南祁连盆地侏罗系聚煤规律及煤层气分布特征研究

作者:杨辰雨;田景春;陈磊;邢浩婷;邱琼 刊名:煤炭技术 上传者:何林

【摘要】通过大量钻井岩心观察及样品测试分析,对南祁连盆地侏罗系地层煤层聚集规律及煤层气分布特征进行研究,认为南祁连盆地侏罗系含煤地层主要为木里组和江仓组,发育辫状河、辫状河三角洲和湖泊3种沉积体系。辫状河三角洲平原泥炭沼泽是最有利的聚煤场所。随煤层厚度增大,瓦斯含量及瓦斯中CH4的含量增加,由浅至深依次分为二氧化碳-氮气带;氮气-沼气带和沼气带。哈达-柴达尔地区和江仓-聚乎更-雪霍立一线,为2个瓦斯气中心带。

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煤层气俗称瓦斯,是主要以吸附态赋存于煤层中的一种自生自储式的非常规天然气。我国直到20世纪80年代末期,才开始煤层气的开发研究。我国煤层气资源量位居世界前三位,截至2006年已探明煤层气地质储量约为0.101012m3。“十二五”期间的主要目标是新增煤层气探明地质储量8500亿m3;做为“西气东输”工程的重要补充气源。本文通过分析青海南祁连盆地侏罗系含煤地层中煤层发育特征、聚煤环境及煤层气分布规律,为青海南祁连盆地煤层气勘探开发提供地质理论依据。1盆地构造特征南祁连盆地位于祁连山系南部,包括木里煤田(聚乎更、弧山、江仓、外力哈达、热水、海德尔及默勒矿区)面积约4000km2。盆地受印支期及喜山期构造运动影响,侏罗系含煤沉积发育于区内构造弱化带的坳陷区段。盆地内6个隆起和5个坳陷(见图1),共11个一级构造单元,即天峻坳陷、天棚隆起、下日哈坳陷、大通山隆起、木里坳陷,以及阳康隆起、拜兴哈达隆起、哈拉湖坳陷、疏勒南山隆起、疏勒坳陷、托来南山隆起。各坳陷之间为基底隆起所隔,构成了南祁连盆地隆坳相间的基本构造格局。图1南祁连盆地构造单元划分图2含煤地层特征南祁连盆主要含煤地层包括侏罗系中统木里组和江仓组,共发育20套煤层(见图2)。(1)木里组上段含煤段岩性上部以灰-灰白色厚层状细粒砂岩为主,夹同色中粒砂岩,深灰色薄层状砂质泥岩,黏土质泥岩,下部以浅灰-灰白色细砂岩,夹灰白色中厚层砂质泥岩和黏土质泥岩,下部见稳定的灰紫色石英砂岩。本段含11#-20#煤。(2)江仓组按岩性分为江仓组下段含煤段和江仓组上段非含煤段。江仓组下段含煤段上部为灰-深灰色粉和细砂岩互,夹浅灰色中粒砂岩、油页岩,中部以灰色和灰黑色粉、细砂岩互层为主,夹中粒砂图2南祁连盆地侏罗系煤层发育综合柱状图岩,菱铁矿结核和炭质泥岩,底部以层灰白色厚层状含砾粗砂岩。本段含1#-10#煤,厚度150-327m。3聚煤环境分析南祁连盆地侏罗系木里组和江仓组沉积时期发育辫状河、辫状河三角洲、及湖泊3种沉积体系。盆地南东部的外力哈达和柴达尔地区以辫状河、辫状河三角洲平原、前缘为主,雪霍立-木里-江仓地区以辫状河三角洲平原为主,江仓和外力哈达之间的地区为三角洲前缘沉积,雪霍立-木里-聚乎更以南地区为滨浅湖沉积。盆地侏罗系煤层主要发育于辫状河三角洲平原分流河道间的泥炭沼泽和滨湖环境的滨湖沼泽。煤层横向发育特征除受沉积前构造格局及后期构造改造影响外,主要受控于沉积相带的分布规律及其不同相带的聚煤规律控制。(1)辫状河体系聚煤规律辫状河为潮湿气候下冲积扇上的河流,发育于山前平原地带,沉积物较粗,主要为厚到巨厚层状砾岩和含砾粗砂岩,底部发育冲刷面,冲刷面上常见茎干化石;在辫状河沉积体系中,煤层不发育,仅见薄层的煤线。辫状河沉积主要见于雪霍立、外力哈达、柴达尔等地区的上三叠统尕勒得寺组和下侏罗统的热水组。(2)辫状河三角洲体系聚煤规律辫状河三角洲是辫状河流入到湖泊形成的堆积体,其受到河流与湖泊的双重改造作用。研究区辫状河三角洲主要在下侏罗统的热水组和中侏罗统的分流河道的低洼地区及分流河道外侧的泛滥平原沉积区,河流携带大量成煤物质在洼地和岸后聚集,为有利的聚煤环境。辫状河三角洲水下部分水体较深,不利于成煤物质生长,但在水下相对淤塞及水下高地也可以成为有利的聚煤环境。(3)湖泊体系聚煤规律湖泊沉积体系主要包括滨湖沉积、浅湖沉积。湖泊体系在南祁连盆地含煤地层中主要发育于中侏罗统江仓组中。在滨湖地带湖泊发育某时期被淤泥沉积成极浅水区或位于湖泊边缘,在气候潮湿的条件下,有利于大量的木本植物生长,同时河流携带来的大量的成煤物质聚

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