夏店南区块煤层气勘查实施方案.pdf

山西沁水盆地夏店南部地区煤层气勘查山西沁水盆地夏店南部地区煤层气勘查 实施方案实施方案 申 请 人中国石油天然气有限公司申 请 人中国石油天然气有限公司 编写单位 中国石油天然气有限公司华北油田公司编写单位 中国石油天然气有限公司华北油田公司 编 写 人曹永春乔茂坡张聪编 写 人曹永春乔茂坡张聪 审 核 人张建国审 核 人张建国 审核单位负责人李志军审核单位负责人李志军 编写时间2020 年 10 月 10 日编写时间2020 年 10 月 10 日 目 录目 录 一、概况一、概况............................................................................................................5 5 （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............................................................5 1、地理位置、地形与交通............................................................................5 2、气候.............................................................................................................5 3、社会经济依托.............................................................................................5 （二）申请设立探矿权基本情况（二）申请设立探矿权基本情况........................................................................7 1、矿权登记情况.............................................................................................7 2、对外合作情况.............................................................................................7 3、相邻煤层气矿权情况................................................................................ 8 4、煤炭矿权重叠及合作................................................................................ 8 5、本次申请探矿权基本情况说明..............................................................10 （三）勘查目的和任务（三）勘查目的和任务...................................................................................... 13 1、勘查目的...................................................................................................13 2、勘查任务...................................................................................................13 二、勘查区地质情况二、勘查区地质情况.....................................................................................1414 （一）区域地质概况（一）区域地质概况.......................................................................................... 14 1、基础地质背景.......................................................................................... 14 2、煤层气地质条件...................................................................................... 22 （二）以往地质工作及勘查认识程度（二）以往地质工作及勘查认识程度..............................................................35 1、以往工作情况及勘查区勘探程度..........................................................35 2、上一勘探阶段勘查投入完成情况.........................................................37 3、勘查成果...................................................................................................38 4、勘探评价认识.......................................................................................... 39 （三）本次申请探矿权区域内勘查认识程度（三）本次申请探矿权区域内勘查认识程度..................................................42 1、地层及含煤层系...................................................................................... 42 2、构造特征...................................................................................................42 3、煤层分布特征.......................................................................................... 