中国大陆煤层气盆地双层次类型划分

查明煤层气盆地类型是确切了解煤层气盆地成藏条件优劣和科学进行煤层气战略开发的关键。从煤层气富集成藏的控制因素出发,采用盆地原型及其迭加改造分析方法,研究了聚煤盆地的时空演化及后期改造特征,结果表明:煤层气盆地内煤层气富集成藏受盆地聚煤期及后期改造类型的控制;煤层气盆地有克拉通内盆地、克拉通边缘或中间陆块盆地、坳陷盆地、裂陷盆地、前陆盆地5种聚煤盆地类型,有断褶热力改造型、断褶改造型、断褶埋藏改造型、断褶埋藏热力改造型、断褶剥蚀改造型、断块改造型、断块埋藏改造型、断块热力改造型、断块埋藏热力改造型等9种改造类型。根据"聚煤盆地原型+改造类型"的煤层气盆地双层次分类方案,将我国64个煤层气盆地划分为23种煤层气盆地组合类型。     

山西沁水盆地煤层气有利开采区块研究

煤层气系统是一个由煤层、煤层中所含甲烷及其围岩组成的天然系统。作为一种非常规天然气,煤层气的生成、聚集和保存不同于常规油气系统。山西沁水盆地作为我国一个特大型石炭-二叠纪含煤盆地,具有非常丰富的煤层气资源。本研究通过对盆地地球物理特征和地质构造演化的深入分析,阐明了地质构造条件对煤层气富集的控制作用。研究结果表明:沁水盆地经历了多期构造演化,地质构造与煤层气成藏之间具有密切关系。在构造次级向斜部位含气量增高,而背斜部位含气量降低,在正断层附近含气量也明显降低。综合分析还表明,盆地北部阳泉-寿阳区域,是煤层气成藏有利区域之一,但不利于煤层气高产;盆地南部晋城-沁水一带及其以北,不仅是煤层气成藏有利区域,而且利于煤层气高产;盆地中部沁源地区是煤层气成藏和高产的有利区域;盆地东部的屯留-襄垣区域是煤层气成藏有利区域之一,但可能不利于煤层气高产。     

层序地层学在陆相盆地煤层气资源评价中的应用研究

以准噶尔侏罗纪聚煤盆地为例，将层序地层学理论引入陆相盆地煤层气资源评价领域。研究表明：陆相盆地单煤层仍具有区域可比性；赋煤体系域的岩性、岩性配置，决定煤层气的封盖条件；通过控制煤储层形成环境、成煤特征和岩性组合，得出层序地层构型影响煤层气成藏地质要素和煤层气成藏潜势。     

我国低煤阶煤层气成因类型及成藏模式研究

基于国内外低煤阶煤层气的富集特点和成藏理论的追踪,对我国低煤阶煤层气的成因类型和成藏模式展开了研究。结果表明,我国低煤阶煤层气藏成因类型有热成因、生物成因和混合成因;煤储层特征包括埋藏浅、含气量低、厚度大、渗透率高且易改造及与其它油气共生等特点;前人从岩性、构造条件及煤储层所处位置、水文地质条件等对低煤阶煤层气的成藏模式进行了划分。基于以上研究,认为应以动态的观点来认识和探讨以有利成煤相带为煤层气富集的物质基础、以构造体为煤层气运移压差和以水动力条件为气源补给和封盖的条件的低煤阶煤层气成藏模式。以东北依兰盆地为例,结合我国低煤阶煤层气盆地的地质特征和前人研究成果,建立了我国低煤阶煤层气的成藏富集模式,即原生成因和次生成因叠合下的斜坡区成煤优势相带高富水区的煤层气富集模式。     

塔里木盆地构造控油特征

在对塔里木盆地的成油气地质条件与油气藏特征研究的基础上，发现塔里木盆地具有以下五个构造控油特征；三大伸展期的原型盆地发育了三套优质烃源岩；三次关键构造变革期孕育了三个有效成藏时期；原型盆地的叠合界面导致出现了新的成藏组合类型；多旋回盆地叠合导致出现了多种成藏模式；油气分布受控于叠加地质结构，具有有序性与层次性。通过上述构造特征的研究，有利于指导油气勘探。     

沁水盆地走滑构造控气作用分析

为研究走滑构造特征及其对煤层气成藏特征的影响,以沁水盆地南部沁南区块地震、地质勘探资料为基础,分析并研究了盆地内部走滑构造的特性。分析结论表明:沁水盆地内部及其周缘存在不同规模的走滑构造,盆地内煤层气与游离气赋存富集程度受到走滑断裂带的控制。     

