煤炭学报

作者：孟召平, 禹艺娜, 李国富, 田永东, 王宇红,

关键词：煤储层, 地温场, 地温低异常区, 形成机理, 沁水盆地,

煤储层地温场条件是影响煤层气赋存与产出的关键因素,从目前沁水盆地煤层气井生产情 况来看,煤储层地温低异常区煤层气开发井的产气效果普遍较差,因此,开展煤储层地温场条件研 究,揭示低地温异常区形成机理,对于低地温区煤层气开发显得尤为重要。 采用沁水盆地煤层气井 地温实测数据,系统分析了沁水盆地 3 号煤层和 15 号煤层地温及其梯度和大地热流分布特征,揭 示了煤储层地温分布规律,提出了煤储层地温梯度等级划分标准,圈定了沁水盆地石炭-二叠系煤 储层地温梯度小于 1.6 °C / hm 的地温低异常区,揭示了研究区煤储层地温低异常区分布及其受控 机制。 研究结果表明,沁水盆地恒温带温度整体呈现由西北向东南逐渐增高的趋势,恒温带深度由 北向南逐渐变浅,恒温带温度为 13.2 ~ 15.2 °C ,恒温带深度为 27.4 ~ 33.1 m。 沁水盆地煤储层地温 及其地温梯度均随深度的增加而增高。 3 号煤储层温度为 14.6 ~ 100.9 °C ,平均为 30.58 °C ,地温梯 度为0.008~3.770 °C/hm,平均为 1.62 °C/hm;15 号煤储层温度为 15.3~111.8 °C,平均值为 33.28 °C ,地温梯度为 0.046 ~ 5.350 °C / hm,平均为 1.87 °C / hm;大地热流值为 0.93 ~ 94.60 mW / m2 , 平均为 41.5 mW/ m2,低于我国大陆地区平均热流值(63 mW/ m2),反映出本区处于稳定的构造-热 状态之中。 根据地温梯度,圈定了研究区 3 号和 15 号煤储层地温梯度小于 1.6 °C / hm 的地温低异 常区呈条带状分布于盆地东北和东部一带,面积分别占盆地总面积 25.2%和 27.9%,煤层气资源量 近 1.0 万亿 m3 。 煤储层地温梯度随着底板标高的增加而线性降低,随着煤储层有效埋深的增加而 线性增加;进一步揭示了地壳抬升剥蚀作用和地下水补给与渗流作用对研究区煤储层地温低异常 区的控制机理。

来源：2023年第1期

《煤炭学报》期刊编辑部

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