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鄂尔多斯盆地东缘煤层气储集与产出条件

鄂尔多斯盆地东缘煤层气储集与产出条件
鄂尔多斯盆地东缘煤层气储集与产出条件

第34卷第10期煤炭学报Vol.34No.10 2009年10月JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY Oct.2009

文章编号:0253-9993(2009)10-1297-08

鄂尔多斯盆地东缘煤层气储集与产出条件

张松航,汤达祯,唐书恒,许浩,张彪,陈贞龙

(中国地质大学(北京)能源学院,北京100083)

摘要:对鄂尔多斯盆地东缘58件煤岩样品进行块煤光片法显微裂隙测试、低温氮比表面测试和压汞孔隙结构测试.结果表明,鄂尔多斯盆地东缘煤储层孔裂隙系统具有以下特点:显微裂隙密度大多数在20 100条/(9cm2)之间,构造活动强烈地区微裂隙发育增多;煤储层孔隙度相对较小,孔隙结构以小孔和微孔为主,大孔次之,中孔发育最差;BET比表面积总体较高,介于

0.092 20.480m2/g,煤储层吸附能力强.运用Q型聚类分析方法,划分出4类具有不同孔隙系

统的储层,结合显微裂隙发育情况得出:Ⅰ类储层显微裂隙较发育,孔隙度大,孔隙结构合理,比表面积较高,为煤层气勘探开发的有利储层;Ⅲ类储层构造微裂隙发育,但渗透性差,孔隙度、比表面积较小,中孔不发育,为煤层气勘探开发的不利储层;Ⅱ类储层介于Ⅰ,Ⅲ类储层之间,为煤层气勘探开发的较有利储层;Ⅳ类储层微裂隙发育,孔隙度中等,大、中孔发育,渗透性能较好,但储层比表面积较低,限制了储层的吸附能力,为煤层气勘探开发的较有利储层.

关键词:煤层气;煤储层;显微裂隙;孔隙系统

中图分类号:P618.11文献标识码:A

Preservation and deliverability characteristics of coalbed methane

in east margin of Ordos Basin

ZHANG Song-hang,TANG Da-zhen,TANG Shu-heng,XU Hao,ZHANG Biao,CHEN Zhen-long (School of Energy Resources,China University of Geosciences(Beijing),Beijing100083,China)

Abstract:Fifty eight coal samples from east margin of Ordos Basin were examined using the microfracture analysis by fluorescence microscope,liquid nitrogen adsorption analysis and mercury-injection analysis.The results show that the frequency of microfractures in coals is about20 100strips per9cm2,and increases in the tectonically ac-tive areas.The porosity is relatively low.The pore is dominated by transition pores and micropores.Macropores take the second places,and mesopores develop least.The BET surface area is relatively high ranging from0.092to 20.480m2/g.The coal reservoirs have good adsorption capacity.Four reservoir types with different pore-fracture systems were classified by Q cluster analysis and the difference of reservoir physical property were analyzed.Type Ⅰwith more microfractures,large porosity,reasonable pore structure,high specific surface area makes the good reservoir for CBM exploration and development.TypeⅢwith more structural microfractures,poor permeability,low porosity and specific surface area,less mesopores,is bad reservoir for CBM exploration and development.The characteristics of typeⅡare between typeⅠandⅢ,which makes it to be the relatively favorable reservoir for

收稿日期:2008-10-27责任编辑:王婉洁

基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)基金资助项目(2009CB219604);国家自然科学基金资助项目(40730422,40772096);

国家高科技发展计划(863)基金资助项目(2006AA06Z235);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-05-0211)作者简介:张松航(1982—),男,河南南阳人,博士研究生.E-mail:zshangdream@https://www.doczj.com/doc/9e12000280.html,

煤炭学报2009年第34卷

CBM exploration and development.Type Ⅳwhich has the good permeability ,but the weak adsorption capacity is relatively beneficial for CBM exploration and development.

Key words :coalbed methane ;coal reservoir ;microfracture ;pore system

鄂尔多斯盆地东缘(含渭北煤田)面积约170000km 2

,煤层气资源量大(2000m 以浅为

2697.329km 3),构造相对简单,是沁水盆地之外最有利的富气带,亦是目前煤层气勘探的热点地区[1]

.

然而区内的煤层气勘探试验并未获得较大突破,有必要对控气地质因素做进一步的探讨.煤储层孔裂隙系统作为煤层气抽采的起点和通道,深刻影响煤层气的解吸以及渗透性能,进而影响产能.笔者通过系统采样测试对鄂尔多斯盆地东缘煤储层的孔渗性能进行探讨

.

