馬偉竣

（中國石化華東分公司石油勘探開發(fā)研究院，江蘇 南京 210011）

1 概況

珠藏次向斜地理位置位于貴州省貴陽市織金縣城南25 km處，構造位置位于織金區(qū)塊巖腳向斜東部，面積112.71 km2，為完整的含煤構造單元（圖1）。向斜寬緩且埋深淺，主要含煤層為二疊系龍?zhí)督M，龍?zhí)督M上覆地層保留厚度最大不超過500 m，主要含煤層龍?zhí)督M埋深在800 m以內。區(qū)內煤層變質程度較高，鏡質體反射率在3%以上，屬于無煙煤，煤巖顯微組分鏡質組含量較高，平均在70%以上。

2 煤層含氣量分布特征

2.1 煤層發(fā)育特征

珠藏次向斜主要含煤地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M，自上而下可劃分為上、中、下三段，龍?zhí)督M煤層具有多、薄的特點，可采煤層10～20層，累計厚度14.4～23.6 m，平均18.6 m，單層平均厚度0.8～2.6 m，平均1.2 m。龍?zhí)督M上段主力煤層為6號和7號煤層，中段主力煤層為16、17號煤層，下段主力煤層為20、23、27、30號煤層（圖2）。

圖1 工區(qū)構造位置圖Fig.1 Work area structural locations

圖2 珠藏次向斜綜合柱狀圖Fig.2 Synthetic histogram of Zhuzang subsyncline

珠藏次向斜煤巖類型以光亮煤為主，少量半亮煤。煤變質程度較高，為無煙煤，鏡質體反射率2.9%～4.3%，灰分為低—中灰分，灰分含量8%～30%，平均17.1%，鏡質組含量較高，平均80%，煤體結構以碎裂煤為主，少量為碎粒煤和糜棱煤，其中糜棱煤主要發(fā)育在16號煤層下部。

2.2 含氣量分布特征

珠藏次向斜含氣量整體比較高，煤田鉆孔和參數(shù)井取心測試含氣量最大達到32.69 m3/t，平均13.02 m3/t，其中23號煤層含氣量平面分布特征表現(xiàn)為“軸部高、兩翼低”的特點，軸部含氣量在20 m3/t以上，向兩翼逐漸降低到10 m3/t左右（圖3）。縱向上較大含氣量分別在6號煤、14號煤、20號煤附近，含氣量在15 m3/t以上，其中20號煤層達到了24.1 m3/t。

3 煤層氣含氣量影響因素分析

3.1 構造條件

珠藏次向斜為寬緩向斜構造，地層傾角＜15°，構造變形較弱，對煤層氣保存較有利。珠藏次向斜軸向近SW—NE向，兩翼不對稱，SE翼較陡，NW翼較緩，斷裂主要分布在靠近區(qū)內邊界附近，在向斜中部斷裂較少，斷裂走向與向斜軸向大致平行，NE翼以正斷層為主，SE翼正、逆斷層均有發(fā)育，在區(qū)內東北角靠近紅梅煤礦區(qū)斷層相對密集。

珠藏次向斜23號煤層含氣量軸部比兩翼高，表現(xiàn)為向斜控氣的典型特征。在向斜軸部上覆地層厚度較大，壓力較高，斷裂、裂隙不發(fā)育，有利于吸附，能有效阻止煤層氣垂向散失，含氣量高。兩翼由于斷裂比較多，煤層氣保存受到破壞，含氣量明顯比向斜軸部位置低。向斜內煤層埋深在800 m以淺的有利深度范圍內，含氣量等值線與頂面構造等值線趨勢基本一致（圖4）。

3.2 煤層厚度

珠藏次向斜主要含煤層——龍?zhí)督M煤層的分布特征表現(xiàn)為“廣、多、薄”的特點，主要是因為龍?zhí)督M時期發(fā)育潮坪—三角洲—沼澤海陸過渡沉積體系，沼澤大面積發(fā)育，但受晚二疊世高頻振蕩海平面變化影響，泥炭沼澤穩(wěn)定期短，造成煤層雖然分布廣、但單層薄、層數(shù)多?？v向上沉積特點表現(xiàn)為龍?zhí)督M早期為潮坪—沼澤沉積體系，中期發(fā)生區(qū)域性海退，河流作用加強，為三角洲—沼澤沉積體系，晚期由于又一次海侵，為潮坪—沼澤沉積體系[1]。

