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控制煤层气含量及可采性的主要地质因素

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控制 煤层气 含量 可采性 主要 地质 因素
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    3 张 胜 利 ,1963 年 生 ,高 级 工 程 师 、 博 士 ;主 要 从 事 煤 层 气 地 质 研 究 和 勘 探 ,所 取 得 的 科 技 成 果 曾 获 地 质 矿 产 部 二 等 奖 ;已发 表 了 多 篇 学 术 论 文 ,并 担 任 了 《 煤 层 气 译 文 集 》 一 书 的 副 主 编 。 地 址 : (450006) 河 南 省 郑 州 市 伏 牛 路 南 段 。 电 话 : (0371)8981590 转 305。控 制 煤 层 气 含 量 及 可 采 性 的 主 要 地 质 因 素张 胜 利 3   陈 晓 东(地 质 矿 产 部 华 北 石 油 地 质 局 )张 胜 利 等 . 控 制 煤 层 气 含 量 及 可 采 性 的 主 要 地 质 因 素 . 天 然 气 工 业 ,1997 ;17 (4) :15~ 19摘   要   煤 层 含 气 量 及 煤 层 可 采 性 是 决 定 煤 层 气 能 否 成 藏 的 重 要 条 件 。 研 究 表 明 ,控 制 煤 层 气 含 量 的 主 要 地 质 因素 有 :煤 变 质 程 度 ,埋 藏 深 度 ,煤 层 顶 、 底 板 岩 性 ,以 及 断 裂 构 造 情 况 等 ,其 中 煤 变 质 程 度 起 着 根 本 性 作 用 。 控 制 煤 层 气 可采 性 的 主 要 地 质 因 素 有 :煤 层 渗 透 性 、 煤 等 温 吸 附 特 征 及 煤 的 含 气 饱 和 程 度 ,其 中 煤 层 渗 透 率 是 最 主 要 的 影 响 因 素 。主 题 词   煤 成 气   含 气 量   采 出 程 度   控 制   系 数煤 层 气 作 为 一 种 非 常 规 天 然 气 ,无 论 是 赋 存 还是 产 出 都 受 一 系 列 地 质 因 素 控 制 。 一 方 面 ,虽 然 煤层 气 属 自 生 自 储 型 天 然 气 ,但 并 非 所 有 煤 层 都 储 集有 足 够 量 的 气 体 ;另 一 方 面 ,即 使 储 集 有 足 够 量 气 体的 煤 层 也 并 非 都 能 产 出 工 业 性 气 流 。控 制 煤 层 含 气 量 的 主 要 地 质 因 素煤 层 气 在 地 下 的 分 布 是 不 均 衡 的 。 不 同 地 区 ,甚 至 同 一 地 区 不 同 煤 层 间 的 含 气 量 往 往 差 异 较 大 。研 究 和 认 识 煤 层 含 气 量 及 其 影 响 因 素 ,是 煤 层 气 勘探 中 首 先 要 解 决 的 问 题 。 研 究 表 明 ,煤 层 含 气 量 主要 受 下 列 地 质 因 素 控 制 。11 煤 变 质 程 度煤 变 质 程 度 (煤 级 )是 评 价 和 预 测 煤 层 含 气 量 的重 要 参 数 ,实 验 研 究 和 客 观 地 质 事 实 都 表 明 煤 层 含气 量 与 煤 变 质 程 度 密 切 相 关 。 一 般 而 言 ,煤 层 含 气量 随 煤 变 质 程 度 增 高 而 增 加 。 这 一 规 律 在 许 多 含 煤区 (盆 地 )都 存 在 。 如 鄂 尔 多 斯 盆 地 东 缘 石 炭 — 二 叠纪 煤 层 从 北 到 南 变 质 程 度 增 高 ,在 埋 深 等 基 本 地 质条 件 相 当 的 情 况 下 ,煤 层 含 气 量 增 加 (表 1) ;又 如 我国 著 名 的 煤 层 气 富 集 区 (如 焦 作 、 阳 泉 、 湘 中 、 湘 东 南等 )均 分 布 在 高 变 质 的 无 烟 煤 地 区 ,也 反 映 了 煤 变 质程 度 对 煤 层 含 气 量 的 影 响 。