《山西煤层气资源评价及开发利用》

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《山西煤层气资源评价及开发利用》

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序

山西省煤层气行业协会与山西汾渭能源开发咨询有限公司共同编著的《山西煤层气资源评价及开发利用》，以扎实的基础调查、严谨的科学研究、翔实的技术数据，系统评价了山西煤层气资源,研究了山西煤层气开发、利用现状及前景，为我省贯彻国务院办公厅《关于加快煤层气〈煤矿瓦斯〉抽采利用的若干意见》、落实国家《煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十一五”规划》及《山西省煤层气（天然气）产业“十一五”发展规划》、进一步加大我省煤层气抽采利用力度、强化煤矿瓦斯治理、减少煤矿瓦斯灾害、充分开发和利用洁净能源、有效保护生态环境提供了理论依据。

山西是全国重要的能源化工基地，是煤炭资源大省，全省含煤面积5.66万km²，占国土面积的36%，遍及全省94个县（市、区）。山西省埋藏浅于2000m的煤炭资源储量为6552亿t，查明保有资源储量为2652.8亿t，约占全国煤炭资源储量总量的1/3。煤层气是煤在漫长的煤化变质过程中形成、与煤层共生、以甲烷为主要成分的非常规天然气,丰富的煤炭资源使得山西省在全国煤层气资源方面占有绝对优势。作为煤炭的共生资源，山西煤层气资源极为丰富，煤层气资源总量占全国的1/3。勘察表明，山西省吨煤CH₄含量大于2m³/t以上，埋深浅于2000m的煤层气资源量约为10万亿m³，其中CH₄含量大于8m³/t的煤层气资源量为9.1万亿立方米，占资源总量的91%。山西煤层气具有分布集中、甲烷浓度高（最高可达98%）、发热量高（达33.44-37.62MJ/m³）、埋藏较浅（一般为600-2000m）、可采性好（最高大于60%）。随着地质勘探力度的不断加大，山西煤层气资源勘探取得突破性进展，成为我国煤层气资源勘探范围最大，勘探程度最高，探明储量最多的省区。目前，沁水、河东等煤田已登记煤层气区块面积达28303km²。其中，沁水煤田13663km²，占沁水煤田总面积的43%；河东煤田13526km²,占河东煤田总面积的79%，具备大规模开发的资源优势，是我国最具开发前景的煤层气开发利用基地。

煤层气是一种新型清洁能源。作为优质能源和化工原料，开发和利用煤层气这一新兴能源将对缓解我省经济发展中的能源供需矛盾、改善我省的能源结构、减少煤矿瓦斯灾害、减排温室气体、改善大气环境、调整产业结构以及培育新的经济增长点和促进我省社会经济协调可持续发展具有十分重要的现实意义和深远的战略意义。

山西省煤层气开发和利用已经走过近20年的摸索阶段，特别是近年来，在省委、省政府的高度重视和中外十余家企业的不懈努力下，山西煤层气开发利用已具雏型，煤层气产业已进入了商业化运营的启动阶段。“十一五”期间，山西煤层气（天然气）产业发展的指导思想是：以科学发展观为指导，以构建和谐社会、建设节约型社会为根本，以建设新型能源和工业基地，保护生命、保护资源和保护环境为目标，紧紧抓住国家实施中部崛起战略机遇，充分发挥资源优势，依靠科技进步和体制创新，全力推进煤层气产业发展，使之成为山西新型能源和工业基地的新兴支柱产业。到2010年，初步形成勘探、开发、利用相配套，民用燃气、工业燃气、煤层气发电、煤层气化工相结合，产业布局合理、经济效益、社会效益、环境效益突出的产业格局。到2010年，实现新增煤层气探明储量1543亿m³，可采储量770亿m³。“十一五”期间将建成沁南、阳泉、大宁-吉县、保德四大煤层气开发基地，产能达到60亿m³/年，煤层气（天然气）利用总量达到50亿m³，新增输气管网1099km，总长度达到2000km以上,产值达到133亿以上。

开发利用煤层气对于我省具有特殊的紧迫性和重要性，煤层气若不及时开发利用，既浪费了宝贵资源又造成温室效应，甚至还会引发严重的瓦斯事故。一言以蔽之，开发利用煤层气有百利而无一害，功在当代，利在千秋。

