船景煤层气论证

1、四川广旺能源发展（集团）有限责任公司筠连矿区船景煤矿煤层气不具备规模化地面抽采的论证二00九年七月一、概况（一）地理位置船景煤矿位于筠连县城124。方位平距27km的川南煤田筠连矿区之东南 端，属筠连县镇舟镇、维新镇、乐义乡、高坎乡管辖。地理坐标：东经10甲 41 15 1043 46 07，北纬27 59 4028 05 00。（二）矿区范围2008年11月5日，国土资源部以国土资矿划字2008 063号批复了船景 矿井矿区范围。船景煤矿划定批准矿区范围由53个拐点圈定，矿区面积约 37.2236平方公里，开采深度由700米至0米标高，开采煤层为2、7号和8 号煤层之一、之二共4层。（三）煤

2、层赋存船景煤矿井田内宣威组为区内含煤地层，平均厚度135.35m,下段（P2x1） 不含可采煤层，上段（P2x2 ）含煤10层，平均厚7.31m,其中可采煤层为2、 7号煤层及8号煤层之一、之二，计4层，平均总厚度5.73m，可采含煤系数 为4.2%。各可采煤层特征见表1。（四）煤层气赋存情况对井田内主要可采煤层测试结果表明，各煤层瓦斯含量为023.24 ml/g kR,各煤层瓦斯成份大致一致，以CH4为主，含量在71.2286.43%, 平均在80.26%，重烃很少，瓦斯分带属沼气带。船景矿井井田勘探煤样 瓦斯成分及瓦斯赋存形态分析见表2和表3。煤层 编号层间 距煤层厚度 最小最大/平均可采

3、区煤层厚度 最小最大/平均煤层结构可采性稳定性20 2.53/0.920.7 1.59/0.98简单，一 般含夹矸 12层局部可 采不稳定25.9570.2 4.86/1.330.7 2.39/1.08简单复 杂，局部 含夹矸 03层， 一般1层局部可 采不稳定2.568-10.28 3.38/1.370.7 2.93/1.26简单，局 部含夹矸 02层， 一般1层基本全 区可采较稳定3.738-20.53 5.21/2.070.7 3.8/1.59简单复 杂，局部 含夹矸 03层， 一般1层全区可 采较稳定表1船景煤矿各煤层特征表表2船景煤矿瓦斯含量及各成份含量统计表煤层号瓦斯含量 (ml/

4、g - KR)瓦斯成份含量(ml/g kR )CO 2N 2C C 24CH 420 23.87微1.270 23.870 0.190 23.249.10(14)0.14(14)2.46(14)0.02(12)6.48(14)70.82 21.88。3.560 18.990 0.080.08 21.8811.90(18)0.18(19)1.46(18)0.01(16)10.24(19)8-10.15 19.39微0.710 16.790 0.060.02 19.3911.32(18)0.08(18)1.45(18)微(16)9.78(18)8-22.46 19.98微2.420 19.600

5、0.030.05 19.9812.05(19)0.15(19)1.48(19)微(18)10.41(19)注(ml/g - kR)一毫升/克可燃物，极小值极大值 平均值(点数)二、煤层气资源储量及评价（一）煤层气资源量区内各煤层可燃物含气量（q燃）平均为9.112.05 ml/g - kR,折算成 实际煤层的含气量（q燃），两者的折算关系为：计算公式：q 煤=（q 燃）x（100-Mad-Ad） /100式中：Mad煤的水分含量；Ad煤的灰分含量。折算后各煤层含气量平均为6.4810.41m3/t,但2号煤层3770万吨含 气量因低于规范指标下限值，因此不作为算量煤层，各煤层的平均含气量见表

6、4。船景矿井内煤炭资源丰富，共有煤炭资源量13703.2万吨，另有高硫煤（含 硫量大于3%）的资源量10254.2万吨，瓦斯含量较高，具有较丰富的煤层气资 源。现采用容积法计算各煤层的煤层气资源量：计算公式：Q=Mxq式中：Q一煤层气资源量（万m3）;M一煤炭资源量（万吨）q一煤层气含量（m3/t.煤）根据上述公式算区内煤层气资源量为20.49亿m3。各煤层煤层气资源量 见表5.表5煤层气资源量计算表煤层 号保有资源储 量（万吨）煤层含气量（m3/t）煤层气资源量（亿 m3）煤层气资源/ 储量类别备注74516.910.244.63推测资源量保有资源储量中 含高硫煤保有资 源储量8-17115