43 4、煤岩煤质特征.......................................................................................... 44 5、含气性特征...............................................................................................46 6、物性特征...................................................................................................48 7、气藏特征...................................................................................................49 （四）夏店南区块综合地质评价（四）夏店南区块综合地质评价......................................................................50 三、勘查实施方案三、勘查实施方案.........................................................................................5151 （一）勘查部署遵循的原则（一）勘查部署遵循的原则..............................................................................51 （二）技术路线、勘查依据和方法（二）技术路线、勘查依据和方法..................................................................51 1. 技术路线...................................................................................................51 2、勘查依据...................................................................................................52 3、勘查方法...................................................................................................52 （三）工作量和资金投入（三）工作量和资金投入..................................................................................56 1. 总体部署方案.......................................................................................... 56 2、年度部署方案.......................................................................................... 56 （四）预期成果（四）预期成果...................................................................................................57 （五）与非油气矿产的协调情况（五）与非油气矿产的协调情况......................................................................57 四、生态环境修复与治理方案四、生态环境修复与治理方案.....................................................................5757 （一）方案概况（一）方案概况...................................................................................................58 1、目的...........................................................................................................58 2、原则...........................................................................................................58 3、依据...........................................................................................................59 （二）区块内自然地理概况（二）区块内自然地理概况..............................................................................61 1、地形地貌...................................................................................................61 2、植被...........................................................................................................61 3、土壤...........................................................................................................62 4、工程地质概况.......................................................................................... 