湖南省煤層氣資源特征及展望

杜　江　秦明陽　王文彬　王小洪

（湖南省煤炭地質勘查院　湖南　長沙　410014）

湖南省煤層氣資源特征及展望

杜江秦明陽王文彬王小洪

（湖南省煤炭地質勘查院湖南長沙410014）

湖南省煤層氣資源豐富，集中在漣邵和郴耒煤田的測水組和龍潭組兩大煤系地層，總量達780.80×108m3，具有分布集中、可采系數高、埋深淺的特點，但通過規范分析，認為僅洪山殿和渣渡礦區基本可以達到有利區標準。湖南省煤層氣由于賦存條件復雜、抽采效率低、企業投資積極性低以及產業鏈條斷節等原因，導致雖然經過多年的資源評價、研究和勘查工作，但只在少量地區實現了煤層氣開發利用發電。未來湖南省加強煤層氣的勘查開發工作，一方面在高瓦斯礦井采用井下抽采和地面開采相結合的模式實現煤炭與煤層氣聯合開發；另一方面，借助湖南省頁巖氣勘查熱潮，加強煤層氣（煤炭）與頁巖氣的聯合勘查與開發。

煤層氣；資源特征；開發利用；湖南省

在南方缺煤省份中，湖南省成煤期多，煤炭資源相對較豐富。2012年湖南省976個煤礦中，高瓦斯及煤與瓦斯突出煤礦達43%。為了確保煤礦安全生產，減少瓦斯事故，自2008年以來，湖南省政府及相關部門相繼出臺了一系列政策文件，鼓勵煤層氣勘查、開發以及抽采發電；2011年，湖南省政府提出了“氣化湖南”工程，進一步推動煤層氣、頁巖氣等非常規能源的勘查開發和利用。

1　湖南省煤層氣資源特征

1.1煤層氣資源量及資源豐度

根據2005年新一輪全國油氣資源調查評價結果，湖南省煤層氣資源總量達780.80×108m3，其中，漣邵煤田為409.40×108m3，郴耒煤田為371.40×108m3。按礦區煤層氣資源量自大到小排列，漣邵煤田依次為渣渡、金竹山、冷水江、洪山殿、短陂橋、箍腳底和斗笠山等礦區；郴耒煤田依次為永耒、梅田、白沙、馬田、袁家和桃水等礦區[1]（表1）。煤層氣資源量超100×108m3的有渣渡和永耒礦區，超過30×108m3的有金竹山、梅田、白沙、馬田和冷水江礦區。

表1　漣邵和郴耒煤田部分礦區煤層氣資源計算結果

1.2煤層氣含量變化規律

依據地層性質及煤層氣聚集規律，可將湖南省劃分為三大煤層氣高富集區[2]（圖1）。

圖1湖南省煤層氣資源分布圖

龍潭組湘東南高富集區：主要分布在郴耒煤田的白沙、馬田-永耒礦區一帶，向南延至袁家-梅田礦區，基本為南北向的高富集區，該區面積大，煤炭資源豐富，高瓦斯及突出礦井多，該區煤層最大含氣量為29.24m3/t（梅田礦區）。

龍潭組湘中高富集區以洪山殿-灘頭礦區一帶為中心，還包括斗笠山、牛馬司、短陂橋、楓江溪、箍腳底等礦區，總體來說，該區煤炭資源不如前者豐富，煤層相對較薄，煤層氣量不如前者豐富，但高瓦斯及突出礦井較多，煤層最大含氣量為16.94m3/t（斗笠山礦區觀山井）。

測水組湘中高富集區以漣源、渣渡一帶為中心，包括冷水江、金竹山、小羊等，該區煤炭資源量大，高瓦斯及突出礦井較多，煤層最大含氣量為41.91m3/t（渣渡礦區渣東6009孔5煤）。

1.3煤層氣可采資源量及可采系數

漣邵煤田煤層氣可采資源量為164.34×108m3，郴耒煤田可采資源量為161.60×108m3，合計325.94×108m3，兩煤田煤層氣可采資源量基本相當（圖2）。

漣邵煤田內煤層氣可采資源量最大的是渣渡，隨后依次為金竹山、洪山殿、小羊、短陂橋等礦區；郴耒煤田煤層氣可采資源量最多的是永耒，隨后依次為白沙、梅田、馬田等礦區。兩大煤田各礦區煤層氣可采系數變化較大，平均在0.40左右（圖3）。

2　湖南省各重點礦區煤層氣資源特征對比

圖2　漣邵和郴耒煤田煤層氣地質與可采資源量對比圖

圖3　漣邵和郴耒煤田主要礦區可采資源量與可采系數對比圖

根據《煤層氣資源勘查技術規范》（GB/B29119-2012），分析了可采煤層凈厚度、可采煤層總厚度、埋深、滲透率、煤層氣含量、資源量、資源豐度等主要指標（表2），認為13個含煤層氣礦區煤層氣含氣量高，資源總量豐富，其中，洪山殿和渣渡礦區的可采煤層凈總厚度達到了5.0m以上，除滲透率偏低外，這兩個礦區基本達到了有利區條件，而其他礦區不能達到有利區條件。

表2　湖南省重點礦區煤層氣資源特征

3　湖南省煤層氣勘查、研究、開發現狀

湖南省煤層氣的勘查開發工作大致經歷了幾個階段：

20世紀70、80年代，原煤炭部與國外合作，在漣源、白沙等礦區施工煤層氣井，蛇形山礦區建立地面瓦斯抽放系統，但由于基礎理論不完善、技術創新不足、抽放效率低、生產環節難以配合等導致煤層氣勘查開發進展不大。

