羅騰文，屈紅軍.

(西北大學地質學系，陜西西安 710069)

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胡家河井田煤層氣賦存規(guī)律研究

羅騰文1，屈紅軍2.

(西北大學地質學系，陜西西安 710069)

煤層氣賦存規(guī)律和控制因素是煤層氣勘查中的首要研究問題，煤層氣的分布特征及影響因素對于制定煤層氣的開發(fā)方案具有非常重要的意義。本文論述了4號煤儲層地質特征及其含氣性基本特征，分析了4號煤含氣量與沉積環(huán)境、煤層埋深、煤層厚度、煤質、圍巖性質、構造、水文地質條件的關系。結果表明，煤層厚度與含氣量呈明顯正相關性，煤層埋深、煤質與含氣量呈負相關性，當頂?shù)装鍘r性為泥巖時含氣量高，研究區(qū)沉積環(huán)境、井田構造與水文地質條件較有利于煤層氣賦存。最終，明確影響研究區(qū)煤層氣賦存的主要因素為煤層埋深、煤層厚度和頂?shù)装鍘r性。

胡家河井田；4號煤層； 煤層氣；賦存規(guī)律

煤層氣的賦存形態(tài)有3種：游離態(tài)、溶解態(tài)、吸附態(tài)。以吸附狀態(tài)為主，約占90%[1-2]。由于煤的孔隙比較發(fā)育，內表面積非常大，所以煤層之內可以儲藏大量甲烷。這種儲集量一般為常規(guī)砂巖的2～3倍。隨著壓力的降低，甲烷解吸并釋放出來。釋放的氣含量受到線性等溫吸附線的控制。眾所周知，影響煤層甲烷含量的地質因素很多，涉及方面很廣，不過按照地質因素的性質可歸納為煤系及煤層圍巖的封閉性能、煤層煤質特征、地質構造條件、煤層埋藏深度及水文地質條件等5個方面[3-5]。

彬長礦區(qū)煤炭資源十分豐富，煤層厚度大，層位穩(wěn)定，結構簡單，煤質優(yōu)良。胡家河井田位于彬長礦區(qū)中北部的涇河東側，行政區(qū)劃隸屬彬縣北極、義門鎮(zhèn)及西坡鄉(xiāng)管轄。在前人做過的地質勘探的基礎上，為了更好地利用煤層氣資源，也為了在開采煤層氣資源的道路上達到投資方的要求實現(xiàn)效益最大化，特此對胡家河井田煤層氣賦存規(guī)律進行研究。

1 煤儲層地質特征研究

1.1 煤儲層發(fā)育特征

1.1.1 含煤性

延安組為本井田含煤地層，可劃分為兩個含煤層段，即上段(J2y2)與下段(J2y1)，上段含3號煤組，下段含4號煤組。全井3號煤層屬局部可采煤層，4號煤層屬大部可采煤層。3號、4號煤層的可采性、厚度、間距見表1。本文主要研究4號煤層。

表1 煤層特征一覽表Table 1 Coal seam feature list

由于受古地貌和構造運動的影響，含煤性隨延安組沉積厚度的變化而變化，在井田的西南部一帶古地貌低凹區(qū)，煤層厚度較厚，煤層層數(shù)較少；而在井田的東部，由于地殼不均衡地下降，延安組沉積厚度較小，其間發(fā)育了一些小型聚煤盆地，故煤層較薄但層數(shù)較多。

1.1.2 煤層厚度特征

4號煤層位于延安組下段的底部。未見煤點11個，見煤點35個，全部達到可采，可采面積為47.655 km2。該煤層厚度較穩(wěn)定，依古地貌形態(tài)差異而變化，在1-1、1-2、2-2、3-1、3-2、4-2、4-3鉆孔古隆起中心地帶未沉積煤層，在古隆起邊緣煤層厚度較薄，一般小于10.00 m(圖1)，為穩(wěn)定煤層，屬大部可采煤層，亦為本井田的主采煤層。

