沁水盆地北端煤层气储层特征及富集机制

文章编号:1001-6112(2006)05-0440-05

沁水盆地北端煤层气储层特征及富集机制

王明寿1,3,汤达祯1,魏永佩2,徐文军3,冷 雪4

(1.中国地质大学能源学院,北京 100083; 2.远东能源公司,北京 100016;3.中联煤层气有限责任公司,北京 100011; 4.亚美大陆煤炭有限公司,北京 100016)

摘要:煤层气的富集与储层特征密切相关,并受地质条件的制约。在详细研究煤储层特征及煤层气富集机制的基础上,对沁水盆地北端煤层气的开发前景进行了初步评价。煤岩、煤质、煤体结构及孔渗性、吸附性的观察和测试显示,该区煤层厚度大,热演化程度高,局部发育构造煤,裂隙较发育,吸附性能力强,含气量高,含气饱和度偏低,适合煤层气的开发。该区煤层气的富集主要受控于热演化史和埋藏史。在区域变质的背景上,叠加了岩浆热变质作用,生气强度大。另外,煤层的埋深、顶底板封闭性及水文地质条件都会影响煤层含气量的大小,煤层气富集是多因素有效配置的结果。关键词:煤层气储层;含气量;热演化;水文地质条件;沁水盆地中图分类号:T E122.2 文献标识码:A

沁水盆地北端的阳泉矿区是我国著名的无烟煤生产基地之一,也是典型的高瓦斯矿区,从1957年就开始煤矿瓦斯抽放与利用工作[1]。在多年的煤矿生产实践中,积累了丰富的煤矿瓦斯抽放经验,是我国煤矿瓦斯抽放和利用最成功的矿区。现建有8座瓦斯抽放站,抽放历史长,目前年瓦斯抽放量达2 108m 3,占全国第一位[2]。随着我国煤层气勘探开发的兴起,我国多家单位尝试从地面抽放该区的煤层气资源。自1996年中国煤田地质总局在韩庄区施工H G1井起,近10年来先后有多家单位在区内开展煤层气基础研究和煤层气勘探开发试验工作,施工了10口煤层气参数井或生产试验井(包括远东能源公司施工的2口煤层气羽状水平井),煤层气的勘探开发工作取得了阶段性进展。本文针对该地区煤层气勘探实践过程中遇到的一些地质技术问题,对该区煤层气的富集机制和控气因素进行了探讨,以期指导勘探工程部署,从而实现该地区煤层气开发的突破。

1 地质背景

沁水盆地北端位于北北东向新华夏系第三隆起带太行山隆起以西,汾河地堑东侧,阳曲 盂县纬向构造带南翼。总体形态呈现走向东西、向南倾斜的单斜构造。区内构造简单,地层平缓,倾角一

般在10 左右。

寒武纪至中奥陶世,本区地壳稳定沉降,在古老结晶基底上形成了浅海相碳酸盐为主的沉积。中奥陶世以后,由于加里东地壳运动,华北断块上升,全

区遭受长期剥蚀。到中石炭世,本区地壳再次沉降,沉积了石炭二叠纪海陆交互相含煤地层,奠定了形成煤层气的物质基础。随着上覆三叠系地层的沉积,石炭二叠纪煤层的埋深增加,地温、压力增高,煤层发生深成变质作用。印支运动使本区整体抬升,广泛遭受剥蚀。早、中侏罗世,发生了强烈的燕山运动,形成了北有盂县隆起,南有中条山隆起,东有太行山隆起,西有吕梁山隆起的沁水盆地。由于喜山运动的再次改造,沁水盆地被晋中断陷和霍山隆起分割为3个部分,即沁水煤田、西山煤田和霍西煤田。沁水向斜构成了一个独立的小构造盆地,本区即处于沁水向斜的北部转折端(图1)。

燕山运动和喜山运动期间,由于较大规模的岩浆侵入活动,大地热流背景值升高,本区石炭二叠纪煤层在原来深成变质作用的基础上,又叠加了区域岩浆热变质作用,致使煤化作用大大加深,形成了本区高变质的瘦煤、贫煤以及少量无烟煤。

2 煤储层特征

2.1 主要煤层及其特征

主要含煤地层为上石炭统太原组及下二叠统山西组,含煤地层达10余层,其中3号、15号煤层为主力煤层。

上主煤层(3号煤层)又称七尺煤,位于山西组中上部,距下石盒子组与山西组分界砂岩(K 8)20~30m 左右。全区煤层厚度0~3.78m,煤层较稳定,寿阳矿区西部和阳泉三矿扩区煤层较厚,其它地区煤层变薄,甚至尖灭。结构简单,有时含

收稿日期:2006-06-25;修订日期:2006-08-08。

作者简介:王明寿(1966 ),男(汉族),山西盂县人,博士、高级地质师,主要从事煤炭、煤层气勘探、生产及科研工作。

第28卷第5期2006年10月 石 油 实 验 地 质PETROLEUM GEOLOGY &EXPERIMENT

Vo l.28,N o.5

O ct.,2006

图1 沁水盆地构造纲要

1.背斜;

2.向斜;

3.断层;

4.向斜轴;

5.研究区

Fig.1 T he structur e outline o f the Qinshui Basin

一层夹矸,顶底板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩,局部为炭质泥岩和细砂岩。

下主煤层(15号煤层)位于太原组下部,石灰岩标志层(K2)底部为其直接顶板,煤层厚度0.27~ 6.48m,全区稳定,是研究区煤层气开发的主力煤层。在寿阳县城附近存在一潮道砂体,出现走向近南北、长10km、宽4km的无煤带。15号煤层含夹矸1~3层,结构中等,底板为泥岩、砂质泥岩,局部为细砂岩和炭质泥岩。

本区煤属腐殖型烟煤和无烟煤,煤岩成分以亮煤和暗煤为主,其次为镜煤。各煤层宏观煤岩类型主要为半亮型煤和半暗型煤,其次为光亮型煤和暗淡型煤,具条带状、透镜状和线理结构。

煤中显微组分以镜质组为主,一般约占79.2%~ 87.1%,其次为惰质组,一般约占10.2%~ 17.4%,半镜质组含量低(一般约占2.7%~ 3.6%)。由于煤化程度高,壳质组在显微镜下已难以辨认。镜质组主要为均质镜质体和基质镜质体,这表明凝胶化作用较深;惰质组以半丝质体、粗粒体和碎屑惰质体为主。

2.2 煤体结构

3号、15号主力煤层基本为原生结构,在研究区东部阳泉矿区一、三矿井田靠近寿阳地区的地带,3号煤层底部发育有厚度1m左右的糜棱结构的构造软煤分层。在区内部分褶曲构造的轴部,由于煤层受褶曲构造的局部高应力作用,局部煤岩层变形严重,断层和裂隙发育,煤层原生结构破坏严重。如寿阳井组(SY-002,SY-003,SY-004井),因处于大南沟背斜的轴部,从现场取芯情况看,3,9和15号煤层的上、下部均发育有不同程度和厚度的构造煤,只有中间一部分为结构完整的块煤。

2.3 煤储层裂隙及孔隙特征

从研究区内生产矿井井下观测,以及定向块样显微镜下观察裂隙密度和间距定量统计,煤中规模小的裂隙比规模大的裂隙发育,从中型→小型→微型,裂隙的密度增加,间距减小。裂隙的发育程度还与煤岩组分有关,从暗淡型煤→半暗型煤→半亮型煤→光亮型煤,裂隙的密度增大,间距减小。

镜煤中裂隙一般平直,垂直层理面,少数斜交层理面,显微镜下观察裂隙宽度为2~15 m;亮煤和暗煤中裂隙形态比较复杂,有锯齿状、分叉状、阶梯状、雁行状等,显微镜下测量裂隙宽度一般为8~45 m。

煤中裂隙常见矿物质充填,充填物多为方解石、黄铁矿及粘土矿物等。方解石多呈脉状充填,黄铁矿呈莓状或结核状,有时黄铁矿分布于方解石脉中,形成混合状填充。

研究区煤储层孔隙系统压汞分析表明,微孔 小孔最发育,中孔次之,大孔不发育(图2)。结合孔隙度分析,北部煤层气的储集空间较大,但渗流扩散条件并不理想。

2.4 煤层含气量及赋存规律

3号煤层甲烷含量在寿阳勘探区介于5.05~ 27.15m3/t之间,平均为11.99m3/t,主要集中在8~12m3/t范围内;15号煤层甲烷含量介于4.6~ 27.48m3/t之间,平均为12.00m3/t。煤层解吸气成分以CH4为主,一般为70.63%~99.87%;其次为N2和CO2,N2浓度为0~27.47%,平均4.90%,CO2为0~3.00%,平均1.62%;个别样品有C+2出现。

