準(zhǔn)噶爾盆地位 于新疆北部，面積約13×104km²，是世界十大聚煤盆地之一，煤炭資源量達(dá)6000×108t以上。它是我國西北地區(qū)中，下侏羅統(tǒng)煤系分布最廣，煤系厚度最大，煤層總厚最厚，煤層氣資源極豐富的盆地。

構(gòu)造演化及構(gòu)造單元劃分

準(zhǔn)噶爾盆地是一個以晚古生代，中新生代陸相沉積為主的大型疊合盆地。自石炭紀(jì)末到第四紀(jì)，準(zhǔn)噶爾盆地經(jīng)歷了海西、印支、燕山和喜山等構(gòu)造運(yùn)動，形成了盆地邊緣不同時期，不同強(qiáng)度的沖斷推覆構(gòu)造，并控制著構(gòu)造格架的形成與演化。

中石炭世準(zhǔn)噶爾中央地塹及周邊的弧溝系受到天山運(yùn)動的影響而被關(guān)閉，固結(jié)，對接褶皺成山，形成盆地雛形。晚二疊世至三疊紀(jì)時，盆地受海西運(yùn)動和印支運(yùn)動的影響，四周山區(qū)進(jìn)一步上隆，逐漸變?yōu)閮?nèi)陸湖盆。三疊紀(jì)晚期盆地沉積達(dá)到全盛時期，沉積范圍遍及全盆地。晚侏羅世時，受燕山運(yùn)動的影響，盆地開始抬升，沉積范圍收縮。晚侏羅世晚期，盆地進(jìn)一步抬升，大部分地區(qū)遭受剝蝕。白堊紀(jì)時盆地開始沉降，沉積范圍有所擴(kuò)大。第四紀(jì)時的喜馬拉雅運(yùn)動，使盆地及周邊山區(qū)受強(qiáng)烈擠壓，盆地邊緣山區(qū)再度隆起上升，并向盆地推覆，產(chǎn)生一系列向盆地逆沖的推覆斷陷，以南緣和西北緣最為明顯。

二疊紀(jì)晚海西期是盆地內(nèi)部坳隆構(gòu)造格局形成、演化時期，后經(jīng)印支一燕山運(yùn)動、喜山運(yùn)動的進(jìn)一步疊加和改造，奠定了盆地現(xiàn)今的構(gòu)造格局。

以現(xiàn)今的構(gòu)造形態(tài)，將準(zhǔn)噶爾盆地構(gòu)造單元劃分為：烏魯木齊--瑪納斯坳陷，莫索灣隆起，瑪湖--漠區(qū)坳陷，三個泉隆起，烏倫古坳陷，東部坳陷，西北側(cè)推覆斷裂帶等單元。

主要含煤地層特征

準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系煤系地層可劃分為六個地層組：下統(tǒng)八道灣組、三工河組，中統(tǒng)西山窯組、頭屯河組，上統(tǒng)齊古組、喀拉扎組。其中八道灣組和西山窯組為主要含煤地層組。

八道灣組主要巖性為礫巖、砂巖、泥巖和煤層，具有明顯的旋回性，是一套典型的陸相含煤沉積體系。盆內(nèi)含煤地層一般厚300-800m，呈北厚南薄的變化趨勢，昌吉一帶地層厚度超過1000 m。含煤1-16層，可采煤層1-12層，煤層累厚0.2-70 m，含煤系數(shù)0.4%-20.7%，煤層結(jié)構(gòu)簡單，單煤層多為薄--中厚煤層，部分為厚--巨厚煤層，單層最大厚度達(dá)21m。西山窯組由砂巖、礫巖夾炭質(zhì)泥巖、泥巖及煤層組成。地層總厚度南厚北薄趨勢明顯，南緣瑪納斯一帶為最大沉積厚度區(qū)，達(dá)千余米，盆地其它地區(qū)厚度一般為100-500m。煤層多集中于該組中、下部，含煤1-58層，可采煤層1-35層，煤層累厚1.4-137 m，含煤系數(shù)0.4%-40.3%，煤層結(jié)構(gòu)簡單，單煤層多為薄--中厚煤層，部分為厚煤層，單層最大厚度達(dá)10m左右。

