滇黔北探区煤层气储层特征及多层合采有利区优选

滇黔北探区赋煤向斜众多,多薄煤层发育,含气量较高,煤层气资源丰富,是筠连外围重要的拓展区块。基于大量煤田孔及煤层气试验井,分析煤层气地质条件,建立多层合采有利区优选评价方法:多层次模糊数学+关键指标法。首先,基于层次递阶优选构建评价模型并确定关键指标,明确关键指标为合采系数、煤体结构、含气量,其中,合采系数由最优合采跨度及合采累计煤厚构成,并给出关键指标的定量评价表,然后,运用模糊数学计算公式,得到储层评分结果,最终获得多层合采有利区优选结果。结果显示:研究区晚二叠世龙潭组/宣威组煤层最多可达到20层以上,可采煤层一般3层左右,煤层总厚度一般在6 m以上,煤层层数及煤层厚度由东南向西北逐渐减少或减薄。大部分区域主力煤层为C5(M11)煤层,厚度一般在2 m以上,其灰分质量分数平均为27.73%,为中灰煤,煤级主要为贫煤–无烟煤。各向斜主力煤层含气性差异性较大,含气量最大可达到30.53 m3/t。研究区煤体结构以原生结构煤和碎裂结构煤为主。以C5(M11)煤层分别向上或向下合采计算合采系数,由此形成了两个合采层段,多层合采Ⅰ类有利区主要位于研究区可乐向斜中西部,牛场–以古向斜南部,镇雄向斜南部,庙坝向斜东南部,洛旺向斜中西部,石坎向斜中西部。      

黔北务正道地区铝土矿层特征及其反映的早二叠世古气候*

铝土矿的形成受到气候条件的严格限制。通过对黔北务川—正安—道真地区下二叠统铝土矿层钻孔岩心样品主量元素和黏土矿物的综合研究,探讨了铝土矿层形成时期黔北地区的古气候环境以及淋滤作用对矿层的改造。从下至上,铝土矿层化学蚀变指数(CIA)由80左右上升至大于90,成分分异指数(ICV)由0.8下降至0.1。X射线衍射分析发现,研究区铝土矿层中的黏土矿物组分为高岭石、伊利石与绿泥石,其中高岭石在各个钻孔中广泛存在且在大部分层位中含量较高,平均含量为34.2％,并呈机械碎屑或基质形态产出且有进一步风化成为铝矿物的现象;伊利石主要以机械碎屑形式产出,平均含量为21.5％,赋存于矿层的黏土质部分,结晶度变化范围为0.22°～0.71°;绿泥石多为基质,部分层位中含量极高且伴随ICV值上升,平均含量为44.3％,为后期成岩过程中由高岭石转化而成。矿层内极高的CIA值与广泛存在的高岭石证明,铝土矿形成时为炎热潮湿的古气候。而矿层内部ICV值的波动可能与淋滤作用所引起的矿层内元素迁移活动有关。     

黔北大竹园组碎屑锆石年代学及成矿指示意义

晚石炭世大竹园组分布于黔北-渝南一带,是重要的含铝土矿层。为示踪铝土矿的成矿物质来源,本文对大竹园铝土矿中的铝土岩进行了激光剥蚀-多接收器电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)碎屑锆石年代学研究。结果表明,84组锆石谐和年龄分布于447~2825 Ma之间,集中在505~660 Ma(n=15)、714~794 Ma(n=13)、900~1302 Ma(n=42)和2473~2500 Ma(n=5)四个年龄段。与华南古生界碎屑锆石年龄频谱相比,缺失中、上泥盆统中400~440 Ma的年龄段,更类似于奥陶系-下泥盆统的碎屑锆石年龄频谱。结合区域地质特征,认为:①铝土岩中的碎屑锆石可能为下伏韩家店群(S₁hj)中的再循环锆石,韩家店群是铝土矿的重要成矿母岩;②加里东造山事件使华夏和扬子地块发生碰撞拼合,志留纪华夏地块迅速隆升、被剥蚀,为铝土矿的形成提供了大量成矿物质基础。     