图1采样点分布及孔隙系统类型统计Fig.1

The distribution and the pore system classification

statistics of the samples

LJT ———河曲刘家塔矿;HSC ———河曲火山村矿;WY ———府谷五一矿;DYG ———府谷东云沟矿;WJY ———保德王家焉矿;XX ———保德细线矿;LMT ———柳林龙门塔矿;XW ———柳林兴无矿;SSP ———韩城桑树坪矿;XYK ———韩城下峪口矿;XS ———韩城象山矿;WC ———澄合王村矿;

QJH ———澄合权家河矿;JY ———蒲城金宇矿

1样品采集与测试

充分考虑地域分布、主力煤层等因素,58件煤岩样品分别取自鄂尔多斯盆地东缘14个煤矿(图1)井下新鲜采掘工作面.根据宏观煤岩类型,对各个采掘工作面垂直分层采样,并对所有样品进行煤镜质组反射率(R o ,max )分析、煤岩显微组分定量分析、煤质分析等基础项目测试.本文采用显微荧光法确定煤岩光片的裂隙,测试仪器选用LABORLXE 12POL 型荧光显微镜.煤储层孔隙系统测试分别采用了压汞法(测试仪器:9310型压汞仪;测试范围:孔径>7.2nm ),低温液氮比表面法(测试仪器:ASAP2000比表面仪及孔径分布测定仪;测试范围:孔径为1.7 300nm ).同时对部分样品进行空气渗透率测试,样品为圆柱样(直径2.5cm ,长度约3.8cm ),平行层面及面割理钻取,执行标准:SY /T 5336-1996(测试仪器:中石油勘探开发研究院廊坊分院渗透率测定装置).

2煤储层显微裂隙发育特征

研究煤储集层的显微裂隙特征时,在50倍的荧光显微镜下将30mm ?30mm 的块煤光片划分成

10mm ?10mm 的9个微区,分别将每个微区出现的裂隙按4种类型(A 类:w >5μm ,l >10mm ;B 类:w ≥5μm ,l >1mm 且连续较长;C 类:w <5μm 且1mm ≥l >300μm ,有时时断时续延伸;D 类:w <5μm ,l <300μm 且延伸较短;w 为裂隙宽度,l 为裂隙长度)进行统计(表1).

显微裂隙是沟通孔隙与宏观裂隙的桥梁,其发育程度影响储层的渗透性能.鄂尔多斯盆地东缘煤储层A 类显微裂隙少见,B 类裂隙发育弱,主要以C ,D 类裂隙为主.平面上澄合王村矿,蒲城金宇矿,韩城

桑树坪矿,河曲火山村矿裂隙密集度较高,裂隙合计均值超过80条/(9cm 2

);府谷东云沟矿,澄合权家

河矿、象山矿显微裂隙密度多在50 80条/(9cm 2

)之间,保德王家焉矿、细线矿、中部的柳林矿、裕民矿以及南部的下峪口矿裂隙密度小于50条/(9cm 2

).在鄂尔多斯东缘岩样变质程度内(0.60%

2]

8

921

第10期张松航等:鄂尔多斯盆地东缘煤层气储集与产出条件

表1鄂尔多斯盆地东缘煤储层显微裂隙情况统计

Table1Statistical results of microfissures for coal reservoir in eastern margin of Ordos Basin

表2鄂尔多斯盆地东缘样品孔隙结构参数

Table2Pore structure parameters of samples in east margin of Ordos Basin

序号样号

压汞实验参数

孔隙百分含量/%

大孔中孔小孔微孔

视孔隙

度/%

体积中值

直径/nm

平均孔隙

直径/nm

退汞效

率/%

液氮实验参数

BET比表面/

(m2·g-1)

BJH总孔体

积/(mL·g-1)