7、.89.786.958-28554.710.418.91合计20.49（二）煤层气资源评价根据煤层气资源/储量规范（DZ/T0216-2002 ），煤层气储量评价主要从储量规模、储量丰度、埋深和煤层含气量等要素进行评价，详细评价表见 表6、表7、表8、表9。表6储量规模评价分类煤层气地质储量x 10m3船景矿井储量乂1新船景矿井类型特大型3000大型3003000中型30 300小型 3020.49小型表7储量丰度评价分类煤层气地质储量丰度x 10m3/km船景矿井丰度乂10m3/km船景矿井类型高3.0中1.0 3.0低0.5 1.00. 5505低类特低1000中5001000600中浅5

8、00表9煤层含气量评价分类含气量m3/t船景矿井含气量m3/t船景矿井类型贫气12三、船景矿井煤层气不具备规模化地面抽采条件的论证（一）地面瓦斯抽采系统应用现状世界上利用了面钻井技术抽瓦斯的历史不长。目前，美国、加拿大、澳 大利亚等国家在该领域的研究、勘探、抽采利用方面处于世界领先地位，尤 其美国利用地面钻孔水力压裂抽采瓦斯技术，率先实现地面瓦斯抽采规模开 发，成为商业化地面钻井抽采瓦斯比较成功的国家，也是迄今为止地面钻井 抽采瓦斯量最高的国家。我国瓦斯地面开发可追溯到上世纪70代末，原煤炭科学研究院抚顺研究 所曾在抚顺、阳泉、焦作、白沙、包头等高瓦斯矿区，以解决煤矿瓦斯突出 为主要目的，施工

9、了 20余口地面瓦斯抽排试验井。但由于当时井位选择和技 术、设备等条件限制，试验未取得生产效果。上世纪90年代初，随着美国瓦斯地面开发技术的传入，我国开始引进国 外瓦斯地面抽采和井下压裂技术，在不同地区开展了瓦斯开发试验。经过十 余年的瓦斯勘探和开发试验，在沁水盆地南部晋城矿区取得了重大突破。沁 水盆地是当今我国瓦斯勘探开发程度最高的盆地，含煤地层主要是上石炭统 太原组和下二叠统山西组；煤层厚度大，分布稳定，热演化程度高，生气量 大；煤层割理发育，构造线交汇部位裂隙发育，瓦斯产出条件好；煤层上覆 有效厚度较大，水动力条件好，瓦斯保存条件有利。20世纪90年代两淮矿区在地面勘探和开采煤层气方面做

10、了大量工作，先 后施工测试井14 口，压裂试生产井8 口，但产气效果均不理想，日产量达不 到商业开发标准。2002年以来，淮南矿区不断创新抽采理念，积极试验地面 钻井抽采采动区、采空区瓦斯，到目前为止，共施工地面钻井12 口，其中7 口取得成功，4 口失败，1 口正在考察中。地面钻井抽采瓦斯技术，虽在国外已作过研究和试验，但主要是针对煤 层赋存稳定、渗透性好的煤层，少数低透气性煤层矿区也曾配合水力压裂等 措施进行过地面钻井抽采瓦斯，但产气效果不理想。与本矿井同属西南的云南省新庄矿区观音山矿井开发业主云投奥电扎西 能源有限公司与澳大利亚米切尔钻井公司在观音山井田内已进行过地面钻井 瓦斯抽采试验。

11、根据其目前的试验情况，实验处于停滞状态，效果较差。(二)煤层气规模化地面抽采条件分析借鉴国外地面瓦斯抽采成功经验，从目前我国主要含煤盆地瓦斯开发试 验成果来看，煤层气规模化地面抽采应具备如下几个条件：1、资源条件煤层厚度25m，连续性好，以保证有足够数量和稳定的瓦斯资 源量；煤层渗透率越大越好；(3 )煤层平均瓦斯含量2 85m3/t(4)适宜规模化、集中化开采。实践证明，埋深300m以上的煤层一般具有较高的瓦斯含量，3001000m 是具有瓦斯资源开发潜力的煤层埋藏深度。煤层厚度大是瓦斯高产富集的重要因素之一，因为煤层厚度大，瓦斯的 资源量以及钻井有效见煤段的比例相应也大。煤层渗透性是影响瓦