在山西省煤层气行业协会成立之时，山西省煤层气行业协会与山西汾渭能源开发咨询有限公司共同编写了《山西煤层气资源及开发利用评价》这本书，为推动山西煤层气产业发展做了一件难能可贵的好事、实事。这本书是山西煤层气开发利用的向导和指南，是有志投身于山西煤层气开发利用的企业家和工程技术人员的参考书和工具书。

本书由山西经济出版社出版，全书30万字，9月初发行。

目录

第一部分 山西煤层气地质研究及资源评价

第一章 煤层气概论
1
第一节煤层气概念
1
1.1煤层气定义
1
1.2煤层气分类
1
1.3煤层气藏的定义与成因
1
1.4煤层气的赋存状态
2
1.5煤层气的特性
2
1.6煤层气是常规天然气的补充和接替能源
2
1.7煤层气的主要用途
4
第二节全球煤层气资源简介
4
第三节中国煤层气资源
6
3.1中国煤层气资源总量
6
3.2中国煤层气资源分布特征
7
3.3中国煤层气资源赋存条件
8
第二章 山西区域构造与煤层气聚气单元
10
第一节山西区域地质构造特征
10
1.1 山西地域所处大地构造位置
10
1.2山西板内构造单元区划
13
1.2.1 内蒙台隆（A1）
13
1.2.2 鄂尔多斯台坳（A2）
13
1.2.3 山西台隆（A3）
16
1.2.4 冀鲁豫台坳（A4）
17
1.2.5 燕山台坳（A5）
18
1.2.6 豫皖台坳（A6）
18
1.2.7 叠加新裂陷盆地
18
第二节山西煤层气聚气单元
19
2.1 山西煤层气聚气单元区划
19
2.2山西煤层气含气区划分
22
2.2.1 大同聚气盆地
22
2.2.2 宁武聚气盆地
22
2.2.3 河东聚气盆地
22
2.2.4 沁水聚气盆地
23
第三节山西聚气盆地构造特征
24
3.1 河东聚气盆地
24
3.1.1 构造特征
24
3.1.2 分区构造特征
26
3.2 大同聚气盆地
28
3.3 宁武聚气盆地
28
3.4 沁水聚气盆地
29
3.4.1 太原西山构造区（古交、邢家社、东社含气区）
30
3.4.2 霍西构造区（介北、临东含气区）
33
3.4.3 沁水构造区（寿平、和顺、武襄、霍东、沁南含气区）
35
第三章 山西石炭二叠系含煤（气）地层沉积特征
39
第一节石炭二叠系含煤（气）地层特征
39
1.1 岩石地层特征
39
1.2 含煤（气）岩系沉积特征
46
1.2.1 山西陆表海特征
46
1.2.2 聚煤事件分析
47
1.2.3 层序地层分析
48
第二节石炭二叠系煤层与煤质
52
2.1 石炭二叠系煤层厚度及其变化
52
2.1.1太原组（C3t）、山西组（P1s）煤层厚度及变化
52
2.2 石炭二叠系煤质特征
57
2.2.1 煤岩特征
57
2.2.2 煤的化学性质
63
2.2.3 煤的变质规律与煤类
70
2.3 煤的形成环境与聚煤规律
75
第四章 山西煤层气的生成与演化
79
第一节煤层气生成的物质基础
79
1.1 有机质丰度
79
1.2 煤层有机质组成
82
1.3 煤的有机成熟度
84
第二节煤的生烃演化历程
87
2.1 烃类生成的理论基础
87
2.1.1 煤变质作用与生烃演化
87
2.1.2 二次生烃作用
90
2.2 山西煤的生烃演化特征
91
第五章 山西煤储层及围岩物性特征与煤层气可采性关系
95
第一节煤层含气性特征
95
1.1 煤层含气量特征
95
1.2 煤层含气量的影响因素
97
1.2.1 煤储层埋藏深度对含气量的影响
97
1.2.2 煤变质对煤层气含量的影响
99
1.2.3 水文地质与煤层气含量的关系
101
1.2.4 聚煤环境与煤层气含量的关系
101
第二节山西煤储层的裂隙孔隙特征与煤层气可采性
104
2.1 煤储层的裂隙系统
104
2.1.1 内生裂隙系统
104
2.1.2 外生裂隙系统
104
2.2 煤储层的孔隙系统与煤层气可采性
106
第三节山西煤储层的渗透性特征与煤层气可采性
108
3.1 山西煤储层的渗透性特征
108
3.2 山西煤储层渗透性与煤层气可采性关系
109
第四节山西煤储层的吸附-解吸特征
110