煤炭资源勘查中的煤层气兼探技术与方法

煤炭资源勘查中的煤层气兼探技术与方法

康锴

新疆维吾尔自治区煤田地质局一六一煤田地质勘探队

摘要：近几年，我国经济发展迅速，煤炭企业为我国发展做出了很大贡献。煤层作为煤层气的地质载体，煤层气与煤炭资源兼探是国家矿产资源管理的强制性规定。通过近年来兼探项目的实践，梳理了煤炭资源勘查过程中涉及到的煤层气资源评价规范，明确了煤炭资源勘查过程中煤层气勘查方法，根据煤层气勘查方法的特殊性，总结了兼探过程中煤层气地震、测井、钻井、录井、及工程质量验收方法，提出了煤炭资源勘查全过程煤层气勘查技术体系。

关键词：煤炭资源；勘查；煤层气；兼探技术；方法

引言

2015年以来，我国实施了多个煤炭资源勘探过程中实施煤层气兼探的项目并已在国土资源部评审备案，笔者根据这些项目的工程部署技术路线、主要方法、井位部署、技术要点及依据、报告编制等，总结提炼了一套适合煤炭资源勘查过程中煤层气兼探的工作技术及方法体系，为国内同行提供借鉴。

1煤炭兼探技术的基本原则

1.1煤炭兼探工作实质是矿产资源综合勘查评价

《中华人民共和国矿产资源法》规定“矿产资源普查在完成主要矿种普查任务的同时，应当对工作区内包括共生或者伴生矿产的成矿地质条件和矿床工业远景作出初步综合评价”、“矿床勘探必须对矿区内具有工业价值的共生和伴生矿产进行综合评价，并计算其储量”。GB/T25283-2010作为指导矿产资源综合勘查评价所谓规范性技术文件，煤炭兼探实质是GB/T25283-2010针对煤炭两个特定矿产进行综合勘查评价的应用。因此，制定《铀煤兼探技术要求》应该结合我国北方煤炭同盆共聚盆地的找矿实践，对煤炭两种矿产资源的综合勘查与综合评价的目的任务、工作内容及工作程度、工作方法及技术要求、资源储量类型的确定和估算等做出系统具体规定，从而作为指导煤炭兼探、进行综合地质勘查和资源评价的具体技术依据。

1.2“下位法”应服从“上位法”确定的基本原则和总体要求

制定《煤炭兼探技术要求》总体上应该遵循和满足GB/T25283-2010对于“异体共生矿产”确定的总体技术要求，不应超越或简化这些技术要求，更不得与之相抵触。其中，综合勘查评价的基本原则包括：根据经济、社会发展需要和矿床实际，确定综合勘查评价的有用组分；根据各勘查阶段的要求，对共伴生矿产应同时进行相应的勘查和评价，并按要求估算资源储量；具有多种用途的矿产，应根据需要按相应用途的工业要求进行研究评价；妥善处理经济效益、社会效益和环境效益之间的关系。勘查的工作要求包括：一般情况下应根据需要，利用揭露主矿产的工程或增加适当工作量，对（异体共生）矿体进行勘查和评价；对矿产资源储量规模达到中型及以上、揭露主矿产的工程达不到相应控制程度的，应根据实际需要和可能，按该矿种的勘查规范进行专门的勘查和评价工作。

1.3放射性测井的先定性后定量原则

钻探工程应按照勘查阶段逐渐加密设计钻孔，并优先实施预查、普查阶段钻探工程。所有钻孔均应提取符合DZ/T0215-2002、DZ/T0199－2002及EJ/T1157-2002要求的地质、水文地质、物化探等信息，采取符合要求的分析样品进行分析化验。专门放射性测井是煤炭兼探勘查工作中必不可少的重要技术工作。煤炭勘查过程中的天然放射性测井不能替代和换算为铀矿勘查工程中必不可少的专门放射性测井，但可以提供可能存在放射性异常的重要线索，应该确定相应的分析研究和对比评价方法指标，从中提取可能显示放射性矿产异常的信息。从而科学有效地确定铀煤兼探的目标层位、找矿线索及其可能存在的有利找矿空间。对根据天然放射性测井初步确定的目标层位和找矿线索，按照DZ/T0199－2002、EJ/T1157-2002实施专门放射性测井，及时准确测定放射性异常和矿化。简言之，只在天然放射性测井异常钻孔中实施专门铀放射性测井工作。