煤變質(zhì)程度及煤巖特征

準(zhǔn)噶爾盆地煤變質(zhì)程度較低，主要為長焰煤。少數(shù)中變質(zhì)煤為氣煤，肥煤以及少量的焦煤，但僅僅分布在盆地南部烏魯木齊--阜康一帶。鏡質(zhì)組反射率多數(shù)在0.4%-0.8%之間，少數(shù)在0.81%-1.20%之間。盆地南部阜康以東，八道灣組煤的變質(zhì)程度稍高于西山窯組，其他地區(qū)兩者相似。

八道灣組宏觀煤巖類型以光亮型和半亮型為主。宏觀煤巖成分以亮煤為主，夾較多的鏡煤條帶，少量暗煤和絲炭線理。顯微煤巖類型以微亮煤、微鏡煤、富殼微暗煤為特征。煤層灰分變化于3%-34%，平均15%；中灰煤最為常見，其次為低灰煤，少量高灰煤。

西山窯組宏觀煤巖類型以半亮型和半暗型為主。宏觀煤巖組分以亮煤和絲炭為主，夾較多的暗煤條帶，少量鏡煤線理。顯微煤巖類型以微鏡惰煤、微亮煤、微惰性煤為特征。煤層灰分變化于1%-27%，平均12%；低灰煤最為常見，其中特低灰煤特別發(fā)育，其次為中灰煤，少量高灰煤。

煤層含氣性

煤層含氣性是決定煤層氣勘探開發(fā)前景的重要因素，是煤層氣開發(fā)合理方案制定的關(guān)鍵。研究煤層的含氣性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。盆地南緣煤層氣風(fēng)化帶平均深度為400m，盆地西北緣、東緣煤層氣風(fēng)化帶平均深度分別為500m、550m。準(zhǔn)噶爾盆地南緣煤層平均埋深426m，含氣量平均值6.36m³/t。煤層氣風(fēng)化帶下限(含氣量4m³/t對應(yīng)深度)至埋深1.5km以淺，煤層平均含氣強(qiáng)度(資源豐度)為150m³/m²。煤層氣甲烷濃度平均值93.9m³/t，含氣梯度變化于0.84-1.18m³/t·100m，該深度煤層含氣飽和度約為75%。含氣梯度法預(yù)測深部煤層含氣性結(jié)果見表1。

表1 準(zhǔn)噶爾盆地深部煤層含氣性預(yù)測結(jié)果

分析表明：煤層含氣量與埋深呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，隨埋深的增加而增加。深部煤層含氣飽和度呈顯著增加的趨勢，預(yù)測1.2km埋深煤層含氣可接近飽和。

煤層氣資源量

準(zhǔn)噶爾盆地煤層氣地質(zhì)資料相對貧乏，煤層氣地質(zhì)研究程度較低。依據(jù)煤層氣地質(zhì)資料的豐富程度、煤層氣地質(zhì)研究程度和煤層氣資源量的可靠程度，將煤層氣資源量分為推定資源量、推斷資源量、預(yù)測資源量和潛在資源量四級。

準(zhǔn)噶爾盆地煤層氣總資源量計算結(jié)果見表2，在煤層埋深2000m以淺地區(qū)，準(zhǔn)噶爾盆地煤層氣總資源量為22133.87×108m³，平均資源豐度1.51×108m³/km²。推定資源量為3367.62×108m³，占總資源量的15.21%，其中八道灣組700.41×108m³，西山窯組2667.21×108m³；推斷資源量5475.36×108m³，占總資源量的24.74%，其中八道灣組108.55×108m³，西山窯組5366.81×108m³；預(yù)測資源量5483.42×108m³，占總資源量的24.77%，其中八道灣組4032.46×108m³，西山窯組3628.28×108m³；潛在資源量7807.47×108m³，占總資源量的35.27%，其中八道灣組4179.19×108m³，西山窯組3628.28×108m³。

表2 準(zhǔn)噶爾盆地煤層氣總資源量統(tǒng)計表 108m³

煤層氣勘探有利區(qū)