平均孔直

径/nm

反射

率/%

1BDWJY1 6.611.361.121.0 6.722.318.955.0 2.8690.00979.5180.79 2BDWJY315.216.347.720.77.830.221.947.3 1.4950.01308.8270.65 3BDWJY421.09.453.516.1 4.133.924.188.3 2.4120.00879.7470.75 4BDWJY612.112.553.621.8 6.733.320.130.5 3.6760.01479.3790.72 5BDXX-29.9 4.849.935.4 4.615.015.275.80.9130.003710.8500.72 6BDXX-3 5.87.555.631.2 5.417.116.169.1 3.2760.00959.5070.71 7BDXX-49.1 3.652.734.5 4.814.914.780.10.6190.00219.1210.74 8FGDYG28.314.352.425.08.223.918.652.4 1.3690.00347.8070.65 9FGDYG512.3 6.150.031.6 5.716.516.068.2 4.5970.0101 6.7760.74 10HQHSC223.021.137.118.88.450.723.852.7 4.5720.01248.3600.72 11HQHSC4 6.9 5.656.930.67.216.215.868.0 4.1410.01098.4610.60 12HQHSC530.4 5.442.022.2 5.524.020.154.29.1150.02057.1730.72 13HQLJT18.18.453.430.2 5.716.515.864.6 5.2830.01589.2040.62 14HQLJT27.5 4.355.233.07.213.713.878.1 6.4530.01789.2600.60 15HQLJT313.7 6.241.139.0 3.715.615.771.57.4720.0116 5.4650.76 16HQLJT4 6.411.860.820.97.524.319.743.1 5.4500.01668.8830.68 17HQLJT610.0 4.652.532.9 6.015.915.658.8 5.1590.01689.1060.74 18HQLJT7 6.3 4.750.338.8 4.613.113.976.1 4.6170.01479.5700.76 19JY5-1 5.6 5.661.127.8 3.215.415.572.50.6560.00257.895 1.55 20JY5-28.4 6.466.818.5 4.816.016.542.20.7290.0018 6.429 1.55 21JY5-319.912.045.222.9 4.422.319.860.70.3920.00209.689 1.57 22JY5-419.1 4.357.419.1 4.123.220.547.0 1.1610.00509.381 1.56 23L-8-125.4 5.039.330.3 5.319.117.960.80.3790.00199.546 1.49 24L-8-231.2 5.538.125.1 4.825.319.658.60.1990.00139.990 1.46 25L-8-418.2 2.446.233.2 4.514.715.471.80.1190.000710.910 1.50 26L-8-644.29.527.119.27.0305.727.941.30.1700.00089.435 1.50 27L-9-137.78.034.320.0 5.642.923.551.60.4130.00148.383 1.48 28L-9-221.79.241.128.0 3.419.918.360.020.4800.0173 3.619 1.51 29L-9-343.29.025.122.7 5.2174.324.056.30.2130.00098.614 1.49

9921

煤炭学报2009年第34卷

续表

序号样号

压汞实验参数

孔隙百分含量/%

大孔中孔小孔微孔

视孔隙

度/%

体积中值

直径/nm

平均孔隙

直径/nm

退汞效

率/%

液氮实验参数

BET比表面/

(m2·g-1)

BJH总孔体

积/(mL·g-1)

平均孔直

径/nm

反射

率/%

30L-9-413.5 6.843.236.5 2.614.015.473.30.2850.00119.610 1.57 31L-9-524.7 4.845.225.3 4.520.518.667.80.1800.00098.386 1.51 32L-9-627.9 5.142.324.8 4.724.619.962.40.0920.00067.418 1.53 33L-9-721.47.243.827.6 4.020.018.168.40.1220.00078.683 1.57 34QJH5-112.58.951.826.8 4.417.216.869.20.4000.002411.630 1.57 35QJH5-215.2 5.753.026.0 4.518.217.368.0 1.5500.007110.100 1.60 36QJH5-313.2 6.650.729.4 3.815.115.672.00.3050.001610.920 1.60 37QJH5-48.7 5.251.934.3 4.014.715.174.90.8630.00318.619 1.86 38SSP1-115.3 4.046.534.2 4.216.916.170.00.1620.001110.180 1.77 39SSP1-213.7 2.658.225.5 2.617.917.869.2 1.3050.0020 4.867 1.79 40SSP1-310.5 5.352.631.6 2.914.815.173.40.2850.00108.537 1.77 41SSP1-47.7 5.152.334.9 2.913.714.676.30.3500.00179.363 1.83 42SSP1-510.9 2.757.029.4 3.215.615.667.40.6550.003710.680 1.83 43WC5-119.133.033.014.97.0168.529.144.70.5570.00198.035 1.76 44XSH3-118.8 3.949.927.4 4.517.317.166.60.2000.00087.636 1.81 45XSH3-225.4 5.541.827.3 4.921.918.461.70.2560.001310.250 1.90 46XSH3-318.912.343.525.3 5.121.619.258.5 1.7060.0042 6.631 1.90 47XSH3-422.9 6.346.124.6 4.221.418.462.60.3840.0011 6.521 1.88 48XW212.78.061.318.0 2.745.322.841.8 6.8960.0105 4.896 1.43 49XW320.5 6.746.626.2 3.918.317.772.10.1030.000811.210 1.40 50XW47.1 5.750.037.1 3.714.014.578.50.2370.001410.740 1.42 51XW513.1 5.254.127.5 3.916.616.471.30.2810.00159.956 1.41 52XYK2-111.5 3.852.132.6 4.316.615.476.10.1830.001110.060 1.76 53XYK2-221.5 6.246.226.2 5.122.119.364.80.4620.00239.551 1.80 54XYK2-315.8 4.853.126.3 4.817.217.068.70.7380.00369.590 1.83 55XYK3-110.1 4.055.730.2 4.015.115.580.70.6050.00279.597 1.78 56XYK3-29.5 4.346.839.4 3.414.014.379.20.3030.00139.482 1.74 57XYK3-322.4 6.246.724.6 4.620.018.863.20.1930.001211.130 1.78 58XYK3-421.3 4.745.328.7 3.717.317.166.50.6080.00289.481 1.84