表 1   鄂 尔 多 斯 盆 地 东 缘 C — P 煤 层 平 均 含 气 量 统 计 表. P in %)甲 烷 含 量(t 可 燃 基 )煤 层 埋 深(m)北 部 长 气 煤 0. 56~ 0. 80 最 低 2. 11 ,最 高 2. 73 ,平 均 2. 42 950~ 980中 部 焦 煤 1. 2~ 1. 6 最 低 6. 65 ,最 高 14. 5 ,平 均 11. 19 948~ 978南 部 瘦 贫 煤 1. 6~ 2. 0 最 低 8. 50 ,最 高 26. 14 ,平 均 16. 9 674~ 1 021煤 层 含 气 量 随 煤 变 质 程 度 增 高 而 变 好 的 原 因 主要 是 :首 先 ,随 煤 变 质 程 度 增 加 ,煤 的 累 计 生 气 量 增大 ,气 源 更 加 充 足 ;其 次 ,煤 变 质 程 度 影 响 煤 吸 附 气的 能 力 ,在 其 它 条 件 相 同 时 ,煤 层 吸 附 能 力 随 煤 变 质程 度 增 高 而 增 加 (图 1) 。21 煤 层 埋 藏 深 度在 有 限 深 度 范 围 内 ,当 其 它 地 质 条 件 相 同 或 相近 时 ,煤 层 含 气 量 随 埋 深 而 增 加 。 许 多 地 区 煤 层 含气 量 变 化 都 遵 循 这 一 规 律 ,如 焦 作 、 淮 南 、 河 东 及 太行 山 东 麓 等 含 煤 区 。 但 是 ,在 许 多 情 况 下 ,煤 层 含 气量 与 埋 深 之 间 并 非 呈 简 单 的 线 性 正 相 关 关 系 ,变 化梯 度 随 埋 深 而 变 化 。 随 埋 深 的 增 加 ,煤 层 含 气 量 梯度 由 小 到 大 再 到 小 ,最 后 则 趋 近 于 零 。 如 韩 城 矿 区·51·第 17 卷 第 4 期                               天   然   气   工   业                                 勘 探 与 开 发下 峪 口 井 田 3 号 煤 层 含 气 量 变 化 梯 度 在 埋 深 600 仅 为 0114 t· 100m ,而 在 600 m 以 内 则 增 加图 1   不 同 变 质 程 度 的 煤 岩 吸 附 等 温 曲 线 变 化 特 征1. of 125 t· 100m。 鸡 西 矿 区 荣 华 井 田 在 深 度 不 超过 800 m 的 范 围 内 ,煤 层 含 气 量 随 埋 深 增 加 而 增 加 ,但 在 深 度 超 过 900 m 后 ,含 气 量 则 不 再 增 加 ,趋 于 稳定 ( 图 2 ) ,这 种 现 象 在 英 国 部 分 煤 田 中 也 存 在图 2   鸡 西 矿 区 煤 层 气 含 量 与 深 度 关 系 图(据 张 新 民 ,1991)2. of 1991) 。 煤 层 含 气 量 在 进 入 一 定 深 度 之 后不 再 随 埋 深 增 加 是 由 煤 层 储 气 能 力 决 定 的 。 实 验 研究 表 明 ,煤 层 的 储 气 能 力 是 有 限 的 ,在 达 到 其 极 限 值后 无 论 压 力 (埋 深 ) 如 何 增 加 ,煤 层 吸 附 气 量 则 几 乎保 持 不 变 。 煤 层 含 气 量 达 到 极 限 值 的 深 度 在 不 同 地区 随 地 质 条 件 ,如 构 造 、 盖 层 、 煤 级 等 不 同 而 变 化 。据 已 有 资 料 ,煤 层 含 气 量 达 到 极 限 值 的 上 限 深 度 一般 不 超 过 1 000 m ,如 英 国 部 分 地 区 约 为 800 m(1991) ,我 国 湖 南 省 南 渣 渡 矿 及 黑 龙 江 省 鸡西 矿 区 为 500~ 900 m。但 值 得 注 意 的 是 并 非 所 有 地 区 煤 层 含 气 量 都 遵循 随 埋 深 增 加 而 增 加 这 一 规 律 。 