遼河坳陷東部凸起古生界煤層氣富集影響因素研究

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1、遼河坳陷東部凸起古生界煤層氣富集影響因素研究李春華1汪百齊1毛俊麗1杜洋2(1遼河油田勘探開發(fā)研究院2中國地質(zhì)大學(xué))摘要：本文以煤層氣富集影響因素研究入手，充分利用鉆井、地震、錄井、測井、煤巖心化驗分析及動態(tài)測試資料，開展了煤儲層構(gòu)造、沉積、煤巖變質(zhì)、煤層頂?shù)装宄练e相組合及水文地質(zhì)條件等方面研究工作。通過深入、系統(tǒng)的研究認為本區(qū)構(gòu)造活動較弱，具有先沉降后抬升的特點，利于煤層氣的生成與聚集；沉積環(huán)境為潮坪、瀉湖亞相，煤層發(fā)育、分布穩(wěn)定；煤巖經(jīng)歷兩期變質(zhì)作用，變質(zhì)程度高、產(chǎn)氣量大；煤層頂?shù)装褰M合屬于潮坪（泥炭坪）－瀉湖亞相泥巖組合，封閉性好，保存條件好；水文地質(zhì)條件單一，煤系地層沒有

2、受到地表和相鄰地層強動力水層影響，層內(nèi)砂巖含水層動力弱、無徑流，利于煤層氣吸附。這幾方面的研究認識對于研究區(qū)內(nèi)煤層氣勘探開發(fā)選區(qū)具有重要的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：遼河坳陷東部凸起古生界煤層氣富集影響因素0引言隨著全球?qū)μ烊粴赓Y源量需求的不斷增大，常規(guī)天然氣儲量日益減少，各國對非常規(guī)的煤層氣資源量均給予的足夠的重視。煤層氣地質(zhì)作為一個新的研究領(lǐng)域，國外起步較早，而在我國只有10余年的歷史[1]，近幾年來經(jīng)過卓有成效的研究工作，在沁水、鄂爾多斯等盆地取得采氣試驗突破[2-6]。這些突破給我國煤層氣基礎(chǔ)研究創(chuàng)造了較好的條件，研究認為煤層氣富集影響因素主要有煤儲層構(gòu)造、沉積、煤巖變質(zhì)、煤層頂?shù)?/p>

3、板、水文地質(zhì)等條件。按照這些基本地質(zhì)條件，開展了遼河坳陷東部凸起古生界煤層氣富集影響因素研究工作，目前研究區(qū)勘探程度較低，部署二維地震測網(wǎng)密度為2×4km；鉆探各類探井11口，均見到煤層，其中有1口探井見到煤層氣。另外，研究區(qū)東南隆起區(qū)域是遼寧省紅陽煤田，煤炭開發(fā)始于70年代，到目前共建成4個煤礦，年產(chǎn)焦煤700萬噸，該地區(qū)的煤質(zhì)優(yōu)良，厚度穩(wěn)定，是煤層氣勘探開發(fā)的有利區(qū)域。（2.區(qū)域地質(zhì)特征研究區(qū)在構(gòu)造上位于遼河坳陷東部凹陷東側(cè)凸起帶，凸起帶北以蘇家屯大斷層（F4）為界接沈陽隆起，南以騰鰲斷層（F3）為界與營口隆起相接，西以佟二堡斷層（F1）為界接?xùn)|部凹陷，東以劉二堡斷層（F2）

4、為界接遼東沉降帶，面積1600km2（圖1）。研究區(qū)自下而上發(fā)育的地層有太古界、元古界、下古生界的寒武系和奧陶系、上古生界的石炭系和二疊系、中生界的侏羅系和白堊系、新生界古近系、新近系和第四系。含煤層段主要集中在二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。山西組含煤層7層(編號1～7煤層)，3、6煤層為局部可采煤層，7煤位于山西1作者簡介：李春華，男，1964年生，1987年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院，獲資源勘查學(xué)士學(xué)位；現(xiàn)在遼河油田勘探開發(fā)研究院工作，高級工程師，從事油氣綜合勘探工作。地址：遼寧省盤錦市遼河油田勘探開發(fā)研究院，郵編124010，電話0427-7803306，移動電話136042

5、79251，郵箱lich6@petrochina.com.cn組底部，為單一煤層，厚度為1.0～4.3m，是礦區(qū)重點主采煤；太原組含煤層7層(編號8～14煤層)，厚度不一，其中12煤最為發(fā)育，為復(fù)合煤層，單厚度為1.0～5.7m，累計厚度為2.0～7.7m。F4F1F2F3圖1遼河坳陷東部凸起位置圖2構(gòu)造特征對煤層氣富集的影響構(gòu)造特征和構(gòu)造演化從宏觀上控制了煤層的形成和演化，也是導(dǎo)致煤儲層和封蓋層的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)、物性、裂隙發(fā)育狀況及地下水徑流條件差異性的重要原因，進而影響到煤儲層的含氣性和可采性[7]。2.1研究區(qū)構(gòu)造特征在區(qū)域構(gòu)造和基底構(gòu)造背景控制下，地層走向總體呈北東向，向北西

6、方向緩傾，東南翹起的單斜構(gòu)造（圖2）。構(gòu)造的總體面貌特征由北西向南東方向由斷階帶逐漸過渡到斜坡帶、背斜帶；構(gòu)造活動表現(xiàn)為由強--弱--強的特點，主要以拉張構(gòu)造形跡為主導(dǎo)。其中位于斜坡帶西側(cè)和背斜帶東側(cè)呈北東向展布的兩條分別為營口--佟二堡斷層（F1）、劉二堡斷層（F2）是控制本區(qū)構(gòu)造形態(tài)的主干斷裂，具有延伸距離遠、斷距大的特點，控制了古生界地層分布；位于斜坡、背斜帶內(nèi)的一些斷層主要呈近南北向展布，多呈雁列排列，與北東向主干斷裂斜交，具有延伸距離短、斷距小特點，屬于主干斷裂的伴生斷層，對地層分布沒有控制作用，是分帶化塊的斷層。這些斷層基本上都為張性正斷層，它們的形成和演化控制了研究

7、區(qū)的構(gòu)造變形以及圈閉的形成，并最終對煤層氣的分布產(chǎn)生重要影響。西側(cè)斷階帶煤層埋藏深，儲層物性差，F(xiàn)1斷裂活動強，斷層縱向延伸到新生代地層中，對煤層氣聚集保存不利；中部斜坡帶煤層埋藏適中，遠離風(fēng)化帶，斷裂活動弱，利于煤層氣聚集保存；東部背斜帶屬于構(gòu)造應(yīng)力集中區(qū)，斷裂發(fā)育，東側(cè)通過F2斷層與鞍山隆起太古界地層相接，對煤層起側(cè)向封堵作用，較利于煤層氣聚集保存。全區(qū)60%以上煤層埋深在600～1500m深度的斜坡帶、背斜帶范圍內(nèi)，這對煤層氣成藏和勘探開發(fā)十分有利。F2F1帶背斜帶坡斜圖2