煤层含气量的平面分布特征与煤层埋藏深度变化相关,总体表现为自北向南随着埋藏深度的增加,含气量增大。该区埋深小于300m的煤层,含气量一般小于10.00m3/t;在300~600m埋深线之间,含气量为9~12m3/t;600~1000m埋深线之间,含气量变化为12~16m3/t;1000~1400m埋深线间,含气量为16~22m3/t;1400~1800m埋深线附近,含气量为22~26m3/t;至最南部煤层1800~

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第5期 王明寿等.泌水盆地北端煤层气储层特征及富集机制

图2 沁水盆地北端煤储层压汞孔喉分布

Fig.2 Dist ribution of t he thr oat of po re in reserv oir mercury intrusion test in the no rth of Qinshui Basin

2000m埋深线附近,含气量最大可达26m3/t[3]。

2.5 煤储层等温吸附性能及含气饱和度

煤的吸附性能决定着煤层气的储集能力和产出过程,通常用吸附常数和等温吸附曲线来描述;含气饱和度是指在一定的储层压力、温度条件下煤层气的吸附饱和程度[4~7]。研究区内施工的10口煤层气井均进行了等温吸附试验。试验结果表明,寿阳地区煤的吸附能力较高,3号煤层原煤的饱和吸附量(V L)为24.04~37.65m3/t,平均28.29m3/t; Langmuir压力(P L)为1.69~ 2.98MPa,平均2.41MPa。15号煤层原煤的饱和吸附量为31.55~ 34.93m3/t,平均33.31m3/t;Langmuir压力为1.79~2.74MPa,平均2.31MPa。

从SY-002井的等温吸附曲线(图3,4)可见,在0~8M Pa区间内,随压力增高,吸附增量变化比较明显,其中以0~3M Pa间变化最显著,平均吸附增量为6.42m3/(t M Pa);3~8M Pa间的平均吸附增量为1.66m3/(t MPa);8~11M Pa 间的平均吸附增量为0.69m3/(t MPa);11~ 15MPa间吸附增量仅为0.42m3/(t M Pa)。这说明煤层气井在排水降压过程中的产气高峰期应该是3M Pa至煤层排采废弃压力之间,含气饱和度

总体偏低。图3 SY-002井3号煤层原煤等温吸附曲线

F ig.3 Adsor ption isotherm curv e o f N o.3

r aw coal seam in Well SY 002

图4 SY-002井15号煤层原煤等温吸附曲线Fig.4 A dso rptio n iso therm curve o f No.15 r aw coal seam in Well SY 002

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石 油 实 验 地 质 第28卷

2.6 煤的渗透性

研究区有8口煤层气参数井和生产试验井进行了注入/压降测试,均取得了煤层渗透率数据。总体来讲,煤储层的渗透性相对较好,取得的煤层渗透率相差数倍至数十倍以上,说明了煤层的非均质性和煤层渗透率的复杂多变性[8]。根据这8口井的试井结果,可以对寿阳地区煤层渗透性作出较为客观的评价。另外,在高变质煤分布地区,由于受构造作用的改造和影响,同样也有煤层渗透率相对高的高渗区存在,也是下一步勘探靶区选择的一个方向。

3 煤层气的富集机制

3.1 煤层气富集的主要控制因素

资料表明,该区煤层气的富集主要受控于该区煤的热演化史和埋藏史[9]。沁水煤田在石炭纪、二叠纪时期处于台型稳定均衡沉降阶段,沉降速率为22.82m/M a;至三叠纪,地壳沉降速度加快,最大沉降速率达65m/Ma;侏罗纪仅有短暂的微弱沉降,总体以褶皱抬升为主。根据现有资料估算,三叠纪末,该区下煤组埋藏深度约为3400m左右,地温达154 左右,煤化程度为肥煤、焦煤、瘦煤阶段,处于生气高峰期,平均生气速率为0.8978 108m3/(km2 M a);白垩纪变慢,为0.018 108m3/(km2 Ma);白垩纪之后,生气作用基本终止。由于研究区处于纬度34 带,在区域变质的背景上,叠加了岩浆热变质作用,因此,该区生气强度大,阳泉、寿阳、昔阳一带,生气强度一般在90 108m3/(km2 Ma)以上。

综上所述,研究区于成煤期后,曾有2次大的热演化阶段。一次为印支期,主要是快速沉降堆积增温阶段,这一阶段使石炭纪、二叠纪煤层煤化作用加强,煤级增高,区内大部分区段的煤层都跨越了生气 门槛 值(R o max> 1.0%),进入主要生气阶段,大部分地区的煤层达到生气高峰期(R o max 1.35%),因此,印支期是煤层气主要生成期;另一次为燕山期,主要为岩浆区域热增温阶段。

3.2 煤层埋深对煤层气富集的影响

一般来讲,随着煤层埋深的增加,煤层含气量增加。在平面上表现为自北向南含气量增加,而在钻孔中,下组煤含气量高于上组煤。该区的煤层气风化带深度在300m,即在300m以浅,煤层气成分中甲烷含量一般小于80%。

3.3 煤层顶、底板封闭程度对含气量的影响

研究表明,煤储层的顶、底板岩性和封盖性能对含气量的影响很大。顶、底板岩性致密、封盖性能好的区域,含气量高;反之则含气量低。在平面上,含气量低的区域和煤层顶板砂岩带基本上是重合的。

3.4 水文地质条件对含气量的影响

煤系地层水在煤层气生成、储集(吸附)和产出的全过程中都起着重要的作用。在控制煤层气赋存、产出的主要地质因素(含气量、临界解吸压力、储层压力、渗透率、内外生裂隙等)中,煤层水作为客观载体通过与诸多因素的相互作用实现对煤层气赋存、产出能力的影响[10]。煤岩储层压力表现为煤层水压力,而常规砂岩储层压力则表现为气体压力。因此,煤层水压力的高低反映了煤岩储层能量的大小。煤岩对甲烷分子的吸附能力主要与温度和压力有关,在煤层水压力作用下,埋深变浅的煤层仍保持了较高的原始含气量,煤岩储层中 圈闭 了一定数量的气体,形成煤层气藏[11]。

在研究区,主煤层高含气量区域与地下水等水位线的局部低洼地带较吻合。如韩庄井田主煤层含气量在研究区内是最高的,对比之下,该地带中奥陶统、太原组、山西组含水层的等水位线均呈现出低洼状态,地下水明显滞流是导致韩庄井田主煤层含气量高的重要原因。

上述规律得到了地下水矿化度、水质类型等分布规律的进一步佐证。韩庄井田一带存在着中奥陶统灰岩含水层高矿化度中心,矿化度在2000mg/L 以上;太原组含水层中,这一地带矿化度最高,在1500mg/L以上;山西组含水层中,也是这一地带矿化度最高,在1000mg/L以上。高矿化度区带与主煤层高含气量地带在空间分布上高度一致的规律,进一步揭示出地下水缓流或滞流对煤层气保存富集的重要作用[2]。

需要指出的是,沁水盆地北端煤层气的富集,是以上诸因素综合作用的结果,只有多种因素的有效配置,才能形成富集的煤层气藏,在进行选区评价和勘探部署时,一定要全面考虑可能影响含气量的各种因素。

4 结论

沁水盆地北端煤储层厚度大,埋深适中;煤的热演化程度较高,已进入生气高峰,煤层顶、底板封闭性能好,含气量高;煤储层裂隙较发育,孔隙以小孔和微孔为主,渗透性较好;煤的吸附性能强,但含气饱和度偏低。总体来讲,该地区煤层气开发条件良好。

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第5期 王明寿等.泌水盆地北端煤层气储层特征及富集机制

煤层气的富集受诸多地质条件的控制,是各种因素有效配置的结果。在多种地质因素中,煤的热演化史和埋藏史起着主导作用,其它因素如顶、底板的封盖性能、水文地质条件、埋深等也都影响煤层气的富集,在选区和勘探部署时要综合考虑各种因素。

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11 周志成,王念喜,段春生等.煤层水在煤层气勘探开发中的作

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RESERVOIR CHARACTERISTICS AND

ENRICHMENT MECHANISM O F THE COAL BED

GAS IN THE NORTH OF QINSHUI BASIN

Wang M ingshou

1,3

,T ang Dazhen 1,W ei Yo ng pei 2,Xu Wenjun 3,Leng Xue

4

(1.China Univ er sity of Geosciences ,Beij ing 100083,China;2.Far east Energ y Comp any ,Beij ing 100016;3.China United Coal bed M ethane Cor p or ation ,Beij ing 100011,China;

4.A sian A mer ican Coal ,I nc.,Beij ing 100016,China)

Abstract:Co albed m ethane(CBM )enrichm ent depends on the r eserv oir s characteristics,and it is also controlled by geolog ic setting.On the basis of detailed study on the r eserv oir s characteristics and CBM enrichment mechanism,the favor able ex ploitatio n pr ospect in the no rth of Qinshui Basin is demonstra ted.T he observatio n and test for the ty pe,quality and structure o f coal as w ell as the porosity ,perm ea bility and adsor bability show that the coal bed in this area is characterized by thick reservoir,hig h ther m al ev olution,local structural coal,devoloped fracture,hig h adso rbability ,high gas content and low gas saturatio n.In one w ord,the research area fits for CBM ex ploitatio n.T he CBM enrichm ent in the resear ch area is controlled by thermal evo lution histor y and burial histo ry.Ow ing to magma thermal metam orphism superimposing on the reg ional metam orpho sis,the intensity of gas g ener ation is higher.Mo reo ver,the burial depth,clo sure proper ty of adjacent r ock and hy dro logic g eolog y condition also affect gas content.T he CBM enrichm ent is the result of effective m ultifactorial macthing.

