于 1.43～9.93之间，平均 5.11；8煤介于 1.46～9.49之间，平均孔隙度为 3.98。平面上，由西向东 5 、8 煤均随着埋深，孔隙度具有增大的趋势。 裂隙特征 煤心观察表明， 该区煤的割理裂隙较发育。 割理裂隙呈网状系统， 有 利 于 气 体 渗 流 产 出 。 5 煤 主 要 割 理 10 ～ 16 条 /5cm ； 17 次 要 裂 隙 10 条 /5cm 。 8 煤 主 要 割 理 16 ～ 18 条 /5cm ； 次要裂隙 12 条/5cm。 渗透率 根据注入/压降试井结果，煤层渗透率高值可达 6.65mD，低值为 0.12mD。从实际的生产情况看，渗透率总体较高，有利于气体渗流产 出。 ④ 临/储比 临/储比 0.60.98，煤层含气饱和度高，85以上，有利于气体产 出，并且得到生产证实，井底压力平均降低 2.2MPa 即开始解吸产气， 表明气体容易解析，地层能量供给较充足。 ⑤ 煤层含气性 5 煤含气量为10.01m3/t～14.69m3/t之间， 平均含气量11.97m3/t。 8 煤含气量为 9.14m3/t～20.11m3/t 之间，平均含气量 12.41m3/t，8 含气量高于 5 煤， 其主要原因在于 8一般埋深更大， 煤质较 5煤更好， 煤层顶板岩性多为泥岩，对煤层气藏的封隔能力强，从而使煤层含气 量增高。 气体组成气体中以甲烷为主，甲烷含量在 93以上，其次为少 量的氮气和二氧化碳，非烃含量低。重烃含量也很低，因此，气体的 品质非常好。 ⑥ 主力煤层温、压系统及流体性质 煤层气的有效压力系统决定了煤层气产出的能量大小及有效驱 动能量持续作用时间。储层压力越高、临界解吸压