山西省武乡南煤层气区块勘查实施方案.pdf

目目录录 一、概况................................................................................................................................1 （一）勘查区自然地理位置、交通状况.....................................................................1 1、位置和交通状况................................................................................................1 2、自然地理............................................................................................................2 3、经济状况............................................................................................................2 （二）申请设立探矿权基本情况.................................................................................2 （三）勘查目的和任务.................................................................................................4 1、区块特点............................................................................................................4 2、勘查目的............................................................................................................5 3、勘查任务............................................................................................................5 二、勘查区地质情况............................................................................................................7 （一）区域地质概况.....................................................................................................7 （二）勘查区地质.........................................................................................................8 1、地层....................................................................................................................8 2、构造..................................................................................................................10 3、岩浆活动..........................................................................................................15 4、水文地质..........................................................................................................15 5、煤储层特征......................................................................................................17 6、资源潜力与勘探方向分析..............................................................................22 7、地质与资源风险分析评述..............................................................................24 （三）勘查区以往地质工作及勘查认识程度...........................................................25 1、以往煤炭勘查工作..........................................................................................25 2．煤层气勘查......................................................................................................26 3. 以往勘查工程量利用情况及质量评述...........................................................26 4、勘查区工作程度分析及申请延续理由..........................................................27 三、勘查实施方案..............................................................................................................28 （一）勘查部署基本原则...........................................................................................28 （二）技术路线、勘查依据和方法...........................................................................28 1、勘查技术路线..................................................................................................28 2、勘查工作依据..................................................................................................30 3、勘查方法..........................................................................................................32 4、钻井工程基本井距选择及其井位部署原则..................................................56 （三）工作量和资金投入...........................................................................................57 1、总体勘查部署方案..........................................................................................57 2、年度工作部署..................................................................................................62 3、资金投入预算..................................................................................................65 （四）预期成果...........................................................................................................71 1．地质认识成果及储量提交..............................................................................71 2、预查提交成果..................................................................................................71 （五）与其他油气矿产的协调情况...........................................................................75 四、勘查、试采区域生态修复工作部署与经费估算......................................................75 （一）生态修复工作部署...........................................................................................75 （二）生态修复工程经费估算...................................................................................75 1、经费估算依据..................................................................................................75 2、总工程量与投资估算......................................................................................76 （三）生态修复工程经费估算...................................................................................77 1、总费用构成与汇总..........................................................................................77 