杨欣欣

（黑龙江省煤田地质测试研究中心，黑龙江 哈尔滨 150046）

根据自然资源部《中国矿产资源报告》统计数据，我国2008～2017年常规油气资源和煤层气查明资源量详见表1。从表中可知近10年石油、天然气和页岩气查明资源量均有一定幅度的增加，煤层气从2010年的1318.4亿m3上升到2016年的3344.04亿m3，而2017年下降9.5%，与此同时新增探明地质储量增速也放缓。增加煤层气查明资源量对煤层气产业的发展是非常重要的。

表1 2008～2017年常规油气资源和煤层气查明资源量统计表

黑龙江鸡西市作为我国重要的煤炭生产基地之一，煤层气开发潜力巨大。为探索鸡西煤田煤层气成藏的控制因素，在鸡西煤田合作区块施工了煤层气参数井。加强鸡西煤田合作区块煤层气参数井录井资料的综合解释研究及成果验证是必要的。

1 合作区块地质背景

合作煤田位于鸡西盆地南部条带的中部，北距麻山～平阳逆冲断裂14km，南距敦化～密山断裂15km，位于西沟里大断层东延部分之南侧。穆棱组和城子河组为主要含煤地层，发育于整个鸡西煤田，为本次勘查的目的含气地层。上部的穆棱组煤层发育范围广，分布面积大；含煤可达10层，可采和局部可采1～4层；以薄层为主，中厚层次之，未见厚煤层；煤层结构比较简单，以单一煤层为主，复煤层较少。下部的城子河组煤层埋藏较深，发育范围较小；含煤可达12层，可采煤层1～3层；以薄煤层为主，中厚煤层次之，厚煤层少见。同一煤层在不同地方厚薄不均，单一煤层和极复杂结构煤层较少，复杂煤层较多。

2 综合录井方法及成果

2.1 选用的录井方法

合作区块施工的煤层气参数井主要选用的较常用的煤岩（心）录井、岩屑录井、气测录井、钻时录井、工程参数录井等综合录井方式。为保证取心率和取心质量，本井采用绳索半合管取心技术。应用快速气相色谱仪能连续快速分析全烃、烃类及非烃组分，本井分析周期为30s，可实现对煤系地层含气情况的实时监测。钻时录井非煤系地层一般按1点/1.0m记录，煤系地层加密为1点/0.5m；进入目的含气层井段采用微钻时分析技术加密为1点/0.10m，识别煤层结构更有效。及时绘制录井剖面草图并和临井对比，预测目的层位和井深，指导采样和测井、试井等方案编制；对异常井段做出初步解释、揭示钻遇含气层。

2.2 主要成果

从上至下依次钻遇：新生界第四系，上古生界白垩系穆棱组，白垩系城子河组（未穿）。实际钻遇主要可采煤层3层，上部的穆棱组中段：井段433.74～434.64m，煤层结构 0.90m； 井 段 472.74～475.74m， 煤 层 结 构0.29(0.37)0.32(0.87)1.15m；下部的城子河组上段：井段893.97～894.90m，煤层结构0.93m。

根据气测显示，参考地质、钻时和工程参数资料，综合化验分析、试井解释，根据经验和邻区资料，本井选用经验法进行气测综合解释；气测异常的解释评价主要标准为：全烃峰基比＞2为异常显示；全烃净增值≤3%为气测异常层，3～10%为含气层，≥10%定为气层；全烃值小于0.5%对煤层气开发无意义不做评价。本井共发现气测异常28段。主要显示层为穆棱组中段：433.00～435.00m，钻时：35.00min/m↘13.00min/m，全烃：0.41%↗11.27%，岩性为煤、泥岩，综合解释为气层；472.00～475.00m，钻时：45.00min/m↘38.00min/m， 全 烃：0.16%↗12.35%， 岩性为泥岩、煤，综合解释为气层。城子河组中下段：893.00～895.00m，钻时：70min/m↘60.00min/m，全烃：0.76%↗7.07%，岩性为泥岩、煤，解释为含气层；988.00～1008.00m，钻时：60.00min/m↘32.00min/m，全烃：0.45%↗30.61%，岩性为泥岩、煤，解释为气层。

