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摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新能源的開發(fā)和利用得到很大改善，為我國的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。目前，由于經(jīng)濟(jì)、企業(yè)、生產(chǎn)等方面發(fā)展的需求，使得我國現(xiàn)有資源逐漸緊缺，很多資源都出現(xiàn)枯竭的趨勢(shì)。為了解決這一問題，國家開始大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)開發(fā)和利用新能源，以新能源來替代面臨枯竭的有限資源。煤氣層作為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的重要能源，自身具備諸多優(yōu)點(diǎn)，其開發(fā)和利用對(duì)我國發(fā)展具有重大影響。基于此，本文對(duì)我國古交新能源項(xiàng)目勘探開發(fā)現(xiàn)狀及前景進(jìn)行了研究，通過分析古交煤層氣存儲(chǔ)、含氣性、滲透性以及可開發(fā)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)等相關(guān)因素，從而對(duì)古交新能源勘探發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀及前景進(jìn)行研究，以便為后期的勘探、開采和研究提供有益參考。

關(guān)鍵詞：勘探開發(fā)；現(xiàn)狀；前景；古交區(qū)

1煤層氣概述

1.1概述煤層氣實(shí)際上是指煤礦中的一種烴類氣體，主要的成分是甲烷，是煤炭產(chǎn)生的伴生資源，一般吸附在煤基顆粒的表面，只有一少部分是存在于煤炭空隙或是溶解在煤層水當(dāng)中。煤層氣屬于天然氣，但是并非是常規(guī)的天然氣，最近幾年受到各國的廣泛關(guān)注。煤層氣對(duì)我國的生產(chǎn)與化工產(chǎn)業(yè)具有非常重要的作用，是非常優(yōu)質(zhì)的能源與化工原料，也是當(dāng)今社會(huì)的重要能源[1,2]。煤層氣之所以被廣泛的關(guān)注，是因?yàn)槠溆猛痉浅V泛，可以應(yīng)用在工業(yè)、民用、發(fā)電、汽車、化工等諸多領(lǐng)域當(dāng)中，而且是一種情節(jié)型能源。要想成功的利用煤層氣，就必須采用地面鉆井或者是瓦斯抽放系統(tǒng)這兩種開采方式，將其從井下開采出來。

1.2發(fā)展現(xiàn)狀根據(jù)我國調(diào)查顯示，在我國從事煤層氣勘探的企業(yè)并不多，數(shù)量有限，規(guī)模較大，實(shí)力較強(qiáng)的煤層氣勘探公司更是少的可憐。而且很多大型的勘探公司都是外資企業(yè)，本土企業(yè)甚少。目前，我國煤層氣開采地區(qū)主要集中在河南與山西等地區(qū)，這些地區(qū)煤炭存儲(chǔ)量豐富，含有大量的煤層氣。根據(jù)我國相關(guān)的數(shù)據(jù)資料顯示，至今為止，在地表下2000m以內(nèi)的煤層氣儲(chǔ)量約為240億m3。與正常的天然氣相比，其存儲(chǔ)量約為天然氣的2倍多，是世界各國研究和開發(fā)的重點(diǎn)。煤層氣的開采和利用起源于西方國家，西方諸國很早開始研究煤層氣的勘探和開采工作，以及煤層氣的利用工作，在這方面的成就較高，生產(chǎn)技術(shù)與開采技術(shù)相對(duì)成熟。我國為了大力開展煤層氣勘探、開采工作，于2006年將其列入了“十一五”能源開發(fā)計(jì)劃當(dāng)中，針對(duì)我國煤層氣現(xiàn)狀，制定了合理、科學(xué)的實(shí)施措施，為我國煤層氣勘探、開采企業(yè)提供了良好的發(fā)展機(jī)遇和平臺(tái)。之后，為了鼓勵(lì)煤層氣企業(yè)的發(fā)展，提高煤層氣的開發(fā)和利用，國家又出臺(tái)了多種扶持和補(bǔ)貼政策，使煤層氣的勘探與開采工作快速發(fā)展。在2007年，我國抽采瓦斯總量為47億多m3。這47m3億瓦斯當(dāng)中，有44億m3來自井下煤礦，是06年制定計(jì)劃中規(guī)定數(shù)量的127%，可以說是超額完成勘探開采工作[3]。截至到2007年年底，我國的煤層氣開采工作做出了巨大貢獻(xiàn)，已探明的煤層氣儲(chǔ)量約為1340m3，每年用于商業(yè)的開采數(shù)量為4億m3，是非常可觀的。到2010年的時(shí)候，我國已探明的新增煤層氣儲(chǔ)量約為3000m3，實(shí)際的開采量達(dá)到了100億m3。

2古交區(qū)