在 地 史 时 期 曾 发 生强 烈 抬 升 剥 蚀 作 用 ,导 致 甲 烷 广 泛 散 失 ,随 后 发 生 再沉 降 作 用 ,但 沉 降 幅 度 没 有 达 到 煤 层 再 次 生 气 所 需深 度 的 地 区 ,煤 层 含 气 量 主 要 取 决 于 煤 层 之 上 连 续沉 积 地 层 残 留 厚 度 ,即 煤 层 与 其 上 方 区 域 不 整 合 面之 间 的 地 层 厚 度 ,而 与 现 今 煤 层 埋 深 无 关 。 因 此 ,在研 究 升 降 运 动 频 繁 、 剥 蚀 作 用 强 烈 地 区 煤 层 气 分 布规 律 时 ,应 注 意 分 析 残 留 厚 度 对 煤 层 含 气 性 的 控 制和 影 响 。31 煤 层 顶 、 底 板 岩 性由 于 煤 层 气 主 要 以 吸 附 状 态 赋 存 于 煤 层 中 ,煤层 顶 、 底 板 岩 性 对 含 气 量 的 影 响 往 往 被 忽 视 。 然 而 ,研 究 表 明 煤 层 顶 、 底 板 岩 性 的 确 对 煤 层 含 气 量 有 着重 要 影 响 ,特 别 是 在 平 缓 的 简 单 构 造 背 景 和 低 变 质煤 层 情 况 下 表 现 得 更 为 明 显 (В ы с о ц к и й 等 ,1991) 。以 鄂 尔 多 斯 盆 地 东 缘 北 部 保 德 矿 区 东 关 井 田 为 例 ,该 井 田 主 要 煤 层 为 7 号 和 4 号 煤 层 ,其 中 下 部 7 号煤 层 顶 板 为 裂 隙 发 育 、 渗 透 性 良 好 的 砂 岩 和 灰 岩 ,上部 4 号 煤 层 顶 板 为 渗 透 性 差 的 泥 岩 和 碳 质 泥 岩 。 虽然 4 号 煤 层 厚 度 较 小 ,埋 深 较 浅 ,但 其 含 气 量 却 明 显高 于 7 号 煤 层 (平 均 煤 层 甲 烷 含 量 前 者 为 11526 6t 后 者 为 01661 8 t) 。 顶 板 岩 层 封 闭 性 差 异是 导 致 上 述 煤 层 含 气 量 不 同 的 主 要 原 因 。鄂 尔 多 斯 盆 地 东 缘 北 部 府 谷 矿 区 和 抚 顺 矿 区 龙凤 井 田 对 比 分 析 (表 2) 也 表 明 ,煤 层 顶 、 底 板 岩 性 对煤 层 含 气 量 有 重 要 影 响 。 府 谷 矿 区 煤 层 顶 板 为 薄 层泥 岩 、 粉 砂 岩 和 砂 岩 ,在 埋 深 950~ 980 m 之 间 ,煤 层含 气 量 平 均 为 2142 t ;而 抚 顺 龙 凤 井 田 煤 层 顶 板为 厚 达 50~ 190 m 的 油 页 岩 ,由 于 致 密 盖 层 发 育 ,在埋 深 545~ 609 m 范 围 内 ,煤 层 含 气 量 就 平 均 高 达10135 t 。 由 于 煤 层 顶 板 致 密 而 保 存 在 煤 层 中 的气 体 可 能 最 容 易 开 采 ,对 此 在 煤 层 气 勘 探 靶 区 选 择时 应 给 予 足 够 重 视 。41 断 裂 构 造大 量 实 际 资 料 表 明 ,断 裂 构 造 对 煤 层 含 气 量 也有 着 重 要 影 响 ,其 影 响 大 小 与 断 层 性 质 及 规 模 有 关 :正 断 层 常 常 形 成 煤 层 气 运 移 逸 散 通 道 ,造 成 断 层 附近 煤 层 含 气 量 降 低 。 位 于 鄂 尔 多 斯 盆 地 东 缘 南 部 的王 家 岭 井 田 和 赵 家 湾 井 田 在 煤 层 埋 深 和 煤 级 相 近 的条 件 下 ,由 于 前 者 正 断 层 极 发 育 ,其 煤 层 含 气 量 平 均为 0149 t ,仅 是 后 者 的 1/ 6。除 上 述 四 个 方 面 之 外 ,影 响 煤 层 含 气 量 的 因 素·61·勘 探 与 开 发                             天   然   气   工   业                                 1997 年 7 月    3 张 胜 利 ,“ 鄂 尔 多 斯 盆 地 东 缘 石 炭 二 叠 系 煤 层 气 地 质 特 征 研 究 ” ,中 国 地 质 大 学 (北 京 )博 士 学 位 论 文 ,1995 年 。