鄂尔多斯盆地东缘含煤地层水动力条件及其控气作用

      鄂尔多斯盆地东缘南北跨度大,含煤地层水动力区域分布规律不明。基于含煤地层含水层分布及孔渗条件、煤层气
井产水量、产出水化学及同位素特征、煤层甲烷浓度等的分析,探讨了区内煤层气生成和富集的水动力条件控制作用。结
果显示,砂岩含水层北部较南部发育,北部孔渗条件好于南部;太原组灰岩含水层在三交-吉县地区最为发育,导致山西
组煤层含气量高于太原组;煤层气井产水量及产出水钙、镁离子含量北部高于南部,煤层含气量与矿化度呈正相关关系。
分析认为,该区含煤地层水动力条件在北部较南部活跃,北部地区的山西组水动力强于太原组,三交-吉县地区太原组水
动力强于山西组 ;在保德以南的中- 高煤阶区,地下水弱径流－滞留带有利于煤层气富集 ;在保德及其以北的中－低煤阶区,
较活跃的水动力条件和良好的封盖条件为次生生物气的生成和富集提供了关键条件。     

沉积体系与煤层气储盖特征之关系探讨

沉积作用通过聚煤特征、含煤岩系的岩性、岩相组成及其空间组合在一定程度上控制着煤层气的保存条件,我国存在具有一定时空展布规律的6种煤储层/盖层基本条件：浅海－障壁海岸体系对煤储层的封盖能力较强;浅海－无障壁海岸体系多数导致对煤层气的封盖能力变差;近海三角洲体系的封盖沉积条件一般较好;河流体系如果沉积单元结构完整则封盖条件较好,若煤储层直接顶板为河道相或决口扇相粗－中粒砂岩则对煤层气的保存十分不利;湖泊体系对煤储层的封盖能力较强;冲积扇体系的封盖能力总体上极差。沉积体系与煤层气储盖特征以及煤储层含气性之间的这种耦合关系,不仅在华南、华北聚煤区呈现出区域展布规律,而且对于特定矿区煤储层含气量分布具有控制作用,是煤储层含气性预测的重要参考依据。     

沁水盆地石炭-二叠纪岩相古地理及聚煤作用研究

晋东南沁水盆地是目前我国进行煤层气勘探开发的主要地区之一，煤层气储层主要是石炭系和二叠系的煤层，这些煤层气储层的厚度明显受沉积古地理控制。本文通过对露头及钻井剖面岩石学和沉积相研究,对该区主要含煤岩系-山西组和太原组进行了岩相古地理和煤储层聚集控制因素分析。太原组以石灰岩、铝土质泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩及砂岩为主，厚44.90～193.48 m，含多层可采煤层，总厚0～16.89 m，平均7.19 m，在太原组沉积期，研究区北部发育下三角洲平原相，煤层相对较厚，中部和南部为泻湖相，煤层相对较薄，东南角主要为滨外碳酸盐陆棚相，在晋城一带障壁砂坝相分布区，煤层亦较厚；山西组以砂岩、粉砂岩、泥岩为主，石灰岩仅在局部地区见到，该组厚18.60～213.25 m，含可采煤层1-2层，总厚0～10.0 m，平均4.20 m，在山西组沉积期，北部以下三角洲平原分流河道相为主，中部和南部以分流间湾相为主，东南部则以河口砂坝相为主，厚煤带都位于中部和南部三角洲分流间湾地区。总之，太原组富煤地带多与砂岩富集带相吻合，位于北部下三角洲平原和南部障壁砂坝地区，而山西组厚煤带大都位于南部三角洲分流间湾地区。     

