谭 龙 泉
(山西省煤炭地质114勘查院，山西 长治 046000)
0 引言
本文通过对盆地的地球物理特征和地质构造演化的分析，证明地质的构造条件能够影响煤层气的富集程度，通过研究表明，山西沁水盆地经过了多次的地质构造演变，最终形成现在的地质构造和煤层气蕴含之间形成紧密的关系，从构造上来看，斜部位的含气量比较高，背部的含气量比较低，而且，在断层的正中，煤层气的含量也比较低，所以，综合来看沁水盆地所含有的煤层气含量，盆地北部是煤层气蕴藏的重要部分，但是不利于煤层气的高产，在盆地的南部，既是煤层气储存比较丰富的地方，也是煤层气高产的地方，西部地区同北部一样，蕴含着比较丰富的煤层气资源，但是没有高产。
1 煤层气系统的地质和构造演变过程
煤层气是一个比较复杂的系统，它是自身附着在煤层中的，所以，可以说煤层气系统是一个独特的油气系统，当然，在其形成和蕴藏过程中会受到各种各样的影响因素。有相关的研究表明，地质构造条件、煤层的埋深、煤阶、煤层的厚度以及含气量、渗透度、煤储层压力等等这些地球物理因素都与煤层气的形成和蕴藏有紧密关系。但是这些因素中，对煤层气形成和蕴藏最重要和最直接的因素是地质的构造作用，它不仅能够控制煤盆地和煤地层的形成过程，而且还能够影响着煤层气的形成、聚集、封存和高产情况。山西沁水盆地已经经历了多起的地质作用，这就使得沁水煤田的煤层气系统变得十分复杂。
1.1 地质构造特征
煤层气是学名，有一个简单的俗称是“煤矿瓦斯”，其主要是附着在煤层中的能够自生、自储的非常规型天然气，这种天然气由于独特的非常规性，所以不合理的开发就会很容易造成瓦斯事故，因此，在开采天然气的时候，要注意合理开发，才能减少由于技术不当引起的瓦斯事故，从而减少人员的伤亡程度。从另一方面来讲，煤层气还是一种比较宝贵的洁净能源，开发煤层气能够缓解资源不足带来的压力，减少能源供需缺口，所以，从这方面来讲，煤层气的开采对改善能源结构和提高能源利用率都具有十分重要的意义。
全国第一个探明的大型整装的煤层气田就是沁水盆地，已探明的预测资源储量和已经探明的储量都居全国前列，沁水煤田的含煤层全部分布于沁水盆地上，它是一个有寒武—奥陶系为基地的大溪行石炭—二叠纪含煤盆地，沁水盆地的主要走向是NNE向，其中的小部分盆地呈现NS向，盆地中的断裂不再发育，主要是分布在盆地的边缘，有大量的研究表明，从晚古时代以来，沁水盆地已经经过了多期的地质构造演变活动，给沁水煤田提供了直接的条件。早期，在石炭—二叠纪时代，沁水盆地当时并不是一个独立的盆地，而是作为华北盆地的一个组成部分，含煤的沉积序列也主要是出现在华北地区。此后的早三叠世末期，华北盆地在地质作用的形式下，格局发生了巨大变化。
煤层气赋存地块与其他地块在地质结构和地层类型上都具有一定的特殊性，在对煤层气赋存地块进行研究过程中，应认真分析其地质构造特征，做到根据地质构造的实际特点，重点对比地质构造与其他地质形式的差异，找出地质构造的具体类型，掌握沁水煤田煤层气赋存区块特征，为日后的煤田开采和煤层气的开采奠定良好的基础。
自中三叠世开始，全国统一的稳定古地理格局也开始瓦解了，出现了西厚东薄的格局，并且很多地区都没有晚三叠世和下侏罗纪，这就说明全古地理的格局已经开始渐渐被瓦解开来了，中侏罗世沉积地层和中三叠世之间的地层在这个时候，不整合的普遍进行发育，这就说明晚三叠世地层开始印支运动已经强烈影响到山西地区，并且在印支期的构造应力场的作用下，早古生代碳酸盐岩中出现了很多枢纽，呈东西方向的褶皱和断层，这表明有了南北方向的挤压，但是从总体上来说，在晚三叠世开始，印支运动活动更加强烈，对山西地区的影响更加显著，在这几个时期中，总体上印支在SN上的运动对沁水盆地的影响不大，地质的构造也没有十分明显，但是使得盆地在南北边缘上出现了一定的抬升，这就是形成了沁水盆地的雏形。
燕山运动时期，沁水盆地主要是受到了挤压抬升和褶皱的作用。根据相关的研究发现，沁水盆地及其周围的地区都是呈现NNE向的挤压应力，与燕山运动时期的走向近乎是平行的，在地球地质构造的应力场作用下，燕山运动期形成的断层再次进行运动活动，使得现在的沁水盆地更加复杂化，现在的沁水盆地总体上是从第三或第四纪以来的构造特征，盆地的中部和南部以及北部主要是呈现为近乎水平式的伸展应力场，主要是表现为NW～SE向，仰角比较小，而且比较稳定，盆地的西部地区则是呈现为NNW～SSE向水平挤压应力场。现在的沁水盆地主要是NE～SW走向，仰角的度数也比较大，一般是40°～65°之间，总体趋势还是南北区，东西分带走向，这也就直接导致了煤层气的成藏和高产情况。