圖1 胡家河井田4號煤層厚度等值線圖Fig.1 Contour map of 4# coal seam thickness in Hujiahe mine

1.2 煤巖煤質特征

1.2.1 煤巖特征

(1)煤的宏觀煤巖類型。

4號煤層宏觀煤巖類型在垂向上一般下部以暗淡型、半暗型為主，中部半暗型、半亮型、暗淡型交替出現(xiàn)，上部以半亮型為主。

宏觀煤巖成分以暗煤及亮煤為主，并含有大量絲炭及透鏡體，煤巖類型多為半暗型、暗淡型，次為半亮型。顯微煤巖組分絲質組以木鏡絲質體、碎屑絲質體為主，礦物質含量較低。顯微煤巖結構具有多種類型，主要有條帶狀、線理狀、透鏡狀，其次為粒狀和團塊狀。顯微煤巖類型以微惰煤、微鏡惰煤、微鏡煤為主，微礦化煤含量極低。煤化程度屬Ⅰ～Ⅱ變質階段煙煤，以區(qū)域變質因素為主。

(2)4號煤層的顯微煤巖成分及特征。

分析結果表明：4號煤層有機含量很高，達到了92.33%。顯微組分以半絲質組加絲質組為主，含量達到62.18%，其中絲質組以碎屑絲質體及木鏡絲質體為主，半絲質組以木鏡半絲質體及碎屑半絲質體為主。顯微組分中其次為鏡質組及半鏡質組，含量為28.56%，其中鏡質組以無結構鏡質體含量最高，其次為碎屑鏡質體及結構鏡質體；半鏡質組主要為無結構半鏡質體。穩(wěn)定組含量為1.49%，主要為碎屑殼質體，其次為孢粉體。礦物質含量為7.28%，以碳酸鹽類及黏土類為主，其次為硫化物類，氧化物含量甚少。黏土礦物呈暗灰色，以粒狀形態(tài)賦存于絲質體和不均勻基質體中。方解石呈脈狀充填于裂隙中，硫化物以黃鐵礦膜狀和散粒狀形態(tài)布于裂隙中，氧化物為石英顆粒，呈稀疏狀分布于基質體中。

(3)鏡質組反射率。

4號煤層在顯微光度計上的油浸反射光下所測定的鏡質組平均最大反射率為0.640%～0.673%。

1.2.2 煤質特征

(1)分析基水分(Mad)。

煤的水分除對燃燒穩(wěn)定性有一定影響外，主要對輸煤系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)的設計及運行有著直接影響。

本井田原煤分析基4號煤層的水分含量為2.82%～6.68%，平均為4.47%。4號煤層較高水分區(qū)在區(qū)內西部不可采區(qū)周圍分布。經1.4 g/cm3密度液洗選后，4號煤層分析基水分有所降低，降幅為25%。因此，分析得4號煤層屬于低水分帶。

(2)灰分(Ad)。

4號煤層灰分產率在8.87%～33.24%之間，平均為15.29%，以低中灰煤為主。按見煤點統(tǒng)計，4號煤層絕大部分見煤點為低中灰煤，占總點數(shù)的82.35%；其次為低灰分煤及中灰分煤，分別占8.82%及5.88%；中高灰分煤僅有一個見煤點(203鉆孔)出現(xiàn)。經1.40 g/cm3密度液洗選后，4號煤層浮煤灰分產率大幅度降低，平均降為6.16%，屬低灰分煤級別。

(3)揮發(fā)分(Vdaf)產率。

4號煤層原煤干燥無灰基揮發(fā)分值在25.27%～36.95%之間，平均為33.43%；浮煤干燥無灰基揮發(fā)分值在29.88%～36.05%之間，平均為32.98%。綜上所述，區(qū)內4號煤層屬中高揮發(fā)分煤，浮煤揮發(fā)分值在28.01%～37.00%之間。