圖3 珠藏次向斜龍?zhí)督M23號煤層含氣量等值線圖Fig.3 Gas content isogram of No.23 coalbed of Longtan formation in Zhuzang subsyncline

圖4 珠藏次向斜龍?zhí)督M23號煤層頂面構造圖Fig.4 Top structural map of No.23 coalbed of Longtan formation in Zhuzang subsyncline

珠藏次向斜龍?zhí)督M煤層含煤層數(shù)最多在35層，煤層總厚度在22.3～24 m，可采煤層數(shù)達到10層，可采厚度在10.5～13.48 m。煤層厚度縱向上變化規(guī)律是受沉積作用控制的，在龍?zhí)督M上段和下段潮坪—沼澤沉積體系下，由于海平面高頻變化造成了沼澤面積廣，但單期沼澤時間短，形成了“多、薄”煤層，煤層累計厚度較大。在龍?zhí)督M中段為三角洲沉積，湖水相對穩(wěn)定，煤層層數(shù)較少。煤層厚度越大，達到中值濃度或者擴散終止所需要的時間就越長[1]，對煤層氣保存就越有利。位于最大海泛面附近6號煤、14號煤、20號煤層厚度相對較大，保存條件更好，含氣量高，其中20號煤層附近煤層較穩(wěn)定，煤層層數(shù)多、間距小，為勘探開發(fā)的優(yōu)選層。

3.3 頂?shù)装鍘r性

龍?zhí)督M含煤層的頂?shù)装鍘r性以泥巖、泥質粉砂巖、粉砂巖為主，細砂巖和灰?guī)r相對較少，灰?guī)r主要出現(xiàn)在潮坪沉積背景下的龍?zhí)督M上段和下段，在龍?zhí)督M中段為三角洲沉積，砂巖比例明顯增大。煤層頂?shù)装鍘r性滲透性差，含水性較弱，實驗測試泥質砂巖的孔隙度在5%左右，滲透率在0.3×10-3μm2左右，含水量平均為0.12%，頂板為灰?guī)r的煤層含氣量有所降低，但是含氣量也在10 m3/t以上，頂?shù)装鍘r性整體表現(xiàn)封蓋條件較好，有利于煤層氣的保存。

3.4 水文地質條件

區(qū)內主要含水層有棲霞組和茅口組裂隙巖溶水、上二疊統(tǒng)煤系裂隙水及三疊系裂隙、巖溶水和第四系孔隙水。龍?zhí)督M以峨眉山玄武巖和飛仙關組為底部、頂部隔水層，處于一個封閉性相對較好的地層環(huán)境中，使上下地層的巖溶水不能進入，從而形成獨立、完整的水文地質單元，有利于煤層氣保存[2-3]（表1）。

表1 珠藏次向斜各井田煤系地層含水性數(shù)據(jù)Table 1 Aquosity data of coal measure strata in different oilfields of Zhuzang subsyncline

龍?zhí)督M地層含水性整體較弱，埋深由淺到深含水性逐漸減弱，鉆孔抽水流量12.7～389 m3/d，單位涌水量為0.001 2～0.048 L/（s·m），煤系地層與強含水地層基本無水力聯(lián)系，地下水徑流緩慢—停滯，水力封閉條件較好，使得煤層氣受水力封閉作用而富集[4-6]。

4 結論

1）珠藏次向斜煤層氣含氣量的影響因素主要為構造、煤層厚度，其次為頂?shù)装鍘r性和水文地質條件。珠藏次向斜具有寬緩向斜構造，構造變形較弱，對煤層氣保存較有利。

2）含氣量平面分布具有“軸部高、兩翼低”的特點，軸部由于地層水滯留、斷裂少、上覆地層厚度大，含氣量高，兩翼由于斷裂比較多、埋深淺，煤層氣保存受到破壞，含氣量明顯比向斜軸部位置低。

3）含氣量縱向變化特征與受沉積控制明顯，位于最大海泛面附近6號煤、14號煤、20號煤層厚度相對較大，保存條件更好，含氣量高。潮坪—沼澤沉積的龍?zhí)督M上段、下段煤層多，煤層氣較富集。

4）以泥巖、泥質粉砂巖、粉砂巖為主的頂?shù)装宸馍w條件好，龍?zhí)督M整體含水性弱，上下有隔水層，具有獨立、完整的水文地質單元，煤層氣保存條件好，有利于煤層氣富集。

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