晋东南沁水盆地石炭纪和二叠纪岩相古地理及聚煤作用研究

晋东南沁水盆地是目前我国进行煤层气勘探开发的主要地区之一，煤层气储层主要分布在石炭系和二叠系，其厚度明显受沉积古地理控制。本文通过对露头及钻井剖面的岩石学和沉积相研究,对该区主要含煤岩系-山西组和太原组进行了岩相古地理和煤储层聚集控制因素分析。太原组以石灰岩、铝土质泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩及砂岩为主，厚度44.90～193.48 m，含多层可采煤层，总厚度0～16.89 m，平均7.19 m。在太原组沉积期，研究区北部发育下三角洲平原相，煤层相对较厚，中部和南部为泻湖相，煤层相对较薄，东南角主要为滨外碳酸盐陆棚相，在晋城一带障壁砂坝相分布区，煤层亦较厚；山西组以砂岩、粉砂岩、泥岩为主，石灰岩仅在局部地区见到，该组厚18.60～213.25 m，含可采煤层1～2层，总厚度0～10.0 m，平均4.20 m，在山西组沉积期，北部以下三角洲平原分流河道相为主，中部和南部以分流间湾相为主，东南部则以河口砂坝相为主，厚煤带都位于中部和南部的三角洲分流间湾地区。总之，太原组富煤地带多与砂岩富集带相吻合，位于北部下三角洲平原和南部障壁砂坝地区，而山西组厚煤带大都位于南部三角洲分流间湾地区。     

鄂尔多斯盆地东缘煤层含气量的构造控制作用

针对鄂尔多斯盆地东缘不同地区煤层含气量分布不同的特点,通过分析三交-柳林、大宁-吉县和韩城地区的构造及其各主采煤层含气量分布特征,探讨了鄂尔多斯盆地东缘3个地区煤层含气量分布的构造控制作用。结果表明,燕山期构造运动是整个鄂尔多斯盆地东缘的关键构造事件;本区构造作用对煤层含气量分布的控制主要体现为控制煤层赋存状态,而构造部位、构造展布和构造性质,则控制煤的变质作用以及煤层气的保存条件;三交-柳林地区仅局部单斜构造为煤层气有利富集区,大宁-吉县地区煤层气赋存构造条件较好,应作为鄂尔多斯盆地东缘煤层气勘探开发的重点区域,韩城东部矿区煤层气赋存较差,且北压南拉的构造格局常造成含气量南低北高。      

鄂尔多斯盆地东缘临兴区块页岩气成藏因素分析及富集区预测

结合中联公司前期勘探成果,基于钻井、岩心、测井资料及实验数据,对鄂尔多斯盆地东缘临兴区块本溪组、太原组和山西组泥页岩沉积特征、有机地球化学特征、储层特征以及含气性特征进行了研究,重点讨论了页岩气的富集区。研究成果表明:本溪组和太原组发育潮坪相沉积环境,山西组发育三角洲相沉积环境;整体属于中等-优质烃源岩,太原组烃源岩最好;本溪组和山西组有机质类型主要以腐殖型为主,太原组有机质类型主要以混合型-腐殖型为主;有机质成熟度整体处于成熟-高成熟阶段,具有良好的生烃潜力;储集层微裂隙较发育,属于低孔低渗类型;山西组和太原组的脆性矿物含量在50%以上,有利于后期压裂;研究区泥页岩具有较高的含气量和较强的吸附能力;山西组页岩气富集区主要集中在北部和西南部,太原组页岩气富集区主要集中在北部,且资源潜力最优,本溪组页岩气富集区主要集中在西北部和东北部边缘一小块区域,且资源潜力有限。     

煤层群条件下的煤层气成藏特征

基于对我国煤层群发育特征的分析,在概述前人多煤层条件下煤层气成藏特征研究成果的基础上,发现煤层群成藏特征主要表现在垂向上存在“多层统一煤层气系统”或“多层叠置含气系统”, 陆相河流-三角洲-湖泊相的煤层群一般为“多层统一煤层气系统”,海陆过渡相的三角洲-潮坪-泻湖相煤层群一般为“多层叠置含气系统”。进一步解剖比德-三塘盆地实测钻孔资料显示,层序组合是煤层群独立含气系统发育的关键。依据该区抽水钻孔资料分析亦证明,至少存在4套独立含气系统。泻湖潮坪相发育的煤组存在超压的可能,但储层能势分布不均匀。另外,煤层群内部各煤层之间由于“烃浓度封闭效应”及煤层本身的低渗透性对流体流动存在“叠加封闭”作用,使煤层群储层存在“超压”可能性增大。这些结论深化了对煤层群成藏特征的认识。      