(4)原煤硫分(St，d)及各種形態(tài)硫(Ss,d、Sp,d、So,d)。

煤中硫分含量的高低，直接影響煤炭利用及環(huán)境保護。

本區(qū)4號煤層原煤全硫含量(St,d)為0.32%～2.07%，平均為0.84%，屬特低硫～中高硫，以低硫分煤為主。本井田煤原煤全硫含量較高，但經1.40 g/cm3的密度液浮選后，有大幅度降低。4號煤層硫分降為0.23%～1.29%，已屬特低硫～低中硫煤級別。

煤中硫分由硫酸鹽硫(Ss,d)、硫化鐵硫(Sp,d)和有機硫(So,d)組成，其中以硫化鐵硫為主，其次為有機硫，硫酸鹽硫含量最少。

1.3 圍巖封閉性特征

1.3.1 頂板巖性

4號煤層頂板以泥巖、粉砂巖為主，中粒砂巖、細粒砂巖次之(圖2)。巖體中等完整，質量一般，屬較穩(wěn)定型。

頂板巖性力學性質抗壓強度在21.40～30.42 MPa之間，平均值為27.24 MPa。天然容重在2.50～2.59 g/cm3之間，平均為2.53 g/cm3。干容重在2.45～2.57 g/cm3之間，平均為2.49 g/cm3。

圖2 胡家河井田4號煤層頂板巖性圖Fig.2 Roof lithology map of 4# coal seam in Hujiahe mine

1.3.2 底板巖性

4號煤層底板為泥巖，巖體中等完整，質量一般，屬較穩(wěn)定型。底板巖性力學性質抗壓強度在19.28～31.48 MPa之間，平均值為24.64 MPa。天然容重在2.54～2.60 g/cm3之間，平均為2.57 g/cm3。干容重在2.52～2.55 g/cm3之間，平均為2.53 g/cm3。

1.3.3 頂?shù)装鍘r性封閉性評價

煤層頂?shù)装宓姆忾]性能是煤層氣富集高產的主控因素之一。通過對煤層頂?shù)装鍘r性、物性和裂縫發(fā)育特征等的綜合分析，選取巖性系數(shù)、巖層厚度、孔隙度、滲透率、裂縫強度指數(shù)這5個評價指標作為影響煤層頂?shù)装宸忾]性能的主要因素，得出煤層頂?shù)装宸忾]性綜合評價[4-5]。相關研究將為煤層氣資源評價及礦區(qū)瓦斯預測與防治提供有效的指導作用。

良好的封蓋層必須具備封蓋層厚度大、巖性分布穩(wěn)定、巖性致密且不含裂縫等要素[6-7]。胡家河井田4號煤層頂板巖性大部分以泥巖為主，底板巖性為泥巖，孔隙度小，滲透率也低，所以封蓋層對于煤層氣的儲藏非常有利。

1.4 煤儲層物性特征

1.4.1 孔隙度

1.4.2 滲透率

儲集層的滲透率表示儲集層的滲透性，指在一定壓力下，允許流體通過其連通孔隙的性質。根據(jù)胡家河井田3口井的測試，得出該區(qū)的滲透率在0.17～2.92 mD之間，平均為1.56 mD。

2 煤層含氣性特征研究

2.1 煤儲層含氣性

2.1.1 成分

按照設計要求對采集的氣體樣品進行氣相色譜分析，HJH-03、HJH-04、HJH-05三口井煤層氣的主要成分為N2、CH4、CO2。其中，N2含量最高，平均為59.2%；CH4濃度在0.80%～90.83%之間，平均為37.18%。

2.1.2 含氣量

對研究區(qū)所采集的煤芯樣品進行自然解吸、損失氣及殘余氣測定(含一個快速解吸樣)，總氣含量及甲烷氣含量的計算是采用解吸樣品不同基準重量分別進行換算的，即根據(jù)每個樣品解吸的總氣含量及甲烷濃度計算出空氣干燥基、干燥基、干燥無灰基等不同基準的總氣含量和甲烷含量。

