阜新煤田刘家区煤层气赋存特征

石兆彬，程显东

（1.辽宁省东煤地质一〇七队有限责任公司，辽宁 阜新 123000；2辽宁省能源地质勘查开发研究院有限责任公司 辽宁 沈阳 110011）

刘家区煤层气开采区位于辽宁省阜新市阜新煤田矿区中部，其矿区覆盖面积大约20平方公里，其为我国重要的煤层气开采区域，该区域煤炭资源极为丰富，其富含煤层气，因此我国在90年代末到20世纪初对此区域进行了深度开发，目前经过东北煤田地质局107勘探队的勘探，目前已经形成煤层气井八口，且单井日生产量超过3000m3，其中最高的LJ-3煤层气井的日产出量高达7000m3，由此可见此区域的煤层气开发潜力极大。对于这一区域的煤层气赋存情况的掌握是对该区域合理学科开发的重要基础，因此文章基于此，展开对煤层气赋存相关问题的研究，为进一步煤层气的开发提供基础思路。

1 煤炭资源相关资料概述分析

刘家区有着丰富的煤炭资源，其为煤层气的形成、蕴藏提供着先决条件。文章根据刘家区相关材料，重点分析了煤层和煤质相关资料。

（1）煤层相关资料概述。根据相关资料分析，刘家区的煤层为中生界下的白垩阜新构造。对于这一区域来说，其为阜新煤田的富煤层气中心区域，其煤层气含量极为丰富，其具体的表征为煤层层位全、并且对应的煤层厚度较大，这一区域有五大可开采煤层群，且煤层最大的累积可开采厚度平均在26.14～42.96m。根据相关资料显示，存在三大煤层，分别为孙本层、中间层以及太平层，孙本层的可开采煤层厚度在39.86～1.05m，平均为15.88m，而中间层的可开采煤层厚度在22.1～1.76m，其平均可开采煤层厚度为10.09m，太平层对应的可开采煤层在38.24～2.54m，其对应的平均可开采厚度为16.03m。由此可见该区域可开采煤层厚度较高，可开采价值大。

（2）煤质相关资料概述。对于煤质来说，刘家区的煤类主要是长焰煤种类，而在较深地址层有少量的变质煤，一二含有少量煤层气。根据具体的煤层气含量相关数据来看，孙本层的水分含量为3%～7%，典型值为5.67%，灰值含量在10.39%～38.67%，典型值为21.26%，煤层气挥发分量为37.98%，硫含量为0.35%～2.44%，其典型值为0.87%，对应的发热量为18.21MJ/kg，这一煤层的主要成分为长焰煤；中间层的水分含量为4.78%，灰值含量为20.27%，煤层气挥发分量为39.52%，硫含量为0.92%，对应的发热量为20.32MJ/kg，这一煤层的主要成分为长焰煤；水分含量为2.5%～5.5%，典型值为3.77%，灰值含量在5.18%～37.99%，典型值为20.27%，煤层气挥发分量为38.92%，硫含量为0.31%～3.97%，其典型值为1.25%，对应的发热量为28.84MJ/kg，这一煤层的主要成分为长焰煤和气煤。

2 煤层气含量相关数据分析

对于煤层气含量来说，刘家区这一矿区的煤层气含量较高，其对应的最高煤层气含量最高为12.6m3/t，典型值为9.5m3/t。根据具体的资料显示，这八个煤层气井对应的煤层气含量分别为：747井其含气量为8.6m3/t；727井其含气量为12.6m3/t，744井其含气量为9.5m3/t，7020井其含气量为9.52m3/t，7006井含气量为7.01m3/t，LJ-1井孙本层其含气量为7.07m3/t，LJ-1井中间层其含气量为9.83m3/t，LJ-1井太平层其含气量为9.74m3/t。除此之外，煤层气井邻近井的瓦斯含量很高，以浅部的五龙矿和王营子矿的瓦斯含量最高，其对应的涌出量为16.82m3/t和31.22m3/t。从该区煤层含量情况来看，煤层埋深在600m以下，但总的来看深部高于浅部的煤层气分布。

3 煤层气所涉及的地质条件分析

一般来说，煤层本身具备的特征就是生成和存储于同一地质层的特点，煤的有机质丰度、类型以及煤岩组分和变质程度影响着煤层气的生成的含量，且其具备的孔隙特征和吸附性对煤层气的存储能力的有着很直接的影响。事实上可知煤层气赋存规律实质上是煤层气储存能力、煤层气运移和逸散规律。

（1）煤层气地质构造情况分析。一般来说，在无人为干预的情况下，煤层气会沿着对应的煤层的深部朝着浅部，高压力处朝着低压力处，高浓度处朝着低浓度处运移，但是断层地质构造就会破坏这一规律，导致煤层气运移受阻。

（2）火成岩地质构造情况分析。对于煤层这一自然环境来说，其蕴含的煤层气在自然条件下会沿着煤层从其深部朝着其浅部，以及有压力大处向压力小处，浓度深部朝着浓度浅部进行运移。而由于火成岩的入侵，破坏了煤层的连续性，导致这一运移过程受到影响。

（3）煤层埋深情况分析。对于煤层埋藏深度来说其对于煤层气的存储有着关键影响，一般来说，煤层埋藏深度越深，那么对应的煤层气的其含量就会越高，由此形成富集现象，有助于开采。

（4）煤层围岩性质分析。对于煤层来说，其涵盖的围岩结构实现了对煤层的顶底的封闭，减少了煤层气向上或向下运移，从而有效的对煤层气的存储提供有效作用。从刘家区的地质结构的勘探来看，该区域的围岩性质整体较好，煤层中的围岩结构多为具有良好密封性的粉砂岩、泥岩以及灰质泥岩，其对于煤层气的存储有着很好的促进作用。由此可见围岩特征对于煤层气的存储有着很显著的影响。

4 结语

煤层气作为具有极大经济潜力的能源，其开发和利用已被很多国家所关注。阜新煤田刘家区是我国重要的煤炭和煤层气开采重要地区，该地区蕴含了丰富的煤炭资源和较高含量的煤层气，是我国未来的重点的煤层气开发区域。文章以阜新煤田刘家区煤层气矿区为研究的背景，以煤层气赋存特征为研究目标，首先分析了煤炭资源和煤层气含量相关资料，并在基础上，从煤层气地质构造情况、火成岩地质构造情况、煤层埋深情况以及煤层围岩性质相关方面分析了煤层气所涉及的地质条件，为深度分析煤层气赋存特征提供基础支撑。