鄂尔多斯盆地及周缘地区下二叠统沉积特征

通过大量的野外剖面观察和盆地内钻井岩心的详细描述,综合测井资料,从岩石类型、结构、沉积构造、古生物化石及测井曲线响应特征等方面对鄂尔多斯盆地及周缘地区下二叠统太原组和山西组沉积相特征进行了全面分析研究。结果表明,太原组主要发育陆棚、海岸、冲积扇和三角洲等沉积相,海岸沉积相包括障壁岛、潟湖和潮坪沉积,三角洲沉积相可划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲沉积。山西组主要发育冲积扇、河流、曲流河三角洲、湖泊和海岸沉积相,其中河流沉积相包括辫状河和曲流河沉积,曲流河三角洲沉积相可划分为曲流河三角洲平原、曲流河三角洲前缘和前三角洲沉积,而湖泊沉积相以浅湖沉积为主,海岸沉积主要为潟湖沉积。太原期,海相沉积占主导,主要分布于银川-榆林北部一线以南广大地区,并且从东西两侧至中部地区由浅海陆棚沉积和滨浅海过渡为潟湖沉积和潮坪沉积,其间发育障壁岛。盆地西北缘发育冲积扇和扇三角洲沉积,北部广大地区以三角洲沉积为主,自北向南依次为三角洲平原和三角洲前缘沉积。山西期,海水从盆地东南部退却,整体演变为海陆过渡相沉积,盆地北部乌达-杭锦旗-鄂尔多斯一线发育冲积扇沉积,向南至靖边一带依次发育辫状河和曲流河沉积,靖边以南至延安以北地区以三角洲平原沉积为主,向南至同心-庆阳一线发育三角洲前缘沉积,盆地南部彭阳-泾阳地区主要为浅湖沉积,再向南发育物源来自南部的三角洲沉积,在东南部武乡-义马一带为潟湖沉积。     

鄂尔多斯盆地保德地区上古生界沉积相与沉积演化特征

山西组与下石盒子组是鄂尔多斯盆地上古生界主要的勘探目的层系,本溪组和太原组发育的煤层是主要的烃源岩,深入研究上古生界沉积相及沉积演化特征对油气勘探具有一定的指导意义。以保德地区扒楼沟剖面露头实测为基础,通过岩性和岩石组合、沉积相分析,建立了不同沉积体系的沉积序列,并进一步探讨了该区上古生界沉积演化过程。结果表明:保德地区上古生界自下而上发育本溪组、太原组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组,识别出障壁海岸、碳酸盐台地、曲流河和辫状河4种沉积相,并建立8种典型的沉积序列;受区域构造演化控制,本溪组与太原组时期发生大规模海侵,山西组至石千峰组时期海水逐渐退出盆地,研究区晚古生代经历了障壁海岸-碳酸盐台地-河流相的沉积演化过程。     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气有利区块优选

鄂尔多斯盆地东缘经过20 a的勘探开发,煤层气仍然没有实现产业化。随着勘探资料的不断丰富,有必要对该区进行煤层气有利区块的优选和重新认识。在前人研究基础上,首先将鄂尔多斯盆地东缘埋深1 500 m区域分为6个区块,选取煤层厚度、含气量、构造条件、水文条件、煤体结构、含气饱和度、储层压力梯度、渗透率和临界解吸压力与储层压力比9个参数作为区块优选指标,结合国内外及研究区实际情况制定了相应的评价临界值。将上述参数作为评价指标集合,以评价单元作为对象集,以有利、较有利和不利作为评级等级集合,然后运用模糊数学综合评判方法得到各评价单元的不同评价参数对评价等级的隶属度,并运用层次分析法确定了各指标的相对权重,最后得到了评价单元对评价等级的隶属度。根据最大隶属度原则,吴堡-柳林属于有利区,大宁-吉县和韩城属于较有利区,准格尔、府谷、河曲-临县属于不利区,吴堡-柳林的煤层气可采性好于大宁-吉县和韩城。因此,建议将吴堡-柳林、大宁-吉县和韩城定为研究区煤层气优先开发区块。      

华北中南部博山地区上古生界沉积相与沉积演化特征

随着中浅层油气勘探进入中高成熟阶段,华北地区上古生界已成为油气勘探和储量接替的重要领域,对上古生界沉积相类型及沉积演化过程进行深入研究对于油气勘探具有一定的指导意义。以沉积学理论为指导,以华北中南部淄博博山上古生界露头剖面为基础,通过详细踏勘实测,识别其发育的沉积相类型与沉积序列,明确其沉积演化过程。研究结果表明:淄博博山地区上古生界自下而上可分为本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组,共识别出障壁海岸、潮流、碳酸盐台地、三角洲和曲流河5种沉积相及8种典型沉积序列;本溪组-太原组发育障壁海岸相和碳酸盐台地相,山西组发育三角洲相,下石盒子组-石千峰组发育河流相和潮流相;研究区上古生界经历了由障壁海岸-台地复合沉积体系过渡为三角洲相,最终转变为河流相的沉积演化过程。     