4號煤層含氣情況如下：

綜上所述,應用集束化護理措施,能夠顯著降低呼吸機相關性肺炎患者的機械通氣時間、呼吸機相性肺炎發(fā)生率,并有助于提高護理質量與患者滿意度,值得臨床廣泛推行。

損失氣(空氣干燥基)：0～0.08 m3/t，平均為0.02 m3/t。

解吸氣(空氣干燥基)：0.01～0.99 m3/t，平均為0.15 m3/t。

殘余氣(空氣干燥基)：0.02～0.12 m3/t，平均為0.05 m3/t。

總氣含量(空氣干燥基)：0.14～1.15 m3/t，平均為0.21 m3/t。

甲烷氣總氣含量(空氣干燥基)：0.01 m3/t，平均為0.01 m3/t。

胡家河井田瓦斯含量如圖3所示。胡家河井田的含氣量濃度在0.02～3.69 mL/gdaf之間，由圖3可知，由154鉆孔向北含氣量逐漸增加，由H2-6鉆孔向H2-4和H4-4鉆孔含氣量逐漸增多。所以，總體上含氣量是從無煤區(qū)向北逐漸增多，從井田南部向中部無煤區(qū)逐漸增多。

圖3 胡家河井田4號煤層含氣量等值線圖Fig.3 Gas content contour map of 4#coal seam in Hujiahe mine

2.2 煤儲層的吸附特征

2.2.1 儲層溫度

儲層溫度是儲層評價的重要參數(shù)[8-10]，影響到煤層氣的吸附與解吸。吸附等溫線的測試就是在儲層溫度下進行的，同時儲層溫度會在煤層氣解吸過程中有所降低。因此，準確確定儲層溫度非常重要。一般可通過測井獲得。胡家河井田測試溫度在25.8～28.0℃之間，平均溫度為27℃。研究區(qū)儲層溫度屬于正常地溫。

2.2.2 儲層壓力

煤層氣儲層壓力是指作用于煤孔隙、裂隙內的水和煤層氣上的壓力[11]，也被稱為煤儲層壓力、煤層壓力。它是煤層氣運移和產出的動力。儲層壓力影響著煤層的儲氣能力，也影響著瓦斯在煤層中的賦存狀態(tài)和煤層的滲透性能。通常采用儲層壓力與靜水壓力之間的相對關系來表示儲層所處的壓力狀態(tài)[12]。正常儲層壓力狀態(tài)下，儲層中某一深度的地層壓力等于從地表到該深度的靜水壓力。如果儲層壓力超過靜水壓力，則稱之為異常高壓；如果儲層壓力低于靜水壓力，則稱之為異常低壓。胡家河井田儲層壓力在4.29～5.70 MPa之間，平均儲層壓力為4.99 MPa，屬于異常低壓。

2.2.3 等溫吸附特征

蘭氏體積(VL)反映煤的最大飽和吸附量，其值的大小可以反映煤的吸附性能，VL越高，煤的吸附能力越強[13-15]。蘭氏壓力(pL)是VL值為50%時對應的壓力值，其大小反映了煤層氣解吸的難易程度(圖4)。pL小者，等溫吸附線的曲率大，說明煤在低壓區(qū)的吸附量相對較大，而在高壓區(qū)隨著壓力增大煤吸附量的增加減少；pL大者，等溫吸附線的曲率小，說明煤在低壓區(qū)的吸附量相對較小，而在高壓區(qū)隨著壓力增大煤吸附量的增加增大。VL反映了煤的最大吸附能力，但并不反映在某個壓力下VL大者煤的吸附量就大；在一定壓力下，尤其在較低壓力區(qū)，煤的吸附量不但與VL的大小有關，更重要的是與pL有關，pL越小吸附量就越大，反之吸附量越小。

由試驗數(shù)據(jù)可得4號煤層的VL如下：

空氣干燥基：10.14～14.04 m3/t，平均為12.19 m3/t。

干燥無灰基：13.52～16.02 m3/t，平均為14.88 m3/t。

得4號煤層的pL為4.04～5.25 MPa，平均為4.66 MPa。

圖4 胡家河井田HJH-03井等溫吸附曲線Fig.4 Isothermal adsorption curve of HJH-03 well of Hujiahe mine

