滇东黔西盆地群属晚二叠世上扬子沉积盆地的一部分。煤生气率高,煤层分布广、厚度大,盆地总生气量大;煤储层吸附量高、可解吸率高,煤层割理发育,构造裂缝适中;煤层气盖层封闭性能良好,处于滞流带承压水封堵环境,煤层气保存条件有利;盆地煤层气地质资源量为34 723.72×108m3,可采资源量为12 892.88×108m3。Ⅰ类资源占地质资源总量的5%,Ⅱ类资源占地质资源总量的45%。
(一)概况
滇东黔西地区位于贵州省西部,包括六盘水市、普安、晴隆、关岭和赫章、威宁的一部分,地理坐标:东经104°19′~105°57′,东纬25°13′5″~27°07′,面积约3万km2。
该地区煤层气的研究相对较晚,贵州省地质局地科所(1995)对滇东黔西地区煤层气分布特征、控制因素及目标评价进行了研究;贵州煤田地质局(1996)对贵州省煤层气资源进行了评价研究。但是由于资料和认识程度的限制,目前滇东黔西地区的煤层气研究程度相对较低。
(二)煤层、煤岩和煤质特征
1.煤层特征
滇东黔西地区含煤地层为上二叠统长兴组和龙潭组。主要含煤层位于长兴组下部龙潭组上段的中下部和下段的中部。含煤地层埋深在向斜中心可达2 000m。上二叠统煤层较厚,一般在20~40m 之间,最高可达50m,其展布以北西向为主,其次为北东向,厚度分布从向斜边部至中心逐渐增大。
2.煤岩煤质特征
滇东黔西地区各种煤层其宏观煤岩组分组成以暗煤、亮煤为主。煤岩类型以半暗型、半亮型、光亮型为主。
滇东黔西地区煤岩显微组分以有机组分为主,占总的68.19%~94.5%,平均为85%左右。无机组分含量较低,占5.5%~31.8%。
由于煤系埋藏条件及后期改造作用的影响,滇东黔西地区在不同区块不同部位媒的热演化程度均不同。从气煤—无烟煤均有分布,但以高阶(Ro为1.3%-2.2%)烟煤为主。在区域分布上基本遵循由西向东和自北而南煤的热演化程度逐渐增高的趋势。
(三)煤层含气量
共收集含气量数据311个,在各向斜中分布如表6-18所示,本次研究主要以这些数据为基础,根据这些数据计算的滇东黔西地区煤层平均含气量为11.3m3/t。
表6-18 六盘水地区主要向斜煤层含气量统计表
滇东黔西地区煤层气含气量值整体较高,在200 m 深度处,郎岱、六枝西南翼,格木底和旧普安东南翼等含气量显得较高,一般都大于5m3/t,而其他向斜如睛隆、青山、潘龙和发耳等均较低。在500m和1 000 m 等深度处各向斜含气量的变化情况同上。
分析表明,格木底向斜煤层含气量与埋深具有一定的关系,经回归分析,相关方程为:W=0.619H12/+2.076,相关系数r=0.7973,随深度H 加大,含气量W 也相应增大,在埋深达到100m 时含气量大于8m3/t,达到400m 时含气量大于15m3/t,在1 000m,含气量大于20m3/t(表6-19)。
表6-19 格木底向斜上二叠统煤层含气量与埋藏深度关系
盘县土城、盘关向斜二叠系上统煤层含气量与埋深关系相关性非常好(表6-20),回归方程为W=0.272H1/2+0.369,相关系数可达0.8870,但与格木底向斜相比在同一深度上盘县土城、盘关向斜含气量要低,在100 m 土城、盘关向斜含气量低于2m3/t,在400m 含气量要低于7m3/t,比格木底向斜要少一倍。
表6-20 盘县土城、盘关向斜上二叠统煤层含气量与埋深关系表
根据目前掌握的资料,采用含气梯度法对深部煤层含气性进行预测,对含气梯度适用深度以下采用压力—吸附曲线法进行预测,预测结果见表6-21。
表6-21 计算单元深部煤层含气性预测成果表
(四)成藏条件
1.煤层生气率高,煤层分布广、厚度大,盆地总生气量大
本区煤类主要为中高煤阶煤,煤生气率高。煤层分布面积大于200km2的聚煤、煤层气盆地(复向斜)有盘县盆地、格木底向斜、六枝向斜、郎岱向斜、青山向斜、补郎向斜。这些盆地(复向斜)中主煤层呈稳定、较稳定的层状,分布连续、面积广。煤层集中段煤层总厚度达40m,可采煤层平均总厚一般达15m以上。盆地总生气量大。
2.煤储层吸附量高、可解吸率高,煤层割理发育,构造裂缝适中
由于镜质组含量高,煤演化程度适中,吸附量高(大于15m3/t)、可解吸率高(大于70%)。煤层割理、内生裂隙发育,割理组呈网状、树枝状分布,连通性好,构造裂缝适中。
3.煤层气盖层封闭性能良好,处于滞流带承压水封堵环境,煤层气保存条件有利
不少区带煤层水水体弹性能量较高,煤系下伏玄武岩是一隔水层,煤系上覆飞仙关组泥岩、粉砂质泥岩也是含水性很弱的隔水层,水型为NaH CO3型,矿化度2 000~6 000m g/L,向深部增加由于煤系中泥岩具有较好的封闭性和隔水性,在纵向上又有多套盖层叠加形成多层封闭,在横向上与向斜、地层扭曲、封闭性质断层等非渗透性质边界组合,构成了不同程度的遮挡,使地下水活动受阻,形成滞流带承压水封堵环境,气藏得以保存和富集。
(五)煤层气资源量
滇东黔西盆地群煤层气风化带下限至煤层埋深2 000m 以浅区煤层气地质资源量为34 723.72×108m3,资源丰度为2.16×108m3/km2,可采资源量为12 892.88×108m3。
从层系来看,煤层气资源都分布在二叠系。
按区带统计,六盘水、贵阳、织纳和恩洪煤层气地质资源量分别为17 065.15×108m3、3 861.35×108m3、11 768.26×108m3和2 028.96×108m3,占地质资源总量的49.15%、11.12%、33.89%和5.84%;可采资源量分别为7 299.72×108m3、1 450.33×108m3、3 425.03×108m3和717.80×108m3,占可采资源总量的56.62%、11.25%、26.57%和5.57%。
按深度统计,煤层埋深1 000m以浅、1 000~1 500m和1 500~2 000m区,煤层气地质资源量分别为22 496.57×108m3、7 259.12×108m3和4 968.02×108m3,占地质资源总量的64.79%、20.91%和14.31%;埋深1 000m以浅与1 000~1 500m煤层气可采资源量分别为9 815.94×108m3和3 076.94×108m3,占可采资源总量的76.13%和23.87%。
该含气盆地Ⅰ类资源量为19 094.11×108m3,占地质资源总量的54.99%,Ⅱ类资源量为15 629.61×108m3,占地质资源总量的45.01%;Ⅰ类资源分布在六盘水和恩洪,Ⅱ类资源分布在贵阳和织纳(表6-22、表6-23)。
表6-22 滇东黔西盆地群煤层气资源层系分布汇总表
表6-23 滇东黔西盆地群各含气区带煤层气资源类别表