柴达木盆地北缘鱼卡煤田侏罗系煤层气特征及含气性评价

作者:陈磊;田景春;文怀军;刘世明;杨颖; 刊名:石油实验地质 上传者:师超

【摘要】柴达木盆地北缘蕴含丰富的煤炭资源及煤层气资源,鱼卡煤田便是一个富含煤层气的典型区域,含煤地层为中侏罗统石门沟组和大煤沟组。鱼卡凹陷地区受区域构造影响,含气量分布不均,其中石门沟组M5煤层和大煤沟组M7煤层煤层气资源前景较好。通过深度—含气性关系分析,发现二井田地区含气性梯度明显且深度—含气性关系的离散性较小,M7煤层含气性随埋深增加呈"先减小后增大"的趋势;而尕秀地区、羊水河和鱼卡东部地区M7煤层含气性随深度增加呈"先增大再减小"的趋势。鱼卡凹陷侏罗系M7煤层的含气性在不同构造单元差异较大,呈现明显的不均一性,整体来看,鱼卡凹陷西部煤层含气性显著高于东部,北部略优于南部,由南向北呈现先降低后升高的趋势;鱼卡煤田北部F2断层和F10断层所控制的区域,在一个小型背斜构造存在2个相对高含气量区,由南向北煤层含气量逐渐增高;而鱼卡煤田东部北山和二井田地区,其煤层含气量普遍较低。

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煤层气(俗称“瓦斯”,CBM)是指煤层中以吸附在煤基质颗粒表面为主,部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中,且以甲烷为主要成分的烃类气体,其广泛被用于燃料、化工原料、发电等方面[1-2]。我国煤层气资源储量位居世界第三位[3],其主要集中分布在以古生界石炭系、二叠系和中生界三叠系、侏罗系、白垩系为主的大型含气盆地中,如鄂尔多斯、准噶尔、塔里木、柴达木、滇东黔西等盆地中[4]。世界煤层气主要分布在北美、西伯利亚、南亚及我国各大盆地内,已探明的煤层气资源量前三排名依次为美国、俄罗斯和中国[5]。其中美国煤层气主要集中在落基山地区盆地中,占其总资源量的80%左右 [6-7]。 柴达木盆地北缘(柴北缘)作为中国西北地区的一个重要赋煤区,蕴含着丰富的煤炭资源量和煤层气资源量,其鱼卡煤田是一个具有很大潜力的区块。前人先后对鱼卡地区煤层及煤层气展开分析,其中康耀芳、陈磊和鲁静等人对鱼卡地区进行了含煤地层划分及煤层特征分析;田大争等通过研究发现,鱼卡煤田煤层的厚度与含气量之间关系密切,两者为正相关系;白生海等利用高分辨率层序地层学理论和技术方法分析其聚煤规律;严康文等对煤层气成藏富集因素进行了分析[8],但都缺少对煤层气含气性特征及含气性预测等方面的分析。本文将以柴北缘鱼卡煤田侏罗系煤层气为例,通过对柴北缘煤层气的特征及分布进行分析,研究其含气性特征及含气量预测,以期为柴达木盆地乃至青藏高原地区的煤层气勘查工作提供参考。 1 地质背景 1.1 构造特征 柴北缘位于柴达木盆地东北部,由东至西横跨约440 km,由南至北距离约65 km,全区覆盖约30 000 km2,早、中侏罗世柴达木盆地整体处于三叠纪末晚印支运动后的构造伸展、松弛阶段,柴北缘发育一系列断陷盆地[1]。鱼卡煤田位于柴达木盆地北缘中部,鱼卡—红山断陷二级构造单元内(图1)[2,8];其东邻达肯大坂山,南邻绿梁山,西邻赛什腾山,该区域内褶皱及断裂构造发育较多[2],主要有滩间山北—鱼卡向斜带、滩间山—鱼卡背斜带、云雾山北—尕秀向斜带和云雾山—尕秀背斜带4个北西向背、向斜带(图1)。 柴北缘地区含煤岩系分布特征呈现出明显的规律性,受区域构造格局控制,呈北西西—南东东向展布;现有煤矿或勘探区多沿山前分布,但受构造破坏显著,凹陷带内煤系埋藏一般较深,但在团鱼山、鱼卡、大煤沟一带埋藏相对较浅。 1.2 沉积特征 侏罗纪鱼卡煤田共沉积了2套地层,即上侏罗统采石岭组(J3c)和红水沟组(J3h)、中侏罗统石门沟组(J2s)和大煤沟组(J2d);其上覆地层为古近系路乐河组,下伏地层为上奥陶统滩间山群(O3tj)[9]。其中石门沟组和大煤沟组为该区重要的含煤地层,采石岭组和红水沟组不含煤层。 大煤沟组是柴北缘主要的含煤地层,据岩性分上下两段。下段在大煤沟地区厚259.38 m,该段地层在鱼卡地区由盆地中心向盆缘逐渐尖灭,厚度0~280 m;岩性以灰绿色砾岩、砾状砂岩、含砾砂岩 为主,夹黑灰色碳质泥岩和紫红色、灰绿色砂质泥岩。上段厚130.98 m,中下部以灰黑色碳质泥岩为主,夹深灰色泥质砂岩、砾状砂岩、劣质煤及菱铁矿结核;上部主要为厚至巨厚状煤层,为主要含煤层段。 石门沟组据岩性分上下两段。下段地层厚度154.45 m,下部为砾状砂岩、砂岩夹薄层砂质泥岩、碳质泥岩;中上部为杂色砂质泥岩、浅灰绿色含炭泥岩为主,夹砾状砂岩、煤层及菱铁矿结核,含煤5层,为柴北缘重要含煤层段。上段厚度69 m,主要为页片状油页岩与泥岩互层夹菱铁矿层。 1.3 资源量特征 鱼卡煤田赋煤面积约650 km2,潜在煤炭资源

参考文献

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