2.2.4 含氣飽和度

對于煤儲層的氣飽和狀態(tài)的估計可采用理論飽和度或實測飽和度參數(shù)。理論飽和度是實測含氣量與蘭氏體積之比值[16]，即

S理=V實/VL

(1)

式中S理——理論飽和度，%；VL——蘭氏體積，m3/t；V實——實測含氣量，m3/t。

實測飽和度則是實測含氣量與實測儲層壓力投影到吸附等溫線上所對應的理論含氣量的比值，即

S實=V實/V理

(2)

式中S實——實測飽和度，%； V理——理論含氣量，m3/t。

則由公式和等溫吸附數(shù)據(jù)可計算出4號煤層的含氣飽和度：

S理：0.64%～2.24%，平均為1.43%。

S實：1.19%～3.49%，平均為2.31%。

所以胡家河井田4號煤層屬于欠飽和狀態(tài)。

2.3 煤儲層的解吸特征

2.3.1 解吸率

(3)

胡家河井田4號煤儲層的解吸率可以由表2分析得出。

由表2可知4號煤層的解吸率在71.56%～86.84%之間，平均解吸率為79.45%。

2.3.2 吸附時間

總解吸氣體(包括殘余氣)中的63.2%(V63%)被解吸出來時所需的時間稱為解吸/吸附時間。計算如下：

V63%=解吸總體積(Vd)×63% (4)

由胡家河井田HJH-03、HJH-04、HJH-05三口井的平均吸附時間得出，整個井田區(qū)域大概的吸附時間為1.73 d。

2.3.3 臨界解吸壓力

煤層氣臨界解吸壓力與煤儲層含氣量及吸附-解吸特性成函數(shù)關系[17-18]，是估算煤層氣采收率的重要參數(shù)。臨界解吸壓力系指在等溫曲線上煤樣實測含氣量所對應的壓力，可由以下公式計算得到

pcd=V實·pL/(VL-V實)

(5)

式中pcd——臨界解吸壓力，MPa；

pL——蘭氏壓力，MPa。

則4號煤的臨界解吸壓力在0.03～0.11 MPa之間，平均為0.06 MPa(表3)。

表3 煤儲層的臨界解吸壓力

3 煤層氣賦存規(guī)律研究

3.1 含煤巖系沉積環(huán)境與瓦斯含量

不同沉積環(huán)境下的煤層厚度不一樣，不同環(huán)境下形成的煤及煤質也不一樣，不同的沉積環(huán)境使煤層的頂?shù)装鍘r性不同[19]，這就影響煤層氣藏的封存、保存條件。

胡家河井田含煤巖系沉積環(huán)境屬于河流沼澤沉積相，在河流沼澤環(huán)境中，植物遺體堆積形成泥巖沼澤，發(fā)生物理化學作用、生物化學作用、煤化作用、變質作用形成煤，在不同的壓力和溫度下，形成的瓦斯含量不同。沉積形成的煤層頂板大部分為泥巖，少數(shù)為粉砂巖和中細粒砂巖；煤層底板基本都是泥巖，這樣就形成了很好的封閉環(huán)境，有利于煤層氣的儲存。

3.2 煤層埋深、厚度與瓦斯含量

當其他地質條件相同或相近時，在有限深度范圍內，煤層含氣量隨埋深而增加且呈線性正相關關系。但是在很多情況下，煤層含氣量與埋深之間也并非呈簡單的線性正相關關系，變化梯度隨埋深而變化[20-21]。煤層氣含量在進入一定深度之后不再隨埋深增加是由煤層儲氣能力決定的，這是因為煤層的儲氣能力是有限的，在達到其極限值后無論埋深如何增加，煤層吸附氣量基本不變。由圖5可看出胡家河井田含氣量與煤層埋深呈負相關關系。

圖5 煤層埋深與含氣量的關系圖Fig.5 Relationship between the depth of coal seam and the gas content

從產氣的角度分析，煤層越厚生氣量越大。煤形成以后至今，經過漫長的歷史時期，在其他地質條件相同的條件下，一般煤層氣儲層厚度越大，煤層氣儲層含氣量越高，反之則越低。胡家河井田含氣量與煤層厚度呈正相關關系，如圖6所示。