66 5、土地利用现状已周边采矿活动..............................................................67 （三）矿山地质环境影响和土地损毁评估（三）矿山地质环境影响和土地损毁评估......................................................67 1、矿山地质环境影响评估..........................................................................67 2、矿山地质灾害现状分析与预测..............................................................69 3、矿区含水层破坏现状分析与预测..........................................................70 6、矿山土地损毁预测与评估......................................................................76 7、矿山地质环境治理分区与土地复垦范围..............................................79 （四）矿山地质环境治理与土地复垦可行性分析（四）矿山地质环境治理与土地复垦可行性分析..........................................84 1、矿山地质环境治理可行性分析..............................................................84 2、矿区土地复垦可行性分析......................................................................87 3、土地复垦方向的初步确定......................................................................88 4、土地复垦适宜性评价单元划分..............................................................91 5、确定最终复垦方向和划分复垦单元......................................................92 6、水土资源平衡分析.................................................................................. 92 7、土地复垦质量要求.................................................................................. 93 （五） 矿山地质环境治理与土地复垦工程（五） 矿山地质环境治理与土地复垦工程....................................................98 1、矿山地质环境保护与土地复垦预防......................................................98 2、矿山地质灾害治理................................................................................101 3、矿区土地复垦........................................................................................ 105 4、含水层破坏修复.................................................................................... 117 5、水土环境污染修复................................................................................118 6、矿山地质环境监测................................................................................121 7、矿区土地复垦监测和管护....................................................................125 （六）经费估算（六）经费估算.................................................................................................131 五、保障措施（人员、资金、质量等）五、保障措施（人员、资金、质量等）...................................................131131 （一）人员保障（一）人员保障.................................................................................................131 1、勘探开发方面........................................................................................ 131 2、生态修复方面........................................................................................ 133 （二）资金保障（二）资金保障.................................................................................................135 1、勘探开发方面........................................................................................ 135 2、生态修复方面........................................................................................ 136 （三）质量保障（三）质量保障.................................................................................................139 1、勘探开发方面........................................................................................ 140 2、生态修复方面........................................................................................ 