注:孔隙分类采用霍多特的十进制分类,大孔>1000nm,中孔100 1000nm,小孔10 100nm,微孔<10nm,表3与此相同.“煤级与割理间距关系”研究结果一致.其中,王村矿裂隙密度明显偏高,火山村矿裂隙密度偏高与下峪口矿裂隙密度的偏低都与各自煤岩发育的构造背景相关,一定的构造强度会增加裂隙密度,而强烈的构造变形及矿物的充填又会使裂隙模糊不清乃至无法辨认.据张尚虎[3](2004)沁水盆地显微裂隙平均29.6条/(9cm2),对比沁水盆地的研究结果,鄂尔多斯盆地东缘显微裂隙相对较发育,总平均58.9条/(9cm2).由此看出,鄂尔多斯盆地东缘裂隙发育条件中等,好于沁水盆地.

3煤储层孔隙系统发育特征

煤样压汞法测试一方面得到煤储层各孔径段孔隙含量的数据,从而定性地来判定储集于孔隙系统中的气体解吸及渗流的难易程度[4];另一方面得到视孔隙度、平均孔隙直径、退汞效率等反映孔隙系统渗流物性的参数.低温液氮比表面测试主要得到煤储层的比表面积参数,评价储层的吸附解吸性能,还可了解孔隙的形态特征[5-6],鄂尔多斯盆地东缘煤储层压汞和液氮测试结果见表2,煤储层视孔隙度偏低,一般为2.55% 8.43%,平均为4.83%,且自北向南随煤阶增高呈明显降低趋势.煤储层孔隙以小孔、微孔0031

第10期张松航等:鄂尔多斯盆地东缘煤层气储集与产出条件

含量为主,尤以小孔含量占优,其孔隙体积百分含量为26.06% 66.78%,均值为48.75%,微孔变化为14.89% 39.39%,平均为27.47%;大孔次之,介于5.56% 44.24%,均值为16.43%;中孔发育最差,变化为2.35% 32.98%,平均为7.33%.煤储层的BET比表面积为0.092 20.480m2/g,平均为2.046m2/g,其中研究区北部煤储层比面积较大,平均为4.083m2/g,中部和南部比表面积较小.煤储层BJH总孔容为0.00057 0.02050mL/g,平均为0.005395mL/g.所有煤样平均孔直径介于3.619 11.210nm,平均为8.874nm.结果表明,鄂尔多斯盆地东缘煤储层孔隙系统发育具有明显的差异性,这种差异必然导致储层孔渗性能的差异.为更好地对储层性能进行总结、归类、分析,采用Q型聚类方法分析,聚类方法选取离差平方和法(Ward method).在进行聚类分析之前,采用总和标准化方法对原始定量观测数据进行了标准化.聚类变量选择包含压汞、液氮测试结果多种参数(表3),能较好地从吸附解吸及渗流的共同角度反映样品的性质.聚类结果如图2所示,所有58件样品被较好地分成4类.研究认为,每一簇样品每种属性的平均值(表3)是对该簇样品特征的集中反映,是每簇样品的模型或近似模型,可作为该簇样品的共同特征加以研究.而研究中可以选择属性与每簇样品属性平均值非常接近的代表性实测样品作为实例来讨论各簇样品的孔隙系统发育特征

.

图2压汞试验、液氮试验测试结果的Q型聚类谱系

Fig.2The pedigree chart of Q cluster analysis of mercury inject and liquid nitrogen test results

表3压汞、液氮比表面试验参数聚类分析结果统计

Table3The results statistics of the cluster analysis for the parameters determined by

mercury injection and nitrogen adsorption

簇样号统计项

压汞实验参数

孔隙百分含量/%

大孔中孔小孔微孔

视孔隙

度/%

体积中值

直径/nm

平均孔隙

直径/nm

退汞效

率/%

液氮实验参数

BET比表面/

(m2·g-1)

BJH总孔体

积/(mL·g-1)

平均孔直

径/nm

均值12.149.3350.6727.85 6.2422.0817.7659.35 5.6270.01348.18Ⅰ16最小值 5.80 4.2637.0618.85 3.4413.1013.8030.50 1.3690.0034 3.62最大值30.3521.0961.0639.008.4350.7023.8078.1020.4800.02059.57均值20.90 6.4248.2724.40 4.3122.5319.0362.270.9360.00268.50Ⅱ19最小值8.39 2.6138.1216.11 2.5516.0016.5041.800.0920.0006 4.87最大值31.2212.2866.7830.35 5.3445.3024.1088.30 6.8960.010511.21均值11.45 4.9851.6231.96 3.8915.4615.5573.640.5000.00239.89Ⅲ19最小值 5.56 2.3543.2426.03 2.6113.7014.3067.400.1190.00077.90最大值18.248.9361.1139.39 4.8318.2017.3080.70 1.5500.007111.63均值36.0614.8929.8419.21 6.19172.8526.1348.480.3380.00138.62Ⅳ4最小值19.158.0525.0614.89 5.2142.9023.5041.300.1700.00088.04最大值44.2432.9834.2522.747.02305.7029.1056.300.5570.00199.44