Key words:CBM reservo ir;g as content;ther mal evo lution;hydrolo gic geolo gy co ndition;the Norther n Qinshui Basin

444 石 油 实 验 地 质 第28卷

沁水盆地构造演化与煤层气的生成

沁水盆地构造演化与煤层气的生成 李明宅杨陆武胡爱梅徐文军 （中联煤层气有限责任公司科技研究中心，北京，１０００１１） 摘要沁水盆地面积约２３９２３ｋｍ２，蕴藏着丰富的煤炭资源和煤层气资源，是我 国重要的煤层气勘探区。本文主要从盆地演化的角度讨论了煤层的形成及其生气 潜力，认为沁水盆地南部是有利的煤层气勘探区块。 关键词沁水盆地构造演化沁水盆地南受煤层气 １沁水盆地构造演化特征 在影响煤层气生成和保存的众多地质因素中，以构造作用的影响最大，因为盆地的构造特征和构造热演化决定着煤的聚集和生气作用。 １．１构造特征及成煤期后构造发育特征 沁水盆地位于晋中一晋东南地区，为近南北向的大型复式向斜，面积约２３９２３ｋｍ２。盆地内次级褶皱发育，南部（古县一屯留一线至阳城）和北部（祁县以北）以近南北向褶皱为主，局部近东西、北东和弧形走向的褶皱；中部（祁县至沁源）则以北北东向褶皱发育为特点。断裂以北东、北北东和北东东向高角度正断层为主，集中分布于盆地西北部、西南部及东南部边缘。该盆地处于长期抬升状态，具有内部褶皱发育、断裂不甚发育和煤系地层广泛稳定分布的特点，区别于其西侧的鄂尔多斯盆地和东侧的华北东部断块含煤区，前者煤系沉积后长期持续稳定沉降、上覆地层厚、构造简单，后者煤系沉积后又经历了强烈的块断作用改造。 沁水盆地煤系地层沉积后，历经印支、燕山和喜山三次构造运动改造。印支期本区受侯马一沁水一济源东西向沉积中心的控制，以持续沉降为主，沉积了数千米的三叠纪河湖相碎屑岩，由北向南增厚。三叠纪末的印支运动，使华北地区逐渐解体，盆地开始整体抬升，遭受风化剥蚀。燕山期内构造运动最为强烈，在自西向东挤压应力作用下，石炭系、二叠系和三叠系等地层随山西隆起的上升而抬升、褶皱，形成了轴向近南北的复式向斜，局部断裂并遭受剥蚀。同时，区内莫霍面上拱，局部伴有岩浆岩侵入，形成不均衡的高地热场，使煤的变质程度进一步加深。由于该变质作用是在煤层被抬升、褶皱、剥蚀，上覆静岩压逐渐减小的情况下进行的，因而对煤的割理及外生裂隙的生成、保存等均产生了有别于深成变质作用的影响。喜山期区内受鄂尔多斯盆地东缘走滑拉张应力场作用，在山西隆起区产生北西一南东向拉张应力，发育了山西地堑系，区内形成了榆次—介休一带的晋中断陷，沉积了上千米的上第三系、第四系陆相碎屑岩，其他地区石炭系、二叠系和三叠系等地层继续遭受剥蚀，并在北部和东南部因拉张而形成北东向正断裂，致使沁水盆地定 一３６—

准噶尔盆地构造演化阶段及其特征

准噶尔盆地构造演化阶段及其特征 摘要：准噶尔盆地由于受到周缘造山带的多期次的逆冲推覆作用，其发育演化过程不同于一般意义的前陆盆地，而是具有类前陆盆地的特征。准噶尔盆地经历海西、印支、燕山和喜山四个构造旋回的演化，形成了早二叠纪时期的裂谷盆地，中晚二叠纪的前陆盆地，三叠纪至白垩纪的复合类前陆盆地和第三纪以来的类前陆盆地为特征的多期叠合型盆地。 关键词：准噶尔盆地构造演化类前陆盆地 引言 准噶尔盆地是我国西部发育的大型陆相盆地，对其盆地的类型及其演化，经历了很长一段研究探索过程，形成了对准噶尔盆地的形成过程的诸多认识和观点。20世纪90年代主要以二叠纪为裂谷和断陷为主，三叠－白垩坳陷，第三纪以后为上隆。一些学者分别提出了“陆内前陆盆地”(陈发景,1997) 、“再生前陆盆地”(卢华复等,1994) 及“类前陆盆地”(雷振宇,2001 ) 等概念。蔡忠贤等（2000）认为准噶尔盆地在早二叠世为裂谷,晚二叠世为热冷伸展坳陷,三叠纪—老第三纪为克拉通内盆地,新第三纪至今为陆内前陆盆地。陈新和卢华复等（2002）则将准噶尔盆地划分为地体形成、板块拼贴、前陆盆地、陆内坳陷和再生前陆盆地等6个阶段。陈业全（2004）划分盆地演化为晚泥盆世－早石炭世裂陷盆地、晚石炭世－二叠纪碰撞前陆盆地、三叠纪－古近纪陆内坳陷盆地和新近纪－第四纪再生(陆内俯冲型)前陆盆地4个阶段。 通过对准噶尔盆地区域二维地震剖面的解释，结合钻井及测井资料，我们将准噶尔的演化划分为早二叠纪时期的裂谷盆地，中晚二叠纪的前陆盆地，三叠纪至白垩纪的复合类前陆盆地和第三纪以来的类前陆盆地四个阶段。其中以中生代的复合类前陆盆地为最重要的一个阶段，与油气的关系最为密切。 一地质构造背景 中国西部各盆地位于几个大的造山带及板块缝合带之间,属于古亚洲与特提斯—喜马拉雅构造域,处于西伯利亚板块和印度板块相对挤压和相对扭动的压扭性构造环境下形成的构造格局.在南北对挤和南北对扭的联合和复合的应力条件下产生的大量平移断裂控制着盆地的展布. 中国西部盆地主要受控于三向动力体系:北部主要受古亚洲动力系所作用,受控于古亚洲域;西部主要受特提斯动力系所作用,受控于特提斯域;南部的动力来源于印度板块的北上扩张.三大动力体系在时间、空间上的叠加、复合, 形成了具有明显的旋回性和阶段性多期叠合盆地,并且在不同演化阶段中具有不同的板块构造背景,盆地类型和性质也不相同。 中国西部盆地的演化大致可以分为三个阶段: 古亚洲洋开合阶段，新元古代晚期Rodinia古陆解体,使华北、扬子、华南、塔里木等小陆块从其上裂解出来。晚奥陶世开始地壳俯冲消减,至泥盆纪晚期碰撞闭合,成为克拉通内(挤压)盆地,发育一套海相碎屑岩和碳酸盐岩沉积。古亚洲洋在晚二叠世之前消减殆尽,华北、准噶尔—吐哈、塔里木等小陆块拼合在西伯利亚块体的南缘,形成古亚洲大陆。在拼合后的

山西沁水盆地沁参1井大地热流值确定_任战利

第33卷　第2期1998年4月 SCIEN T I A G EO LO GI CA SIN ICA Vo l.32N o.2A pr.,1998 *石油天然气总公司新区事业部资助项目。任战利,男,1961年生,副研究员,石油地质专业。1996-12-09收稿,1997-07-12改回,陈辉编辑。 山西沁水盆地沁参1井大地热流值确定 * 任战利 (西北大学含油气盆地研究所　西安　710069) 关键词　沁水盆地　大地热流　地温梯度 1991年所钻的沁参井为沁水盆地第一口科学探索井,构造位置及油气意义重要。该井钻井深度大,揭露地层多、取芯全、资料丰富,为地热研究提供了良好的条件。我们在执行石油天然气总公司新区事业部“山西隆起区块早期综合评价项目”时对沁参1井进行了系统采样,测试了岩石热导率、放射性生热率样品,确定了沁参1井的大地热流值。 1　沁水盆地所处的构造位置 山西地块位于华北克拉通中部,其西为鄂尔多斯盆地,其东为渤海湾盆地,以上两盆地都是我国重要的含油气盆地。山西地块为构造隆起区,现今构造东西分别为太行隆起带和吕梁隆起带(赵重远,1990),沁水盆地夹持于两隆起带之间。两隆起带皆由走向北东呈雁行式排列的复背斜和复向斜组成,并以复背斜为主,复向斜相对不甚发育。第三纪时,在上述两隆起带夹持—大型复向斜盆地的背景上拉张形成了山西地堑系,从东北向西南呈雁行状展布,形成了一个典型的“多”字型结构。从北向南依次是桑干河地堑、滹沱河地堑、晋中地堑、汾河地堑。 沁水盆地在构造上介于太行和吕梁二隆起带之间,其西以晋中地堑、汾河地堑与吕梁隆起相接。沁水盆地四周下古生界地层多已出露地表,向盆地内部依次出露上古生界及中生界地层,盆地中心沁源、沁县、安泽和沁水一带,三叠系地层大面积出露。沁水盆地面积3200km 2 ,是一个比较简单的大型向斜构造,其长轴走向北北东,这一大型构造盆地内保存了较全的古生代地层。发育了两套烃源岩,构造圈闭比较发育,已在阳1井获工业天然气流,在10口井见到不同程度的含气显示,有一定的油气勘探价值。沁参1井位于盆地中部沁源县东北,是盆地内第一口科学探索井。 山西地块由于整体处于隆起区,它们变形后形成的构造,大都裸露地表,构造演化历史清楚,但其地温场研究非常薄弱。沁参1井大地热流研究工作还未开展,因此进一步对沁木盆地现今地温场及古地温场的研究,可以帮助我们了解华北克拉通盆地的现今地温场及古地温场演化历史,这对于油气生成史及油气资源评价工作有重要指导意义。