圖6 煤層厚度與含氣量關系圖Fig.6 Relationship between the coal seam thickness and gas content

3.3 煤巖煤質與瓦斯含量

(1)一般認為煤中水分增高，吸附能力降低；當水分高于一定值時，其不再對吸附能力產生影響。胡家河井田煤質特征屬于低水分，所以隨著水分含量的增高，含氣量減少。含氣量與水分呈負相關關系，如圖7所示。

圖7 水分與含氣量關系圖Fig.7 Relationship between water and gas content

(2)煤的灰分是指煤中所有可燃物完全燃燒后殘留的無機礦物質。煤層氣主要吸附在煤層中的有機質孔隙和割理中，而無機礦物質完全沒有吸附煤層氣的性能。因此，隨煤層中灰分含量的增加，煤層吸附能力減小，煤層氣含量較少。胡家河井田含氣量與灰分呈負相關關系，如圖8所示。

圖8 灰分與含氣量的關系圖Fig.8 Relationship between the ash content and gas content

(3)煤的揮發(fā)分是指煤中的有機質受熱分解產生的可燃性氣體。揮發(fā)分與煤化程度有關系，煤化程度越低，揮發(fā)分的含量越高；隨著煤化程度加深，揮發(fā)分的含量逐漸降低。胡家河井田含氣量與揮發(fā)分之間無明顯的關系(圖9)。

圖9 揮發(fā)分與含氣量的關系圖Fig.9 Relation diagram of volatile matter and gas content

3.4 煤層圍巖特征與瓦斯含量

煤層氣在形成過程中或形成以后必須被封存在煤層中才可能形成煤氣藏[22-23]。這種封存主要取決于煤層頂?shù)装宓呐盘鎵毫?。當排替壓力高于儲層壓力時，煤層氣可賦存在煤層中而不至于散失。但煤層頂板的封存能力也是相對的。當儲層壓力較高時，頂板巖石即使有較高的排替壓力，也可能阻止不了煤層氣的散失；儲層壓力較低時，即使頂板巖石排替壓力較低，也可能阻止煤層氣的擴散。

對煤層而言，頂板多為泥巖、粉砂巖、砂巖，個別情況下為灰?guī)r。一般情況下泥巖、粉砂巖比較致密，孔隙半徑較小，排替壓力較高，對煤層氣有較強的封存能力[21-23]。從圖10可以看出，研究區(qū)頂板為泥巖的地區(qū)含氣量高，說明泥巖的封蓋能力強，而研究區(qū)4號煤頂板以泥巖為主，所以研究區(qū)圍巖特征有利于煤層氣保存。

圖10 圍巖與瓦斯含量關系圖Fig.10 Relationship between wall rock and gas content

3.5 構造與煤層瓦斯含量

斷層與褶皺對煤層氣含量的控制作用非常明顯。一般情況下，向斜軸部煤層氣相對富集。這主要與向斜軸部煤層埋深較大和地下水相對滯留有關。

斷層對煤層氣含量的控制作用分兩類：開放性斷層和封閉性斷層。封閉性斷層對煤層氣的保存最為有利，沒有造成煤層氣顯著散失。開放性斷層是煤層氣散失的通道，但取決于斷層帶充水條件，如果斷層帶富含水，且地下水位較高，則可形成相對較高的靜水壓力，有利于煤層氣的保存；反之，則煤層氣散失嚴重。胡家河井田未發(fā)現(xiàn)斷裂構造，有一小型的褶曲構造，易于煤層氣的儲集。

3.6 水文地質條件與瓦斯含量

(1)補給。

胡家河井田絕大部分地區(qū)被第四系或第三系覆蓋，且厚度大，加之塬面較為平坦，有利于大氣降水的入滲補給，黃土中上部孔隙較為發(fā)育，所以儲存于塬面第四系中更新統(tǒng)(Q2)。黃土中的地下水以大氣降水補給為主。延安組承壓裂隙水的補給在井田內以側向補給為主；井田外的補給源較遠，主要是通過區(qū)外的深層斷裂構造導水帶補給。加之其巖性以粉、細粒砂巖和煤層為主，補給量很小，因此含水量也很微弱。

