老厂矿区煤体结构测井判识与分布规律

煤体结构是制约煤储层可改造性的最重要地质因素之一。基于视电阻率、人工伽玛和自然伽玛射线测井响应,通过钻孔及煤层对比分析,建立了滇东老厂矿区晚二叠世龙潭组煤体结构的判识方法,并对9、13、19号三套主煤层的煤体结构及其分布特征进行了研究。结果表明,在利用测井响应曲线判识煤体结构时,采用对比的方法可以减少相应误差,从而更准确判识出结果。煤体结构变化与构造发育程度相关。平面上,一勘区构造较为简单,原生结构煤(Ⅰ类)较发育;白龙山井田受次级褶曲及断层发育的影响,构造煤(Ⅲ类)最发育;雨旺井田构造相对简单,主要发育过渡型(2类)煤。垂向上,随着煤层埋深增加,Ⅰ+Ⅱ类煤的厚度比例有增高趋势,且皆超过60%,揭示出深部煤层受构造破坏的影响程度较浅部低。     

韩城北区煤层结构的测井响应特征

韩城地区煤层受多期构造破坏,煤体结构复杂,煤层气井出粉较为严重,目前对区内煤体结构分布规律研究尚且不足,制约了区内煤层气产能提高。依据对韩城地区测井资料与岩心样品资料的对比分析,总结出北区不同煤体结构的纵波时差测井特征,结合深浅侧向电阻率测井、双井径测井及密度测井曲线组合特征,对该区煤体结构进行识别及分层定厚。通过对研究区25口煤层气井测井资料的分析,揭示了3号和11号煤层煤体结构空间分布规律:3号与11号煤层的煤体结构在空间上的展布规律基本相似,区内中东部有小面积的Ⅰ类结构分布,其余大部分面积为Ⅱ、Ⅲ类结构分布区;区内的东南部及西北部以Ⅲ、Ⅳ类结构为主。     

沁水盆地安泽区块3号煤层煤体结构及其控气作用

沁水盆地安泽区块煤层形成后经历多期构造运动,致使煤体结构遭受不同程度的破坏,煤体结构的分布规律制约本区煤层气的开发。基于此,利用该区的测井资料,提出测井判识煤体结构的方法,将研究区单井3号煤层结构分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种煤体结构类型组合,对比分析3号煤层不同煤体结构煤空间展布与煤层含气量、煤层埋深的相关性。结果表明:安泽地区碎裂-碎粒煤较原生结构煤、糜棱煤发育,南部碎裂-碎粒煤发育较厚,北部以糜棱煤发育相对较薄;煤层含气量随埋深有明显增加的趋势,但在同等埋深条件下,煤层含气量受不同煤体结构展布的影响较大,南部碎裂-碎粒煤发育较厚煤层吸附量大,出现煤层含气量的高值区。      

低温氮吸附法判识构造煤的实验研究

煤体结构是煤与瓦斯突出防治和煤与瓦斯共采的重要地质因素之一。为了区分煤体结构在地应力作用下的破坏程度,采集了淮北矿业股份有限公司桃园煤矿8283采煤工作面煤样,基于自相似原理和实验室内对煤样的加压模拟实验,通过煤基质纳米级孔隙在低温氮吸附-解吸曲线上的响应对比分析,建立了低温氮吸附法判识煤体结构的方法,并对淮北矿业股份有限公司桃园煤矿10号煤层内1026和1035工作面煤体宏观结构及微观孔隙发育特征进行了对比研究。结果表明,煤体微观孔隙结构变化与构造煤发育程度密切相关;随着煤体破坏程度的提高,在吸附-解吸曲线上表现为吸附量明显增大,纳米级孔隙的比表面积和比孔容明显增加,平均孔径略有增加;构造煤解吸曲线上有明显的陡降点,而原生结构煤的解吸曲线不具有这个特征。     

应用测井资料识别煤体结构及分层

煤体结构类型与煤储层孔裂隙特征密切相关,对煤层气开采具有重要意义。以韩城矿区为例,通过对区内的参数井取心样品分析,把煤体结构分为块煤(I类)、块粉煤(II类)、粉煤(III类)。对区内3号、5号和11号煤层的深侧向电阻率测井、井径测井和自然伽玛测井曲线特征进行对比,归纳了各煤体结构的测井曲线组合特征:I和III类煤电阻率曲线和自然伽玛曲线为平滑的箱型或钟形,II类煤则为波动的箱形;II和III类煤扩径严重,且II类煤差异扩径明显。据此,提出了一种利用电阻率测井、井径测井和自然伽玛测井等测井曲线组合识别煤体结构的方法,并利用这种方法准确识别出同一煤层不同煤体结构的分层。      