20世紀90年代，中南石油地質局在洪山殿有利區塊實施了兩個煤層氣鉆井，其中湘煤1井點火火焰高達6m，平均日產2419m3，最高產量5624m3。

進入21世紀，湖南省煤監局和湖南省煤炭工業管理局分別在嘉禾縣和漣源市、宜章縣建立瓦斯地面抽放示范工程，以點帶面，強力推行瓦斯抽放。湖南省煤田地質局不僅先后在短陂橋、馬田和桃水等礦區實施煤層氣參數井，而且對湖南省煤層氣預抽放技術進行了理論研究[3]。2012年，國家發改委能源局實施了邵陽短陂橋煤層氣抽采實驗項目，效果顯著，單井產量突破500m3/d。

截至2013年，湖南省所有的煤與瓦斯突出礦井都建立了瓦斯監測系統，實施井下移動抽采。坦家沖、蛇形山、浦溪、立達、山門水等煤礦建立了地面瓦斯抽采系統，并利用瓦斯發電，獲得了良好的效果。湖南省的煤層氣開發工作進入“破冰”發展階段。

4　湖南省煤層氣發展“瓶頸”分析

湖南省經過幾十年的努力，煤層氣開發尚未形成產業化，究其原因，存在以下幾個方面的癥結：①湖南省煤層氣賦存條件復雜，資源主要富集在一個個大小不等的孤立向斜中，各向斜地質條件、儲層條件不同，增加了勘探、研究及開發利用的難度；②以往工作程度低，部分礦區缺乏基本的煤層氣評價參數，如滲透率、煤層氣壓力等；③湖南省煤層滲透率低，煤層吸附能力強，煤層氣壓力多處于欠壓-常壓狀態，資源豐度低，導致井下抽采和地面開發效果不佳，必須經過引進國外先進技術，進一步的壓裂提高透氣性；④煤礦企業僅停留在防止瓦斯事故的階段，對煤層氣利用意識不足，相應支持政策的缺乏導致其投資缺乏積極性；⑤煤層氣產業鏈條斷節，目前湖南省尚無專門從事煤層氣開發利用的企業，上游抽采的煤層氣缺乏有效利用方式和與之配套的運輸管線，抽采煤層氣僅少量就地發電民用。

5　湖南省煤層氣展望

針對湖南省煤層氣產業現狀及煤礦安全生產形勢，認為湖南省需要探索出一條適合自己的勘查開發模式，建議未來從以下幾個方面開展工作：

（1）湖南省煤層氣還處于勘查初步預查階段，建議對漣邵和郴耒煤田開展煤層氣資源潛力調查工作，科學評價湖南省煤層氣勘查前景及潛在資源量。

（2）由于13個重點含煤層氣礦區資源總量占全省的80%，建議對其進行煤層氣資源綜合評價后，從中優選出2～3個資源前景較好、開發難度小的礦區（如白沙、渣渡、永耒）建立煤層氣勘查開發示范區，取得成果之后再開發其他地區[4]。

（3）根據湖南省煤層氣賦存特點，建議湖南省采用井下抽采和地面開采相結合的模式實現煤層氣和煤炭資源綜合開采利用。例如，建立煤炭與煤層氣經濟聯合體，共同采氣，風險共擔、盈利共享，既能防止煤礦生產安全隱患，又能取得良好的經濟、環境和社會效益。

（4）建議根據湖南省煤層氣實際情況，制定湖南省煤層氣開發利用的相應政策，不僅強化瓦斯治理，保障煤礦安全生產，而且要加強煤層氣開發利用，“變害為寶”。

（5）目前，湖南省頁巖氣勘查工作方興未艾，湘中及湘東南地區存在上泥盆統錫礦山組、下石炭系邵東組、孟公坳組、劉家塘組以及測水組，上二疊統龍潭組等6套頁巖氣烴源巖，未來這一地區將成為湖南省頁巖氣勘查工作重點，頁巖氣與煤層氣同屬非常規能源，且二者在平面上分布重疊，縱向上交叉，因此，未來需要加強煤層氣（煤炭）與頁巖氣的綜合勘查和開發工作[5]。

6　結論及建議

湖南省煤層氣資源具有總量大、可采系數高、埋深淺的特點，但根據《煤層氣勘查技術規范》分析，發現湖南省有洪山殿和渣渡等多個礦區基本達到了有利區條件。經過多年的勘查工作，目前湖南省還處于煤層氣勘查的初步預查階段，只在少數地區實現了煤層氣開發利用發電，效果良好，但尚未形成產業化。未來湖南省要加強煤層氣的勘查，一方面在高瓦斯礦井采用井下抽采和地面開采相結合的模式實現煤炭與煤層氣聯合開發，另一方面要加強煤層氣（煤炭）與頁巖氣的聯合勘查開發。

[1]肖正輝，邵龍義，魯靜，等.湖南煤層氣資源及其分布特征[J].中國煤炭地質，2010，22（3）：17～21.

[2]龔玉紅，李謀.湖南省煤層氣資源賦存特征及開發前景[J].地質勘查，3（3）：109～111.

[3]龍新良，張志愛.湖南煤層氣地面鉆井抽采技術展望[J].煤炭技術，2008，27（10）：5～7.

[4]肖正輝，劉新華，楊榮豐，等.湖南煤炭與煤層氣資源的研究方向[J].中國煤炭地質，2009，21（8）：15～16.

[5]何紅生，何大芳，李志能.湖南頁巖氣資源研究進展與問題[J].煤炭技術，27（10）：8～11.

P618.11

A

1673-0038（2015）39-0234-03

2015-9-11

杜江（1988-），男，工程師，碩士研究生，主要從事煤層氣、頁巖氣勘查開發工作。