山西省河东煤田北部聚煤规律及控气作用研究

作者:张星星 刊名:中国煤层气 上传者:刘家瑞

【摘要】以河东煤田北部石炭二叠系煤层气储集层为研究对象,分析了该区沉积环境与聚煤规律、储集层物性及含气性特征等内容。认为:该区煤层层数多,厚度大,埋深适中,含气量、渗透率较好,煤层气资源开发条件较为理想;此外该区砂体发育,封盖条件较好,具有煤层气与砂岩气共同开发的潜力。

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1地质概况河东煤田北部属华北地台鄂尔多斯盆地东部边缘,总体构造形态为一走向近南北,倾向西的单斜,地层产状较为平缓,倾角一般在510之间,区内发育一些宽缓、规模不大的褶皱构造,对煤层和煤质的影响不大。煤田主要含煤地层为太原组和山西组,太原组共含煤7层,煤层平均总厚10余米,由上至下依次编号为9#、10#、11#、13#、14#、15#、16#煤层,其中巨厚煤层13#位于本组中部,本层煤平均厚10.61m,全区稳定可采。山西组含有2#、3#、4#、5#、6#、8#等六层煤层,煤层平均总厚7m以上,其中主要可采煤层8#位于本组下部。据河东煤田北部普查的资料显示,区内煤层镜质组最大反射率在0.62%0.88%之间,气煤为主。其中8#煤层介于0.730.79%,平均0.76%;13#煤层介于0.710.88%之间,平均0.77%,均为变质阶段产物(表1)。所有煤层镜质组反射率随埋深的增加而略有增加的趋势,镜质组反射率梯度为0.0087%,变化不大(图1)。本区构造简单,尚未发现断裂构造,地层建造受构造破坏较小,各含水层相互独立,水力联系较少。煤系含水层富水性弱,地下水整体自东向西沿地层倾向平缓运移,西部边缘形成地下水滞流带,为储集层气体富集成藏提供有利条件。表1主采煤层煤岩鉴定成果表煤层编号有机组分(%)无机组分(%)镜质组惰质组壳质组粘土类硫化铁类碳酸盐类氧化物类Ro,max829.9170.8849.72(11)19.7846.5831.46(11)5.1017.408.23(11)3.0921.1010.09(11)00.790.18(11)02.200.57(11)03.090.28(11)0.730.790.76(11)131.5469.1938.61(13)18.9751.0837.45(13)0.1910.506.36(13)5.6755.2216.02(13)03.301.39(13)01.250.45(13)0.710.880.77(13)图1镜质组反射率与埋深之间的关系2沉积环境及聚煤规律本区在晚古生代曾数次出现适于发育泥炭沼泽的碎屑贫化条件和平坦地形条件。但在下石盒子组以后,气候转为干旱,入盆水系流量小且带有季节性,不具备区域性潮湿气候条件或小区域的水文供应条件。而具备沼泽所要求的地形、碎屑岩化、潮湿性气候和清澈淡水径流补给条件的时期是煤形成的最好时期。太原期和山西期具备了煤炭沼泽化的条件,而成为重要的聚煤期。山西组主要由灰白色砂岩、粉砂岩,灰黑、灰色砂质泥岩、炭质泥岩及煤层组成,其为一套以河流三角洲相为主的含煤沉积,煤层形成于浅水三角洲分流涧湾地带,其为有利的聚煤场所。8#煤层及5#煤层上各发育一组砂岩,该砂岩一般为灰白色粗中粒砂岩,推断其为河道沉积。煤层的厚度变化受北岔沟期浅水三角洲沉积格架控制,较厚的煤带与较厚的砂带大致相间分布。本组地层厚度21.3997.27m。太原组主要由黑灰色砂质泥岩、泥岩、灰白色中粗砂岩、粉细砂岩、灰色灰岩、泥灰岩及煤层组成,其为一套海、陆交互相含煤沉积。海相层的位置说明海侵范围越来越小,逐步向南退缩的趋势,区内成煤环境与周期性被海水淹没的滨海平原有关。13#煤层即形成于扒搂沟海退之后和关家崖海侵之前,聚煤作用持续时间长,聚煤条件有利,地形差异很小,普遍沼泽化,全区稳定可采。13#煤层上发育有一套灰白色细粗粒石英长石砂岩,推测其为潮道沉积。在部分地段煤层变薄主要是砂岩冲刷所造成。本组地层厚度43.80124.50m。3煤层气生储层特征3.1烃源岩特征鄂尔多斯盆地上古生界气源岩为石炭系-二叠系本溪组、太原

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