山西沁水煤层气田地质特征

沁水煤层气田地质特征 1 自然地理环境 沁水煤层气田位于沁水盆地南部北纬36°以南，行政区划隶属于省市，包括、高平、沁水、阳城等县市。区地形为丘陵山地，沟谷发育，切割较深,地面海拔580m～1300m。较大的河流为沁河，其它有固县河等支流常年有水，大多汇入沁河。气候为大陆性气候，昼夜温差较大。 2 构造特征 里必区地形为山地地形，地表条件复杂，山体陡峭，沟谷切割，基岩出露，地表高差大，海拔高度700-1200m，总体构造形态为一北西倾斜坡带,地层平缓，地层倾角一般2°～7°，平均4°。断层不发育，断距大于20m 的断层仅在西南部分布，主要有寺头断层以及与之伴生的次一级断层，呈一组北东向—东西向正断层组成的弧形断裂带。区低缓、平行褶皱普遍发育，呈近南北和北北东向，褶皱的面积和幅度都很小，背斜幅度一般小于50m，延伸长度5km～10km，呈典型的长轴线性褶皱。 3 含煤层简况 沁水区块地层由老至新包括下古生界奥陶系中统峰峰组(O2f)、上古生界石炭系中统组(C2b)、上统组(C3t)、二叠系下统组(P1s)、下石盒子组(P1x)、上统上石盒子组(P2s)、石千峰组(P2sh)、中生界三叠系T、新生界第三系(N)、第四系(Q)，其中主要含煤地层石炭系上统组和二叠系下统组，在盆地广泛分布，是本区煤层气勘探主要目的层。 组：为三角洲沉积，一般有三角洲前缘河口砂坝、支流间湾逐渐过渡到三角洲平原相。地层厚度8m～90m，一般60m左右，岩性为灰、深灰

色砂泥岩互层夹煤层。本组一般含煤2层～4层，自上而下编号为1#～4#，其中3#煤单层厚度大，全区分布稳定，总体具有东北厚西南薄的趋势，为组主要煤层。沁水地区为3#煤层发育区，厚度3m～8m，局部夹炭质泥岩和泥岩夹矸1～2层。3#煤层顶板岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩，底板主要为粉砂岩和泥岩。泥岩作为煤层顶、底板封盖层有利于煤层气的保存和集聚。 该组底部的K7砂岩，为本组底部的分界标志层，厚度最大可达10m，一般5m左右，以灰、灰白色中—细粒长石石英砂岩及石英砂岩为主，局部可相变为粉砂岩。 组：为一套海陆交互相沉积的复合沉积地层，厚度59m～125m,一般大于70m，岩性为中-细粒砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、灰岩和煤互层，由5个从碎屑岩到石灰岩沉积的垂向层序构成，体现了海退-海进沉积旋回过程。本组含煤层6层～12层，自上而下编号为5#～16#，其中底部15#煤层单层厚度大、分布稳定，是本区主力煤层，厚度5.2m～6.65m。15#直接顶板岩性主要为泥岩或含钙泥岩，底板主要为泥岩。K2石灰岩常常成为15#煤层的直接顶板，造成煤层气运移逸散，使煤层气井产水量增加。 该组底部普遍发育的K1砂岩及中上部数层浅海相石灰岩为其重要的区域对比标志层。 3.1 K1砂岩。

沁水盆地胡底井田地质特征及煤层气赋存规律

沁水煤层气田位于沁水盆地南部晋城地区，主体部分在沁水县境内，共划分为樊庄、潘庄、郑庄三个区块[1] 。寺头断层以西为郑庄区块，以东北部为樊庄区块，南部为潘庄区块（图1）。该区域为我国煤层气产业的重要基地，国内主要产气井多分布在此，研究意义重大。 胡底井田位于樊庄区块的中西部，在沁水县胡底乡蒲池村附近，西以老圪堆、王庄沟、东山一线为界，距沁水县城50km ，东至西岭后、上坟西西部，南抵鸡窝岭、小岭上、七坡、西庄北部，距胡底乡约 1km ，北至吴沟村、楼底、银疙堆一线南部，隶属胡底 乡管辖。井田总体成东西向的长方形，长约6km ，宽 约4km ，北纬35°43′～35°45′15″，东经112°32′44″～ 112°36′44″，面积约20.51km 2。 1区域地质概况 沁水煤层气田位于沁水盆地东南部斜坡，总体构造形态为一马蹄形斜坡带，地层倾角平缓，一般2° ～7°，平均4°左右。断层相对不发育，断距大于20m 的 断层仅在西南部分布，主要有寺头断层以及与之伴生的次一级正断层组成的弧形断裂带，呈北东向-东西向展布。区内低缓、平行褶皱普遍发育，展布方向以北北东向和近南北向为主，褶皱的面积和幅度都很小，背斜幅度一般小于50m ，面积小于5km 2，延伸长度从数百至上千米，呈长轴线型褶皱（图2）。 区内地层由老至新包括下古生界奥陶系中统峰峰组、上古生界石炭系上统本溪组、太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、中统上石盒子组、上统石千峰组、中生界三叠系、新生界新近系及第四系。岩浆活动以燕山期侵入体为主，导致煤岩变质程度增高。 2矿区地质 胡底井田位于晋获褶断带的西侧，区内构造比 作者简介：王凤清（1960—），女，1982年毕业于焦作矿业学院煤田地 质与勘探专业，河南省三门峡黄金工业学校高级讲师、高级工程师，主要从事煤田地质研究。 收稿日期：2011-04-18责任编辑：唐锦秀 沁水盆地胡底井田地质特征及煤层气赋存规律 王凤清 （河南省三门峡黄金工业学校，河南三门峡472000） 摘要：沁水盆地由于其良好的储气条件，多年来一直是国内外煤层气学者的研究对象。胡底井田位于樊庄区块的中西部，通过对其地质特征和煤储层的各项特征研究，探讨了区内煤层气的赋存规律及影响因素，得到以下认识：本区构造简单，煤层较厚且变质程度高，吸附能力强，含气量大，封存条件好，煤层气资源蕴藏丰富；受褶曲构造影响，在井田中部含气量较低，由中部向西含气量逐渐增高，向东含气量先增大后减小，南北方向也呈现起伏性变化；煤层气含量与煤层埋深基本呈正相关变化；煤层埋藏史、水文地质及煤层封盖等条件使本区形成了良好的煤层气富集区。关键词：沁水盆地；胡底井田；煤层气；地质特征；赋存规律中图分类号：P618.11 文献标识码：A Geological Features and CBM Hosting Pattern in Hudi Minefield,Qinshui Basin Wang Fengqing (Henan Province Sanmenxia School of Gold Industry,Sanmenxia,Henan 472000) Abstrac t:Since the favorable gas reserving conditions,the Qinshui Basin is always one of main subjects investigated of CBM researchers both home and abroad in many years.The Hudi minefield is situated in the mid western part of the Fanzhuang sector.Based on geological features and coal reservoir characteristic study,CBM hosting pattern and impact factors in the area have been studied.Thus following cognitions have obtained:structures in the area are simple,coal seams are thick and highly metamorphosed,stronger adsorptive capacity,higher gas content,better sealing and keeping conditions,accordingly abundant CBM resources.Since impacts from folded structures,CBM content in middle minefield is lower,increasing westward,increasing first then decreasing eastward and presents undulating from south to north.Positive correlation has existed between CBM content and coal buried depth.Coal seam accumulation,hydrogeological and seam closing cap conditions made the minefield a favorable CBM enrichment area.Keywords:Qinshui Basin;Hudi minefield;CBM;geological feature;hosting pattern 中国煤炭地质 COAL GEOLOGY OF CHINA Vol．23No．07Jul ．2011 第23卷7期2011年7月 文章编号：1674－1803（2011）07－0022－06 doi ：10.3969/j.issn.1674-1803.2011.07.06

