湖南省煤层气资源特征及展望

杜　江　秦明阳　王文彬　王小洪

（湖南省煤炭地质勘查院　湖南　长沙　410014）

湖南省煤层气资源特征及展望

杜江秦明阳王文彬王小洪

（湖南省煤炭地质勘查院湖南长沙410014）

湖南省煤层气资源丰富，集中在涟邵和郴耒煤田的测水组和龙潭组两大煤系地层，总量达780.80×108m3，具有分布集中、可采系数高、埋深浅的特点，但通过规范分析，认为仅洪山殿和渣渡矿区基本可以达到有利区标准。湖南省煤层气由于赋存条件复杂、抽采效率低、企业投资积极性低以及产业链条断节等原因，导致虽然经过多年的资源评价、研究和勘查工作，但只在少量地区实现了煤层气开发利用发电。未来湖南省加强煤层气的勘查开发工作，一方面在高瓦斯矿井采用井下抽采和地面开采相结合的模式实现煤炭与煤层气联合开发；另一方面，借助湖南省页岩气勘查热潮，加强煤层气（煤炭）与页岩气的联合勘查与开发。

煤层气；资源特征；开发利用；湖南省

在南方缺煤省份中，湖南省成煤期多，煤炭资源相对较丰富。2012年湖南省976个煤矿中，高瓦斯及煤与瓦斯突出煤矿达43%。为了确保煤矿安全生产，减少瓦斯事故，自2008年以来，湖南省政府及相关部门相继出台了一系列政策文件，鼓励煤层气勘查、开发以及抽采发电；2011年，湖南省政府提出了“气化湖南”工程，进一步推动煤层气、页岩气等非常规能源的勘查开发和利用。

1　湖南省煤层气资源特征

1.1煤层气资源量及资源丰度

根据2005年新一轮全国油气资源调查评价结果，湖南省煤层气资源总量达780.80×108m3，其中，涟邵煤田为409.40×108m3，郴耒煤田为371.40×108m3。按矿区煤层气资源量自大到小排列，涟邵煤田依次为渣渡、金竹山、冷水江、洪山殿、短陂桥、箍脚底和斗笠山等矿区；郴耒煤田依次为永耒、梅田、白沙、马田、袁家和桃水等矿区[1]（表1）。煤层气资源量超100×108m3的有渣渡和永耒矿区，超过30×108m3的有金竹山、梅田、白沙、马田和冷水江矿区。

表1　涟邵和郴耒煤田部分矿区煤层气资源计算结果

1.2煤层气含量变化规律

依据地层性质及煤层气聚集规律，可将湖南省划分为三大煤层气高富集区[2]（图1）。

图1湖南省煤层气资源分布图

龙潭组湘东南高富集区：主要分布在郴耒煤田的白沙、马田-永耒矿区一带，向南延至袁家-梅田矿区，基本为南北向的高富集区，该区面积大，煤炭资源丰富，高瓦斯及突出矿井多，该区煤层最大含气量为29.24m3/t（梅田矿区）。

龙潭组湘中高富集区以洪山殿-滩头矿区一带为中心，还包括斗笠山、牛马司、短陂桥、枫江溪、箍脚底等矿区，总体来说，该区煤炭资源不如前者丰富，煤层相对较薄，煤层气量不如前者丰富，但高瓦斯及突出矿井较多，煤层最大含气量为16.94m3/t（斗笠山矿区观山井）。

测水组湘中高富集区以涟源、渣渡一带为中心，包括冷水江、金竹山、小羊等，该区煤炭资源量大，高瓦斯及突出矿井较多，煤层最大含气量为41.91m3/t（渣渡矿区渣东6009孔5煤）。

1.3煤层气可采资源量及可采系数

涟邵煤田煤层气可采资源量为164.34×108m3，郴耒煤田可采资源量为161.60×108m3，合计325.94×108m3，两煤田煤层气可采资源量基本相当（图2）。

涟邵煤田内煤层气可采资源量最大的是渣渡，随后依次为金竹山、洪山殿、小羊、短陂桥等矿区；郴耒煤田煤层气可采资源量最多的是永耒，随后依次为白沙、梅田、马田等矿区。两大煤田各矿区煤层气可采系数变化较大，平均在0.40左右（图3）。

2　湖南省各重点矿区煤层气资源特征对比

图2　涟邵和郴耒煤田煤层气地质与可采资源量对比图

图3　涟邵和郴耒煤田主要矿区可采资源量与可采系数对比图

根据《煤层气资源勘查技术规范》（GB/B29119-2012），分析了可采煤层净厚度、可采煤层总厚度、埋深、渗透率、煤层气含量、资源量、资源丰度等主要指标（表2），认为13个含煤层气矿区煤层气含气量高，资源总量丰富，其中，洪山殿和渣渡矿区的可采煤层净总厚度达到了5.0m以上，除渗透率偏低外，这两个矿区基本达到了有利区条件，而其他矿区不能达到有利区条件。

表2　湖南省重点矿区煤层气资源特征

3　湖南省煤层气勘查、研究、开发现状

湖南省煤层气的勘查开发工作大致经历了几个阶段：

20世纪70、80年代，原煤炭部与国外合作，在涟源、白沙等矿区施工煤层气井，蛇形山矿区建立地面瓦斯抽放系统，但由于基础理论不完善、技术创新不足、抽放效率低、生产环节难以配合等导致煤层气勘查开发进展不大。

