华北地区石炭—二叠纪下煤组聚煤期岩相古地理

在系统收集钻孔、测井和地质剖面资料以及前人地层、古生物研究成果基础上,对华北地区下煤组进行了横向对比,研究了下煤组分布特征、岩相古地理,及其与奥陶系顶面的空间距离关系。根据太原组野外露头剖面观测及钻孔资料,在下煤组下部地层识别出5种沉积体系。采用单因素分析综合作图法,以下煤组下部地层(时间范围为巴什基尔期—格舍尔期)为作图单元,厘定恢复了下煤组聚煤期岩相古地理。结果表明:华北北部以河流、三角洲沉积为主,承德—兴隆一带发育冲积扇沉积;向南过渡为障壁砂坝—潟湖—潮坪沉积;宁夏以西、辽东半岛、华北中东部以及豫东、皖南以碳酸盐台地沉积为主。以38°N为界,华北地区南北下煤组最有利聚煤环境具有显著差异,该纬度以北厚煤层主要形成于三角洲平原,其次为潟湖—潮坪过渡地带,该纬度以南煤层主要形成于潟湖—潮坪,厚度相对北部较小。对比不同沉积环境以及厚煤层形成机理,总结提出下煤组沉积环境聚煤作用强弱依次为三角洲平原分流间湾、潮坪、潟湖和碳酸盐台地,煤层厚度逐渐变薄,煤层层数增加。对下煤组与奥陶系顶面的空间距离研究表明,下煤组可采区煤层底板距奥陶系顶面的距离一般为10～80 m,南缘下煤组可采区一般在30 m...     

华北石炭—二叠纪层序-古地理及聚煤规律

在对露头及钻孔剖面沉积特征研究的基础上,建立了华北地台石炭—二叠纪近海型含煤岩系层序地层格架,恢复了基于三级层序的岩相古地理,并分析了聚煤规律。根据区域不整合面、河流下切谷冲刷面、沉积体系转换面、古土壤及根土岩、地层颜色突变面、煤层等层序地层关键界面特征,将华北石炭—二叠系划分为7个三级层序。通过绘制各三级层序地层厚度、砂泥比、石灰岩含量等单因素等值线,恢复出各三级层序的岩相古地理。利用煤层厚度与岩相古地理平面展布规律可知,最有利成煤环境为三角洲沉积体系,其次为河流、潮坪-潟湖沉积体系,聚煤作用以SQ2(太原组中上部)和SQ3(山西组)最强,聚煤中心位于准格尔、大同、朔州、乌海、峰峰等煤田和京津唐地区,SQ4(下石盒子组)和SQ5(上石盒子组第1段)聚煤作用仅限于华北盆地南缘,聚煤中心位于两淮地区。     

鄂尔多斯盆地上三叠统瓦窑堡组层序-古地理及聚煤规律

依据钻孔岩芯及测井曲线资料对鄂尔多斯盆地东部晚三叠世瓦窑堡组沉积相、聚煤模式、层序地层格架、岩相古地理进行研究,提出该区聚煤规律。瓦窑堡组依据岩性共分为五段,其中底部的第1段和顶部的第5段以泥岩、粉砂岩为主,第2段、第3段、第4段下部以砂岩为主,上部以泥岩、粉砂岩为主。根据瓦窑堡组顶部区域不整合面、第1段、第3段以及第4段底部河流下切谷冲刷面、瓦窑堡组底部与其下伏地层间地层颜色及岩性突变面等层序界面,将瓦窑堡组划分为3个三级层序,其中层序I对应瓦窑堡组一段和二段,层序Ⅱ对应瓦窑堡组三段,层序Ⅲ对应瓦窑堡组四段和五段。通过统计各个三级层序内的岩性数据,绘制地层厚度、砂泥比、煤层厚度等值线图,以三级层序为作图单元,恢复各层序的古地理格局,主要的古地理单元为河流、三角洲和湖泊,物源位于研究区东北部。层序Ⅲ的聚煤作用明显优于层序Ⅰ和层序Ⅱ,最有利于成煤环境为三角洲平原分流间湾,聚煤中心大致位于石湾镇—玉家湾镇—安塞县一带。     