渭北区块煤体结构测井评价及其在射孔段优化中的应用

鄂尔多斯盆地渭北区块地质历史时期受多期构造运动影响,煤体结构复杂。基于研究区钻井煤心和测井资料,分析不同煤体结构的测井响应特征,并按断裂带与非断裂带建立了研究区5号煤层煤体结构的测井识别图版。结果表明,5号煤层纵向上自下而上煤体结构趋于完整;平面上,北区煤体结构主要为碎裂煤和碎粒煤,南区煤体结构相对较完整,局部发育原生结构煤。结合研究区煤层气压裂、排采数据和5号煤层煤体结构及顶板发育情况,分析不同顶板岩性与不同射开比例下的产气效果。结果显示:顶板岩性为砂岩或泥质砂岩时的碎裂煤和碎粒煤储层产气量高于顶板岩性为泥岩或砂质泥岩的产气量。煤体结构越破碎,则顶板射开比例R越高,若煤层顶板岩性为砂岩或泥质砂岩,需增大顶板射开比例。      

延川南区块山西组2号煤层煤岩煤质特征及含气性测井响应分析

延川南区块2号煤层以半亮型煤为主,平均镜质组含量61.6％,平均灰份含量18.04％,煤体结构以块状碎裂煤为主,测井电阻率值较高,总体煤质特征较好,实测含气量较高.研究发现:2号煤层含气量与煤岩煤质特征有较强的相关性,随着灰份含量的增加而降低;深浅侧向电阻率分离程度越大,煤体受破坏程度越高,当深浅电阻率分离程度小于20％时,煤体结构为原生一碎裂结构煤;2号煤层深侧向电阻率(LLD)＞1 000Ω.m,自然伽马(GR)＜50API时,含气性较好.     

阳泉矿区新景矿构造煤发育规律的数值模拟

预测构造煤发育区对矿井瓦斯突出预测具有重要意义。以阳泉矿区新景矿3号煤层为研究对象,根据其地质赋存条件,建立了相应的岩性不均衡力学模型,基于FLAC3D数值模拟软件,研究了顶板砂岩透镜体存在情况下3号煤层围岩应力分布规律。结果显示:砂岩透镜体的存在使得煤岩地层的应力、位移分布不均,在透镜体影响范围内呈现应力集中现象,致使该区域煤层发生塑性变形;岩性不均衡条件下3号煤层的构造煤发育,进而证实了新景矿3号煤层顶板砂岩对构造煤发育的控制作用。      

调谐效应影响下的AVO属性在构造煤预测中的应用

针对构造煤分布范围预测难度大问题,分析了调谐效应影响下不同煤体结构的AVO属性特征,并利用该方法进行了鄂尔多斯盆地东缘某区块构造煤分布范围的预测。首先取典型的模型数据对原生煤、构造煤-I和构造煤-Ⅱ进行了AVO曲线和属性分析,发现煤层顶板比底板更适合做AVO属性的分析,且随着煤体破坏程度的增加,截距的绝对值增大,梯度的绝对值也增大;分别取5 m、7 m、10 m、12 m和15 m厚的煤层模型进行正演,发现煤层厚度变化时,虽然受到了调谐效应的影响,但仍然以煤体结构变化影响为主,并且AVO属性变化规律和无调谐效应影响时规律一致,即构造煤比原生煤截距绝对值更高、梯度绝对值更高,因而AVO属性能够用来进行构造煤的预测。将该技术应用于鄂尔多斯盆地东缘某工区8号煤层的构造煤分布区预测中,预测结果与井孔揭露结果一致。理论与实践证明,利用AVO属性进行构造煤分布区预测是可行的。      

山西省大同煤田石炭二叠系主采煤中锗元素分布赋存特征及成矿前景预测

根据收集的煤炭勘查区钻孔测试数据及煤矿采样测试结果,对大同煤田石炭二叠系主采煤层山4号、3-5号、8号煤层煤中锗的含量进行统计并成图,研究分析了煤中锗分布特征及赋存特征,锗富集区分布于煤田北部,煤中锗主要以有机质结合存在,其富集区主要分布在低变质程度煤层中,低价煤中有机质含有较多官能团,可以与锗以整合物的形式结合。煤田北部四台煤矿和同忻煤矿这两个区域因各煤层煤中锗资源富集度高,成矿前景较好,可作为下一步重点勘查开发地区。     

沁水盆地柿庄北深部煤层煤体结构发育特征

煤层结构疏松,易于垮塌,对煤层气的开采影响较大。针对沁水盆地柿庄地区的深部煤层,选择人工伽马、声波时差、自然伽马和井径等测井曲线,并结合煤层顶底板的破碎程度,判识了柿庄北3号和15号煤层的煤体结构。结果显示: 3号煤的粉煤平均厚1 m,所占比例平均为17.85%,发育在煤层顶部或底部;15号煤的粉煤厚度平均为0.89 m,所占比例平均为20.81%,粉煤分层较多,粉煤相对较发育,且多位于煤层的顶底和夹层附近。本区断层对煤层煤体结构影响并不大,粉煤发育可能主要受褶皱的影响。粉煤厚度随埋深加大呈现先减小后增大的趋势,拐点在1 200~1 300 m。由此可见,柿庄北区块煤体结构复杂,在开采煤层气过程中,应注意粉煤的发育分布。      