2、近期（年度）经费安排..................................................................................77 五、保障措施......................................................................................................................79 （一）项目组织管理...................................................................................................79 1、组织机构的构成..............................................................................................79 2、职责划分及协调..............................................................................................79 3、运作管理方式..................................................................................................82 （二）资金投入及其保障措施...................................................................................82 1、资金投入计划..................................................................................................82 2、资金保障措施..................................................................................................82 （三）质量保障措施...................................................................................................83 1、质量管理体系..................................................................................................83 2、质量管理措施..................................................................................................83 3、质量保障措施..................................................................................................84 （四）健康、安全、环保保障措施...........................................................................86 1、实现目标及其政策..........................................................................................86 2、HSE 管理体系建设......................................................................................... 86 3、安全生产管理措施..........................................................................................92 4、职业健康管理措施..........................................................................................96 5、环境保护管理措施..........................................................................................97 6、现场文明施工措施........................................................................................101 （五）工期进度保障措施.........................................................................................101 六、附图与附表................................................................................................................103 （一）武乡南区块地理位置图........................................................................................103 （二）武乡南区块勘查程度图........................................................................................104 （三）武乡南区块勘查工程部署图................................................................................105 1 一、概况 （一）勘查区自然地理位置、交通状况 1、位置和交通状况 武乡南区块行政区划隶属山西省长治市武乡县的丰州镇、贾豁乡、大有乡、监漳 镇、上司乡，沁县的次村乡和襄垣县的王村镇、西营镇、下良镇管辖（图 1-1）。 