2.1概述古交區(qū)主要位于我國山西省太原市的西部地區(qū)，處于太原市、文水縣與交城縣的交界處，隸屬這三個(gè)地區(qū)管轄域。古交區(qū)的總面積約為789平方千米，東西寬度約為32000m，南北長(zhǎng)度約為38000m。本次論文之所以研究古交區(qū)的煤層氣，是因?yàn)楣沤粎^(qū)是我國單行的煉焦煤基地，在國內(nèi)享有盛名，是優(yōu)質(zhì)煉焦煤的盛產(chǎn)基地之一。古交區(qū)地下煤炭資源非常豐富，煤炭存儲(chǔ)量客觀，所以伴生的煤層氣含量也非常豐富。根據(jù)相關(guān)的勘測(cè)、探查等，對(duì)古交區(qū)煤層氣存儲(chǔ)量進(jìn)行了相關(guān)的統(tǒng)計(jì)，就目前為止，已探明的煤層氣含量約為829億m3。

2.2古交區(qū)地質(zhì)特征古交區(qū)出現(xiàn)大量的煤炭與煤層氣資源，與其地質(zhì)特征有著密切的聯(lián)系。從總體上進(jìn)行分析，古交區(qū)實(shí)際上為復(fù)式向斜，發(fā)育次一級(jí)的褶皺及斷裂。通過對(duì)煤田勘探資料的研究，發(fā)現(xiàn)本次煤層氣地質(zhì)構(gòu)造并不復(fù)雜，相對(duì)簡(jiǎn)單，大部分的地質(zhì)結(jié)構(gòu)為寬緩的褶曲，斷層發(fā)育非常少。所以說，古交區(qū)的單斜構(gòu)造非常適合勘探，有利于當(dāng)?shù)孛簩託獾目碧桨l(fā)現(xiàn)。地層研究。以界劃分古交區(qū)的地層，可以將其劃分為新生界、中生界與古生界三大類。新生界主要有第三、四兩系，第三系的厚度大約在40m之內(nèi)，主要的構(gòu)成成分是砂質(zhì)粘土或黏土；第四系的厚度一般在1-330m之間，主要構(gòu)成成分是粘土、亞粘土、砂質(zhì)粘土和近代沖積層的砂石。中生界主要由三疊系組成，為劉家溝組，厚度約在276-1716m之間，地質(zhì)組成成分主要由砂巖、泥巖和礫巖組成。古生界主要由二疊系、石炭系和奧陶系三個(gè)系列組成，二疊系分為上統(tǒng)和下統(tǒng)兩個(gè)部分，上統(tǒng)為上石盒子組合石千峰組，石千峰組的厚度為140m，主要構(gòu)成成分為粗砂巖、紫紅色泥巖等，上石盒子組厚度在223-480m之間，巖性特征主要是各色泥巖和中、粗砂巖；下統(tǒng)主要是下石盒子組合山西組，山西組的厚度為56m，地質(zhì)組成中的巖性特征為深灰色泥巖、粉砂巖和3-5層煤石炭系；下石盒子組的厚度為62m，地址組成中的巖性特征為黃色砂巖、粉砂巖和雜色砂巖。石炭系則是分為上統(tǒng)與中統(tǒng)，上統(tǒng)為太原組，厚度為106m，地質(zhì)組成的巖性特征為灰白和深灰色砂巖、泥巖、粉砂巖，還有一些薄層灰?guī)r，煤層數(shù)量約為5-14層；中統(tǒng)為本溪組，厚度約為106m，地質(zhì)組成的巖性特征為雜色鐵鋁巖，和灰白色鋁質(zhì)粘土巖奧陶系；奧陶系為中統(tǒng)峰峰組，厚度為470m-700m之間，巖性特征為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和泥巖。

3儲(chǔ)層分析

通過對(duì)古交區(qū)地質(zhì)特征的分析，可以看出含有煤炭資源的地層主要為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系中統(tǒng)太原組兩個(gè)部分。太原組含有的煤炭層數(shù)約為4-8層，煤層的厚度約為0.74-9.74m，平均厚度為6.50m；山西組含有的煤層數(shù)量約為5-8層，煤層的厚度約為2.1-7.78m，平均厚度為4.27m。

3.1特征古交區(qū)的煤炭資源非常豐富，煤層數(shù)量較多，但是單層煤層厚度較薄，厚度大多數(shù)都在2米以下。該種形式的分布特征也是我國煤層發(fā)育的一種代表類型，對(duì)這種類型的煤層濟(jì)寧勘探研究，有利于我國其他地區(qū)的地質(zhì)勘探，能夠?yàn)槠渌貐^(qū)煤層勘察提供經(jīng)驗(yàn)。古交區(qū)中的主力煤層總厚度約為20m左右，其深度多在1000m以內(nèi)，方便煤層氣的勘探開發(fā)和利用。由于古交區(qū)地質(zhì)特征的影響，該地區(qū)的主力煤主要集中在山西組與太原組內(nèi)，山西組內(nèi)部的煤炭資源主要分布在西北部，以瘦煤為主，該組煤層平均厚度約為2.3m。太原組內(nèi)部的煤炭資源主要分布在中部的廟溝灰?guī)r下面，以貧煤為主；太原組的西部地區(qū)主要以瘦煤和焦煤為主。山西組的內(nèi)探資源相對(duì)穩(wěn)定，煤層的平均厚度約為3.9m，在古交區(qū)中屬于厚度最大的煤層。太原組除了介紹的煤層之外，還具備環(huán)形薄煤帶，煤層的厚度在1-3m之間。初次之外們還有北西向展布的薄煤帶，其厚度約為2m。