沁水盆地地质概况

沁水盆地煤层气赋存区域地质背景 2.1 沁水盆地地质概况 沁水盆地位于山西省东南部（见图1），盆地总面积436.8km2，煤炭资源量29.16万t，具有形成煤层气的丰富物质基础。沁水盆地是我国重要的含煤盆地之一，且据《中国煤层气资源》预测：其煤层气资源量达3.28×1012m3占全国煤层气总资源量的10%左右，是我国煤层气资源勘探的重点区域[9]。 图1 沁水盆地区域构造背景图 盆地现今构造面貌为一近南北向的大型复式向斜，次级褶曲发育。南部和北部以近南北向褶曲为主，局部为近东西、北东和弧形走向的褶皱；中部则以北北东向褶皱发育为特点。断裂以北东、北北东和北东东向高角度正断层为主，集中分布于盆地西北部、西南部及东南部边缘。盆地地层属华北地层区划缺失志留纪、泥盆纪和下石炭世地层。沁水盆地自下而上钻遇的主要地层有峰峰组(O2f)、本溪组(C2b)、太原组(C3t)、山西组(P1s)、下石盒子组(P1x)、上石河子组(P2s)、石千峰组(P2 sh)和第四系(Q)等，其中山西组和太原组为主要含煤层系，3#和15#煤层为煤层气勘探的主要目的层，3#煤层为局部勘探目的层。 根据盆地内的构造发育特征、煤层埋藏深度、煤阶分布、煤层气含量变化等特

沁水盆地煤层气赋存区域地质背景 点，将盆地内石炭——二叠系含煤地层的煤层气富集单元划分为沁南富气区、东翼斜坡带富气区、西翼斜坡带富气区、西山富气区和高平——晋城富气区[10]。沁南富气区总含气面积3630km2，分为樊庄、潘庄、郑庄三个区块[11][12]。 研究区沁水盆地南部煤层气田位于沁水复向斜南部晋城地区，东临太行山隆起，西临霍山凸起，南为中条山隆起，北部以北纬30°线为界连接沁水盆地腹部，面积约3260km2，包括樊庄区块，潘庄区块，郑庄区块等(图2)。据已经取得工业产能的煤层气井资料，计算高产富集区内探明含气面积346km2，地质储量754×108km3[13]。边缘出露地层老盆地内出露较新地层，下古生界在盆地四周出露地表向盆地内部依次出露上古生界、中生界，盆地中部三叠纪地层大面积出露。 图2 沁水盆地南部煤层气田区块位置图 2.2 樊庄区块煤炭地质概况 沁水盆地樊庄区块位于山西省晋城市西北85km处。区块南北长18.53~19.96km 东西宽16.37~19.27km，面积398km2。樊庄区块位于沁水盆地南部斜坡，总体构造形态为一马蹄斜坡带，地带宽阔平缓，地层倾角一般为2°~7°，平均4°左右。区内大

山西沁水煤层气田地质特征1自然地理环境沁水煤层气田位于沁水

山西沁水煤层气田地质特征 1自然地理环境 沁水煤层气田位于沁水盆地南部北纬36°以南，行政区划隶属于山西省晋城市，包括晋城、高平、沁水、阳城等县市。区内地形为丘陵山地，沟谷发育，切割较深,地面海拔580m～1300m。较大的河流为沁河，其它有固县河等支流常年有水，大多汇入沁河。气候为大陆性气候，昼夜温差较大。2构造特征 里必区地形为山地地形，地表条件复杂，山体陡峭，沟谷切割，基岩出露，地表高差大，海拔高度700-1200m，总体构造形态为一北西倾斜坡带,地层平缓，地层倾角一般2°～7°，平均4°。断层不发育，断距大于20m的断层仅在西南部分布，主要有寺头断层以及与之伴生的次一级断层，呈一组北东向—东西向正断层组成的弧形断裂带。区内低缓、平行褶皱普遍发育，呈近南北和北北东向，褶皱的面积和幅度都很小，背斜幅度一般小于50m，延伸长度5km～10km，呈典型的长轴线性褶皱。 3含煤层简况 沁水区块地层由老至新包括下古生界奥陶系中统峰峰组(O2f)、上古生界石炭系中统本溪组(C2b)、上统太原组(C3t)、二叠系下统山西组(P1s)、下石盒子组(P1x)、上统上石盒子组(P2s)、石千峰组(P2sh)、中生界三叠系T、新生界第三系(N)、第四系(Q)，其中主要含煤地层石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，在盆地内广泛分布，是本区煤层气勘探主要目的层。 山西组：为三角洲沉积，一般有三角洲前缘河口砂坝、支流间湾逐渐过渡到三角洲平原相。地层厚度8m～90m，一般60m左右，岩性为灰、深

灰色砂泥岩互层夹煤层。本组一般含煤2层～4层，自上而下编号为1#～4#，其中3#煤单层厚度大，全区分布稳定，总体具有东北厚西南薄的趋势，为山西组主要煤层。沁水地区为3#煤层发育区，厚度3m～8m，局部夹炭质泥岩和泥岩夹矸1～2层。3#煤层顶板岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩，底板主要为粉砂岩和泥岩。泥岩作为煤层顶、底板封盖层有利于煤层气的保存和集聚。 该组底部的K7砂岩，为本组底部的分界标志层，厚度最大可达10m，一般5m左右，以灰、灰白色中—细粒长石石英砂岩及石英砂岩为主，局部可相变为粉砂岩。 太原组：为一套海陆交互相沉积的复合沉积地层，厚度59m～125m, 一般大于70m，岩性为中-细粒砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、灰岩和煤互层，由5个从碎屑岩到石灰岩沉积的垂向层序构成，体现了海退-海进沉积旋回过程。本组含煤层6层～12层，自上而下编号为5#～16#，其中底部15#煤层单层厚度大、分布稳定，是本区主力煤层，厚度5.2m～6.65m。15#直接顶板岩性主要为泥岩或含钙泥岩，底板主要为泥岩。K2石灰岩常常成为15#煤层的直接顶板，造成煤层气运移逸散，使煤层气井产水量增加。 该组底部普遍发育的K1砂岩及中上部数层浅海相石灰岩为其重要的 区域对比标志层。 3.1K1砂岩。 为本溪组与太原组分界的区域标志层。岩性为灰、灰白、灰绿色中—粗粒或细粒石英砂岩、石英杂砂岩及岩屑石英杂砂岩，局部可相变为粉砂岩或泥岩。厚度最大可达10m,一般5m左右。