表 2   府 谷 矿 区 与 抚 顺 矿 区 龙 凤 井 田 煤 层 气 含 量 及 相 关 参 数 对 比 表. f      地   区 煤 层 时 代 煤   阶 气 含 量1)(t)顶     板 底     板岩   性 厚 度 (m) 岩   性 厚 度 (m)埋   深(m)府 谷 C — P 长 气 煤 2. 11~ 2. 732. 42 泥 岩 或 砂 岩 0. 02~ 25. 85 泥 岩 、粉 砂 岩 或 砂 岩 0. 06~ 19. 72 950~ 980龙 凤 井 田 E 长 焰 煤 8. 5~ 16. 610. 35 致 密 油 页 岩 50~ 190 致 密 玄 武 岩 ,粘 土 岩 > 100 545~ 6091) :表 示 为 (最 小 值 ~ 最 大 值 ) / 平 均 值 。还 有 煤 的 显 微 组 分 、 水 分 及 矿 物 质 含 量 等 。 但 这 些因 素 对 煤 层 含 气 量 的 影 响 是 次 要 的 ,不 能 从 根 本 上影 响 一 个 地 区 的 煤 层 含 气 性 。控 制 煤 层 气 可 采 性 的 主 要 地 质 因 素煤 层 气 可 采 性 是 指 在 地 下 条 件 下 煤 层 中 气 体 自解 吸 到 进 入 井 筒 这 一 过 程 的 难 易 程 度 。 煤 层 气 可 采性 受 多 种 地 质 因 素 控 制 ,其 中 渗 透 率 起 着 决 定 性 作用 ,其 次 还 受 煤 的 等 温 吸 附 特 征 及 含 气 饱 和 程 度 等的 影 响 。11 煤 层 渗 透 率煤 层 渗 透 率 是 决 定 煤 层 气 可 采 性 的 最 主 要 因素 。 大 量 的 实 际 生 产 数 据 以 及 气 产 量 对 渗 透 率 敏 感性 分 析 都 表 明 ,煤 层 渗 透 率 越 高 ,煤 层 气 产 量 越 高 ,可 采 性 越 好 。 煤 层 渗 透 率 与 多 种 地 质 因 素 有 关 ,其中 主 要 与 煤 层 裂 隙 和 有 效 地 应 力 有 关 。(1)煤 层 裂 隙煤 层 是 裂 隙 — 孔 隙 型 储 集 层 ,主 要 由 裂 隙 和 基质 孔 隙 组 成 ,由 于 煤 基 质 孔 隙 对 气 和 水 是 相 对 不 渗透 的 ,煤 的 裂 隙 系 统 是 形 成 流 体 渗 流 的 主 要 通 道 。煤 层 主 要 发 育 两 种 裂 隙 :割 理 和 构 造 裂 隙 。割 理 是 煤 化 过 程 中 由 内 生 作 用 形 成 的 ,在 煤 层中 分 布 具 不 均 一 性 。 割 理 发 育 程 度 主 要 与 煤 变 质 程度 和 煤 岩 组 成 有 关 (张 胜 利 ,1995) 。 随 变 质 程 度 增高 ,割 理 密 度 由 小 到 大 再 到 小 ,在 1. 3 %时 最大 (图 3) 3 。 当 变 质 程 度 相 近 时 ,割 理 密 度 由 光 亮 煤→ 半 亮 煤 → 半 暗 煤 → 暗 淡 煤 逐 渐 降 低 3 。 其 中 中 变质 光 亮 煤 和 半 亮 煤 的 割 理 最 发 育 ,因 此 由 其 组 成 的煤 储 层 的 渗 透 性 最 好 。图 3   镜 煤 面 割 理 密 度 与 煤 级 关 系 图3. 裂 隙 在 煤 层 中 普 遍 发 育 ,这 与 煤 层 性 脆 、 易破 裂 有 关 。 构 造 裂 隙 往 往 受 局 部 地 质 构 造 控 制 ,具有 穿 透 整 个 煤 层 的 特 征 。割 理 和 构 造 裂 隙 构 成 了 煤 层 的 主 要 天 然 裂 隙 系统 ,但 由 于 割 理 和 构 造 裂 隙 各 自 的 空 间 分 布 不 均 一 ,所 以 在 不 同 地 区 对 煤 层 渗 透 率 的 贡 献 程 度 不 同 ,只有 在 割 理 和 构 造 裂 隙 叠 置 发 育 区 ,煤 层 的 渗 透 性 才最 好 。