140 六、附图与附表六、附图与附表............................................................................................143143 （一）地理位置图（一）地理位置图............................................................................................ 143 （二）勘查程度图（二）勘查程度图............................................................................................ 144 （三）勘查部署图（三）勘查部署图............................................................................................ 144 （四）探矿权变更前后勘查/开采区块范围对比图（四）探矿权变更前后勘查/开采区块范围对比图..................................... 145 （五）四领关系图（五）四领关系图............................................................................................ 146 （六）上一持证期内完成的探井、地震工作基本信息表（六）上一持证期内完成的探井、地震工作基本信息表...........................146 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 1、地理位置、地形与交通 “山西沁水盆地夏店区块煤层气勘查”（以下简称“夏店区块”）项 目位于山西省东南部，行政区划隶属山西省长治市沁县、襄垣县、屯留县、 长治市、长子县、长治县境内。区内地势西南高、东北低，地形以丘陵山 地为主，海拔 600～1062m。太（原）一焦（作）铁路和 208 国道从区块北 部通过，长（治）太（原）高速从西部通过，区内县市间、乡镇间为水泥 或沥青路面的公路及村村通简易公路纵横交错，交通便利（见图 1-1-1）。 2、气候 本区属大陆性气候特征，夏季午间较热，早晚凉爽，昼夜温差较大； 春冬季多风，气候干燥。据长治市气象资料显示，年平均气温9.8℃，日最 高温度为37.2℃，最低气温-29℃，降水多集中在7、8、9三个月，每年11 月至次年3月为结冰期，冻土深度一般为0.5～0.75m。 3、社会经济依托 长治市位于东经 11158′-11344′，北纬 3549′-3708′之 间，地处山西省东南部，是连接晋、冀、豫三省的重要通道，古称“上党” ， 属于海河流域中原文化。全市总面积 13896km2，其中市区面积 334 km2。 自 1946 年 1 月正式建市以来，现辖 10 县 2 区 1 个县级市，共有 146 个乡 镇、3507 个行政村，总人口 312 万人，其中农业人口 251 万人。 长治市农业生产条件优越，是中国著名的绿色经济区，经国家认证的 绿色农产品已达 111 种，居全国地级市之首，基地面积 270 万亩，占总耕 地面积的 50。主要粮食作物有玉米、小麦、谷子、豆类、薯类等；主要经 济作物有党参、潞麻、苹果、核桃、柿子、花椒等；主要名优特产有沁州 黄小米、潞麻、潞党参、柿饼、绵核桃、大红袍花椒、大青椒等。长治市 为新兴工业城市，全市现有工业企业 1270 多家，其中国有大中型企业 22 家，是山西省能源重化工基地的重要组成部分和轻化工基地。依靠丰富的 煤、铁、锰、铝、硫磺、石灰石、石膏、大理石等矿产资源，发展有煤炭、 电力、冶金、机械、化工、医药、建材等多个工业生产门类，主要工业和 轻工业产品有原煤、精煤、焦炭、电力、钢材、水泥、机械设备及零部件、 化肥、洗衣机、中成药等。 图 1-1-1 夏店区块交通位置图 （二）申请设立探矿权基本情况（二）申请设立探矿权基本情况 1、矿权登记情况 “山西沁水盆地夏店区块煤层气勘查”项目，于 2010 年取得探矿权， 许可证号 0200001020135，登记面积 630.904 平方千米，有效期 2010 年 1 月至 2012 年 5 月。到期后成功延续，许可证号 0200001230122，登记面积 630.904 平方千米，有效期 2012 年 5 月至 2014 年 5 月，后成功延续，许可 证号 0200001630141，有效期 2016 年 5 月 8 日至 2018 年 5 月 7 日，后成功 延续，许可证号 0200001821407，有效期 2018 年 5 月 8 日至 2020 年 5 月 7 日。 探矿权人是中国石油天然气股份有限公司，勘查单位是中国石油天然 气股份有限公司华北油田分公司（见图 1-2-1）。 图 1-2-1 夏店区块原探矿权证 2、对外合作情况 该区块为中石油自营区块，无对外合作。 3、相邻煤层气矿权情况 夏店区块探矿权区四周紧邻 5 个煤层气区块，包括北邻王村-夏店区 块；南邻长子区块；西邻沁南、沁源、柿庄北区快（见图 1-2-2）。 图 1-2-2 夏店区块矿权与邻近煤层气矿权四领关系图 4、煤炭矿权重叠及合作 （1）矿权重叠情况 夏店南部地区与 1 个煤矿矿权区域存在重叠关系，李村煤矿重叠面积 21.4194 平方公里（见表 1-2-1、图 1-2-3）。 图 1-2-3夏店南部地区煤层气矿权与煤矿矿权区重叠关系图 表 1-2-1 夏店探矿权区内煤炭矿权 序号煤矿名称矿权人面积 重叠面 积 1潞安集团李村矿 潞安矿业集团慈林山煤业 有限公司 3321.4194 （2）与煤矿合作情况 2009 年 4 月，中石油华北油田分公司与潞安集团公司为贯彻国办发 〔2006〕47 号以及国土资发[2007] 96 号文件精神，本着科学发展、和谐 共存、诚信合作、互利互赢的原则，按照“先采气，后采煤，采气采煤一 体化”的原则，就煤层气、煤炭资源勘查、开采重叠区块的合作达成协议， 在太原签订了“采气采煤一体化”合作协议。合作区块范围为中石油华北 油田煤层气勘察、开采与潞安集团煤炭勘察、开采重叠区域，合作区块面 积 385.84 平方公里，（其中潞安集团屯留煤矿面积 139.63 平方公里，高 河煤矿面积 66.68 平方公里，李村煤矿面积 21.87 平方公里，古城煤矿面 积 157.66 平方公里）。 2011 年 9 月，在签订合作协议的基础上，在矿权重叠、煤矿安全发展 以及新能源开发总体目标的指引下，华北油田公司和潞安集团在太原签订 了煤层气（瓦斯）合作抽采及利用合同，并创建了“华潞”合作模式。 2015 年 12 月，中石油华北油田分公司与山西潞安矿业集团慈林山煤 业有限公司签订了合作协议，合作范围为山西潞安矿业集团慈林山煤业有 限公司李村矿井“中华人民共和国国土资源部划定矿区范围”与华北油田 分公司煤层气勘察/开采狂犬重叠区域，重叠区域面积 21.88 平方公里（见 图 1-2-4）。 “十二五”期间，双方进一步深化合作，华北油田公司按照潞安集团 地面瓦斯抽采规划，采取工程总承包模式，在夏店区块合作实施了地面瓦 斯抽采井 416 口。 