3 含气性分析

采集18个解吸样品，测得含气量为：空气干燥基气含量3.45～9.30cm3/g，平均为6.00cm3/g；甲烷含量2.63～5.94cm3/g，平均为4.07cm3/g。成分为：甲烷74.39%～87.37%，平均83.44%；二氧化碳1.24%～12.1%，平均3.75%；氮气3.07%～23.54%，平均12.81%；乙烷及重烃0～0.04%，平均0.01%。等温吸附时间为1.53～15.44d，平均9.32d。空气干燥基兰氏体积10.67～20.48cm3/g，平均为14.33cm3/g；兰氏压力3.10～4.99MPa，平均为4.19MPa；临界解吸压力0.56～5.59MPa，平均为2.58MPa。空气干燥基含气饱和度为50.09%～113.91%，平均78.14%。

4 煤质特征

宏观煤岩类型以半亮煤为主，局部为暗煤或亮煤。煤岩成分多以亮煤为主，亮煤成分一般大于60%。煤体较坚硬，以原生结构煤为主，局部见碎裂结构煤。煤心多呈柱状，柱长1.6～10.3cm，块状次之，块的大小1.0～6.0cm，层理较清晰，多数亮煤中发育一组裂隙，5-24条/5cm。煤显微组分中有机组分：镜质组、惰质组、壳质组分别占81.25%、0.7%、1.7%，占总量的83.65%；无机组分：粘土类、氧化物类、碳酸盐类分别占15.35%、0.5%、0.5%，占总量的16.35%。可知，有机组分以镜质组为主，其次为惰质组和壳质组，无机组分以粘土矿物为主，氧化物、碳酸盐矿物较少。Ro,max为0.68%～0.94%，煤阶为气煤-肥煤。

根据录井获取的煤层深度、厚度和煤岩描述等信息，采取各主要可采煤层样品18个，经分析获得了煤的工业分析、元素分析、全硫、有害元素等数据。水分（Mad）平均为1.09%；灰分（Ad）平均为26.79%，为中灰煤；挥发分（Vdaf）平均为39.09%，为高挥发分煤；固定碳（FCd）平均为42.50%；原煤发热量（Qnet,d）16.85～30.82MJ/kg，平均为24.69MJ/kg，属于中高发热量煤。元素分析，碳（Cdaf）含量平均为82.62%；氢（Hdaf）含量平均为5.82%；氧+硫（O+S）daf含量平均为9.79%；氮（Ndaf）含量平均为1.77%。真密度为1.58，视密度为1.48，孔隙度为6.31%。原煤全硫（St,d）0.26%～0.42%，以有机硫为主，均为特低硫煤。有害元素分析，磷（P,d）为0.003%～0.120%，属低磷煤～高磷煤；氯含量在0.006%～0.099%之间，均属特低氯煤～低氯煤；可采煤层砷的平均含量均不超过2μg/g，均为一级含砷煤（ⅠAS），没有达到有害程度。

所采煤样具有一定的粘结性，软化温度ST在1328～＞1500℃之间，属较高软化温度灰煤。煤灰流动温度为1367～1415℃之间，属于中等～较高流动温度灰。煤灰成分是以Si02和A1203为主要成分，Si02含量为47.43%～57.81%，A1203含量为31.03%～41.58%。粘结指数为3～94，胶质层最大厚度为5.0～17.5mm。哈氏可磨性试验可磨性指数为52～63，为中等可磨煤～较难磨煤。

5 试井分析

本井采用注入/压降试井方法，适用于高、低压储层，是目前煤层气井测试中最常用的一种试井方法。煤层有效厚度（h）、测试层段中部深度（D）、井筒半径（rw）等数据是根据录井、测井数据来确定。准确规范的录井，可以保证这些数据的准确性，进而指导试井施工，提高试井数据和解释结果的准确性。试井解释的各主要煤层储层参数见表2，从表中可以看出，在合作区块，2#、3#、4#、12#煤层段渗透率相对较高，5#、14#渗透率相对正常；2#、3#、4#、5#煤层属偏低压储层，12#、14#煤层为偏高压储层；3#、4#和14#煤层处在较低的应力场中，2#、5#、12#处在正常应力场中。

表2 试井解释获得储层参数结果表

6 结论与建议

（1）气体成分分析结果表明，本井录井综合解释采用经验对比法是正确的，传统的烃三角形图版法、皮克斯勒图版法、气体组分评价法、“3H”图解法等气测解释方法不适用煤层气井气测综合解释。

（2）本井实际钻遇地层与预测的地层基本吻合，符合区域地质规律；经测井和采样化验验证实际钻遇的煤层符合率100%；录井解释的气测异常井段经采样化验及试井验证全部符合。

（3）录井中指导采取的样品，均符合试验测试要求。经测试主要煤层含气性良好，具有煤层气开发潜力。