我 国 第 一 个 成 功 的 煤 层 气 勘 探 开 发 试 验 区 之 所以 建 成 于 山 西 柳 林 地 区 ,与 该 区 煤 层 裂 隙 发 育 、 煤 层渗 透 率 高 密 切 相 关 。 该 区 由 于 不 同 期 次 、 序 次 及 不同 走 向 褶 皱 相 互 叠 置 ,因 而 构 造 裂 隙 比 较 发 育 。 同时 ,由 于 该 区 以 中 变 质 的 光 亮 煤 和 半 亮 煤 为 主 ,故 而割 理 十 分 发 育 。 两 种 裂 隙 叠 置 发 育 使 该 区 煤 层 具 有较 高 的 渗 透 率 和 煤 层 气 产 量 ,测 试 煤 层 渗 透 率 和 实际 单 井 产 气 量 最 高 分 别 达 12172 × 10 - 3μ 7 050d。·71·第 17 卷 第 4 期                               天   然   气   工   业                                 勘 探 与 开 发    3 地 质 矿 产 部 华 北 石 油 地 质 局 ,“ 煤 层 气 勘 探 开 发 评 价 选 区 及 工 程 工 艺 技 术 攻 关 研 究 ” ,“ 八 五 ” 国 家 重 点 科 技 攻 关 课 题 报告 (85 — 102 — 11) ,1995 年 。(2)有 效 地 应 力有 效 地 应 力 是 指 地 应 力 与 地 层 压 力 之 差 。 它 对煤 层 渗 透 率 的 影 响 表 现 在 随 有 效 地 应 力 增 高 ,煤 层渗 透 率 降 低 3 。 其 原 因 是 随 有 效 地 应 力 增 高 ,煤 层 裂隙 趋 于 闭 合 ,渗 流 能 力 下 降 。 有 效 地 应 力 是 埋 藏 深度 、 区 域 构 造 应 力 及 地 层 压 力 的 函 数 。 一 般 情 况 下 ,有 效 地 应 力 随 埋 藏 深 度 增 加 而 增 加 ,从 而 导 致 煤 层渗 透 率 随 埋 深 增 加 而 降 低 。 在 煤 层 埋 藏 过 深 的 地区 ,可 能 因 煤 层 渗 透 率 太 低 而 丧 失 商 业 性 煤 层 气 开发 潜 力 。 在 超 压 和 构 造 应 力 松 弛 地 区 ,有 效 地 应 力往 往 较 低 ,有 利 于 形 成 高 渗 高 产 煤 层 气 藏 。21 煤 的 等 温 吸 附 特 征煤 的 等 温 吸 附 特 征 取 决 于 煤 储 层 性 质 ,可 由 一系 列 量 化 参 数 表 示 ,如 积 (简 称 兰 氏 体积 ) 、 吸 附 时 间 等 。 煤 的 等 温 吸 附 特 征 对 煤 层 气 产 能有 一 定 影 响 。 对 柳 林 煤 层 气 勘 探 开 发 试 验 区 煤 层 气井 产 能 参 数 敏 感 性 模 拟 研 究 表 明 3 ,煤 层 气 产 量 与 兰氏 体 积 呈 正 比 ,而 与 吸 附 时 间 呈 反 比 。 其 中 兰 氏 体积 对 气 产 量 的 影 响 贯 穿 于 煤 层 气 生 产 始 终 (图 4) ,而吸 附 时 间 则 仅 在 生 产 初 期 对 气 产 能 有 影 响 (图 5) 。图 4   气 产 量 对 兰 氏 体 积 ( V L )的 敏 感 性 分 析4. of V L ) (兰 氏 体 积 单 位 为 立 方 英 尺 / 立 方 英 尺 煤 ,1 28. 3 × 10 - 2下 同 )31 含 气 饱 和 程 度含 气 饱 和 程 度 指 煤 层 的 实 际 含 气 量 接 近 原 始 地层 压 力 条 件 下 最 大 理 论 含 气 量 的 程 度 。 在 地 质 条 件相 同 或 接 近 的 同 一 地 区 ,煤 层 含 气 量 间 接 反 映 含 气饱 和 程 度 ,即 含 气 量 越 高 ,含 气 饱 和 程 度 也 越 高 。 