5、本次申请探矿权基本情况说明 原“山西沁水盆地夏店地区煤层气勘查”项目（证号 0200001821407） 2020 年 5 月 7 日到期，矿权面积 406.258，按照山西省煤层气勘查开发 管理办法，需对夏店区块进行核减，核减后，原夏店区块分为两个部分， 分别为夏店南部地区和夏店北部地区，为保障夏店地区煤层气勘查顺利进 行，现对夏店南部地区煤层气勘查矿权申请变更、延续。 本次申请夏店南部地区探矿权登记面积 17.838 平方公里，（见表 1-2-2、图 1-2-8、表 1-2-3）。 图 1-2-8 夏店区块探矿权核减前后对比示意图示意图 表 1-2-2 探矿权申请基本信息表 项目内容 探矿权名称山西沁水盆地夏店南部地区煤层气勘查 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 勘查单位及资质中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司 矿种煤层气 申请登记面积（平方千米）17.838 申请年限2020 年 5 月 8 日至 2025 年 5 月 7 日 表 1-2-3 申请延续探矿权区拐点坐标 序号 2000 国家大地坐标系经纬度 东经北纬 1112.5230 36.0300 2112.493036.0300 3112.493036.0306 4112.485736.0306 5112.485336.0300 6112.480536.0300 7112.480536.0430 8112.504736.0430 9112.504736.0400 10112.510436.0400 11112.510436.0430 12112.523036.0430 （三）勘查目的和任务（三）勘查目的和任务 1、勘查目的 在前期勘探评价认识的基础上，通过持续分析地质、地震、测井及生 产资料，利用新技术、新方法、新手段开展评价试采工作，落实下步有利 建产目标区，探索适合于夏店南区块的主体开发工艺技术。 2、勘查任务 一是通过持续排采老井，总结气水规律，评价产气效果，明确开发工 艺技术适应性。二是开展水平井分段压裂实验。三是完成夏店南区块探明 储量区探转采工作。 二、勘查区地质情况 （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 沁水盆地位于山西省中南部，四周均为隆起所围限，东为太行山隆起， 西为吕梁山隆起，北为五台山隆起，南为中条山隆起，盆地面积约 36000 平方千米。 夏店区块的构造位置处于沁水盆地沁水块坳东部，晋获褶断带以西， 东邻太行山块隆 （见图 2-1-1） ， 总体构造形态为一走向北北东， 倾向北西， 倾角一般 5～10的单斜构造，伴有宽缓褶曲和断裂。 山西省东南部位于中朝准地台内二级构造单元-山西中隆起区的中部 及南部。夏店区块位于华北断块区吕梁-太行断块沁水块坳东部次级构造单 元沾尚武乡阳城北北东向褶带中段，新生代长治新裂陷叠加其上。 区域构造格架主要为燕山期构造运动年形成。表现为 1）燕中运动早期，由于东西向主压应力作用，构造运动在形态上主要 表现为大型开阔褶皱，如太行山复式背斜隆起，霍山南北向背斜及沁水复 式向斜。简述如下 ①太行山复式背斜隆起带 位于太行山的中段和南段，背斜核部由太古界赞皇群和震旦系地层组 成，两翼由古生界地层组成。复背斜的主轴线自阳邑-上八里-沁阳北部-济 源北部，由南北向转为东西向，形成向南东向突出的弧形。 ②霍山背斜 该背斜于霍山地区隆起幅度最大，太古界结晶基底剥露于地表，背斜 轴呈南北向展布。 ③沁水复式向斜 在太行山弧形复式背斜与霍山背斜之间为沁水复式向斜。复式向斜轴 位于榆社、沁县、沁水县郑庄、阳城县芹池一线，在榆社沁县为走向北 23 度东，沁县以南为近南北向。在芹池以南，地层向北倾斜，向斜扬起。 向斜核部分布着三叠系地层，两翼主要由二叠系石千峰组及石盒子组地层 组成。沁水复式向斜在形态上平缓开阔，在其中叠加成束分布的次级南北 向褶皱，断裂不发育，多为高角度正断裂。沁水复式向斜大体呈长轴方向 为南北向的椭园形。由于受燕山运动中期及晚期的影响而被改造，其北部 轴向向东偏转，呈北北东向，北西侧遭喜山期北东东向及北东向断裂破坏， 汾河新断陷叠加其上。 （2）燕山运动中期，是北北东向构造形成的主要时期。地块在南北向 扭力和东西向挤压力联合作用下发生构造变动，主压应力方向由早期的东 西向转变为北西西南东东方向，由此而形成了北北东向的线型挤压带， 如晋-获褶断带，该褶断带主要由断裂和与之平行的褶皱组成。 （3）燕山晚期-喜山期，区域构造应力方式发生了改变，主压应力方 向为北东南西向，相应的构造变动以改造先期变形为主，其构造类型以 断裂为主，褶皱次之。 与上述主要压性结构面斜交的还有两组扭裂面，一组呈北北西向，另 一组呈北东东向。区内仅北东东向一组较为发育，如屯留县张店一带。断 裂走向为北 70东左右，断面平直，延伸较长，显示压扭性特征。而且在 与断裂面大致平行的方向上，局部伴有褶皱构造。 图 2-1-1 沁水盆地南部构造刚要图 （2）地层特征（2）地层特征 夏店南部地区位于沁水盆地东南部，与山西省东南部地区地层沉积规 律一致，以元古界地层为结晶基底，向上依次沉积了下古生界（寒武系、 奥陶系）、上古生界（石炭系、二叠系）、中生界（三叠系）地层，第四 系地层分布于山梁及沟谷中。详见表 2 各套地层主要发育特征由老至新简述如下 1）奥陶系中统峰峰组O2f 顶部一般为深灰色角砾状灰岩，上部以灰、深灰色石灰岩夹薄层状泥 灰岩为主，石灰岩坚硬性脆，方解石脉发育，质纯；下部以灰、深灰色石 灰岩夹褐灰色白云质灰岩、泥灰岩为主，地层厚度大于 100m。 2）石炭系中统本溪组C2b 下部为深灰色铁质泥岩或泥岩，含黄铁矿碎屑，间夹一层细粒砂岩， 不稳定；上部为灰色铝土质泥岩，含铁质鲕粒，与下伏峰峰组O2f地层呈 平行不整合接触，厚度 5.80～8.90m，平均厚 7.16 m。 3）石炭系上统太原组C3t 为该区主要含煤地层之一，为一套由砂岩、泥质岩、炭质泥岩、石灰 岩和煤层等组成的含煤沉积。根据其岩相岩性及古生物组合划分为下、中、 上三个岩性段。下段C3t1由 K1 砂岩底面或本溪组铝质泥岩顶面至 K2 石灰 岩底面；中段 C3t2由 K2 石灰岩底面到 K4 石灰岩顶面或 9 号煤层下厚层 中粒砂岩底面；上段（C3t3）由 K4 石灰岩顶面或 9 号煤层下厚层中粒砂岩 底面到 K7 砂岩底面。地层厚度 78.64～95.15 m，平均厚 87.04 m。 4）二叠系下统山西组P1s 滨海沼泽、泻湖相沉积，其岩性为灰白色（层面多呈灰黑色）中、细 粒砂岩、 泥质岩夹煤层； 含煤 2～3 层， 其中 3 号煤层为稳定全区可采煤层， 其余煤层不稳定；泥质岩中富含植物碎片化石。底部以 K7 砂岩底面与太原 组分界， 顶部以 K8 砂岩底面与下石盒子组分界。 地层厚度 41.50～56.40 m， 平均厚 48.52 m。 5）二叠系下统下石盒子组P1x 岩性以浅灰白色砂岩、灰～灰黑色泥质岩为主，中、下部泥质岩中富 含植物碎片化石