大港探区上古生界沉积特征与控制因素

大港探区上古生界近期取得一系列勘探突破,展现出良好的勘探前景,已成为重要的储量接替领域.但其勘探程度较低,对于沉积相类型与沉积演化认识上的欠缺制约着该层系勘探的深入和井位的部署.以沉积学理论为指导,在岩心、薄片、测井和录井等资料研究的基础上,明确了区内上古生界各组发育的沉积相类型与沉积演化过程,分析了沉积相发育的控制因素.研究表明,区内本溪组发育障壁海岸相和碳酸盐台地相,太原组发育障壁海岸相、碳酸盐台地相和湿地相,山西组发育浅水三角洲相,下石盒子组和上石盒子组发育河流相.本溪组至上石盒子组的沉积相类型反映了晚古生代海侵作用的肇始、发展、衰退的过程.构造作用、海平面变化和古气候共同控制着沉积相类型的发育.      

鄂尔多斯盆地东部下二叠统山西组山2段成岩相划分及展布

鄂尔多斯盆地东部下二叠统山西组山2段岩石类型主要为石英砂岩、岩屑质石英砂岩和岩屑砂岩,储集层经历了压实、压溶、硅质胶结、碳酸盐胶结交代、高岭石胶结、杂基蚀变以及溶蚀等多种成岩作用。在成岩作用研究的基础上,通过大量的岩心观察和薄片鉴定,结合阴极发光、探针分析等方法,将研究区划分出7种单因素成岩相,即：强压实、压溶-石英次生加大、蚀变高岭石、沉淀高岭石、杂基充填、碳酸盐胶结交代、不稳定组分溶蚀成岩相,在此基础上对其进行平面叠加,确定了利于储集层发育的优势成岩相。其中压溶-石英次生加大与杂基、假杂基溶蚀作用的综合作用（叠加和改造）决定了山西组山2段有利的成岩相带,在陕141井区、榆37井区、子洲-清涧地区山西组山2段形成了天然气优质储集层。     

胜利油区石炭二叠系含煤地层层序地层学初探

胜利油区石炭二叠系含煤地层包括中石炭统本溪组、上石炭统太原组和下二叠统山西组。可识别出潮坪沉积、障壁岛湖沉积和三角洲沉积三种沉积类型。根据区域地质及古生物资料,确定了三个等时面,划分出２个层序１４个准层序,每个层序包括低位体系域、海侵体系域及高位体系域,而以高位体系域最发育。纵观整个含煤地层的沉积演化过程,本溪组沉积期以滨浅海相为主;太原组沉积期为海陆交替相;山西组沉积期以三角洲相为主,总体表现为海退层序。     

鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区山西组一段海相、过渡相沉积标志研究及环境演化分析

鄂尔多斯盆地塔巴庙地区在上石炭统太原组到下二叠统山西组沉积过程中经历了潮坪、泻湖—海陆过渡三角洲演化过程。在这一演化过程中山西组一段沉积环境前人研究后得出了不同的结论，有的认为属于陆相湖泊三角洲沉积，有的认为是海陆过渡三角洲沉积，还有的认为是湖泊三角洲，但受到间歇性海侵影响。在前人大量研究基础上，通过详细的岩心观察和岩石学特征的分析，在山西组一段发现了代表海相或海陆过渡环境沉积的典型特征，分别为①成分成熟度和结构成熟度均高的石英砂岩、②泥晶菱铁矿岩、③海百合、有孔虫骨屑泥岩、④铝土矿质泥岩和⑤粉晶白云岩。上述海相环境标志的存在，充分说明塔巴庙地区山西组一段沉积期为海相或海陆过渡沉积环境。在上述基础上讨论了山西组一段沉积环境的时空演化特点。     