煤层气的主要形成过程是在燕山运动期，这个时候的沁水盆地构造活动比较明显，主要挤压抬升和褶皱作用，盆地内主要是宽缓的褶皱，同时，盆地局部有强烈的岩浆涌入，使得不平衡的高热地场，这都为煤化的加速形成提供了有力条件，煤层不断被提升，上浮过程中的压力变小，这就更有利于煤层中天然裂开，对煤层气的形成和勘探具有十分有力的影响。
1.2 煤层气系统埋深和含气量特征
沁水盆地的含煤层主要就是集中在上石炭太原组和下二叠统山西组，一般太原组比较厚，大约厚度为50 m～140 m，一般就是100 m，稳定的能够可采集的层就是1层～3层，而山西组，一般厚度为60 m，3号层是主要的煤层。
从目前掌握的信息来看，煤层气系统埋深和含气量是衡量煤层气赋存情况的重要指标。在具体分析过程中，应对煤层气系统埋深和含气量数据进行对比，并找出煤层气系统埋深和含气量的具体数据，为煤层气的开采和煤田生产提供有效的数据支持。所以，找准煤层气系统埋深和含气量特征，是做好煤层气开发的关键，同时也是解决煤层气开发过程中技术问题的重要措施。
2 煤层气富集的有利区块
盆地北部阶段，位于阳泉和寿阳之间，大约5 340 m2，煤层厚度超过6 m深，都是无烟煤，它处在构造带高曲率发育区，煤层断裂是应力场作用的结果，煤储层有比较好的地下水供给条件，有些地方的渗透率和气的包含度比较高，这给煤层气的形成提供了重要基础，但是，这个地区的煤层气产量却不高，主要是因为这个地区的渗透率分布不是相同的强度，而且断裂和岩溶陷落柱发育十分好，所以这个地区不利于地下水的排泄降压。
盆地南部，主要是在晋城和沁水之间以及北面部分，这个地区的煤层埋深比较深，大约在300 m～1 500 m，跨度比较大，煤厚约在8 m，也是无烟煤，资源非常丰富，这个地区多次受到各种地质的构造作用，NNE向断裂发育，是十分有利的裂缝带发育区间，而且地下水稳定，渗透性比较高，气包含程度比较高，这些条件不仅有利于煤层气的富集和蕴藏，而且能够保障煤层气的高产。
盆地中部，主要是位于屯留北部以及沁源地区，主要生产贫煤，深度约为6 m，该区是有利的裂隙带发育区，近东西向断层和NE向断裂发育，给煤层气的形成提供了有利条件。在沁源地区，主要是生产无烟煤，靠近盆地的向斜部位，而且距离泄水区域比较远，煤层气的保存比较完整，这都是煤层气形成和高产的有利基础。此外，盆地的东部地区，紧邻泄水区，虽然这个地区的气含量和渗透率都比较高，但是由于水径流能力比较强，造成地层压力比较低，不利于对煤层气的高产开采。
3 区块地质特点
沁水盆地经历了多个时期的地质构造演变过程，主要是印支期运动、燕山期的构造运动、喜山期早期和晚期构造运动，在这些演变的过程中，由于不断的形成褶皱作用和断裂拉伸的情况出现，为煤层气的形成奠定了基础，煤层气的主要形成阶段是在燕山运动中期。
从地质的构造上来看，沁水盆地主要是复向斜构造，两边比较平缓，南北宽而中间比较窄，地质的构造和含气量有着明显的关系，在构造向斜部分的含气量比较高，而背部的含气量则比较低，在断层的正面附近含气量也比较低。
综合分析来看，沁水煤田是一个非常大的、并且有利开采的煤层气系统，煤层气的主要有利区块主要是盆地南部和中部，沁水盆地中部沁源地区煤层气的含量高而且有利于开采，盆地南部是晋城—沁水一带，也是煤层气的蕴藏和高产区域。对于沁水盆地的北部阳泉—寿阳区域，含有十分丰富的煤层气，但是由于条件不允许，所以不利于煤层气的开采，另外东部地区屯留—襄垣区域也是由于靠近泄水区，虽然是煤层气成藏的有利地区，但是不利于高产。所以，正确分析煤层气区块的地质特点，是解决煤层气开采问题的重要手段，同时，做好区块特点的了解，能够为区块开发提供数据保证。
4 结语
沁水煤田位于沁水盆地，是西部地区比较重要的煤炭产地，煤炭蕴含资源十分丰富，而且勘探量也比较高，富含的煤层气资源也相当可观。加大对煤层气的开发利用，能够加快解决西部地区的能源紧张和经济增长的矛盾问题，开发和利用煤层气能够既利用现在的能源，又能够减少温室气体的排放。所以，开发和利用煤层气是现代的必然选择。
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