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煤炭学报2009年第34卷

类型Ⅰ由聚类结果可知,类型Ⅰ样品主要来自研究区北部保德王家焉矿、细线矿,河曲刘家塔矿、火山村矿(图1).该类样品镜质体反射率较低,一般为0.6% 0.8%,孔隙度相对较高,孔隙发育小孔为主,微孔次之,大、中孔隙发育均衡.平均孔隙直径较高,退汞效率较低,表明粗孔喉孔隙占用一定数

量,孔隙连通性好.BET 比表面积均值为5.627m 2

/g ,较其他各类样品高1个数量级,在同等地质条件下,储层可具更大吸附潜量.从代表性样品(HQLJT -6,取自河曲刘家塔矿13号煤层)液氮比表面曲线(图3(a ))看,低温氮吸附等温线有明显的吸附回线且有1个拐点,表明孔隙系统为开放型孔,包括两端开口圆筒形孔及4边开放的平行板孔,含有部分“墨水瓶”型孔,这样的孔隙形态有利于煤层气的解吸扩散.因此,该类样品的孔隙结构最有利于煤层气的解吸、扩散及渗透,其所代表的储层是煤层气勘探开发的有利储层

.

图3

代表性样品吸附等温线

Fig.3

Adsorption isothermal curves of samples

类型Ⅱ

类型Ⅱ,Ⅲ样品主要为东缘中部和南部样品(图1).从表2可看出,类型Ⅱ样品较类型Ⅰ

样品视孔隙度低,均值为4.31%,大孔含量明显增加,中孔含量减少,小、微孔含量相近.体积中值直

径、平均孔隙直径比类型Ⅰ样品略大,退汞效率比类型Ⅰ样品略高,表明粗孔喉孔隙含量比类型Ⅰ样品略

高.BET 比表面积均值为0.936m 2

/g ,表明煤储层吸附能力较强.代表性样品(XSH3-4取自韩城象山矿3号煤层)液氮比表面吸附等温线(图3(b ))同类型Ⅰ一样,有明显的吸附回线且有1个拐点,表明孔隙系统为开放型孔,包括两端开口圆筒形孔及4边开放的平行板孔,且可能包含部分“墨水瓶”型孔.类型Ⅱ样品的中孔孔隙含量略少,可能会形成孔隙连通的“瓶颈”

,但大孔含量相对较多,孔隙形态多为开放孔,总体评价类型Ⅱ样品代表的储层仍为较有利于煤层气的解吸、扩散及渗透的有利储层.类型Ⅲ

类型Ⅲ样品孔隙度偏低,介于2.61% 4.83%之间,均值为3.89%,成为制约其孔渗性能

的主要因素.与类型Ⅰ样品相比,大孔、小孔、微孔含量相似,但中孔含量比较少,均值仅为4.98%,

造成孔隙分布的不均衡,影响孔隙间的连通,可能成为煤层气扩散渗流的“瓶颈”

.体积中值直径、平均孔隙直径明显比类型Ⅰ,Ⅱ样品小,表明粗孔喉孔隙含量相对较少,退汞效率较高也说明大、中孔隙含量偏少,显示该类样品吸附能力一般.代表性样品(XYK2-1取自下峪口矿2号煤层)液氮比表面吸附等

温线(图3(c ))无明显拐点,甚至呈现“负斜率”

,吸附回线不明显,表明其孔隙系统多为一端开口的半封闭型孔.鉴于中孔含量少造成的“瓶颈”作用及孔隙形态的封闭性,认为该类样品的孔隙结构不利

于煤层气的解吸、扩散及渗透.从图1上看Ⅲ类样品个数较多、分布广,其所代表的储层是各区乃至各垂直分层中煤层气勘探开发的较差储层.

类型Ⅳ

类型Ⅳ主要为柳林矿的3个样品及澄合王村矿的1个样品,样品数量较少.煤变质程度主要

处在焦煤阶段.类型Ⅳ样品孔隙度较高,介于5.21% 7.02%之间,均值为6.19%,大孔、中孔含量较

大,孔隙分布均衡,连通性好.BET 比表面积较低,均值为0.5m 2

/g ,表明该类样品煤储层吸附性能较差,含气性受限.低温氮吸附等温线(图3(d ),代表性样品L -9-1,采自柳林龙门塔矿9号煤层)弱

回线或无吸附回线,表明孔隙系统主要为一端封闭孔,含有部分开放孔,较不利于煤层气的解吸及扩散.因此,该类样品的孔隙结构有利于煤层气的渗流,较不利于解吸、扩散,且含气量受限,代表的储层是煤层气勘探开发的较不利储层.

