煤成气讲座 第四讲 煤层和煤系烃源岩的研究

具备了生油气条件、已经生成并能排出具工业价值的石油和天然气的岩石称为烃源岩,细碎屑岩（泥岩）、碳酸盐岩和煤层及含煤岩系均属烃源岩。与生油源岩相比,煤系地层"含煤层"作为烃源岩还很少研究,现就国内《煤成气》研究中积累的资料综合简介如下      

贵州省六枝新华煤矿区上二叠统含煤岩系及煤质特征

贵州六枝特区新华煤矿上二叠统含煤岩系属于一套海陆交互相含煤建造。本文通过区域地质构造、地层背景及地球物理资料分析,探讨了该区含煤岩系基本特征、煤岩特征及煤的化学性质,认为该区煤质属于低-中灰,中-高硫煤,高-特高热值。通过脱硫处理,该区煤可满足电厂锅炉用煤之要求。     

辽宁中部早中生代地层及找煤远景评价

辽宁中部一些地区的含煤地层以前被认为是白垩系下统的沙海组、阜新组,该观点导致区域地层对比混乱。通过对该区含煤地层组合特征综合分析,认为其应属下侏罗统北票组含煤岩系。此结论对进一步明确该地区找煤方向、确定找煤远景区具有重要意义。     

河北省晚古生代煤系层序地层与聚煤特征研究

华北晚古生代含煤岩系是在巨型克拉通盆地海陆过渡相和陆相背景中形成的,通过分析近期的一些实测地质剖面和钻井地质剖面资料对河北省晚古生代含煤岩系层序特征进行阐述,以沉积基准面和沉积物可容纳空间变化为理论核心,利用钻井岩心、露头剖面及层序地层学有关理论及其研究方法,对河北省晚古生代含煤地层进行了层序地层学研究.层序地层理论的应用为成煤机理的研究提供了新的途径,聚煤规律研究可在高分辨率等时地层格架中进行.河北省聚煤盆地层序地层与成煤机理、富煤带的迁移、富煤单元的形成有着密切的联系.     

康西瓦南岔路口地区早石炭世地层化石的发现

本次区调在1:25万岔路口幅向阳峰一带地质填图和实测地层剖面中,在原划中泥盆统落石沟组中采到了大量腕足、珊瑚类化石,经鉴定其形成时代为早石炭世中期.该套地层与西邻<神仙湾>幅区域地层对比,厘定为早石炭世帕斯群.该生物化石的取得,为该套地层时代划分提供了依据,填补了岔路口地区缺失早石炭世地层的空白,为进一步详细研究甜水海微陆块地层层序格架及地层演化,提供了新的基础资料.     

黄骅坳陷歧北凹陷层序0的确认及其油气远景预测

本文利用地震资料等详细研究了黄骅坳陷歧北凹陷沙三段底之下的层序０的古构造发育特征并对该套地层进行油气远景预测。     

黄骅坳陷歧北凹陷层序0的确认及其油气远景预测

本文利用地震资料等详细研究了黄骅坳陷歧北凹陷沙三段底之下的层序０的古构造发育特征并对该套地层进行油气远景预测。     

辽西牛营子凹陷中元古界推覆体以下发现早中侏罗世优质烃源岩新地层

【研究目的】一直以来辽西牛营子凹陷油气勘探的目的层为中新元古界。由于构造抬升等因素,该凹陷地表未见辽西其他盆地出露的重要油气勘探层系—侏罗系北票组。【研究方法】本次通过辽凌地1井钻探,在牛营子凹陷中元古界碳酸盐岩推覆体下发现了一套厚层暗色泥岩,对其岩性及孢粉组合特征进行研究,并与辽西北票盆地实测的三宝四坑剖面北票组进行岩性组合对比。【研究结果】证实辽凌地1井中元古界碳酸盐岩推覆体以下厚层泥岩为侏罗系北票组。【结论】有机地球化学指标表明,该泥岩具有有机质丰度高、生烃潜力大的特点,是值得关注的优质烃源岩。该套厚层暗色沉积地层的发现表明侏罗系北票组是牛营子凹陷新的勘探层系,这一认识为研究辽西地区构造演化、油气地质条件提供了重要的基础地质资料。创新点：采用孢粉组合特征及岩性组合特征等方法确定辽凌地1井中元古界推覆体以下暗色泥岩为侏罗系北票组地层,依据地球化学指标确定该套地层为优质烃源岩。     

内蒙古阿鲁科尔沁旗林西组植物化石新材料

正大兴安岭中南段,松辽盆地西缘,内蒙古阿鲁科尔沁旗坤都地区发育一套上二叠统林西组地层,1:20万协力府幅将该套地层划分为上三叠统,岩石地层清理和油气地质工作将这套地层划归为林西组,虽然林西组的时代自20世纪70年代提出晚二叠世以来,一直得到普遍认可,但岩石组合特征、古生物面貌及沉积环境等方面存有争议。新一轮地质调查工作笔者对该套地层进行了剖面测制,重点对古生物化石进行了系统的采集研究,由于该地区     