沁水盆地南部石炭-二叠系层序地层划分与聚煤作用

以奥陶系顶部区域不整合面或太原组底部砂岩(k1)、太原组中部9号煤层顶面(初始海泛面)、山西组底部北岔沟砂岩(k7)以及下石盒子组底部骆驼脖子砂岩(k8)为层序界面,将沁水盆地南部划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个三级层序。结合层序划分对聚煤作用进行研究,结果发现,研究区内的主要可采煤层3号和15号煤层主要形成于最大海泛面附近,9号煤层形成于初始海泛面附近,说明煤层厚度及分布明显受控于当时沉积环境及层序地层格架。     

新疆准噶尔盆地早-中侏罗世层序-古地理及聚煤特征

在对准噶尔盆地早-中侏罗世含煤岩系进行层序地层分析的基础上,对聚煤期古地理特征及其与聚煤作用的关系进行研究。结果表明：该盆地早-中侏罗世含煤岩系形成于河流-三角洲-湖泊沉积体系,共发育3个三级层序,分别对应于八道湾组(J1 b)、三工河组(J1 s)及西山窑组(J2 x);准噶尔盆地从层序I和层序III,先后经历了沼泽化(层序I)-湖化(层序Ⅱ)-沼泽化(层序III)过程;在最大湖泛面附近的湖侵体系域末期和高位体系域早期,较快的可容空间增加速率与泥炭堆积速率相平衡,从而有利于厚煤层的聚集;该期成煤环境多样,层序I和层序III的河流泛滥平原沼泽、三角洲平原沼泽及滨浅湖中均有厚煤层形成,但尤以三角洲平原沼泽成煤最优。     

层序格架内障壁海岸沉积体系古地理背景下聚煤作用

为了系统揭示层序格架内古地理背景下障壁海岸沉积体系的聚煤特征,运用层序地层学和古地理恢复有关理论、方法以鲁西南地区石炭系-二叠系本溪组-太原组为例进行了障壁海岸沉积体系层序地层学和聚煤作用的研究。识别区域不整合面、海侵方向转换面、古土壤层底界面、海泛面、区域性强制海退面5种关键层序界面类型,将研究煤系划分为17个准层序（2种准层序类型）、2个三级层序;等时层序格架内障壁海岸沉积体系聚煤作用受基准面（相对海平面）高频波动影响,煤层发育层数多、单层厚度小;平面上聚煤作用以障壁岛-潮坪过渡带为中心,向两侧潮坪和澙湖煤层厚度、煤层层数减小。指出聚煤期剩余可容空间大小及新增可容空间产生速率（基准面上升速率）是控制泥炭沉积的关键因素;从绝对海平面变化、盆地基底沉降、下伏地层成岩作用等方面分析了平面上可容空间变化规律,提出了基于层序格架内古地理背景下剩余可容空间变化规律的障壁海岸沉积体系聚煤模式。     

扬子准地台西缘宝鼎断陷盆地层序格架下古地理演化与聚煤作用

运用层序地层学和古地理恢复有关理论、方法对扬子准地台西缘宝鼎盆地进行了等时地层格架下古地理演化与聚煤作用的研究,认为聚煤作用是剩余可容空间大小和新增可容空间产生速率双重因素综合作用的结果.发现断陷盆地聚煤中心主要位于地形平坦、剩余可容空间和新增可容空间产生速率均适中的三角洲平原环境.在盆地稳定断陷期（SⅢ2）,聚煤中心主要位于新增可容空间产生速率相对适中的三角洲平原古地理单元至盆地萎缩断陷期（SⅢ3）,聚煤中心向新增可容空间产生速率相对较快的湖泊古地理单元迁移.     