本区块交通以公路为主，区块中部有县道穿过，沿该县道向西 3km 到达武乡县 城，可与太（原）-焦（作）铁路、太（原）-长（治）（G55）高速公路、太（原）- 武（乡）-长（治）的省级公路相接，武（乡）-墨（镫）铁路横穿区块中部，区内各 村镇有乡镇公路相连（图 1-1）。 图 1-1武乡南区块交通位置图 武乡南区块武乡南区块 2 2、自然地理 （1）地形地貌 本区块地处太行山西麓，属于中山区，地形相对复杂，沟谷纵横，切割较强烈， 海拔高程 616～1252m，最大相对高差 636m，最高点位于区块的西南角，最低点位于 区块中部浊漳河谷。区内基岩出露较少，大多被黄土层覆盖，地势沿浊漳河向东北和 西南逐渐增高，一般高差 50100m，为黄土、基岩剥蚀型山岳地貌。 （2）河流水系 本区属海河流域南运河水系，武乡第一大河浊漳河自西北向东南由本区中部穿 过，浊漳河为北源干流，古称武乡水，俗称关河，属浊漳河北、南、西三源之一，沿 途有大有河、洪水河等支流汇入。 （3）气候 本区属东亚暖温带大陆性半干旱季风气候，四季分明，冬季寒冷少雪，春季干旱 多风，夏季炎热多雨，秋季温凉湿润，光照充足，雨水偏少。年平均气温最小 8.3℃， 最大 10℃，一月平均温度-6.4-6.8℃，七月平均温度 22.823.3℃。年平均降雨量 501.41mm，多集中于 7、8、9 月份，占全年 6075；无霜期 150166 天左右。霜 冻期为十月上旬至次年四月中下旬。最大冻土深 0.6m；年平均风速 1.63m/s，最大风 速 17.35m/s，风向主要为 WN、ES。 （4）地震 据中国地震动峰值加速度区划图（GB18306-2015），本区地震基本烈度为 67 度，设计基本地震加速度值 0.05g 0.10g。本区属相对稳定区。 3、经济状况 本区块大部分地区属于武乡县，武乡县是我国著名的革命老区，八路军司令部旧 址所在地，面积 1610km2，人口 21 万左右，现有耕地面积 47 万亩，宜林荒山面积 85 万亩，森林覆盖率 16。主要以种植谷子、玉米、高粱、中药材等农作物为主， 工业有电力、化工、机械、建材、医药等，当地生活水平较低。地下资源丰富，主要 有煤、铁、石油、石灰石、铝矾土、硅藻土等。 （二）申请设立探矿权基本情况 本区块为煤层气矿业权空白区，区内未设置煤炭和油气矿业权。申请设立的矿 权基本情况见表 1-1。 3 表 1-1 探矿权延续基本信息表 项目内容 探矿权名称山西省武乡南区块煤层气勘查 探矿权性质 ① 延续 矿种煤层气 申请登记面积（平方千米）201.247 申请年限（年）5 年 武 乡 南 区 块 地 理 坐 标 范 围 为 北 纬， 东 经 。东西宽 13.6km，南北长 20.6km，面积201.247km2。区块范围 以 18 个拐点连线圈定，国家 2000 坐标见表 1-2，西安 80 坐标见表 1-3。 表 1-2拐点直角坐标一览表（CGCS2000 坐标系统） 点 号 三度带 114 度六度带 111 度经纬度 纵坐标 X （m） 横坐标 Y （m） 纵坐标 X （m） 横坐标 Y （m） 纬度 B （DMS） 经度 L （DMS） 4 表 1-3 拐点直角坐标一览表（西安 80 坐标系统） 点 号 三度带 114 度六度带 111 度经纬度 纵坐标 X （m） 横坐标 Y（m） 纵坐标 X （m） 横坐标 Y（m） 纬度 B （DMS） 经度 L （DMS） 勘查区涉及1∶5万国际分幅2幅，分别是武乡县幅）、上司幅 ）。勘查矿种为煤层气，兼顾其他有益矿产。 勘查区块西部与中石化的晋中油气区块相接，南部与襄垣大统能源的王村-夏庄 煤层气区块相接；在区块东部外围埋深相对较浅的地区分布着正在开采的煤矿。 区块 及周边矿业权情况详见四邻关系图（图 1-2）。 （三）勘查目的和任务 1、区块特点 （1）武乡南区块经过三年勘查工作，整个区块煤层气和煤炭可达到勘探工作程 度。区块大部已经具备进行开发的条件。 （2）武乡南区块 3 上号、3 号、15 号煤层均为稳定可采煤层，其中 3 上号煤层 和 15 号煤层为主力开发煤层。 3 上号煤层厚度为 0.3-3.1m， 煤层分布特征为区块南部 和东北部较厚，煤层结构较简单。3 号煤层一般含夹矸 0～1 层，厚度 0.30～2.28m， 5 煤层分布特征为区块南部较厚。15 号煤层一般含夹矸 0～2 层，煤层有效厚度 1.21～ 6.72m，北部较厚。 （3）煤层埋深较深。武乡南区块 3 号煤层埋深 4441898m，平均 1389m；3 号 煤层赋存形态总体为一走向北北东向、倾向西的单斜构造，地层倾角约 320，最 陡处位于区块东南部。15 号煤层埋深 572m2016m，平均 1494m，煤层总体为一走 向北北东向、 倾向西的单斜构造。 煤层埋深较深增加了煤层气勘查和后期开发的难度。 2、勘查目的 根据招标文件要求和精神，结合该区块实际，本着实事求是、因地制宜的原则， 本次拟通过三维地震勘探、钻井工程（含探井、探采结合井）、地质录井、气测录井、 工程测量、地球物理测井、压裂工程、排采试气、煤层气含量测试以及取样化验测试 等多方法手段有机结合进行煤层气综合勘查，同时兼顾煤炭及其他油气有益矿产。最 终工作程度达到煤层气资源勘查技术规范（GB/T 29119-2012）规定的煤层气勘 探要求。