黔北铝土矿稀土元素富集机制——以新民铝土矿为例

通过对黔北新民铝土矿岩矿石稀土元素的系统分析,探讨了黔北铝土矿稀土元素特征与富集机制。研究发现:黄龙组灰岩呈"平坦型"稀土元素配分模式,韩家店群泥岩、梁山组炭质泥岩及大竹园组(含矿岩系)呈"右倾型"轻稀土富集特征,而大竹园组随着风化作用的增强从陡"右倾型"的铝质泥岩→缓"右倾型"的豆状、致密块状、碎屑状铝土矿→缓"左倾型"土状铝土矿的特征。且含矿岩系由底到顶,∑REE具减少趋势,顺着其倾向∑REE有下降趋势,沿着走向其有升高趋势;这受到不同底板岩性及厚度大小的影响,底板泥岩比灰岩更易使含矿岩系富集稀土,同为灰岩,其厚度越大其稀土总量有富集趋势。而∑REE受到矿物组合(岩性)控制,其有"含独高稀,鲕粒富稀,豆状少稀,高铝贫稀"特征。对实验数据进行分析和做相关性图解(Sr/Ba—∑REE、Sr/Cu—∑REE、δCe—∑REE、δEu—∑REE)可知,在干热气候的海相咸水环境更易使稀土富集,虽含矿岩系主要是在氧化环境中形成,但高∑REE样品易在还原环境中富集。     

黔北绥页1井牛蹄塘组页岩气地质特征及资源潜力分析

黔北地区位于上扬子地台区,断裂构造发育。该地区下寒武统牛蹄塘组海相沉积发育,以陆棚沉积为主,尤以深水陆棚沉积对页岩气形成有利。目标层位牛蹄塘组绥页1井资料分析的结果表明:牛蹄塘组有利潜质页岩主要位于该组下部,有机质丰度高、成熟度高、微裂隙发育、含气性好,页岩气的保存条件好,牛蹄塘组上段成为保存页岩气的良好盖层。牛蹄塘组页岩气地质特征分析表明,牛蹄塘组页岩气资源潜力较大。     

黔北正安地区页岩气钻探工程难点与对策研究

黔北正安地区安页1井实现了多套层系油气、页岩气的重要发现,为我国南方油气增储上产开辟了新区和新层系,但在安页1井的实施中也发现该区存在诸多钻井难点,给后续页岩气勘探开发带来很大挑战。根据安页1井的钻井工程实践,结合安场向斜地质构造情况,分析了该地区钻井工程的难点,主要为：井场选择受限、上部地层井漏风险高、直井段防斜打直制约机械钻速、多套压力系统共存导致井控安全压力大等。在剖析造成难点的原因的基础上,提出了应对上部地层恶性漏失和易斜、下部防漏堵漏、合理井身结构设计、借鉴四川盆地“井工厂”钻井技术等措施和建议。本次研究可为正安地区页岩气钻井工程技术体系的建立,以及为该地区后续页岩气勘探开发提供借鉴。     

基于多层次模糊分析法的黔北煤田煤层气有利区优选

为了对黔北煤田煤层气矿权空白区块进行有利区优选,以区内8个煤层气矿权空白区块为研究对象,选取构造复杂程度、水文地质条件、埋深、主采煤层厚度、＞2 m煤层数、煤级、地质资源量、地质资源丰度、含气量、渗透率、储层压力梯度、含气饱和度、构造煤发育程度、勘察程度、可采系数等15个评价指标,采用多层次模糊分析法,构建了一个3级评价参数体系及煤层气有利区块多层次模糊数学评价模型。通过层次分析法确定各层次指标的权重和隶属度,最后依据模型计算出各规划区块的综合评价系数值。结果得出:研究区8个煤层气矿权空白区的综合评价系数值介于05690821之间,其中大方县大方背斜南段煤层气区块、黔西县黔西向斜西翼南段煤层气区块2个区块综合评价系数值大于08,为煤层气勘探开发有利区;大方县金龙向斜理化煤层气区块、黔西县黔西向斜钟山—素朴煤层气区块、金沙县黔西向斜禹漠煤层气区块、金沙县官田向斜官田坝煤层气区块、大方县金龙向斜板桥煤层气区块等5个区块的综合评价系数值介于0608之间,为煤层气勘探开发次有利区;大方县大方背斜双山—竹园煤层气区块的综合评价系数值小于06,为煤层气勘探开发备选区。     