12、斯可采性的关键因素之一，渗透率的大小直接影响 瓦斯在煤层中运移难度。一般来说，煤层的渗透性一部分来自煤层割理，另 一部分来自构造裂隙。美国东部盆地进行地面瓦斯抽采的最低要求我括：煤层累计厚度3m, 平均瓦斯含量2 5.7m3/t，渗透率0.1md，深度 1220m，镜质体反射率 0.75%。澳大利亚进行地面瓦斯的采的最低要求包括：单煤层厚度应3m,平均 瓦斯含量2 7.1m3/t,灰分含量 2,项底板条件非砂岩。根据美国地面抽采瓦斯的经验，煤阶以低-中挥发分烟煤为主，而且至今 尚无地面抽采无烟煤矿区的先例。究其原因，在于高煤阶煤储层渗透率对应 力敏感性强，应力渗透率衰减快；高吸附性、微孔性，自

13、封闭性效应明显； 高煤阶煤束缚水饱和度大，相对渗透能力低；经历的构造运动期次多，其反 复加压和卸压，渗透性损害极大；煤基质收缩能力弱，瓦斯抽采过程中其渗 透率较难得到改善。实施煤层气资源集中开发、整装开发的第一个关键环节是煤层气矿业权 的配置。因为它决定着一个煤层气资源区块（无论大小）煤层气的生产方式、 运输方式和市场用户的选择。船景煤矿可采厚度在0.75.21m,煤层稳定性较差。根据邻近矿井情况和煤层渗透率 0.1md。船景矿井煤层气储量规模和储量丰度较低，加之资源分布于丘陵、山地 类地理环境，对集中开采、输送和利用不利，难以集中化、规模化开采。2、技术条件根据目前国内和国际的地面规模抽采成

14、功的经验，均是在煤层埋深适中、 厚度大、含气量高，具备良好的煤层气资源条件；地层产状平缓，断层少， 煤层割理发育和渗透率较高，具备良好的煤层气开发地质条件的地区。与本矿井同属西南的云南省新庄矿区观音山矿井开发业主云投奥电扎西 能源有限公司与澳大处亚为切尔钻井公司在观音山井田内已进行过地面钻井 瓦斯抽采试验。采用代麦克辛钻井技术，由地面钻两个分支水平井，再与垂 直井汇接，井入煤层的水平孔沿煤层走向距离煤层顶板2m定向钻井，进入煤 层的水平孔孔径120mm，每口分支井长1625m，煤层内水平孔长935m，非煤系 孔长690m，垂直井深550m。按照预计在煤层内每米水平钻孔日产气10m3，一 组代麦

15、克辛井一年产气610万10m3，连续抽采一年半后，可将代麦克辛井控 制区域内煤体瓦斯含量降到5 m3/t以下，其每组井投资约140万美元。根据 其目前的试验情况，效果较差。根据船景矿井的煤层气资源赋存情况，目前 在船景矿井采用规模化煤层气抽采技术还不具备。（三）政策符合性分析根据国家发改委组织编制的煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十一五” 规划，“十一五”期间，地面抽采瓦斯的重点是建设沁水盆地和鄂尔多斯盆 地东缘两大瓦斯产业化基地。根据国家矿产资源规划，综合考虑煤层气、煤炭资源赋存状况，筠连矿 区未列入煤层气勘查、地面开采区域。船景矿井矿区范围内目前未设置煤层 气勘探、开采矿权。因此，不满足“新设立的煤炭探矿权、采矿权不得进入 国家公告的特定煤层气勘查、开采区域”。（四）船景矿井适宜的煤层气抽采方式参考邻近芙蓉矿区的抽采经验，煤层透气性系数普遍较低，属较难抽采 煤层。本井田瓦斯地质条件和灾害程度与芙蓉矿区白皎煤矿和芙蓉煤矿类似， 他们在瓦斯抽采方面积累了丰富的经验，为本井田瓦斯抽采提供了技术支持 和保障。根据矿井开采煤层瓦斯涌出量大小和来源，结合煤层赋存情况和邻近芙 蓉矿区的瓦斯抽采经验，矿井瓦斯抽采方法为采用底板巷道系统对煤层进行 预抽和卸压抽采，同时辅以本煤层预抽和采空区抽