2

031

3031第10期张松航等:鄂尔多斯盆地东缘煤层气储集与产出条件

分析聚类结果的地质内涵(图1),变质程度是Ⅰ类储层,区别于其他3类储层的主因,Ⅰ类储层变质程度低(0.60%

4煤储层孔裂隙系统的渗透性响应

煤层气的吸附及扩散、渗透能力都与煤储集层的孔隙度、孔隙结构、孔隙形态和连通性及裂隙发育密切相关.对于煤储层,孔隙是煤层气的主要储集场所和扩散渗流通道,显微裂隙构成煤层气的层流及紊流混合渗透区间并沟通宏观裂隙.鄂尔多斯盆地东缘煤储层渗透性测试结果见表4,从表4中可看出研究区北部煤样(包含王家焉矿、火山村矿、细线矿、东云沟矿煤样)渗透率较高,这与分析研究区北部孔隙发育属于类型Ⅰ,储层原生孔裂隙系统保存较好,连通性强,显微裂隙密度较高或中等相对应.澄合王村矿,蒲城金宇矿,韩城桑树坪矿煤样显微裂隙密度高,特别是王村矿WC5-1样品裂隙密度达到525条/(9cm2),但渗透率却比较低.分析原因,与这几个矿区构造活动强烈,煤层原始结构遭到严重破坏,孔隙发育特征多属类型Ⅲ,裂隙部分被粉煤充填且多为超微裂隙相关[12],也说明储层的渗透性不仅受控于裂隙的条数,也与裂隙及孔隙系统的连通性紧密相关.下峪口矿煤储层孔隙特征多为Ⅲ型,显微裂隙密度也比较低,渗透率测试结果也显示为最低.从实际资料上看,东缘河东地区煤层气储层的渗透率一般大于3?10-3μm2,而沁水盆地南部3号煤层的渗透率为1?10-3 2?10-3μm2,因此,从储层孔-裂隙系统看,鄂尔多斯盆地东缘储层物性亦明显优于沁水盆地.

表4鄂尔多斯盆地东缘样品渗透率测试结果

Table4The permeability test results of the samples in east margin of Ordos Basin

5结论

(1)煤储层性质基本上受控于煤岩变质程度,煤岩类型及构造背景起次要控制作用.总体上裂隙密度中等,构造强烈地区D裂隙明显增多,但这类裂隙对储层渗透率贡献不大.孔隙度偏低,孔隙结构以小、微孔为主,大孔次之,中孔发育最弱.BET比表面积为0.092 20.480m2/g,平均为2.046m2/g,总体显示了较强的吸附能力.

(2)运用Q型聚类分析方法将研究区储层划分为4类,Ⅰ类储层主要分布在北部,显微裂隙较发育,孔隙度大,孔隙结构合理,比表面积较高,为煤层气勘探开发的有利储层.Ⅲ类储层主要在半暗、暗淡煤

煤炭学报2009年第34卷4031

分层,以及东缘南部D类显微裂隙较多的构造煤发育地区,孔隙度,比表面积较小,中孔不发育,容易造成孔隙连通的“瓶颈”,渗透率较低,为煤层气勘探开发的不利储层.Ⅱ类储层性能介于Ⅰ,Ⅲ类之间,是煤层气勘探开发的较有利储层.Ⅳ类储层比较特殊,主要分布在中部部分层位,储层微裂隙发育,孔隙度中等,大、中孔发育,渗透性能较好,但储层比表面积较低,多小于0.5m2/g,限制了储层的吸附能力,为煤层气勘探开发的较有利储层.总体上鄂尔多斯盆地东缘煤储层孔渗性能要优于沁水盆地,下一步应对构造发育状况、储层原地应力条件等进行深入研究,做出更客观的评价以指导煤层气勘探选区.参考文献:

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鄂尔多斯盆地下寺湾地区三叠系下组合地层石油地质特征及勘探方向