因此 ,含 气 量 对 气 产 能 的 影 响 可 以 反 映 含 气 饱 和 程 度图 5   气 产 量 对 吸 附 时 间 (τ )的 敏 感 性 分 析5. of vs τ ) = 1 d     - · = 50 d     - = 100 能 的 关 系 。 对 柳 林 煤 层 气 勘 探 开 发 试 验 区 不 同含 气 量 条 件 下 模 拟 单 井 气 产 量 分 析 表 明 3 ,含 气 量 对气 产 能 影 响 极 大 ,当 含 气 量 增 加 或 降 低 仅 1215 %时 ,日 产 气 量 相 应 增 加 或 降 低 60 %(图 6) 。图 6   气 产 量 对 含 气 量 ( 的 敏 感 性 分 析6. of vs - 24. 1     - · - 27. 1     - - 21. 1(含 气 量 单 位 为 立 方 英 尺 / 立 方 英 尺 煤 )煤 层 含 气 量 及 煤 层 可 采 性 是 决 定 能 否 形 成 煤 层气 藏 的 重 要 条 件 。 它 们 是 众 多 地 质 因 素 共 同 作 用 的结 果 ,受 多 种 地 质 因 素 的 控 制 和 影 响 。 影 响 煤 层 含气 量 的 主 要 地 质 因 素 有 煤 变 质 程 度 ,煤 层 埋 藏 深 度 ,煤 层 顶 、 底 板 岩 性 以 及 断 裂 构 造 ,其 中 煤 变 质 程 度 起着 根 本 性 作 用 。 影 响 煤 层 气 可 采 性 的 主 要 地 质 因 素·81·勘 探 与 开 发                             天   然   气   工   业                                 1997 年 7 月有 煤 层 渗 透 率 、 煤 的 等 温 吸 附 特 征 以 及 煤 的 含 气 饱和 程 度 ,其 中 煤 层 渗 透 率 是 最 主 要 的 影 响 因 素 。 煤层 含 气 性 、 煤 层 气 可 采 性 及 其 影 响 因 素 综 合 分 析 研究 ,是 煤 层 气 勘 探 开 发 靶 区 选 择 中 的 重 要 研 究 内 容 。参   考   文   献1   黄 景 城 ,林 永 洲 ,张 胜 利 . 煤 层 气 译 文 集 . 郑 州 :河 南 科 学技 术 出 版 社 ,19902   张 胜 利 . 煤 层 割 理 及 其 在 煤 层 气 勘 探 开 发 中 的 意 义 . 煤 田地 质 与 勘 探 ,1995 ; (4)3   张 新 民 ,张 遂 安 ,钟 玲 文 等 . 中 国 的 煤 层 甲 烷 . 西 安 :陕 西科 学 技 术 出 版 社 ,19914   P. on of 1988 ; (10)5   E et 10 (8)审 稿 人   研 究 员   张 新 民收 稿 日 期   1997202206   编 辑   居 维 清对 兰3 卫 平 生 ,1965 年 生 ,高 级 工 程 师 ;1987 年 毕 业 于 原 华 东 石 油 学 院 勘 探 系 ;从 事 石 油 地 质 研 究 工 作 。 地 址 : (730020) 甘 肃省 兰 州 市 雁 儿 湾 路 223 号 。 电 话 : (0931) 8494274。民 和 盆 地 煤 层 气 特 征 及 形 成 地 质 条 件卫 平 生 3   王 新 民(中 国 石 油 天 然 气 总 公 司 西 北 石 油 地 质 研 究 所 )卫 平 生 等 . 民 和 盆 地 煤 层 气 特 征 及 形 成 地 质 条 件 . 天 然 气 工 业 ,1997 ;17 (4) :19~ 22摘   要   民 和 盆 地 构 造 位 置 处 于 祁 连 山 褶 皱 系 东 部 ,是 一 个 中 新 生 代 发 展 起 来 的 断 、 坳 山 间 盆 地 。 盆 地 中 西 部中 侏 罗 统 窑 街 组 蕴 藏 着 丰 富 的 煤 炭 资 源 ,煤 层 气 局 部 富 集 于 窑 街 、 炭 山 岭 煤 田 。 煤 岩 有 机 地 球 化 学 及 煤 层 甲 烷 碳 同位 素 研 究 表 明 ,该 区 煤 层 气 具 有 油 型 与 煤 型 混 合 气 特 征 。 