黔北务正道地区及邻区石炭纪-二叠纪之交海平面变化对铝土矿的控制

晚石炭世至早二叠世,受全球成冰事件的影响,华南海平面变化频繁。其中,达拉期至小独山期海侵规模最大,导致碳酸盐岩普遍发育,为研究区铝土矿的沉积提供了空间上的保障;而紫松期至隆林期,本区出现最大规模的海退,很多地区的碳酸盐岩沉积减薄,甚至暴露,遭受风化剥蚀,在黔北地区表现尤为明显,长时间的沉积间断有利于该区红土化和铝土矿化的进行。讨论了晚石炭世至早二叠世华南地区海平面变化规律,简要分析了这段特殊时期贵州北部及其邻近地区古地理格局的变化,结合古气候资料,认为黔北铝土矿形成于华南地区晚石炭世至早二叠世海退规模最大的时期,即早二叠世紫松期至隆林期。     

黔北务正道地区铝土矿层中燃烧成因PAHs的发现及其古气候意义

铝土矿沉积被认为是炎热潮湿热带或亚热带古气候条件下的气候敏感沉积物。对黔北铝土矿中3个钻孔不同层位岩心样品的GC-MS检测显示,样品中含有种类丰富、相对含量较高的燃烧成因多环芳烃化合物(PAHs)。以芘、荧蒽、苯并[a]芘、苯并[e]芘、苯并[ghi]苝等为代表的燃烧成因PAHs与陆上火灾事件密切相关。结合生物标志物特征及前人研究所得的古地磁、植物与孢粉化石证据,认为黔北铝土矿形成时陆上存在丰富的植被,且是一种在炎热潮湿背景下存在季节性干湿分异的古气候条件。     

黔北下古生界烃源层系特征与页岩气成藏初探

为详细查明黔北及邻区牛蹄塘组、五峰组—龙马溪组烃源层系分布规律及有机地球化学特征,进行了详细的野外地质调查,结合前人已有研究成果分析表明,牛蹄塘组烃源层系分布受控于早寒武世沉积洼陷或裂陷槽,黔北地区发育两个生烃洼陷,分别位于在大方—黔西—清镇及桐梓—绥阳—湄潭以东地区,烃源岩(TOC1.0%)厚度80~110 m,黔北牛蹄塘组平均有机碳1.36%~10.01%,有机碳同位素-34.90‰~-28.19‰,Ⅰ型有机质,Ro为1.77%~4.53%。五峰组—龙马溪组烃源岩厚度大于20 m区域主要分布于桐梓—仁怀—椒园—下水以北区域,平均有机碳3.0%~5.0%,有机碳同位素-31.92‰~28.97‰,Ⅰ-Ⅱ1型有机质,Ro为1.73%~2.38%。综合分析表明五峰组—龙马溪组页岩气受控于富有机质页岩的分布及一定的保存条件,具有中等埋藏深度的正向构造及宽缓的向斜区是五峰组—龙马溪组页岩气勘探的有利区域。牛蹄塘组页岩气成藏受控于烃源岩层系厚度,震旦系晚期古岩溶发育部位、灯影组岩石物性的好坏、牛蹄塘组页理缝及保存条件等因素,黔西坳陷若干背斜牛蹄塘组烃源岩厚度大于80 m,埋藏深度为1500~2000 m,背斜两翼地层产状平缓,断裂普遍不发育,具有一定的保存条件,为牛蹄塘组页岩气勘探的有利目标区。