鄂尔多斯盆地构造演化及古地理特征研究进展讲解

卷 (Vo l um e ) 35 ,期 (N u m b e r ) 2 ,总 ( S U M ) 129 大 地 构 造 与 成 矿 学 Geo t ec t on i ca e t M e t a l l ogen i a 页 ( Pages ) 190 ～197 , 2011 , 5 (M a y, 2011 ) 鄂尔多斯盆地古生代中央古隆起形成演化与油气勘探 邓昆 1 , 2 , 张哨楠 1 , 周立发 3 , 刘燕 4 ( 1. 成都理工大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室 ,四川 成都 610059; 2. 山东省沉积成矿作用与沉 积矿产重点实验室 ,山东 青岛 266510; 3. 西北大学 地质系 ,陕西 西安 710069; 4. 中石油 长庆油田分公司 勘探开发研究院 ,陕西 西安 710021 ) 摘 要 :鄂尔多斯盆地古生代中央古隆起形成演化对该地区构造格局和油气勘探具有重要意义 。通过对古生代构 造背景 、地层体残余厚度 、奥陶系顶面构造演化等特征分析 ,刻画中央古隆起在不同沉积期构造演化特点 ,大体分 为 3个演化阶段 :初始演化阶段 :相对独立的中央古隆起形成于中晚寒武世 ; 发育阶段 : 中央古隆起在早奥陶世马 家沟期反映最为明显 ,为隆升剥蚀过程 ;调整 、消亡阶段 :石炭纪 - 二叠纪山西期古隆起仍有明显的显示 ,但其形态 与位置均发生了较大变化 ,与马家沟期的中央古隆起有较大差别 ,为低缓隆起 。晚二叠世以来不存在中央古隆起 。 中央古隆起对油气地质条件的控制作用体现在对沉积格局 、残余生烃坳陷 、储集条件 、盖层圈闭条件及油气运聚等 方面 。 关键词 :鄂尔多斯盆地 ; 中央古隆起 ; 形成演化 ; 油气勘探 文章编号 : 1001 21552 ( 2011 ) 022******* 中图分类号 : P618. 13 文献标志码 : A 组之上 ,香 1 井是山西组不整合于蓟县系之上 ,镇探 1井为太原组不整合于罗圈组之上等 (图 1 ) , 对中 央古隆起原先“L ”形展布形态及分布范围进行了修 正 ,其隆起的构造高点明显向西偏移 。在环县 、龙门 至宁县一带形成一个寒武系 、奥陶系缺失的三角形 隆起区 , 其面积约 11000 k m 2 。运用古构造图 、构造 顶面图 、构造演化史等构造解析方法 ,认为其形成于 中寒武世 ,并对构造演化阶段进行了划分 。 图 2显示 :古隆起顶部在镇探 1 井一线 ,不只缺 失奥陶系 ,而且还缺失寒武系 ,甚至可能缺失部分元 古界 。但是 ,地层的缺失不等于古隆起的存在 ,地层 缺失仅表示地质历史中的隆起 ,并不代表现今的隆 起 。下古生界展布特点表明 ,存在一个加里东期 - 早华力西期的古隆起是无疑的 。但它并不代表这个 古隆起在地质历史时期始终存在 。在拉平的石炭系 底面构造剖面图上存在一个削顶的隆起构造 ,说明 0 引 言 古隆起是沉积盆地内重要的构造单元 ,同时也 是控制油气聚集的地质因素之一 。关于鄂尔多斯盆 地中央古隆起形成演化等 ,前人已有大量研究 ,给出 了多种解释和不同的观点 。主要分歧体现在 : 古隆 起形成时代 、分布特征 、演化阶段和形成机制等 ,形 成于中新元古代 (汤显明和惠斌耀 , 1993 ) 、早寒武 世 (黄 建 松 等 , 2005 ) , 早 奥 陶 世 (张 吉 森 等 , 1995 ) 、中奥 陶 世 (解 国 爱 等 , 2003 , 2005 ) 、石 炭 纪 (王庆飞等 , 2005 ) 。形成机制的观点有 : 伸展背 景 下均衡 翘 升 (赵 重 远 , 1993① ; 何 登 发 和 谢 晓 安 , 1997 ) ,构造地体拼 贴 (任 文军 等 , 1999; 解国 爱等 , 2003 , 2005 ) ,继 承基 底 构造 格局 (贾 进 斗 等 , 1997; 安作相 , 1998 ) 。本文结合最新钻井 、测井及地震资 料分析的基础上 ,如灵 1 井是太原组不整合于长山 收稿日期 : 2010 203 216;改回日期 : 2010 205 217 项目资助 : 国家重点基础研究发展项目 ( 973 项目 ) ( 2003CB214601 )资助 。 第一作者简介 : 邓昆 ( 1968 - ) ,男 ,博士 ,讲师 ,主要从事石油地质教学及科研工作 。 Em a i l: dk_dengk@ 126. co m ①赵重远. 1993. 陕甘宁盆地中央古隆起及其形成演化. 西北大学.

盆地的构造演化史分析—平衡剖面技术

盆地的构造演化史分析—平衡剖面技术 200613003* 摘要：盆地模拟做到了对盆地构造演化、油气生成、运移、聚集和分布等内容的定量研究。地史模型作为盆地“五史模型”之一，其模拟内容包括沉降史、埋藏史及构造演化史。而平衡剖面技术，则是目前进行盆地构造演化史分析的重要手段。本文结合《盆地模拟与资源评价》的课堂教学内容以及前人研究成果，总结了平衡剖面技术的原理、应用、尚存不足及其发展动向。 关键词：构造演化史；平衡剖面技术；应用；尚存不足；发展动向 1平衡剖面技术的原理 Dahlstrom等（1969）定义平衡剖面技术为把剖面上的变形构造通过几何学原则全部复原成合理的未变形剖面的技术。据物质守恒定律，可推导出体积守恒、面积守恒和层长守恒等系列平衡剖面恢复的几何法则。当岩层长度在变形与未变形的两种状态下等是，剖面为平衡的。其编制原则如下： （1）面积守恒原则。在地层变形前后其地层所占面积应是不变的，对比区域在变形前后是同一种岩石，若孔隙度保持不变，计算过程中构造压实作用不考虑。（2）断层法则。断层活动引起的岩层缩短在上、下岩层一致。 （3）能量最小法则。断层在能量消耗最小部位发生。 （4）伸缩量一致原则。岩层经过断裂、褶皱，其伸缩量应基本一致。 2平衡剖面技术的应用 平衡剖面技术已普遍应用于挤压构造和褶皱一冲断带中的构造分析，并能定量描述变形和形成发育过程。 李汉阳等（2013）利用平衡剖面技术对川西凹陷侏罗系剖面进行了构造恢复，编制了构造发育剖面，恢复了该区的构造演化史。 准噶尔盆地西北缘为典型的前陆冲断带，复杂的地质条件致使地震波速横向变化较大，郭峰等（2012）利用平衡剖面技术，解决了如何研究该区构造演化及动力学机制这一难点。结果表明，研究区经历了挤压、伸展、挤压三期构造运动，构成一完整的构造旋回。其中，晚二叠世存在一个小幅度的快速挤压期，而三叠纪为构造挤压最强烈期，对该区构造演化、构造格架形成、油气运聚成藏等均具重要影响和控制作用。同时文中提出，在复杂的前陆冲断带，可采取以下方法提高恢复结果的可靠性：选择合适的地震剖面线；采用变速时深转换获取可靠的地质剖面；对不同深度的地层采用不同的变形机制恢复；去压实校正过程中，按岩性分段处理，减少由岩性横向变化大引起的误差。 汤良杰等（2008）在辽东湾选取一地质剖面进行平衡剖面分析，表明渤海盆地的新生代构造演化分为3阶段：a．断陷期，孔店组至沙四段沉积时期为断陷早期，沙三段沉积时期为强烈断陷期。b．断拗期，沙二段至沙一段沉积时期为断拗早期，东三段一东二段沉积时期为强烈断拗期。c．坳陷期(东一段沉积时期至第四纪)。 邹东波等（2006）为研究柱海地区的构造演化史，选取了横贯研究区的两条地震剖面，利用平衡剖面技术恢复出了这两条剖面在各个沉积历史时期的厚始沉积剖面，将桩海地区中生代以来的构造演化历史分为四阶段：三叠纪到侏罗纪中期的印支运动褶皱发育期、晚侏罗纪到白垩纪燕山运动断陷和挤压发育期、早第三纪断陷发育期、第四纪坳陷期。 刘学峰等（2004）以平衡剖面理论为指导，利用平衡剖面反演技术，研究了松辽盆地北部深层代表性剖面的构造发育史。

沁水盆地东南缘二叠系上石盒子组地层特征研究

1 区域地质背景 沁水盆地位于山西省东南部，北纬35°-38°，东经 111°00＇-113°50＇，总体呈北北东向延伸，中间窄，呈 哑铃状。盆地东西宽约120km，南北长约330km，总面积逾 423×10km 。古构造带上属于华北地台中带，是在燕山期剪切 挤压不断增强、隆升不断扩大的背景下形成的残余构造盆 地。燕山期，华北地区剪切挤压应力作用不断增强，早-中侏 罗世的大华北盆地逐渐向鄂尔多斯地区退缩，至晚侏罗-早白 垩世的燕山运动中期山西地区已成为隆升区，位于其上规模 最大的复式向斜型沁水盆地最终成型（陈刚等，1998）。 沁水盆地石炭-二叠系的地层平行不整合于奥陶系之 上，自下而上包括湖田段、太原组、山西组、下石盒子组、 上石盒子组、孙家沟组。湖田段为奥陶系灰岩侵蚀面之上一 套铁铝岩层的组合。太原组和山西组为主要含煤岩系，太原 组主要以石灰岩、铝土质泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩及砂岩 为主，厚44.9-193.48m，含多层可采煤层，煤层总厚0- 16.89m，平均7.19m。山西组以砂岩、粉砂岩和泥岩为主， 厚18.6-213.25m，含可采煤层1-2层，总厚0-10m，平均 4.2m。太原组的15号煤层和山西组的3号煤层在全区广泛分 布，横向分布稳定，厚度较大，是该区的主采煤层和煤层气 储层。石盒子组以砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩为主，全 组厚度400-600m，分为5个岩性段，即骆驼脖子段，化客头 段，天龙寺段，神岩段、平顶山段，纵向上底部夹有煤线和 薄煤层，下部主要为黄、绿色砂岩夹泥、页岩，中部以杏黄色夹紫红色泥页岩为主，上部杏黄色与紫色、巧克力色泥岩互层或以后者为主，顶部为黄绿色、灰黄色、灰白色砂岩为主夹杂色泥岩。孙家沟组为石千峰群下部地层，主要由红色、砖红色泥岩，粉砂质泥岩夹长石砂岩组成。 孙 杰 沁水盆地东南缘二叠系上石盒子组地层特征研究 （山西省地质调查院，山西 太原 030006） 图1 沁水盆地位置示意图（图中实线为剖面位置）