鄂尔多斯盆地东缘保德地区上古生界层序地层与沉积相特征*

为了揭示鄂尔多斯盆地东缘层序地层与沉积相特征,以层序地层学和沉积学理论为指导,对鄂尔多斯盆地东缘保德扒楼沟剖面及周缘上古生界的层序与体系域界面类型、层序结构、沉积相类型及沉积演化进行研究。依据区域性不整合面、下切谷冲刷面、海侵方向转换面和区域性海退面等层序界面将研究区上古生界划分为7个三级层序,分别对应于本溪组、太原组2段、太原组1段、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组。保德扒楼沟及周缘上古生界剖面发育16种岩石类型和8种岩石组合。区内上古生界发育障壁海岸相、碳酸盐岩台地相、辫状河相和曲流河相。SQ1-SQ3中低位体系域发育风化壳和潮道亚相,海侵体系域发育潮坪亚相和潟湖亚相,高位体系域发育碳酸盐岩台地相、潟湖亚相和潮坪亚相;SQ4-SQ7中低位体系域发育辫状河河床亚相,海侵体系域主要发育曲流河泛滥平原亚相,高位体系域主要发育多期曲流河河床亚相—堤岸亚相—泛滥平原亚相的演化序列。区内上古生界经历了由障壁海岸相和碳酸盐岩台地相向河流相的演化过程,沉积演化主要受物源供给、海平面变化和构造活动的控制。     

山西静乐舍科勘查区太原组和山西组煤层赋存地质特征

山西静乐舍科勘查区主要含煤地层为上石炭统太原组和下二叠统山西组,通过对区内地质成果分析,本区太原组沉积环境由河控三角洲到潟湖、潮坪交替出现,期间发育两次碳酸盐台地,岩性主要以灰岩、泥岩、中粗砂岩和粉、细砂岩为主,含主要可采煤层9煤层;山西组主要为三角洲平原分流河道相、泛滥盆地相和泥炭沼泽相,以砂岩、粉砂岩、砂质泥岩为主,含主要可采煤层4-1、4煤层;4-1号煤层属大部可采的较稳定煤层,4和9号煤层属全区可采的较稳定煤层;本区主要煤类均为焦煤,资源量丰富,煤质较好,具有较高的开发价值。     

鄂尔多斯盆地南部二叠系山西组及下石盒子组盒8段沉积相

鄂尔多斯盆地南部指环县-延安-蒲县以南、西安以北地区，其山西组和下石盒子组盒8段是重要含气层。通过古水流方向、超稳定重矿物含量和长石含量分析以及古水系恢复，认为山西期和下石盒子期的鄂尔多斯盆地南部发育6个古水系，对应于6个长石含量分区和6个沉积相区。分别为石板沟-环县分区，平凉分区，淳化-耀县分区，韩城-澄城分区，大宁-Pu1井分区和华池-永宁分区。在此基础上重点分析了沉积相分布规律，认为山2期发育小型三角洲沉积，主要分布在西南部平凉、南部淳化-耀县和韩城-澄城一带； 山1期三角洲沉积分布范围比山2期明显扩大，北部延安-大宁发育三角洲前缘，湖泊相分布范围缩小。盒8期主要发育辫状河三角洲相，分布范围十分广泛，湖泊仅分布在镇原-环县-华池-正宁一带和大宁-Ji1井一线。实践证明有效地区分不同的古水系，有利于沉积相带展布规律的预测。     

秦皇岛地区上古生界沉积特征与沉积演化

目前渤海湾盆地中浅层油气资源勘探已进入中、高成熟阶段,上古生界现成为寻找和发现潜在油气资源的重要领域,对上古生界地层特征、沉积相类型及沉积演化过程进行深入研究,对于油气勘探具有一定的指导作用。以沉积学理论为指导,以华北东部地区秦皇岛石门寨上古生界野外露头剖面为基础,通过对其进行详细勘测,识别岩性特征、地层序列以及发育的沉积相类型,明确沉积演化过程。研究表明,秦皇岛地区上古生界自下而上可分为本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组及石千峰组,共识别出潮坪相、潟湖相、障壁岛相、台地相、浅水三角洲相及河流相6种主要的沉积相类型;本溪组—太原组发育潮坪相、潟湖相、障壁岛相、台地相,山西组发育浅水三角洲相,下石盒子组—石千峰组发育河流相。研究区上古生界经历了由海相—海陆过渡相—陆相的沉积演化过程。