20世纪90年代，中南石油地质局在洪山殿有利区块实施了两个煤层气钻井，其中湘煤1井点火火焰高达6m，平均日产2419m3，最高产量5624m3。

进入21世纪，湖南省煤监局和湖南省煤炭工业管理局分别在嘉禾县和涟源市、宜章县建立瓦斯地面抽放示范工程，以点带面，强力推行瓦斯抽放。湖南省煤田地质局不仅先后在短陂桥、马田和桃水等矿区实施煤层气参数井，而且对湖南省煤层气预抽放技术进行了理论研究[3]。2012年，国家发改委能源局实施了邵阳短陂桥煤层气抽采实验项目，效果显著，单井产量突破500m3/d。

截至2013年，湖南省所有的煤与瓦斯突出矿井都建立了瓦斯监测系统，实施井下移动抽采。坦家冲、蛇形山、浦溪、立达、山门水等煤矿建立了地面瓦斯抽采系统，并利用瓦斯发电，获得了良好的效果。湖南省的煤层气开发工作进入“破冰”发展阶段。

4　湖南省煤层气发展“瓶颈”分析

湖南省经过几十年的努力，煤层气开发尚未形成产业化，究其原因，存在以下几个方面的症结：①湖南省煤层气赋存条件复杂，资源主要富集在一个个大小不等的孤立向斜中，各向斜地质条件、储层条件不同，增加了勘探、研究及开发利用的难度；②以往工作程度低，部分矿区缺乏基本的煤层气评价参数，如渗透率、煤层气压力等；③湖南省煤层渗透率低，煤层吸附能力强，煤层气压力多处于欠压-常压状态，资源丰度低，导致井下抽采和地面开发效果不佳，必须经过引进国外先进技术，进一步的压裂提高透气性；④煤矿企业仅停留在防止瓦斯事故的阶段，对煤层气利用意识不足，相应支持政策的缺乏导致其投资缺乏积极性；⑤煤层气产业链条断节，目前湖南省尚无专门从事煤层气开发利用的企业，上游抽采的煤层气缺乏有效利用方式和与之配套的运输管线，抽采煤层气仅少量就地发电民用。

5　湖南省煤层气展望

针对湖南省煤层气产业现状及煤矿安全生产形势，认为湖南省需要探索出一条适合自己的勘查开发模式，建议未来从以下几个方面开展工作：

（1）湖南省煤层气还处于勘查初步预查阶段，建议对涟邵和郴耒煤田开展煤层气资源潜力调查工作，科学评价湖南省煤层气勘查前景及潜在资源量。

（2）由于13个重点含煤层气矿区资源总量占全省的80%，建议对其进行煤层气资源综合评价后，从中优选出2～3个资源前景较好、开发难度小的矿区（如白沙、渣渡、永耒）建立煤层气勘查开发示范区，取得成果之后再开发其他地区[4]。

（3）根据湖南省煤层气赋存特点，建议湖南省采用井下抽采和地面开采相结合的模式实现煤层气和煤炭资源综合开采利用。例如，建立煤炭与煤层气经济联合体，共同采气，风险共担、盈利共享，既能防止煤矿生产安全隐患，又能取得良好的经济、环境和社会效益。

（4）建议根据湖南省煤层气实际情况，制定湖南省煤层气开发利用的相应政策，不仅强化瓦斯治理，保障煤矿安全生产，而且要加强煤层气开发利用，“变害为宝”。

（5）目前，湖南省页岩气勘查工作方兴未艾，湘中及湘东南地区存在上泥盆统锡矿山组、下石炭系邵东组、孟公坳组、刘家塘组以及测水组，上二叠统龙潭组等6套页岩气烃源岩，未来这一地区将成为湖南省页岩气勘查工作重点，页岩气与煤层气同属非常规能源，且二者在平面上分布重叠，纵向上交叉，因此，未来需要加强煤层气（煤炭）与页岩气的综合勘查和开发工作[5]。

6　结论及建议

湖南省煤层气资源具有总量大、可采系数高、埋深浅的特点，但根据《煤层气勘查技术规范》分析，发现湖南省有洪山殿和渣渡等多个矿区基本达到了有利区条件。经过多年的勘查工作，目前湖南省还处于煤层气勘查的初步预查阶段，只在少数地区实现了煤层气开发利用发电，效果良好，但尚未形成产业化。未来湖南省要加强煤层气的勘查，一方面在高瓦斯矿井采用井下抽采和地面开采相结合的模式实现煤炭与煤层气联合开发，另一方面要加强煤层气（煤炭）与页岩气的联合勘查开发。

[1]肖正辉，邵龙义，鲁静，等.湖南煤层气资源及其分布特征[J].中国煤炭地质，2010，22（3）：17～21.

[2]龚玉红，李谋.湖南省煤层气资源赋存特征及开发前景[J].地质勘查，3（3）：109～111.

[3]龙新良，张志爱.湖南煤层气地面钻井抽采技术展望[J].煤炭技术，2008，27（10）：5～7.

[4]肖正辉，刘新华，杨荣丰，等.湖南煤炭与煤层气资源的研究方向[J].中国煤炭地质，2009，21（8）：15～16.

[5]何红生，何大芳，李志能.湖南页岩气资源研究进展与问题[J].煤炭技术，27（10）：8～11.

P618.11

A

1673-0038（2015）39-0234-03

2015-9-11

杜江（1988-），男，工程师，硕士研究生，主要从事煤层气、页岩气勘查开发工作。