准噶尔盆地的类型和构造演化

收稿日期:20000507;修订日期:20000911 作者简介:蔡忠贤(1963—　 ),男,博士,副教授,矿产资源普查与勘探专业,现在石油大学博士后站工作。①中国科学院兰州地质研究所1准噶尔盆地构造特征及形成演化[R]119851 准噶尔盆地的类型和构造演化 蔡忠贤1,陈发景2,贾振远2 (11石油大学盆地与油藏研究中心,北京102200;21中国地质大学,北京100083) 摘　要:准噶尔盆地的早二叠世属于裂谷还是前陆盆地,存在意见分歧;晚二叠世—老第三纪 盆地的性质也不确定。文中通过对盆地构造几何学、沉降史、热史及火山岩的综合分析研究,对 盆地类型和构造演化获得了一些新的认识:(1)准噶尔盆地在早二叠世为裂谷,晚二叠世为热冷 却伸展坳陷,三叠纪—老第三纪为克拉通内盆地,新第三纪至今,由于印度板块与亚洲大陆碰撞 才形成陆内前陆盆地。(2)对石炭纪—早二叠世的岩浆活动结合区域构造资料的研究表明,准 噶尔地区古生代的板块运动和造山作用具软碰撞特点,早二叠世的裂谷盆地是在软碰撞背景下 造山带伸展塌陷的产物。(3)地幔热对流作用可能是软碰撞造山后伸展塌陷的主要深部动力学机制。 关键词:准噶尔盆地;裂谷;热冷却坳陷;克拉通盆地;软碰撞;伸展塌陷 中图分类号:P544+14;　文献标识码:A 文章编号:10052321(2000)04043110 0　引言 准噶尔盆地是新疆北部自二叠纪以来形成的大型陆内叠合盆地,目前是我国含油气前景最有希望的地区。尽管20世纪80年代以来开展了大量的地球物理和地质研究工作,但由于盆地遭受改造,在盆地类型和成因方面仍存在着诸多的分歧。中国科学院地学部①将盆地构造演化划分为4个阶段,即早二叠世断陷,晚二叠世拗陷,三叠纪—第三纪断拗和第四纪上升阶段。吴庆福[1]认为二叠纪为裂陷,三叠纪—老第三纪为拗陷,新第三纪以后为收缩上隆阶段。尤绮妹[2]的划分是:石炭纪—三叠纪为裂谷阶段,侏罗纪为中央隆升阶段,白垩纪以后为山前拗陷阶段。赵白[3]的划分是二叠纪为断陷、拗陷阶段,三叠纪为断拗阶段,侏罗纪—老第三纪为拗陷阶段,新第三纪以后为萎缩上隆阶段。肖序常[4]则认为晚石炭世—早二叠世为海相前陆盆地。杨文孝[5]也将早二叠世划为海相前陆,晚二叠世和新第三纪—第四纪划为陆相前陆,之间三叠纪—老第三纪划为振荡型陆相盆地。上述划分意见中归纳起来主要的分歧在于对盆地早二叠世的性质是张性还是压性的认识以及晚二叠纪—老第三纪拗陷盆地的性质。近来,这种分歧不仅未缩小,反而扩大。孙肇才[6]主张应该放弃早期盆地是塌陷或张性的认识,将准噶尔看作是一个在石炭纪—二叠纪前陆基础上,经过 —134—第7卷第4期 2000年10月地学前缘(中国地质大学,北京)Earth Science Frontiers (China University of G eosciences ,Beijing )Vol 17No.4Oct 12000

沁水盆地煤层气资源量评价与勘探预测

加工转化 沁水盆地煤层气资源量评价与勘探预测 薛 茹1 毛灵涛2 (1 郑州航空工业管理学院建筑工程管理系,450015; 2 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083) 摘 要 根据 煤层气资源/储量规范(试行) 中的容积法对沁水盆地煤层气资源进行 计算,提出了综合考虑区域构造单元、含煤地层沉积特征和实际分布范围来划分计算单元的 划分原则,并对沁水盆地煤层气资源的勘探进行了预测分析。 关键词 煤层气 资源评价 沁水盆地 盖层 气藏 1 沁水盆地地质概况 沁水盆地位于山西省中部及东南部,东以平定-昔阳-左权-长治-晋城一线的煤层露头线为界,西至霍山隆起以东煤层露头线与汾河地堑的东部边界,南起阳城,北抵盂县、寿阳。盆地长轴总体呈NNE向延伸,南北长约320km,东西宽约180km,有效含煤面积31100km2。 盆地的沉积盖层自下而上依次为本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石干峰组。其岩性以含砾砂岩、砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉质泥砂岩、泥岩及煤层等,其中能够对煤层气起到封盖作用的岩性主要是泥质岩类,包括粉砂岩、泥质粉砂岩、粉沙泥质岩及泥岩。就含煤层段而言,泥质岩很发育,山西组泥岩百分含量在60%左右,太原组泥岩百分含量在50%以上,且变化范围不大,全区稳定发育,是煤层气吸附储集的良好盖层。 煤层不仅是煤层气藏的源岩,同时又是煤层气藏的储层。煤层的稳定发育并具有一定的厚度和规模是煤层气富集的基础。沁水盆地稳定发育的主要可采煤层主要是太原组和山西组,煤层总厚度变化在3 65~18 5m之间。其平面展布规律,在南北方向上是由北向南煤层增厚,在东西方向上是由西向东煤层变厚。 2 煤层气资源评价 2 1 资源量计算方法的确定 煤层气资源量的大小、分布是煤层气地质评价的重要内容,也是煤层气开发前经济预算的主要依据。煤层气资源量计算的准确与否直接影响到煤层气开发的经济效益。所以,煤层气储量计算单元的划分、资源量计算方法及计算参数的确定等问题,是当前煤层气科技工作者的工作重点。 目前,国内外普遍的作法是以煤样的含气量和煤炭储量的乘积求出煤层气资源量[8]。其中含气量以混合气体含气量来计算,煤炭储量以可开采煤层计算。然而,有实例证明,这种计算方法所得计算结果往往与气井的实际产量相矛盾。鉴于煤层气与天然气的明显差异,本文在进行沁水盆地煤层气资源计算时根据 煤层气资源/储量规范(试行) 中的容积法,对全盆地范围内的煤层气资源量进行计算。 所谓容积法,即: Q i=C i H i D 10-2(1) G j=Q j A j(2) G= G j(3)式中:Q j I单元资源丰度,108m3/km2; C i I单元的煤层气含量,m3/t; H i i单元煤层厚度,m; G i i单元煤层气资源量,108m3; D i单元煤层平均容重,m3/t; A i i单元资源量计算面积,km2; G 煤层气总资源量,108m3。 2 2 资源量的计算 2 2 1 计算过程 66中国煤炭第33卷第5期2007年5月

构造演化

溱潼凹陷构造演化与成藏过程 1 区域概况 苏北盆地是苏北-南黄海盆地的陆上部分,位于江苏省长江以北地区，面积32800km2。盆地西邻郯庐断裂,北接扬子地块与华北地块缝合带，南依扬子褶皱系，其形成和演化直接受郯庐断裂的控制，与望江、潜山、无为、沭阳等盆地同期发育于白垩纪－第三纪，并以同向走向（北东），右行雁行排列，为同一应力场控制的盆地群。苏北盆地西南窄（约80km），东北宽（约120km），盆地轴线与郯庐断裂呈30o交角，其构造发育与郯庐断裂的右行活动密切相关，经历了中、新生代二期裂陷旋回和坳陷的演化过程，属中、新生代形成的中国东南部陆地上最大的近海复合含油气盆地（图1）。 图1 苏北盆地构造位置图 Ⅰ－苏北盆地Ⅰ1－东台坳陷Ⅰ2－建湖隆起Ⅰ3－盐阜坳陷Ⅰ4－滨海隆起Ⅱ－望江盆地Ⅲ－潜山盆地Ⅳ－无为盆地Ⅴ－沭阳盆地Ⅵ－南陵盆地Ⅶ－宜城盆地Ⅷ－南渡盆地Ⅸ－常州盆地

苏北盆地是前震旦陆壳和扬子古地台双层基底上发展起来的中新生代断坳复合盆地，盆地的构造格架明显受到郯庐断裂、鲁苏隆起、苏南隆起三个区域构造单元的影响，其中郯庐断裂的右行走滑对苏北盆地的“多凸多凹”的网状构造格局的形成和凹陷的沉积充填演化具主控作用（周荔青等，2006）。大量地震测线已揭示了北东向断裂是盆缘和盆内坳陷区与隆起区的主要分界断裂，也是形成单断坳陷和单断凹陷的主断裂，这些断裂延伸长度一般大于50km，长者可达200km；断距多在1000m以上，小者也有600m，最大可达4000m，普遍具走滑-伸展和同生生长性质。近东西向的“一隆二坳”由北向南分别为盐阜坳陷、建湖隆起、东台坳陷，两坳陷又由八个凹陷与十个凸起、低凸起构成。盆地内二、三、四级断裂极为发育，两组断裂呈近东西向及北东－北东东向，形成南北、东西分块。受基底起伏影响，盆地内发育北北西向构造高带，又起到东西分带作用。 因此，苏北新生界盆地具有构造分割性强的特点，单个凹陷面积900－5000km2，并均可划分出断阶带、深凹带、内斜坡带、枢纽带、外斜坡带和低凸起带构造单元。同时每个凹陷一般又被3～5个次级洼陷间北北西向高带或低凸起分割为4－6个洼陷(图2)。 图2 苏北盆地构造格架图