山西省石炭-二叠纪含煤岩系层序-古地理与聚煤特征

为得到山西省石炭-二叠纪等时地层格架下的聚煤规律,利用煤层露头及钻孔资料分析了含煤岩系岩相组合特征,绘制地层厚度、石灰岩含量、砂泥比、煤层厚度等值线图。研究结果表明:在山西省石炭-二叠纪含煤岩系中划分出碳酸盐台地-障壁-潟湖、三角洲、河流、湖泊等4大沉积体系,可将本溪组、太原组和山西组划分为3个三级层序,恢复了各层序的岩相古地理,主要的古地理单元有河流、三角洲、障壁岛、潮坪-潟湖和碳酸盐台地等,海侵方向由层序Ⅰ的北东向转变为层序Ⅱ和Ⅲ的南东向,且层序Ⅰ煤层形成于潮坪-潟湖环境,层序Ⅱ和Ⅲ煤层形成于三角洲平原环境,同时聚煤中心从层序Ⅰ至层序Ⅲ期有从北向南迁移的规律,以层序Ⅱ聚煤作用最强。     

鄂尔多斯盆地东缘可容纳空间变化控制的C-P煤系沉积特征

鄂尔多斯盆地东缘是国内煤系非常规天然气勘探开发的重点地区,区域范围广,沉积环境多变。结合野外露头、钻井岩芯、单井和连井剖面刻画了研究区构造隆降、海水进退、多向物源影响下的层序地层格架和沉积环境演变。结果表明:在统一研究区典型标志层的基础上,可将太原组分为4个和山西组3个III级层序;太原组主煤层顶面是区域范围内的构造转换面,南北地势近乎水平,之后中间地势进一步沉降;北部物源在太原期初始即发生影响,但南部物源到山西期才产生明显影响;研究区大致以北纬38°构造带为南北隆降支点,控制地层的厚度和岩性变化,影响厚煤带的迁移;太原期的汇水中心由南部逐渐向中部过渡,即由延川南(Sq1)到大宁—吉县(Sq2)到柳林石楼地区(Sq4),在Sq3沉积时期,海侵范围相对最大。相关成果对认识研究区含煤地层发育规律,开展煤系非常规天然气勘探开发具有支撑作用。     

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区煤系气共生成藏特征

随开采技术的不断进步,煤系气共采成为可能,而煤系气共采的前提便是煤系气的共生,所以探讨煤系气共生的问题对共采具有重要意义。通过对鄂尔多斯盆地东缘临兴地区煤系气生储盖特征研究的基础之上,结合岩芯观察及野外地质考察,总结了煤系气的共生组合模式,综合沉积、构造和成岩作用,初步探讨了煤系气共生的成因机制。结果显示:本溪组8+9号和山西组4+5号煤层为主要的烃源岩,暗色泥岩也具有一定的生烃能力;砂岩类型以岩屑砂岩为主,孔隙度平均值6.2%,渗透率平均值0.14×10~(-15)m~2,属于致密砂岩范畴;致密砂岩层、泥页岩层和煤层可以互为盖层;致密砂岩、泥页岩和煤层两两之间的组合模式具有14种,煤系气的共生组合模式具有4种。其中的两种或多种组合,构成了致密砂岩气、页岩气和煤层气的混合共生;沉积作用对煤系气共生的形成具有决定性作用,成岩作用对煤系气的共生具有改造作用。     

鄂尔多斯盆地侏罗系成煤系统

以成煤系统理论为基础,进行鄂尔多斯盆地侏罗系成煤系统研究,旨在为盆地内煤与煤层气资源评价提供另一种思路与方法。运用层序地层格架与地层完整程度、沉积古地理轮廓与煤层厚度、煤层埋深与煤的变质程度为主要标志,以煤中灰分、硫分作为辅助标志,并从主煤层厚度下限(0.8 m)、煤炭资源评价最大埋深(2 000 m)等实用性角度出发,将鄂尔多斯盆地侏罗系成煤系统划分为9个成煤系统单元;以JA,JH成煤系统单元为例,探讨了成煤系统单元的特点,南北成煤系统最大差异在于地层保存完整性及煤层丰度。成煤系统研究侧重于系统与集成方面的研究,注重煤炭形成的过程研究。     