陕北神木地区早、中侏罗世含煤岩系层序地层特征

以陕北神木地区1：5万区域地质调查成果资料为基础，运用层序地层学的理论和方法，系统分析与研究了该区中生代含煤岩系的层序地层特征、盆地充填样式，初步建立了该地区区域岩石地层模型。本文反映了该区层序地层学研究的新进展，对应用层序地层学理论进行成煤规律分析及成矿预测进行了有益的探索。     

窑街矿区煤成气及其储集条件

窑街矿区煤系中的暗色泥岩、油页岩、煤层和泥灰岩是生成天然气的烃源岩,研究其地球化学特征和煤岩特征并据此确定了该区天然气的成因类型。研究表明,该区天然气是窑街群中的烃源岩经过漫长的地质作用演化而来,它们经过运移,储存于煤系砂岩的孔隙和基岩裂隙中,在有利于储油气圈闭里,形成了小型的油气藏。      

准噶尔盆地呼图壁气田油气成因及成藏分析

应用原油、天然气及烃源岩样品有机地球化学资料,对准噶尔盆地呼图壁气田油气地球化学特征及成藏时间进行分析.研究表明,呼图壁气田原油来源于白垩系烃源岩,天然气来源于侏罗系煤系烃源岩干酪根裂解气,源岩大量生气始于12 Ma左右,天然气成藏时间约在5 Ma.     

冀中葛渔城—文安地区油气地质地球化学特征及油气源对比

经勘探证实冀中坳陷文安斜坡带已有奥陶系潜山、二叠系上石盒子组砂岩段及下第三系三个含油气层位。其烃源岩为石炭—二叠系煤系和下第三系暗色泥岩。本文根据各含油气层中的油气及烃源岩的地质、地球化学特征的对比分析,确认奥陶系及二叠系中的原油来自石炭—二叠煤系烃源岩,属煤型油。下第三系原油来自本身的烃源岩。奥陶系和二叠系中天然气的成因类型为凝析油伴生气,由石炭—二叠系煤系烃源岩提供,属煤型气。     

松辽盆地徐家围子断陷深层天然气同位素倒转现象研究

天然气的同位素组成受源岩有机质类型、热演化程度和成藏后的次生变化等多种因素的影响, 其单体烃同位素分布特征是区分各种因素影响程度的地球化学指纹.天然气单体烃同位素通常有随碳数增加而变重的趋势, 而徐家围子深层天然气单体烃同位素倒转现象却比较普遍, 高地温和细菌氧化对于造成该区同位素倒转的可能性不大, 浅层油型气或无机气的混合作用没有充分的地质证据, 同层有机质中不同类型气的混合和盖层微渗漏造成的蒸发分馏作用可能是导致徐家围子断陷深层天然气同位素倒转的主要原因.      

Noble gases in formation fluids from deep sedimentary basins: a review

Atmospheric Ne, Ar, Kr and Xe are observed in fluids occurring in deep basins. Modifications of their abundance patterns reveal modes of recharge and brine formation, phase separations during boiling, and association of natural gas with water or oil. Radiogenic ⁴He and ⁴⁰Ar serve as age indicators of entrapped fluids, effective over a significant portion of the geological time scale. Simultaneous application of δ¹³C, atmospheric noble gases and radiogenic ⁴He and ⁴⁰Ar, is recommended to identify: (a) recent bacterial natural gas formation, not accompanied by oil, and (b) natural gas formed along with oil in a mature source rock.     

准噶尔盆地深层地质结构叠加演变与油气赋存

根据地表露头、地震、钻井、测年资料,应用地层回剥方法,对准噶尔盆地深层结构进行了解剖。现今的构造区划是石炭系顶面隆坳格局的反映,深、浅层地层沉积隆坳格局和构造变形特征存在差异。石炭纪末的构造事件导致盆地褶皱变形、隆升剥蚀,形成了北西向为主的背向斜构造。早二叠世-中二叠世,沉积在南部,存在多沉积中心、多构造应力环境,形成了二叠纪早中期重要的烃源岩层系。晚二叠世-侏罗纪存在两期大型湖进坳陷盆地沉积,将下伏盆地埋藏,为盆地重要的区域盖层。早侏罗世-中侏罗世西山窑组含煤岩系是盆地内重要的烃源岩层系,中侏罗统头屯河组沉积前,盆地内形成西南高、北东低的大型车莫古隆起,并遭受了强烈剥蚀。白垩系沉积前,盆地受深层断裂活动控制,在侏罗系形成雁列组合正断层构造。白垩纪-新生代,盆地发生翘倾构造作用,北天山山前强烈沉降,褶皱变形,北部隆升。盆地深层存在石炭系、二叠系和侏罗系富含有机质的烃源岩,与叠合连片发育的三叠系、侏罗系、白垩系、新生界泥岩、煤系、膏泥岩等构成了盆地内多套源盖组合,成为盆地油气富集的基础。盆地深层油气围绕构造变动后的富烃中心区赋存。     