沁水盆地寺家庄区块煤储层含气性及产能控制因素

为研究沁水盆地东北部煤层气成藏特征与产出控制因素,基于寺家庄区块煤层气勘探和生产资料,从地质构造、煤厚与煤层结构、埋深和水文地质特征等方面研究了煤层含气性影响因素,并结合压裂排采工艺和煤体结构等因素探讨了煤层气井产能控制因素。结果表明:(1) 研究区煤储层含气性受构造影响较大,在褶皱的轴部及旁侧构造挤压带,多呈现出高含气量,尤其是向斜轴部。在陷落柱和水文地质条件叠加作用下,15号煤层含气量整体较8、9号煤层低,且8、9号煤层含气饱和度也整体高于15号煤层。(2) 8、9和15号煤层含气性均表现出随煤层埋深增加而增大的趋势,但随埋深增加,构造应力和地温场的作用逐渐增强,存在含气量随埋深变化的“临界深度”(700 m左右)。煤层含气性也表现出随煤层厚度增加而增大的趋势,煤层结构越简单,煤层含气性越好。(3) 研究区中部的NNE?NE向褶皱与EW向构造叠加地区,因较大的构造曲率和相对松弛的区域地应力,具备较好渗透率条件和含气性,故成为煤层气高产区。(4) 发育多煤层地区采用分压合采技术可以有效增加产气量,多煤层可以提供煤层气井高产能的充足气源,且多个层位的同时排水降压可使不同煤储层气体产出达到产能叠加,实现长期稳产,含气性较好及游离气可能存在的区域可出现长期持续高产井。      

宁夏王洼煤矿补充勘探区8号煤组特征及对比研究

宁夏王洼煤矿补充勘探区延安组第二含煤段中8号煤组厚度大、结构复杂,在详细叙述8煤组各分煤层特征基础上．根据标志层特征、层间距特征及地球物理特征对各分煤层进行了对比,对比结果显示,8煤层为煤组主体煤层,厚度变化小,属稳定煤层;8—2煤层为局部可采不稳定煤层;8—3煤层为有可采见煤点但不连成片的不可采煤层;勘探区西部边界外由于地处鄂尔盆地盆地边缘存在无煤区。     

陕西澄合矿区中深部4号煤层厚度变化原因

陕西渭北石炭-二叠纪煤田澄合矿区4号煤层是区内主要可采煤层之一。通过对区内煤层厚度与其上覆煤系厚度、煤中灰分、硫分及煤层顶板岩性-岩相等因素的相关性分析,结合4号煤层成煤期与聚煤期后环境分析,探讨了研究区及其周缘地区4号煤层厚度变化原因。结果显示:4号煤层厚度与上覆煤系厚度、煤中灰分及硫分均呈正相关关系,相关系数分别为0.810 1、0.430 9、0.813 6;该煤层发育于浅水型三角洲沉积体系的三角洲平原地带;煤层厚度变化受控于聚煤期同沉积构造和聚煤期后河流冲蚀作用的双重影响,前者使煤层厚度变化较小,后者对煤层厚度影响较大,甚至出现无煤带。      

基于ANN技术的济宁二号煤矿煤巷掘进前方小构造预测

济宁二号煤矿小构造发育,给煤矿生产及安全带来很大影响。针对煤巷掘进前方小构造预测难问题,根据地质理论和已掌握的地质构造规律,归纳出煤层的倾角、厚度、裂隙类型、瓦斯聚集量、涌水量、温度和破碎程度是影响小构造存在的主控因素,通过实测构造面和煤岩层中各影响因素在煤层正常区、影响区和破坏区的变化,初步建立了基于BP人工神经网络的小构造预测的非线性网络模型,并运用Matlab软件对模型进行训练和优化,得到了优化后的预测模型。并应用模型对十一采区的113下01、113下02和113下06工作面的小构造进行预测,结果表明该网络模型的预测结论与实测结果相符。     

宁武煤田朔南矿区5、6号煤层沉积环境及对比研究

宁武煤田朔南矿区5号、6号煤层位于太原组上段,5号煤厚0～3．20m,6号煤厚0～2.94m,均属局部可采煤层,在实际工作中往往难以区分对比。通过对矿区含煤地层及煤层顶板砂岩K2、K3、K4沉积环境的研究,认为5号煤层形成于三角洲水下分流河道之间的泛滥盆地,6号煤层形成于三角洲前缘河口砂坝基础上发育的潮坪环境,属于三角洲平原水下沉积体系的两个不同旋回。运用岩性标志,物性参数及煤质特征可有效区分5、6号煤层,并进行追踪对比,为进一步勘探和煤矿开采提供了资料。     

综合物探在山东某矿井采区的应用

山东某勘探区内目的层为3#煤层，厚度1．65-3m，与围岩物性差异明显，能形成校强反射波，根据其地震数据波组特征、频谱特征等相关信息解释了3#煤层赋在状态风氧化带范围及断层分布规律等，并根据瞬变电磁资料，圈定了3#煤层顶扳砂岩富水带。