煤层气成藏条件分析方法——以韩城地区为例

从煤系的沉积、埋藏、煤的演化生气以及气藏的改造定型等方面分析了韩城地区煤层气藏的形成与演化过程,进而对煤层气藏特征及煤层气富集成藏条件进行了剖析。韩城地区整体上为一单斜式煤层气成藏模式,聚煤作用和后期沉积对煤层气藏的形成演化非常有利,煤层气富集成藏的生气、储气及保存条件优越,主要成藏目标煤层厚度大且分布稳定,3号煤层煤层气成藏条件及开发条件较11号煤层优越。     

澳大利亚博文盆地中部地区煤层气富集主控因素分析

澳大利亚博文盆地是典型的弧后聚煤盆地,煤层气商业化开发较早,其中部地区勘探程度低,是潜在的储量接替区,但煤层气富集规律尚不清楚,为此,分析盆地中部地区的构造特征、煤层发育特点、煤岩煤质与含气性等地质特征。研究结果表明,该区构造变形强烈,煤层埋深处于100~800 m,煤层厚8~22 m,煤岩灰分与惰质组含量较高,Ro为1.5%~2.5%,煤层含气量普遍较高。通过深入剖析构造动力条件、煤岩演化条件及煤质条件与含气量的相关关系,认为：该区煤层气富集以构造动力条件为主要影响因素,斜坡、逆断层下盘等保存条件好的区域煤层含气量高,在背斜轴部、靠近断层等区域,煤层气保存条件差,含气量低;在相似的构造条件下,煤层气富集还受到煤质及演化程度的影响。     

构造应力对阜新盆地煤层气成藏的影响

本文综合研究了构造应力对阜新盆地煤层气生成、保存、运移及分布等方面的影响,并根据煤层气藏的构造属性分类,得出阜新盆地中的煤层气藏的主要有利分布位置是刘家-王营子向斜和东梁-清河门背斜的结论,这为进一步对阜新盆地煤层气成藏研究提供了重点研究靶区。     

鄂尔多斯盆地侏罗系煤层气富集机制与模式

基于煤层气富集与其形成的地质条件密切相关性,从大地热流与地温场、古构造应力场、地下水动力场等三场,阐述了鄂尔多斯盆地侏罗系煤层气富集的地质机制。研究认为,较低的地温为煤储层吸附甲烷提供了有利条件;古构造应力场与煤层裂隙的有机配置,对煤层气的富集比较有利;侏罗系含水层系统对煤层气的富集起到水动力封闭作用,在某些水动力较弱的近于滞流区,可能是煤层气富集的有利区带。同时认为鄂尔多斯盆地侏罗系煤层气藏属于典型的单斜构造富气模式,该模式下形成的煤层气富集特征受三场在内的各种能量场的相互耦合关系所制约。     

基于地质主控因素的沁水盆地煤层气富集划分

在沁水盆地煤层气储层已经总体上具有“先天”优势的情形下,从外在地质因素主控特征的角度,基于控制沁水盆地煤层气富集特征分异的关键地质因素--构造、热力场和水动力等的综合分析,对该盆地煤层气的富集类型划分进行了研究.研究结果表明,以沁水盆地构造区划特征为基础,沁水盆地的煤层气富集主要存在3种模式,可主要划分为6种富集类型,5个煤层气有利富集区域分别显现出不同的地质主控特征.     

准噶尔东南缘中低煤阶煤层气富集规律及成藏模式

准噶尔盆地东南缘煤层气资源丰富但勘探程度相对较低,富集成藏机制和主控因素认识不足,制约了勘探实践。基于对准东南地区煤层气地质条件的精细解剖,揭示了研究区煤层气富集特征及成藏机制。研究发现,准南煤系主要发育在天山山前断褶带,受构造控制明显,东西向断层和背斜密集;煤层层数多且与砂岩叠置发育;煤岩孔径较大,孔隙连通性好,煤层含气量总体上呈现西高东低的特点。在此基础上,建立了准东南地区主要发育急倾斜煤层构造-水力封堵型混合气富集成藏模式,认为“相对的高压的封闭区是煤层气富集和成藏的有利部位”。故在煤层气勘探中应优选埋深适中的“相对构造高点”和平缓的地表水与地下水稳定过渡带,并建议对阜康-大黄山有利目标区开展立体勘探实践。     