渤海湾盆地渤中19-6气田凝析油特征及油气关系

2018年中国东部最大整装凝析气田——渤中19-6气田的发现,一举打开了渤海湾盆地深层天然气勘探的新领域,展现了油型盆地天然气勘探的巨大潜力。渤中凹陷发育多套不同成熟度的烃源岩,位于渤中凹陷西南部的渤中19-6气田凝析油与天然气并存,近年来于该地区的天然气成因及形成条件多有研究,但是对于凝析油的形成则少有研究。本文以渤中19-6气田为例,探讨多套烃源岩发育的复杂油气区凝析油的成因及与天然气的关系。渤中19-6气田6个凝析油样品化学组成及其变化特征精细分析对比表明:该区凝析油以低碳数正构烷烃为主,含有较丰富的环己烷、甲基环己烷等环烷烃和苯、甲苯等低碳数芳烃,金刚烷类化合物较发育,高碳数生物标志化合物含量较低,综合判断凝析油属于混合偏腐殖型高熟原油。结合该区凝析油与天然气对比结果认为,该区凝析油和天然气属于同一套烃源岩在同一阶段所生成的烃类化合物,两者相伴而生,均属于烃源岩原生产物。     

海相油气成藏定年技术及其对元坝气田长兴组天然气成藏年代的反演

我国海相叠合盆地的油气特征及成藏过程表现出很强的复杂性,确定油气成藏年代极其困难,建立有效的成藏定年技术显得尤为迫切.为此基于稀有气体He年代积累效应和油气藏保存机制,建立了油气藏4He成藏定年地质模型及年龄估算公式,明确其为油气成藏定型时间;基于天然气40Ar/36Ar比值与源岩钾丰度及地质时代的关系,建立了追溯油气源岩时代的Ar同位素估算模型.磷灰石、锆石（U-Th）/He定年体系的封闭温度与含油气盆地生油气窗的温度范围较为一致,磷灰石、锆石（U-Th）/He年龄可以揭示含油气盆地抬升剥蚀时间、由构造抬升导致的油气藏调整时间,建立了固体沥青、原油中沥青质提取、溶样、Re-Os纯化富集及分离等Re-Os同位素测年前处理技术,可以直接确定固体沥青、原油等的形成时间.按照含油气系统成藏地质要素形成时间或发生时间先后顺序,提出了从确定源岩形成-油气生成-运移充注-调整改造-成藏定型等成藏过程的定年技术序列.开展四川盆地元坝气田源岩时代、生排烃、运移充注、调整改造及成藏定型等关键过程的时间节点综合研究,明确了元坝气田的主力气源为上二叠统龙潭组烃源岩,两期原油充注时间分别为220~175 Ma、168~140 Ma;油裂解气发生在140~118 Ma,元坝地区约97 Ma以来发生构造抬升,尤其15 Ma以来气-水界面发生调整,约在12~8 Ma气藏最终定型并形成现今的气藏格局.      

岩巷掘进中的瓦斯灾害特征及对策初探

煤矿生产中的瓦斯灾害,以往是指煤层掘进或回采工作面的瓦斯突出或涌出,以及煤系地层中砂岩掘进时的二氧化碳突出。而非煤系地层岩巷掘进中的煤岩突出及大量瓦斯的快速涌出,则是随着煤矿生产的发展而新出现的一大灾害,不容忽视。井巷掘进中,瓦斯不断涌出,其型式分缓变、突变、突增渐缓三种。以瓦斯地质的观点,对松藻矿务局岩巷掘进中瓦斯灾害特征及预防对策进行了讨论。     

羌塘盆地东部中侏罗统陆源碎屑与碳酸盐混合沉积成岩特征

近年来,混合沉积显示的沉积环境和油气地质意义越来越受到学界的重视。羌塘盆地是目前国内油气勘探最重要的战略选区之一,具有良好的油气勘探远景。研究区侏罗系广泛发育陆源碎屑与碳酸盐的混合沉积。综合前人研究成果、区域地质资料和室内样品分析,笔者对研究区广泛分布混合沉积的岩石学特征、沉积环境、成岩作用进行了详细地研究。研究发现:区内中侏罗统混合沉积表现为混积岩、混积层系两种形式;对岩性、层系及组合特征进行观察发现,它们主要形成于滨岸、碳酸盐岩缓坡、潮坪沉积环境,把混合沉积划分为4个三级地层层序,提高了地层划分的精度,建立了研究区中侏罗世雀莫错期、布曲期、夏里期的岩相古地理格局;混积岩中最显著的成岩作用类型有压实-压溶、胶结、破裂和溶蚀作用,其中以破裂作用、溶蚀作用最为发育,有利于形成优质储层,可为沉积储层预测及研究区的石油普查评价提供重要参考。