2煤层气兼探技术体系

2.1地震勘探技术

煤层气资源兼探的地震工作按照MT/T897《煤炭煤层气地震勘探规范》和NB/T10002—2014《煤层气地震勘探规范》执行，工作要求低于相应调查程度的煤炭资源勘查阶段。因此，煤炭资源勘查阶段的地震勘探工作满足煤层气兼探工作，不单独进行煤层气地震勘探。

2.2钻井技术

根据地质目的和工程任务不同，煤层气井型分为3种类型，分别为探井、参数井及排采井。煤炭资源勘查前期煤层气兼探工作主要施工煤层气探井和参数井，到煤炭资源详查和勘探阶段发现煤层气有利区时采用排采井。

煤层气勘查技术规范要求煤岩心直径大于60mm，同时应考虑到现阶段煤层气注入/压降试井最小井径要求为89mm。因此，煤层气探井井身结构建议一开采用Φ114mm，二开（进入含煤地层或最上一个目的层以上20m）采用Φ96mm。该井身结构既能满足GB/T19559—2008《煤层气含量测定方法》绳索取心要求，又能满足煤层气试井要求。排采井的井身结构建议一开（进入基岩10m）采用Φ311mm，二开采用Φ216mm，表层套管采用Φ245mm，技术套管采用Φ140mm，如产水量大、地层复杂或为提高气水产量，可采用更大直径的套管。

2.3测井技术

煤层气测井分为标准测井、综合测井、压裂质量检测测井、固井质量检测测井，执行NB/T10021—2015《煤层气测井作业规范》。全部测井完成后，应提交测井专业技术报告。

2.4录井技术

录井是油气勘探开发活动中最基本的技术，是发现、评估油气藏最及时、最直接的手段，具有获取地下信息及时、多样，分析解释快捷的特点。

煤层气井录井包括地质录井、钻时录井、气测录井、简易水文观测等，技术标准可参照中联煤层气公司Q-CUCBM0201—2002《煤层气地质录井作业规程》，安全标准严格按照SY6923—2012《煤层气录井安全技术规范》进行。

2.5工程质量验收

煤层气钻井工程质量验收严格按照NB/T10003—2014《煤层气钻井工程质量验收评级规范》进行，兼探煤孔工程质量验收还要参照MT/T1042—2007《煤炭地质勘查钻孔质量标准》。钻井工程质量验收内容包括井身质量、固井质量、取心质量、地质录井质量、完井质量、单井资料质量、煤层保护质量以及健康、安全与环境保护等内容。NB/T10003—2014《煤层气钻井工程质量验收评级规范》中包含了煤层气井分次固井和全井固井的评级标准，并将固井质量纳入了钻井工程质量体系中，固井质量验收项目主要有声幅值、套管试压、现场水泥48h抗压强度实验、水泥返高以及固井的水泥浆密度。

煤储层压裂质量严格按照NB/T10004—2014《煤层气压裂施工质量验收规范》验收，内容包括井下管柱、压裂设备、压裂液、支撑剂、压裂施工、压裂质量和健康、安全与环境要求以及资料汇总与上交情况。

结语

做好煤层气兼探工作的关键，是项目立项、实施、评审各环节均要遵循煤炭与煤层气综合勘查、综合评价的原则，以煤层气勘查方法和技术体系为纲领，严把项目质量关，最终实现煤炭与煤层气协调勘查开发。同时，现行相关技术体系中瓦斯地质工作是做好煤炭资源勘查中煤层气兼探工作的基础，统一煤炭资源勘查阶段煤层气和瓦斯地质的勘查目的、任务、技术要求及工作方法，是建立煤炭与煤层气资源综合勘查标准体系需要迫切解决的问题。

参考文献：

[1]国家质量监督检验检疫局，国家标准化管理委员会.煤层气（煤矿瓦斯）术语：GB/T31537—2015[S].北京：中国标准出版社，2015.

[2]胡千庭，赵旭生.中国煤与瓦斯突出事故现状及其预防的对策建议[J].矿业安全与环保，2012，39（5）：1–6.