不同煤储层条件下煤岩微孔结构及其对煤层气开发的启示

在现场宏观观测的基础上,采用显微镜下观测、镜质组反射率测试及低温氮吸附方法,对沁水盆地和淮北煤田不同矿区煤岩的变质变形作用与微孔结构特征进行了深入研究。结果表明：高变质强变形-较强变质煤储层（Ⅰ类）和中变质较强变形煤储层（Ⅲ类）有利于煤层气的富集,不利于煤层气的扩散和渗流;高变质弱变形煤储层（Ⅱ类）和中变质弱变形煤储层（Ⅳ类）较有利于煤层气的富集,也有利于煤层气的渗流;低变质强变形煤储层（V类）有利于煤层气的富集,但不利于煤层气的解吸和渗流。由此,沁水盆地南部及淮北煤田中南部是煤层气勘探开发的有利区域。     

鄂尔多斯盆地东区煤层气赋存规律分析

针对鄂尔多斯盆地东区煤层气(瓦斯)分布不均衡特点,阐述了目标区中部煤层气含量高而南北两区气体含量偏低的原因,关键是盆地基底持续沉降条件下煤的深成变质作用结果和燕山期岩浆侵入导致的部分区段热量叠加;结合区域煤层气资源分布特征,讨论了煤层气富集的关键是煤层盖层致密、埋深较大、构造简单和水动力封闭作用等因素。     

展望分形理论在构造煤裂隙研究中的应用

我国的构造煤发育较为普遍,构造煤发育区不仅是瓦斯突出的危险地带之一,还可能是煤层气开发的有利区域,现有的构造煤分类只是定性的,没有实现统一,在应用中存在一定困难,由于构造煤的裂隙结构具有典型的非线性特征和分形理论在地质中的广泛应用,所以可通过分形几何使构造煤的研究定量化,提出基于非线性特征的构造煤分类方案,为构造复杂区煤层气勘探与开发和矿井瓦斯突出预测提供科学依据。     

伊敏凹陷早白垩世含煤岩系层序地层与聚煤模式

伊敏凹陷是海拉尔盆地群中的一个次级凹陷,为陆相断陷盆地。其下白垩统伊敏组、大磨拐河组是凹陷的主要含煤地层。依据钻孔岩芯资料、测井资料等,对其岩相类型、沉积相、层序-古地理、聚煤特征及聚煤模式进行研究。依据钻孔资料在区内识别出的区域不整合面、河流下切谷冲刷面两种层序界面,将大磨拐河组、伊敏组划分为4个三级层序。运用单因素分析多因素综合作图法,以三级层序为单元,恢复古地理格局。结果表明:伊敏凹陷大磨拐河组成煤环境主要为辫状河三角洲相,从层序I到层序Ⅱ,区内沉积相从以辫状河三角洲—湖泊为主到以湖泊为主,总体反映了水体逐渐变深的演化过程。伊敏组含煤岩系成煤环境主要有扇三角洲平原—辫状河环境等;煤层在层序Ⅲ最为发育,层序Ⅳ煤层厚度逐渐减小,聚煤作用逐渐减弱,反映了凹陷萎缩,水体范围逐渐缩小的演化过程。聚煤作用受控凹构造差异性沉降的影响,煤层在凹陷中部厚度最大,向西北和东南逐渐变薄。通过对层序Ⅲ的煤层进行统计对比分析,讨论了陆相短线盆地泥炭堆积与层序地层的响应机制,改进了陆相泥炭-层序地层响应模型。伊敏凹陷早白垩世最有利的成煤环境位于扇三角洲—辫状河环境中。层序Ⅲ,Ⅳ的煤层埋深较浅,厚度较厚,适合露天开采。而层序Ⅱ煤系地层埋深较深,有巨厚泥岩封盖,是煤层气勘探的潜在区域。     

赵庄井田煤层气成藏条件研究

煤层气成藏条件研究是有效划分成藏类型或含气系统,煤层气富集高渗有利区预测、评价及优选的关键基础工作。基于赵庄井田煤层气地质条件及相关测试资料,借鉴前人研究成果,从煤生烃、煤层气储集和煤层气封盖保存条件等方面对赵庄井田煤层气成藏条件进行了研究。研究结果表明:煤中丰富的生烃物质在良好的生烃动力作用下,提高了生烃率和生烃量,为煤层气成藏提供了基础条件;煤变质程度高,促使煤中微小孔隙发育,煤层气储集能力增强和储集空间增大,有利于煤层气大量储存和富集;煤层埋深、围岩特性、构造及地下水径流等地质条件的有机匹配,为煤层气成藏提供了良好的封盖保存条件,是煤层气成藏的关键因素。