(2)徑流。

黃土中淺層地下水潛水在塬面中心地段的北極向塬四周徑流，徑流條件較好?；鶞拭嬉韵碌叵滤癫剌^深，主要為洛河組及延安組含水巖組以層流的方式徑流，其流向由北向南，洛河組含水層流速較大，延安組含水層流速相對滯緩。

(3)排泄。

井田以南有下溝、火石咀、亭南等中小型煤礦，多形成延安組含水層的排泄，由于延安組地層分布極為廣泛，地層相對水平(傾角小于7°)，延安組承壓水在井田只能由北向南徑流。河流侵蝕基準面以上的地下水，其徑流主要受地形地貌控制，一般由較高的分水嶺地段向洼地中心運移。

水動力條件的強弱決定煤層氣的運移和富集[17]。以往的傳統(tǒng)觀點認為，煤層氣是一種自生自儲的非常規(guī)天然氣。但近期研究表明，煤層氣的運移普遍存在，對大多數(shù)煤層氣藏而言，沒有運移就沒有煤層氣的富集。地下水的補給、運移、滯留和排泄是煤層氣運移和散失的動力。地下水滯留區(qū)是地下水運移的目的地，也是煤層氣運移的最終場所。一般來說，地下水的壓力越大，煤層氣含量就越高，反之則低。地下水的強徑流帶煤層氣含量低，而滯流帶煤層氣含量高。因此，在地下水滯留區(qū)煤層氣富集。由上所述，胡家河井田的水動力條件較弱，易于煤層氣的賦存。

4 結論

(1)研究區(qū)4號煤層厚度較大，賦存穩(wěn)定，結構簡單，屬大部可采煤層，亦為本井田的主采煤層。

(2)總體上含氣量是從無煤區(qū)向北逐漸增多，從井田南部向中部無煤區(qū)逐漸增多。

(3)煤層埋深、煤層厚度和頂板巖性是影響煤層氣賦存的主要因素。這些因素的疊加效應導致煤層氣賦存的復雜性。

(4)煤層厚度與含氣量呈明顯正相關性，而煤層埋深、煤質與含氣量呈負相關性；當頂?shù)装鍘r性為泥巖時含氣量較高；研究區(qū)沉積環(huán)境、井田構造與水文地質條件較有利于煤層氣賦存。

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Study on Occurrence Regularity of Coalbed Methane in Hujiahe Coal Field

Luo Tengwen1,Qu Hongjun2

(Department of Geology, Northwest University, Xi＇an, Shaanxi 710069, China )

Occurrence regularity of coalbed methane and controlling factors is a primary research issue in CBM exploration, coalbed methane distribution characteristics and influence factors have very important significance for the development plan of coalbed methane. Based on the previous studies, this paper collected, finished and analyzed the geological data of the past, and discussed the geological features of coal reservoir and its gas bearing basic features of the 4#coal reservoir, analyzed the relationship between containing gas of 4#coal and sedimentary environment, coal seam buried depth, thickness of coal seam, coal rock properties, surrounding rock properties, geological structure, hydrogeological conditions. The results showed that the thickness of coal seam and gas content had a significant positive correlation, coal buried deep, coal properties and gas content had a negative correlation, when the lithology of roof and floor was mudstone which containing high gas volume, the sedimentary environment, structural and hydrogeological conditions were conducive to the coalbed methane occurrence. Finally, the main factors that affected the occurrence of coalbed methane in the research area were the coalbed depth, the thickness of coal seam and the lithology of roof and floor.

Hujiahe minefield; 4#coal seam; cabled methane; occurrence regularity

羅騰文(1992—)，男，碩士研究生，主要從事煤層氣地質學、儲層沉積學及世界深水油氣基礎地質研究。郵箱:873315601@qq.com.

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