沁水煤田下霍井田煤系沉积环境及聚煤规律研究

下霍井田位于华北聚煤盆地中部,含优质的二叠纪煤层。针对沁水煤田下霍井田煤系的沉积环境和聚煤规律开展研究,根据沉积特征,研究了煤系沉积环境及垂向演化;通过煤系及煤层顶底板沉积特征、煤层厚度变化、煤岩组分、煤中灰分硫分等分析了聚煤环境及煤层、煤质变化的影响因素。研究认为,太原组为本溪组填平补齐基础上的聚煤期泥炭沼泽—碳酸盐台地—瀉湖—三角洲—碎屑“废弃”相沉积组合,显示典型的海陆交互相约代尔旋回,属正常的海进海退沉积;山西组为太原组海侵末期形成的泥炭沼泽—三角洲旋回沉积,煤层形成于海侵减弱、陆源碎屑尚未增强的过渡时期,是聚煤期植被控制下发育的动态泥炭沼泽在碎屑贫化的基础上泥炭纯净累积演化而成;成煤期后,河流下切冲刷破坏泥炭层。该研究成果对于煤炭资源的可持续发展以及提高煤炭资源开发和利用的效率具有重要的理论与实践意义。     

鄂尔多斯盆地南部煤系致密砂岩胶结作用对储层物性的影响

鄂尔多斯盆地南部上古生界盒8段致密砂岩储层成岩作用以压实作用与胶结作用为主,其中胶结作用作为最重要的成岩作用,势必会对储层渗透性造成影响。通过阴极发光薄片技术、扫描电镜以及薄片观察,对胶结物的类型及特征进行分析。结果显示,研究区内盒8段砂岩胶结作用可分为硅质胶结、钙质胶结与泥质胶结这三大类。此外,根据胶结物不同的赋存状态,将硅质胶结物可细分为Ⅰ型接触式硅质胶结、Ⅱ型次生加大边式硅质胶结、Ⅲ型镶嵌式硅质胶结;钙质胶结物可细分为Ⅰ型孔隙式钙质胶结、Ⅱ型点式交代型钙质胶结、Ⅲ型连晶式钙质胶结、Ⅳ型基底式钙质胶结;泥质胶结物可细分为Ⅰ型伊利石型泥质胶结、Ⅱ型黏土杂基型泥质胶结、Ⅲ型绿泥石薄膜型泥质胶结,Ⅳ型高岭石型泥质胶结。不同胶结物的赋存方式以及含量均不相同,结合Photoshop对不同胶结物进行定量化分析,结果表明点式钙质胶结对储层物性影响较小;硅质胶结物含量在低于5%时,有利于储层储集空间发育;连晶式钙质胶结不利于储层储集空间发育。     

鄂尔多斯盆地西缘煤系非常规气共生组合特征

煤炭资源的多重价值体现在含煤岩系中多种矿产资源的共生组合与共采潜力,除煤层自身之外,煤层气、页岩气、致密砂岩气等煤系非常规天然气（煤系气）共生共存的现象已日趋受到业界的关注。研究这些煤系非常规气的共生组合模式,有助于煤系气的综合勘查和开发。通过对鄂尔多斯盆地西缘煤系非常规气成藏地质条件的研究,以典型钻孔的岩性组合、沉积序列和测试数据分析为例,确定了煤系气的有利层段。结果显示：区内太原组上段、山西组下段,以及延安组一段上部、二段和三段具有煤系非常规气的勘探潜力,如JM107钻孔延安组三段876～897 m处,4煤和4上煤附近,为良好的煤系气层段。据此,建立了3种煤系非常规气共生组合模式,初步探讨了煤系非常规气的共生耦合机制。     

鄂尔多斯盆地煤炭产业聚集程度研究

依据煤炭产业自身特性,结合我国当前煤炭富集与产业发达地区发展现状,参考E-G指数设计思路,构建了煤炭产业聚集程度测度模型,并利用鄂尔多斯盆地煤炭产业1995-2008年相关数据验算其产业聚集度演变情况,结果显示：鄂尔多斯盆地煤炭产业聚集程度总体呈现一个上升趋势,主要原因是由于近年来煤炭市场需求的好转和政府对煤炭产业改革力度的不断加大。从分析结果可以看出,所设计的煤炭产业聚集程度测度模型能较好反映煤炭产业聚集程度的客观变化趋势,是一种有效的煤炭产业聚集程度测度方法。