焦作马厂勘查区煤层气富集规律及主控因素研究

杨恒¹，罗宪²，孙长彦^1,3

1. 河南理工大学资源环境学院2. 河南省煤田地质局三队3. 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心

摘 要：为了查明马厂勘查区煤层气富集规律及主控因素,采用了现场调研、取样和实验室测试的方法,结合煤炭资源勘查阶段的资料,深入总结了该区二₁煤层含气性分布特征,系统分析了影响该区煤层含气量的内在和外在因素。结果表明:马厂勘查区实测煤层含气量13.77～27.30 cm³/g,平均20.26cm³/g,整体呈现出由西到东、由南到北减小的趋势,西南部最高。这种分布首先受4种内在因素控制:（1）二₁煤镜质组含量较高,具有较强的生气能力,有利于煤层气的生成;（2）二₁煤灰分和水分含量较低,煤层吸附能力较强,有利于煤层气的赋存;（3）二₁煤层主要由微孔组成,能够为煤层气吸附提供较大的比表面积,有利于煤层气的赋存;（4）软煤在构造应力的作用下,煤的分子和晶体结构发生变化,孔隙度和比表面积有所增加,使得其亲甲烷能力有所增强,煤层含气量增高。然后受2种外在因素控制:（1）随着上覆基岩厚度的增加,封存能力逐渐增强,煤层含气量逐渐增大;（2）因断层的作用使得北部断块中二₁煤层与奥陶系石灰岩直接对接,形成相对导水边界,地下水的径流不可避免地带走一定量的煤层气,引起煤层含气量降低;中部断块中因凤凰岭强径流带的作用,煤层气以水流为载体进行运移,导致煤层含气量降低,但相对高于北部断块;南部断块中二₁煤层与二叠系弱透水岩层对接,对煤层气的保存有利,煤层含气量较高,形成马厂勘查区煤层气最有利富集区。

关键词：煤层气;富集规律;主控因素;含气量;马厂勘查区;