根據(jù)煤層厚度，煤層含氣量，煤層氣資源量，資源豐度，煤層埋深等條件，準(zhǔn)噶爾盆地可優(yōu)選出兩個有利區(qū)，其中：南緣有利區(qū)位于烏魯木齊一瑪納斯坳陷構(gòu)造單元內(nèi)，西北緣有利區(qū)位于瑪湖--漠區(qū)坳陷構(gòu)造單元內(nèi)，相比之下，南緣有利區(qū)的勘探開發(fā)前景明顯優(yōu)于西北緣有利區(qū)。南緣有利區(qū)中的目標(biāo)區(qū)為烏魯木齊河--白楊河目標(biāo)區(qū)。

該目標(biāo)區(qū)評價面積約170km²，區(qū)內(nèi)交通便利，地形比較平坦。八道灣組含煤27層，煤層最大累厚為17.08m，含煤系數(shù)為2.25%。主要含煤地層西山窯組含煤56層，平均總厚175.23 m，可采煤層46-48層，平均可采總厚169.20m。平均合煤系數(shù)達(dá)22.91%。實(shí)測鏡質(zhì)組最大反射率變化范圍為0.54%-0.86%，煤級以氣煤為主，長焰煤次之。煤級的區(qū)域變化呈現(xiàn)出北高南低、東西高中間低的規(guī)律性。

烏魯木齊河--白楊河煤層氣藏，煤層的顯微組分富鏡質(zhì)組，惰質(zhì)組次之，穩(wěn)定組常見，鏡質(zhì)組含量一般為70%-90%，惰質(zhì)組含量一般為5%-20%，穩(wěn)定組含量一般為1%-10%，煤中有機(jī)質(zhì)含量較高，多為中灰一低灰煤，具備生氣的良好物質(zhì)基礎(chǔ)。

目標(biāo)區(qū)內(nèi)煤層埋深從不足100m到超過2000m。煤層含氣性好。煤層含氣量高，煤層埋深1000m以淺煤田瓦斯孔實(shí)測含氣量最高達(dá)9m³/t，深部預(yù)測含氣量可達(dá)14m³/t；煤層含氣飽和度高，推算煤層1000m埋深含氣飽和度為80%左右，向深部煤層含氣飽和度呈增高趨勢；煤層氣甲烷濃度高，煤層氣風(fēng)化帶下限深度約為400m，風(fēng)化帶以下煤層氣甲烷濃度多大于90%。

在煤層埋深2000m以淺地區(qū)，目標(biāo)區(qū)煤層氣總資源量1738.29×108m³，平均資源豐度49.01×108m3/km²。烏魯木齊河--白楊河目標(biāo)區(qū)煤層氣總可采資源量1053.07×108m³。煤層氣成藏具有高含氣量、高飽和度的含氣性特點(diǎn)，高資源豐度、資源量大的資源特點(diǎn)和較高滲透率和采收率的可采性特點(diǎn)，具有良好的煤層氣勘探開發(fā)前景。

結(jié)論

1)準(zhǔn)噶爾盆地內(nèi)部坳隆構(gòu)造格局形成于二疊紀(jì)晚海西期，后經(jīng)印支--燕山運(yùn)動、喜山運(yùn)動的進(jìn)一步疊加和改造，奠定了盆地現(xiàn)今的構(gòu)造格局。盆地的構(gòu)造演化有利于煤層氣藏的形成。

2)準(zhǔn)噶爾盆地煤層氣資源豐富，煤層氣資源總量為22133.78×108m³，平均資源豐度1.50×108m³/km²。煤層埋深1000m以淺的資源量分布豐富，盆地南緣煤層氣資源量大、資源豐度高、資源類級高。

3)盆地南緣有利區(qū)中的烏魯木齊河--白楊河目標(biāo)區(qū)2000m以淺的煤層氣總資源量為1738.29×108m³，平均資源豐度49.01×108m³/km²。含氣量高、含氣飽和度高，資源量大，資源豐度高，具有良好的煤層氣勘探開發(fā)前景。