吐哈盆地八道湾组煤层气资源评价

2015-02-23方权

地球 2015年10期

关键词：气量煤层气盆地

■方权

（新疆地质矿产勘查开发局第九地质大队新疆乌鲁木齐 830009）

吐哈盆地八道湾组煤层气资源评价

■方权

（新疆地质矿产勘查开发局第九地质大队新疆乌鲁木齐 830009）

吐哈盆地位于新疆东部，大地构造单元位于哈萨克斯坦-准噶尔板块东南部，西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块和塔里木板块的拼合部位。随着吐哈盆地煤炭勘探程度的不断提高，特别是勘探开发资料的积累和对盆地演化规律的认识的不断提高，进一步加强吐哈盆地八道湾组煤层气资源评价就显得十分重要。因此，本文就吐哈盆地地质特征以及吐哈盆地八道湾组煤层气资源评价进行了具体分析。

吐哈盆地地质特征八道湾组煤层气资源评价

0 引言

随着经济的不断发展和进步，对于煤层气资源的需求也在不断增加，所以需要注重煤气层资源的利用率，首先需要做的就是进行煤层气资源的评价，为后期的应用提供基础，本文就以吐哈盆地八道湾组煤层气资源为例，对于八道湾组的煤层气资源进行了具体的评价，对于后期新疆煤层气资源的充分利用意义重大。

1 吐哈盆地地质特征

吐哈盆地沉积盖层主要为中新生代，其中侏罗系是盆地内发育最广的一套含煤沉积地层。主要含煤地层为八道湾组和西山窑组，前者为一套河流、扇三角洲和沼泽相沉积，岩性为浅灰色砂岩、砾状砂岩、粉砂岩夹灰黑色泥岩、碳质泥岩及煤层，局部含菱铁矿，常发育石英质或花岗质底砾岩。吐哈盆地前侏罗系划分为吐鲁番坳陷、了墩隆起、哈密拗陷带和南部隆起带四个一级构造单元(表1)。吐鲁番拗陷包括柯尔碱凹陷、台北凹陷、布尔加凸起、托克逊凹陷、艾丁湖斜坡五个二级构造单元，哈密拗陷包括哈密凹陷、黄田凸起两个二级构造单元，南部隆起带包括沙尔湖隆起、沙尔湖浅凹陷、大南湖浅凹陷、梧桐窝子浅凹陷、骆驼圈子浅凹陷、野马泉浅凹陷六个二级构造单元。从大地构造单元角度而言，盆地南部隆起属于觉罗塔格构造带向盆内的延伸部分，沙尔湖浅凹陷、大南湖浅凹陷等5个浅凹陷是5个分离状态的相互独立的聚煤洼地，与盆地主体湖盆没有完全沟通，由多个次级凸起相互隔开，显示了基底断块格局的控制。中新生代构造活动较弱，沙尔湖、大南湖一带侏罗系倾角仅10°左右。盆地北缘与其形成鲜明对照，中新生代区域构造活动相对比较强烈，在盆地西段表现最为显著，沿博格达山前发育，由北向南扩展、指向盆内的逆冲推覆构造带，涉及地层时代从石炭纪直至第四纪，表明该构造带主要活动时期为中生代末期至新生代。中生代盆地的原始沉积面貌受逆冲推覆作用影响，而完全改变，在此基础上，形成了新生代的盆地边界。

2 八道湾组资源量计算

本次资源量计算采用体积法进行，

式中：G-煤层气资源量（m），A-计算范围的平面积（m），H-煤层厚度（m），D-煤的空气干燥基密度（t/m），C-煤的空气干燥基含气量（m/t）。

根据研究区各块段煤层气成分含量在垂向上的分布特征以及分带方案确定煤层气的风化带，各构造单元煤层气风化带深度依次为：托克逊凹陷500m，克尔碱凹陷350m，台北凹陷500m，哈密凹陷500m，大南湖700m，沙尔湖700m。通过确定区块的面积、地层倾角、平均煤厚和煤层容重获取煤炭资源量；采用压力-等温吸附方程法预测煤层气含气性，公式如下：

式中：V-预测含气量，单位m/t；V-煤储层理论吸附量，单位m/ t；S-煤储层含气饱和度，%；P-预测深度处煤层气储层压力，单位MPa；V-兰氏体积，单位m/t；P-兰氏压力，单位MPa；P-煤层气风化带下限处压力，单位MPa；K-煤层气储层压力梯度，单位Mpa/m；H-煤储层预测深度，单位m；H-煤层气风化带下限深度，单位m。

八道湾组中6个二级构造单元资源量分别为：克尔碱凹陷305.21×108m3、布尔加凸起445.91×108m3、台北凹陷6389.61×108m3、托克逊凹陷1127.44×108m3、艾丁湖斜坡431.94×108m3、哈密凹陷734.64×108m3。

3 八道湾组煤层气区块评价

表2 煤层气区块评价体系表

首先对吐哈盆地各构造单元进行煤层气区块评价，主要参数选取情况为：①区域地质参数。构造热事件，煤层埋深，水文条件；②资源地质条件参数。煤层厚度、煤层面积、含气量；③可采条件参数。储层压力梯度、孔隙度、渗透率。对于这个评价的两个层次组合的因素，本文应用层次分析法来确定各个层次的因素的权重。

根据各参数的重要性进行排序，然后用数学方法确定其权重，选取一组参数，具体方法如：令煤层含气量，煤层厚度，煤层面积分别为x1、x2、x3，结合吐哈盆地煤层气资源特点，进行两两互相比较，认为参数重要性为：含气量>煤层厚度>煤层面积。

经过计算求得其最大特征根λ=3.0092，利用一致性指标计算公式，求出CI，查表得到随机一致性指标RI，计算得出一致性比率CR=0.0088，满足小于0.1，即通过一致性检测，求的特征向量w=(0.5396，0.2970，0.1634)，则其各个分量wi作为煤层含气量，煤层厚度，煤层面积的权重。采用同样的方法计算储层压力梯度、孔隙度、煤体结构、渗透率、煤层埋深、水文条件各参数的权重。

资源地质、可采条件、区域地质的权重分别为0.4286、0.4286、0.1428。评价二级指标中含气量、煤层厚度、煤层面积、储层压力梯度、孔隙度、煤体结构、渗透率、煤层埋深、水文条件分别为0.5396、0.2970、0.1634、0.1368、0.1368、0.3246、0.4018、0.75、0.25。结合苏付义、赵庆波、尹淮新以及前人对于煤层气资源长期研究的参数体系，总结出吐哈盆地煤层气的参数分类评价（表2）。

通过研究区煤层厚度等值线图、含气量等值线图、煤阶图、埋深图等数据与图件分析，采取 “一票否决制+层次分析法+模糊数学法”，从细分区块中，依照否决条件进行三级区块否决，目标区评价中加入了灰分、煤级、割理密度这三项作为附加参数进行更进一步细致的研究，附加参数与区块评价参数结果之间权重关系为（1）区块评价：0.7500；附加参数：0.2500；（2）灰分含量：0.5396；Ro：0.2970；割理：0.1634。