第44卷 第4期西北地质Vol.44 No.42011年(总180期)NORTHWESTERN GEOLOGY 2011(Sum180) 文章编号:1009-6248(2011)04-0122-10 鄂尔多斯盆地下寺湾地区三叠系下组合地层 石油地质特征及勘探方向 宋和平1,张炜2 (1.延长油田股份有限公司下寺湾采油厂,陕西延安 716100; 2.陕西省地质矿产勘查开发局物化探队,陕西西安 710043) 摘 要:三叠系延长组上组合地层作为下寺湾油田的主力油层段,经过数十年的勘探开发,其后备资 源日显不足。通过对近年来下寺湾地区探井含油层段的分析研究,发现三叠系延长组下组合地层长7 -长10段具有较好的油气显示。本文针对延长组下组合地层长7、8段,对其沉积微相、砂体形态、 储盖组合、构造形态、岩性组合特征进行分析探讨,为下寺湾油田持续稳步发展寻找到层系接替 资源。 关键词:三叠系延长组;层系接替;储层特征;构造形态 中图分类号:P618.130.2 文献标识码:A 下寺湾油田位于陕西省延安市甘泉县境内,构造上处于鄂尔多斯盆地为一西倾单伊陕斜坡的南部(杨俊杰,2002)(图1)。是鄂尔多斯盆地中生界油气比较富集的地区之一,面积约2 285km2。该油田经历了3个勘探开发阶段,第一阶段是1970年长庆石油勘探局对甘泉县桥镇以东、王坪以西一带进行了勘探验证,钻探127口井,其中试油108口井,87口井获工业油流,主要含油层位为延长组长1、长2和延安组延7、延9、延10油层,探明含油面积84km2,地质储量2 127×104t;第二阶段是1987年组建延长油矿管理局下寺湾钻采公司,采取“滚动开发,以油养油”的战略,主要围绕已有探井扩大生产规模,到2001年先后在柳洛峪南部、雨岔西部、张岔、北沟、川道-龙咀沟、道镇等区块对延长组长2、长3、长6油组进行了勘探,累计探明含油面积408km2,已探明地质储量11 600.8×104t;第三阶段是2008年开始对延长组下组合地层进行勘探,相继发现了柳洛峪区块延长组长8,雨岔区块延长组长7、长8、长10,川道-龙咀沟区块延长组的长7、长8油层组。 随着三叠系上统延长组上组合地层开发状况的日趋饱和,可用于继续勘探开发的后备资源面积日渐减少。笔者依据近年来在下寺湾地区探井钻遇油层特征,主要针对三叠系下组合地层进行综合地质研究,为下寺湾油田稳步增长寻找到接替性油藏资源(裘亦楠等,1994,1998;李道品,2002)。 1 区域概况 鄂尔多斯盆地是一个整体升降、拗陷迁移、构造简单的大型多旋回克拉通盆地。基底为太古宇和下元古界变质岩系。经过长期的地质发展演化,形  收稿日期:2011-05-24;修回日期:2011-11-21  基金项目:下寺湾采油厂“下寺湾地区三叠系下组合地层石油地质综合评价”(2008年度科研项目)  作者简介:宋和平(1966-),男,陕西甘泉县人,1991年毕业于西安石油大学,高级工程师,现主要从事油田开发技术应用及研究工作。E-mail:shp663@163.com

鄂尔多斯盆地天然气分布及利用

鄂尔多斯盆地天然气分布及利用 鄂尔多斯盆地是我国第二大沉积盆地,面积37×104km2。自中国陆上第一口油井在陕北钻探成功以来,已历经了近一个世纪的油气勘探,可谓勘探历史悠久,然而对于天然气勘探来说,仍可看作是一个新的地区,因为盆地天然气大规模的研究、勘探和开发仍比较滞后,靖边、苏里格、榆林、乌审旗等4个上千亿立方米的大气田都是上世纪90年代以来才发现。因此,盆地天然气资源潜力大,储量发现率低,天然气工业发展前景大。 鄂尔多斯盆地截至2004年底共探明8个气田,探明地质储量 11955.56×108m3,可采储量7082.56×108m3。天然气藏主要以地层—岩性气藏为主,具有低孔、低渗、低压、低丰度等特征。盆地常规天然气资源主要分布在古生界,有C-P和O两套主力产层,勘探面积25×104km2。其中上古生界预测资源量8.59×1012m3,有利勘探区带资源量为3.92×1012m3;下古生界预测资源量为2.36×1012m3,有利勘探区资源量为1.16×1012m3。煤层甲烷资源主要分布在C-P 和J,预测煤层气资源11.2×1012m3,有利勘探区资源量为4.4×1012m3;另外盆地中生界还包括油田伴生气资源3416.94×108m3。因此,盆地天然气资源潜力雄厚,资源配置合理,后备资源充足,预计到2010年,鄂尔多斯盆地天然气累计探明储量可达15000×108~20000×108m3,可成为我国最大的天然气资源战略接替基地。 鄂尔多斯盆地天然气分布 鄂尔多斯盆地常规天然气资源量(煤成气及碳酸盐岩气)为10.95×1012m3,占全国二次资源评价天然气总资源量38×1012m3的三分之一,占最新资源评价结果50.6×1012m3的21%。煤层气占全国煤层甲烷总量32.6×1012m3的34%。