3.2水文地質(zhì)分析對(duì)古交區(qū)煤層氣進(jìn)行勘探之前，需要對(duì)古交區(qū)的水分地質(zhì)狀況進(jìn)行研究，為今后的勘探開采奠定基礎(chǔ)。在古交區(qū)內(nèi)，與煤層發(fā)生直接水力聯(lián)系的只有山西組、下石盒子組砂巖和太原組，這些水力一般都是以煤層為頂板，而區(qū)域內(nèi)的煤層厚度較小，所以內(nèi)涵水量較小，水性非常弱，在此地區(qū)內(nèi)的地下水基本上處于滯流狀態(tài)[4]。

3.3生產(chǎn)條件分析古交煤生產(chǎn)條件分析。通過該區(qū)域的礦井觀察，結(jié)合鉆進(jìn)取心技術(shù)，發(fā)現(xiàn)古交煤的割理發(fā)育良好，而且具有良好的滲透性，其具體參數(shù)如下表1所示。

4煤層氣勘探現(xiàn)狀

古交區(qū)與位于西山煤田當(dāng)中，我國1956年就開始對(duì)西山煤田進(jìn)行勘探，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，積累了大量的資料，所以有關(guān)該區(qū)域地質(zhì)勘查工作方面的研究資料與文獻(xiàn)有非常豐富。截止到目前，西山煤田的勘探工作基本上完成了80%以上，雖說每個(gè)區(qū)域或地區(qū)的勘探程度不相同，但是對(duì)當(dāng)?shù)氐拿禾抠Y源也有了一定的了解。在西山煤田的勘探工作當(dāng)中，僅僅是鉆孔工作就達(dá)到1400多個(gè)，探明地下煤炭存儲(chǔ)量約200多億噸。在該區(qū)域內(nèi)，基本上無空白勘探區(qū)域，對(duì)已經(jīng)勘探出的煤田分布、構(gòu)造、質(zhì)量已經(jīng)有了初步的了解，為今后的煤炭開采和利用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。古交區(qū)煤層氣勘探方面的工作實(shí)施較早，早在上世紀(jì)90年代中期就開始了第一口煤層氣鉆孔施工。在今后的十幾年里，又陸續(xù)鉆出7口煤層氣井（XG2-4、GJ1-4）。在2007年的時(shí)候，合作方泛亞大陸公司在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行了煤層氣鉆井工作，完成了3口井的施工，井號(hào)分別為（GJ-01、GJ-02、GJ-03）。鉆井空座施工完成之后，采用測(cè)井、市井、取心、煤樣解吸等方式，對(duì)這三口井內(nèi)部的煤層氣參數(shù)進(jìn)行了解，對(duì)生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行了可行性分析。在2010年的時(shí)候，為了更好的研究古交區(qū)煤層氣勘探工作，以GJ03-1、GJ03-2、GJ03-3、GJ03-4為重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)井組，對(duì)該區(qū)域的壓裂參數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所得基本數(shù)據(jù)為下表2所示。

5開發(fā)前景

煤層氣具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，是世界各國爭(zhēng)先發(fā)展的對(duì)象，是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的重要能源，能夠?yàn)槲覈陌l(fā)展提供大量的能量。在今后，煤層氣勘探具有很大的發(fā)展空間和前景。（1）我國煤炭資源儲(chǔ)存量非常大，煤炭資源非常豐富，可利用、可開采煤層分布較廣，煤層位置適合開采，這些條件為煤層氣的勘探開采奠定了良好的基礎(chǔ)；（2）煤層氣產(chǎn)量高，可利用價(jià)值非常高，是重要的新能源，具有非常大的開發(fā)價(jià)值；（3）煤層氣是清潔型、優(yōu)質(zhì)型能源，有利于環(huán)境保護(hù)工作的實(shí)施，符合我國當(dāng)前綠色節(jié)能策略的開展；（4）古交區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件優(yōu)越，為煤層氣的開發(fā)和利用提供了便利的條件；（5）古交距離山西省省會(huì)太原市非常近，具有良好的交通環(huán)境和條件，為煤層氣開發(fā)和運(yùn)輸創(chuàng)造了條件，所以說煤層氣勘探開采具有非常好的市場(chǎng)前景。

6結(jié)束語

煤層氣具有非常重要的作用，是良好的汽車、民用、工業(yè)、化工燃料，對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重要作用。因此，必須要重視煤層氣的勘探開發(fā)工作，通過分析古交煤層氣儲(chǔ)量與現(xiàn)狀，為當(dāng)?shù)氐目碧脚c開采工作奠定良好的基礎(chǔ)，爭(zhēng)取盡早開采和利用，加快我國煤層氣的開采步伐。

參考文獻(xiàn)：

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作者：張振海 單位：山西煤炭地質(zhì)148勘查院