勘查目的是初步评价目标区煤层气开发潜力，计算煤层气探明的地质储量， 确定煤层气开发的靶区， 为煤层气地面井网勘探和开发规划提供依据，研究煤层气增 产措施及井组排采效果。 3、勘查任务 根据煤层气资源勘查技术规范（GB/T 29119-2012）工作要求，结合武乡南 区块的实际情况，确定主要任务如下主要任务如下 （1）基本查明影响煤层气开发井网布置的断层及区块边界条件。研究影响煤层 气赋存和开采的地质因素。 （2）基本查明主要煤储层厚度展布几何特征，以及物理、化学性质和工艺性能。 （3）基本查明主要煤储层的煤层气成分、含气量及分布规律。 （4）基本查明主要煤储层的气体解吸/吸附特征、渗透率、储层压力、破裂压力、 闭合压力、原地应力、地温等特征及变化规律。 （5）基本查明煤层顶底板岩性、孔隙性渗透特征及顶底板力学性质特征。 （6）初步确定合理的储层改造方法和工艺参数，评价储层改造的有效性。 （7）运用储层模拟软件进行参数敏感性分析，初步确定煤层气开发井网布置方 式，确定合理的排采制度。获取排水量、产气量、压力数据，评价气井及井网的产能、 可采性及服务年限。 （8）做好与煤炭及其他有益矿产协调勘查，大致了解其他有益矿产赋存情况。 6 （9）估算相应类别的煤层气资源/储量。 （10）估算煤炭资源/储量。 图 1-2勘查区块与周边矿业权关系图 7 二、勘查区地质情况 （一）区域地质概况 本区块位于沁水煤田中东部， 沁水盆地为一复式向斜，主要构造形迹为一系列褶 皱，个体规模一般不大，为极开阔平缓褶曲。断裂以 NE、NNE、NEE 向高角度正断 层为主，主要分布于煤田的西部、西北部以及东南缘。在煤田周边及南东部局部发育 近 EW 向和 NE 向的断层组形成的地垒构造（图 2-1）。 1－断层； 2－背斜； 3－向斜 图 2-1沁水盆地构造纲要图 沁水煤田地层自下而上包括 上元古界震旦系， 古生界寒武系、 奥陶系、 石炭系、 二叠系，中生界三叠系、侏罗系，新生界新近系上新统及第四系（表 2-1）。 1 2 3 8 表 2-1沁水盆地地层简表 界 系统组厚度/m 接触 关系 岩性特征简述 新 生 界 Q0～330 不 整 合 棕红、黄绿、土黄色粘土、亚粘土及砂和砾石 N0～309 灰白、黄绿、棕色、紫褐色粘土、砂质粘土、砂、 砂砾石 中 生 界 侏罗 系 J 中统 J2 大同组 J2d0-60灰白色中、粗粒砂岩，黑灰色粉砂岩、细粒砂岩、泥岩 三 叠 系 T 上统 T3 延长组 T3y38～123灰黄、黄绿色砂岩夹灰、灰绿、紫色泥岩 中统 T2 铜川组 T2t413～483带灰色调的红、黄、绿、紫色砂层及泥岩互层 二马营组 T2er386～651 灰绿、黄绿、灰白色砂岩与紫色、暗紫色砂质泥岩互层， 下部砂岩发育，上部泥岩发育 下统 T1 和尚沟组 T1h 91～279紫红、砖红色砂质泥岩夹灰紫色-紫红色砂岩 刘家沟 T1l414～633 灰紫红、灰红、紫红色砂岩夹紫红色粉砂岩，砂质页岩， 砾岩，灰白色石英砂岩及灰、灰绿色长石砂岩 上 古 生 界 二 叠 系 P 上统 P2 石千峰组P2sh 66～186 紫红、砖红色泥岩夹黄绿色、紫红色细粒长石砂岩、长石 石英砂岩及少量泥灰岩、泥质灰岩 上石盒子组 P2s 326～644 紫红、黄绿、灰、蓝紫色泥岩、黄绿、灰黄、杏黄色细粒 石英砂岩，顶部含燧石层 下统 P1 下石盒子组 P1x 60～150 黄绿、灰黄、黄紫色页岩及砂质页岩夹杏黄色、黄绿色中 细粒长石石英砂岩、长石砂岩、石英砂岩及煤线，顶部 桃色泥岩，底部为骆驼脖子砂岩（K8） 山西组 P1s35～90 灰色、灰白色粗粒长石石英砂岩、石英砂岩，灰、灰黑色 粉砂岩、砂质泥岩、泥岩夹煤层。总体是北厚南薄。含煤 2～7 层，位于中下部，底部为北岔沟砂岩（K7） 石 炭 系 C 上统 C3 太原组 C3t61～150 灰、灰白色砂岩、灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩夹 煤层及石灰岩，含煤 4～14 层，底部为晋祠砂岩（K1）。 南厚北薄，下部煤层发育 中统 C2 本溪组 C2b5～75 黑、灰黑色铝质泥岩、粉砂岩、细砂岩夹薄煤层及灰岩， 底部为鸡窝状黄铁矿、灰白色铝质岩、铝质泥岩，北部、 中部厚，南部薄。 下 古 生 界 奥 陶 系 O 上统 O2 峰峰组 O2f0～216 下部灰黄色白云质泥灰岩夹灰岩；上部灰黑色、青灰 色石灰岩 上马家沟组 O2s 167～293白云质泥灰岩、豹皮状灰岩 下马家沟组 O2x 75～195白云岩及白云质灰岩、底部为石英砂岩 下统 O1 64～209 白云岩及白云质灰岩、夹泥岩、页岩、竹叶状白云岩及燧 石结核或燧石层 €377～560 不 整 合 灰岩、竹叶状灰岩、白云岩、底部为砂砾岩或页岩 前寒 武系 0～亿万 米 碎屑岩、碳酸盐岩、变质岩、火山岩 （二）勘查区地质 1、地层 区块内基岩出露较少， 大多被黄土层覆盖。从老至新出露有二叠系上统上石盒子 组（P2s）及石千峰组（P2sh），三叠系下统刘家沟组（T1l）。区内地层走向北东、 倾向北西， 地势沿浊漳河向东北和西南逐渐增高，地层由南东向北西由老到新依次出 露。新近系和第四系在区块内广泛分布。现由老至新分述如下 9 （1）奥陶系中统峰峰组（O2f） 为煤系基底。 岩性主要为深灰色厚层状灰岩、 白云质灰岩和浅灰色角砾状泥灰岩， 顶部局部见结核状、团块状黄铁矿，不规则裂隙发育，方解石部分填充、致密。 （2）石炭系中统本溪组（C2b） 为一套滨海、浅海相含煤沉积岩系，平行不整合于奥陶系中统之上，顶界止于太 原组底部 K1砂岩。上部为深灰色泥岩、灰岩，薄层状，均匀层理，含大量动物化石 碎屑，斜裂隙发育，次生方解石充填，块状构造，间夹灰黑色炭质泥岩、砂质泥岩和 煤线。下部为灰色铝质泥岩和含铁泥岩，其中铝质泥岩含少量植物化石，局部见斜裂 隙，方解石及黄铁石充填；含铁泥岩均匀层理含较多褐红色铁质斑块和黄铁矿，岩芯 中等完整，较坚硬。本组厚度平均 15m。区内未出露。 （3）石炭系上统太原组（C3t） 为一套海陆交互相含煤地层，主要由深灰-灰黑色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥 岩、煤层及石灰岩组成。含煤 810 层，其中 15 号煤层稳定可采；含灰岩 34 层，灰 岩中常含生物碎屑和燧石结核。该组地层动植物化石丰富。与下伏本溪组整合接触， 平均厚 120m。区内未出露。 （4）二叠系下统山西组（P1s） 本组为一套以河流三角洲相为主的含煤沉积岩系， 与下伏石炭系上统太原组整合 接触，顶界止于下石盒子组底部的 K8砂岩。岩性主要为深灰色、灰黑色细粒砂岩与 灰黑色、黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层，含有 1、1 下、2 上、2、2 下、3 上、 3、3 下、4 号煤层，其中 3 号煤层为稳定的大部可采煤层，含夹矸 0～1 层。本组平 均厚 56m。区内未出露。 本组物性上视电阻率曲线以中等幅值为主，变化较平缓，自然伽玛曲线整段幅值 较高，仅在煤层和砂岩上为低值。底界 K7砂岩视电阻率为中幅值异常显示。 （5）二叠系下统下石盒子组（P1x） 为一套内陆河、湖相沉积岩系，与下伏地层整合接触，顶界止于 K10砂岩。以灰 绿深灰色砂质泥岩、泥岩或粉砂岩互层为主，局部夹 23 层浅灰、灰绿色中、细粒 砂岩，下部偶见煤线。底界 K8为灰色中细粒砂岩，石英为主，岩屑次之，分选较好， 次圆状次棱角状，交错层理，泥质胶结，上部和下部垂向裂隙发育，次生方解石充 填。本组平均厚 93m。 （6）二叠系上统上石盒子组（P2s） 10 与下伏地层整合接触，顶界止于 K14砂岩。本区出露不完整，仅见中上段，主要 于区蟠龙镇、监漳镇及西营镇一带出露。本组底部砂岩 K10中、细粒砂岩，石英为主， 长石，岩屑次之，分选好，次圆状至圆状，波状，交错层理，硅质胶结，下部见斜裂 隙，未充填，岩芯较完整，坚硬，与下伏岩层明显接触。下段以灰紫红色、灰绿色、 灰黄色泥岩，砂质泥岩，粉砂岩为主，局部含铝质。中段为紫红色、紫色、灰绿色、 黄绿色泥岩、粉砂岩、细-中粒砂岩互层，上段主要由紫红、暗紫泥岩、粉砂岩及黄 绿色细-中粒砂岩组成，顶部紫红、暗紫色泥岩中见 12 层燧石条带。本组厚度平均 515m。仅在区内东部零星出露。 （7）二叠系上统石千峰组（P2sh） 与下伏地层整合接触，并在区内出露完整。本组底部为黄绿色、暗紫红色厚层状 含砾细、中、粗粒长石石英杂砂岩 K14，砾石多为玛瑙或石英颗粒。中部和下部由暗 紫红色、紫红色、灰绿、黄绿色中细粒砂岩及砂质泥岩、泥岩组成。上部多为浅紫红 色紫红色巨厚层状厚层状砂质泥岩， 夹暗紫红色、 灰绿色薄层状细粒砂岩或粉砂岩， 顶部发育一厚层似层状钙质结核层，结核呈深灰色、灰色，扁平状、透镜状、团块状 或瘤状，平行排列。本组平均厚 169m。仅在区内东南部零星出露。 （8）三叠系下统刘家沟组（T1l） 与下伏地层整合接触，是本区的主要出露地层。本组底部为砂岩标志层 K15，地 层岩性为一套灰紫、紫红、灰红色厚层巨厚层状细中粒砂岩夹暗紫红色薄层中厚 层状砂质泥岩、泥岩。砂岩分选好，多为泥质胶结。钻探最大揭露厚度 586m。 （9）第四系、新近系（QN） 根据地震资料，本区块 QN 厚度为 080m。 新近系上新统（N2）由红色含砂质粘土（中含钙质结核）及砾石层组成。本区 出露面积较小，仅局部零星出露。 第四系中更新统（Q2）主要由淡黄色亚砂土、淡红色亚粘土（含钙质结核）组 成，呈互层状。本区大面积出露，因黄土垂向节理及湿陷性的特性，形成黄土墙、黄 土柱等特殊地貌。 第四系上更新统（Q3）为淡黄色粉土，厚度较小，于山顶及沟谷披挂，面积较 小。 第四系全新统（Q4）为现代冲积层，主要由不同粒径的砂、砾卵石组成。 2、构造 11 勘察区位于沁水盆地中部，武乡境内。地处榆社武乡断裂背斜构造带内，东为 娘子关坪头挠褶带， 西为沁水复向斜与漳源沁源带状断裂背斜构造带相接，南为 双头襄垣断裂构造带，北为天中山仪城断裂构造带。 图 2-1 武乡区块地质构造分布图 1、断层 根据地震剖面、 钻井和野外填图资料发现， 区内有断层 26 处， 断层位置见表 2-2， 分布见图 2-1。 12 表 2-2 武乡区块内断层分布表 断层编号位置断层性质倾向倾角断距（m） DF1武乡县南亭村附近正断层E7550 DF2武乡县后底沟村东逆断层W4020 DF3武乡县上司乡西逆断层W4030 DF4武乡县上司乡南逆断层WN7020 DF5武乡县魏家寨东正断层WN4030 DF6襄垣县史北村北正断层WN4030 DF7武乡县牛家庄西北正断层SE7030 DF8武乡县牛家庄东南逆断层WN7040 DF9武乡县牛家庄东南正断层SE7040 DF10武乡县牛家庄东南正断层WN7030 DF11武乡县上司乡东正断层SE7030 DF12襄垣县王村收费站东北正断层SE7020 DF13襄垣县王村收费站东北正断层SE7040 DF14襄垣县王村收费站东正断层WN7050 DF15武乡县良则角附近正断层SE7030 DF16襄垣县前下庄村东正断层W4030 DF17襄垣县南岩村附近正断层W7030 DF18襄垣县南岩村南正断层WN7030 DF19武乡县梁家庄东正断层N5530 DF20襄垣县王村收费站正断层SE35 （1）DF1 断层 该断层位于武乡县南亭村附近，延伸方向为近北向，断层性质为正断层，断层面 倾角为 75，断距 50m，切割的地层层位为 2 号煤层-15 号煤层。 （2）DF2 断层 该断层位于武乡县后底沟村东，延伸方向为近北向，断层性质为逆断层，断层面 倾角为 40，断距 20m，切割的地层层位为 2 号煤层-15 号煤层。 （3）DF3 断层 该断层位于武乡县上司乡西，延伸方向为近北向，断层性质为逆断层，断层面倾 角为 40，断距 30m，切割的地层层位为 2 号煤层-15 号煤层。 （4）D