煤 层 气 分 布 具 有 明 显 的 分 带 现 象 ,由 浅 到 深 分 别 为 、 、 、 。 煤 层 气 富 集 主 要 受 煤 的 变 质 程 度 ,顶 、 底 板 岩 性 ,出 露 程 度 ,埋 藏 深 度 及 构 造 等因 素 的 控 制 ,且 多 分 布 于 背 斜 、 断 块 等 构 造 的 高 部 位 。主 题 词   民 和 盆 地   中 侏 罗 世   煤 成 气   形 成 原 因   煤 组 分   煤   变 质 作 用   盖 层   埋 藏 深 度   构 造   控 制民 和 盆 地 位 于 祁 连 山 褶 皱 系 东 部 ,是 一 个 中 新生 代 发 展 起 来 的 断 、 坳 山 间 盆 地 (图 1) ,构 造 格 局 为“ 两 坳 两 隆 ” 。 中 侏 罗 统 窑 街 组 煤 系 地 层 发 育 ,具 有丰 富 的 煤 炭 资 源 ,已 在 盆 地 西 部 窑 街 、 炭 山 岭 、 大 滩 、大 有 、 海 石 湾 等 地 探 明 煤 炭 资 源 量 1117 × 108t ,在 永登 、 巴 州 坳 陷 和 周 家 台 低 隆 起 的 中 、 西 部 预 测 煤 炭 资源 量 达 8917 × 108t 。 勘 探 和 开 采 证 明 ,煤 层 气 (瓦斯 )在 该 区 各 煤 田 均 有 不 同 程 度 的 分 布 ,局 部 地 区 其相 对 涌 出 量 高 达 18166 t· d 。含 煤 地 层 及 沉 积 环 境主 要 煤 系 地 层 中 侏 罗 统 窑 街 组 在 盆 地 内 分 布 稳定 ,厚 157~ 243 m ,从 下 而 上 可 分 为 五 个 岩 性 段 (见图 2) 。第 一 段 为 砂 砾 岩 段 ,以 砾 岩 为 主 体 ,岩 石 呈 块状 ,横 向 分 布 不 稳 定 ,底 具 侵 蚀 面 ,砂 岩 分 选 差 、 无 层理 构 造 ,单 层 横 向 分 布 也 不 稳 定 ,表 现 为 近 源 快 速 堆积 产 物 ,为 冲 积 扇 沉 积 。第 二 段 为 含 煤 段 ,由 煤 层 、 砂 岩 、 粉 砂 岩 、 油 页 岩组 成 ,含 三 层 煤 : ① 下 部 砂 砾 中 发 育 板 状 、 槽 状 交 错层 理 ,纹 层 单 向 倾 斜 ,岩 层 呈 上 平 下 凹 的 透 镜 体 ,底见 冲 刷 面 ,反 映 为 辫 状 河 心 滩 沉 积 ,其 内 发 育 的 煤 三层 厚 018~ 4. 14 m ,一 般 厚 110 m ,呈 鸡 窝 状 分 布 ,为河 漫 沼 泽 沉 积 。 ② 中 部 煤 二 层 厚 013~ 111089 m ,一般 厚 2~ 3 m ,结 构 复 杂 ,为 腐 殖 煤 ,全 区 均 有 分 布 ,为主 要 可 采 煤 ,其 镜 质 组 分 含 量 高 、 丝 质 组 分 含 量 低 ,·91·第 17 卷 第 4 期                               天   然   气   工   业                                 勘 探 与 开 发                                          N A A L R Y/ 1997(0851) 5829906 N hi et of i ry i , N F 7( 4) ,1997 :15~ 19on of on of on in he in at (450006) , d. , (0371) 89815902305 (O) 0371) 8887146 ( H) N et hi et , W nm i n :N 7( 4) ,1997 :19~ 22in is a in of it is in of H4 to of is by ,is in of enginee
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