右江盆地构造演化史与锰矿找矿方向

右江盆地构造演化史与锰矿找矿方向 发表时间：2017-03-16T15:56:37.523Z 来源：《科技中国》2017年1期作者：段庆林 [导读] 右江盆地从早泥盆世至晚三叠世经历了从被动边缘裂谷盆地到弧后盆地的转换过程。 中国冶金地质总局广西地质勘查院广西南宁 530000 摘要：右江盆地从早泥盆世至晚三叠世经历了从被动边缘裂谷盆地到弧后盆地的转换过程。 关键词：右江盆地；被动边缘裂谷盆地；弧后盆地；海底喷流 第一节区域地质背景与成矿关系 所谓右江再生地槽也就是右江盆地，盆地的沉积特征火山作用和沉降特点表明盆地的发展经历了两个性质不同的构造演化阶段，这种发展和变化主要是在特提斯构造域和滨太平洋构造域的复合影响下发生的。右江盆地西南邻哀牢山—红河断裂带，它是印支板块和华南板块的结合带，在海西—印支期它具有洋盆的特点，属古特提斯洋的一部分，从早泥盆世开始哀牢山洋盆开始打开，导致右江地区若干与结合带平行的NW向拉伸盆地的出现，如广南—那坡盆地、百色—隆林盆地。它们的沉积作用及火山活动具有被动边缘裂谷的特征，东吴运动以后，哀牢山洋盆开始向华南板块俯冲消减。哀牢山一带存在大量的洋岛型玄武岩，以及若干铁镁质、超铁镁质岩体，洋岛火山岩是异地的，原形成于洋盆之中，是洋壳消减时被刮下来仰冲到大陆边缘之上。表明这个地区古洋盆的存在，同时说明哀牢山—红河断裂带，它是印支板块和华南板块的结合带是无疑的。在那坡-富宁公路里程碑下的115km桥下的普听河谷内出露安山—玄武岩系，据吴根要等，普听河谷内出露的安山—玄武岩及那坡西南鱼塘—那塘的火山岩岩石学化学特征落在岛弧火山岩系，岛弧火山岩相对而言是原地的。这说明广南—那坡盆地西南从中二叠世至晚三叠世为岛弧所在地。从中二叠世，哀牢山洋盆开始向华南板块俯冲消减，由于俯冲挤压的结果，早期出现垂直俯冲带的沿开远断裂出现的NE向裂谷，伴随着大量的玄武岩溢流作用和火山碎屑浊积岩系。随着挤压作用的加强和热扩散后的收缩作用，从中三叠世开始，在前期裂谷盆地的基础上出现了强烈的弧后扩张作用，沉积了巨厚的陆缘碎屑浊积岩系，形成所谓的右江再生地槽。晚三叠世哀牢山洋盆关闭，右江盆地由东西逐渐消失，结束了长达200Ma的发展历史。右江盆地的构造演化史控制了盆地地层、岩浆岩的特征及锰多金属矿产的分布。那坡—广南、百色—隆林盆地从早泥盆世至晚三叠世经历了从被动边缘裂谷盆地到弧后盆地的转换过程。海西期由于哀牢山洋盆开裂及华南板块的由南往北的漂移，整个右江盆地处于NE—SW的拉张状态，形成著名的那坡—广南、百色—隆林、河池—罗甸等次级盆地，使整个盆地造成在沉积特点上有明显区别的深水台盆区和浅水台地区相间分布的古地理面貌。在晚泥盆世各深水盆地的水位达到最深，为最大海泛期，盆内水柱深度最大，陆源物几乎停止向盆内搬运。在这间隔期深水盆地的饥饿沉积，这种饥饿沉积称为凝缩层，锰及其伴生地质体常常以凝缩层的形式出现。据相关资料，大洋锰结核生长速度为1—5mm/ka，火山热水成因的锰结核形成速度大约为1—50mm/ka。这表明低速率沉积共生组合锰及其伴生沉积地质体常常产于海平面变换周期特定的时期之中。因此晚泥盆世至早石炭世在右江盆地为重要的成锰时期，从中二叠世开始，哀牢山洋盆开始向华南板块俯冲，由于强烈的弧后扩张作用，整个右江盆地又经历了一次明显的沉降过程，这种沉降过程在晚三叠世达到最大，因此晚三叠世又是右江盆地一次重要的成锰期，右江盆地的大中型锰矿都分布在那坡—广南、百色—隆林、河池—罗甸几个次级盆地中，如大新锰矿、龙邦锰矿、那敏锰矿、下雷锰矿、湖润锰矿、东平锰矿、土湖锰矿等，本次那坡—广南次级盆地的西南缘，属于盆地边缘及岛弧环境，和盆地中心深水、低能、滞流、还原的环境不同，原生锰矿的富集条件较盆地中心差，较难形成优质的富锰矿，因此在广南—那坡断裂西南边，从早泥盆世到中三叠世不具备形成原生沉积优质富锰矿矿胚层的条件，中三叠世从麻栗坡荒田到广南—那坡断裂之间属于岛弧构造环境，中三叠世岛弧区的中基性火山岩喷发达到最大规模，岩浆喷发后伴随的海底喷流喷气带来的深源锰质经热水喷流沉积作用形成了原生的锰矿矿胚层，所以中三叠统法郎组为滇东南锰矿最有利的赋存层位。 第二节区域含锰岩系 1、下泥盆统芭蕉菁组及其矿“胚”层 含锰岩系主要分布在广南董堡、平邑一带，含锰岩系为泥盆世早期海侵形成的浅海陆棚凹槽相硅质、泥质碳酸盐岩建造。下部岩性为紫红色泥岩夹泥灰岩，中部岩性由一套硅质岩、泥质硅质岩、灰岩组成，上部为紫红色、褐黄色泥岩夹泥质粉砂岩。 矿“胚”层为含锰硅质岩，主要是接受陆源锰质、局部为深源锰质所沉积形成的。矿“胚”层呈单层赋存于含锰岩系中部硅质岩中，厚0.59m。含锰硅质岩在地表可氧化富集成氧化锰矿，其主要化学组份为：Mn27.82%、TFe6.05%、P0.428%、SiO233.96%。 2、上泥盆统榴江组及其矿“胚”层 含锰岩系主要分布于那坡、下雷、湖润、土湖、扣来一带。为浅海盆地相碳酸盐硅质岩建造，岩性较稳定，岩性组分为硅质岩、硅质灰岩。含锰岩系颜色较深，多为深灰-灰黑色，微粒、泥晶结构，水平层理发育，反映了含锰岩系形成时的深水、低能、浅海还原环境。在这种深水、低能、浅海还原环境锰质局部富集，可形成多层矿“胚”层。 3、上泥盆统五指山组及其矿“胚”层 为区域的重要含锰岩系，广泛分布于大新-下雷-靖西-那坡-富宁-岜岭一带，含锰建造主要分布深水台沟带，由具有远火山热水沉积特征的硅质岩、硅质泥岩及硅质灰岩和具重力流成因的“扁豆状”、“角砾状”灰岩组成，为浅海盆地或台沟相硅质、泥质碳酸盐岩建造。矿“胚”层同期沉积直接形成锰矿层，由2-3层碳酸锰矿或碳酸锰-硅酸锰矿层组成，锰矿层呈层状与围岩产状一致产出，层位稳定，矿石有微晶结构、显微鳞片泥质结构及胶状结构造，构造有微粒、豆状、鲕状、结核构造，显示形成时的深水、低能、浅海还原环境。 另据下雷锰矿碳氧同位素资料， “下雷式”锰矿锰质来源于海底热水，矿层是由深源锰质由海底热液沿同生断裂溢出海底，在盆地中直接沉积形成碳酸锰矿。 4、下石炭统大塘阶及其矿“胚”层 主要分布于广西天等县、德保县、靖西县及北部巴马、龙川、田东义圩一带，为浅海陆棚凹槽相硅质、泥质碳酸盐岩建造。主要岩性为深灰色硅质岩、硅质页岩、含燧石结核灰岩，与下伏上泥盆硅质岩相地层有一定的继承性，厚数十米至500米不等。 典型矿“胚”层为“宁干”式矿“胚”层，为多层含锰硅质岩（5m）夹于硅质岩中，风化后形成氧化锰矿。 5、下三叠统北泗组及其矿“胚”层 为近碳酸盐台地的浅海盆地相碳酸盐岩建造，主要分布于广西德保、田东、天等三县交界部位。含锰岩系由灰岩、泥灰岩、含锰灰岩