鄂尔多斯盆地地层组基本特征

鄂尔多斯盆地地层组基本特征 第四系:第四系自下向上包括更新统和全新统。晚第三纪末,受喜山运动的影响,鄂尔多斯盆地曾一度抬升,大约以北纬38°为界,北部为一套河湖相沉积,南部为黄土沉积,黄土分布广,厚度大,构成塬、梁、峁的物质主体,与下伏新近系呈不整合接触。第四纪主要是人类的出现并有多期冰期,可见人类化石、旧石器与大量相伴生的哺乳动物化石和鸟类化石。 新近系:曾称新第三系、上第三系,自下而上包括中新统和上新统。中国新近系仍以陆相为主,仅在大陆边缘,如台湾、西藏等地有海相沉积。 古近系:曾称老第三系,自下而上包括古新统、始新统和渐新统,主要分布在河套、银川、六盘山等盆地。鄂尔多斯盆地早第三纪古新世,盆地继承了晚白垩世的挤压应力状态,断裂活动性强,沉积速度快,多发育冲积扇、水下扇等各种扇体。地层厚度厚50~300米左右,岩性主要为红色泥岩、砂质泥岩夹泥灰岩。 白垩系:主要出露下白垩统,又称志丹群,分六个组,从上往下为泾川组、罗汉洞组、环河组、华池组、洛河组及宜君组。 泾川组:命名地点在甘肃省泾川县。地层厚100-400米,岩性主要为暗紫、浅棕红、浅灰、浅灰绿色等杂色砂质泥岩、泥页岩、灰质泥岩与泥质粉砂岩互层,夹浅灰、浅紫红色灰

岩和浅灰色、浅黄色砂岩,与下伏罗汉洞组呈整合接触。 罗汉洞组:命名地点在甘肃省泾川县罗汉洞。主要为河流相的砂泥岩沉积。地层厚度100~260米,上部为发育巨大斜层理的红色细至粗粒长石砂岩,含细砾和泥砾;中部以紫红色为主的泥岩及泥质粉砂岩,夹发育斜层理的细粒长石砂岩为主;下部岩性以紫红色为主的泥岩底部为发育巨大斜层理的黄色中至粗粒长石砂岩为主,与下伏环河组呈整合接触。 环河组:命名地点在甘肃省环县环江。地层厚240米左右,岩性为黄绿色砂质泥岩与灰白色、暗棕黄色砂岩、粉砂岩互层,与下伏华池组呈整合接触。 华池组:命名地点在甘肃省华池县。地层厚290米左右,岩性以灰紫、浅棕色砂岩夹灰紫、灰绿色泥岩为主,含中华弓鳍鱼、狼鳍鱼、原始星介、女星介等化石,与下伏洛河组呈整合接触。 洛河组:旧称“洛河砂岩”,命名地点在陕西省志丹县北洛河。地层厚度250~400米,从西南往东北变厚,在黄陵沮水以南与宜君组为连续沉积;在沮水以北,宜君组缺失,假整合于侏罗系之上。岩性以河流相的紫红、桔红、灰紫色块状、发育巨型斜层理的粗一中粒长石砂岩为主,局部发育夹较多的砾岩、砾状砂岩。含介形类、狼鳍鱼、达尔文虫等化石。 宜君组:主要分布在黄陵沮水、宜君、旬邑、彬县一带,

低变质煤的煤层气开发潜力——以鄂尔多斯盆地侏罗系为例

文章编号:100121986(2007)0120029205 低变质煤的煤层气开发潜力 ———以鄂尔多斯盆地侏罗系为例 张培河 (煤炭科学研究总院西安分院,陕西西安 710054) 摘要:以鄂尔多斯盆地侏罗系为例,分析了低变质煤的煤层气地质特征、保存条件、主要储层参数的分布特征以及煤层气资源状况。鄂尔多斯盆地侏罗系煤的变质程度低,煤层发育层数多、厚度大,水文地质条件有利,煤层气资源条件优越。与美国粉河盆地对比,鄂尔多斯盆地侏罗系煤层气具有一定的开发潜力。中国低变质煤分布广泛,煤炭及煤层气资源量巨大,煤层气地质条件优越。但其勘探程度较低,应进一步加大勘探力度。关 键 词:低煤级;煤层气;开发潜力;鄂尔多斯盆地中图分类号:P618.11 文献标识码:A Coalbed methane (CBM )development potential of low rank coal : A case study from Ordos B asin ZH ANG Pei 2he (Xi ′an Branch ,China Coal Research Institute ,Xi ′an 710054,China ) Abstract :The low rank coal C BM geology ,including reserve condition ,reserv oir parameters and res ource ,is discussed in a case of Jurassic formations in Ordos Basin.Through this study it is indicated that the Jurassic formations ’coals in Ordos Basin are charac 2terized by low rank ,m ore coal bed targets ,big thickness ,fav orable hydrological condition and res ource.C ontrasted with the C BM geological setting in P owder River basin in America ,the Jurassic formations in Ordos Basin has certain development potential.I t is known that the low rank coal C BM development is success ful in America ,and in China there is the extensive low rank coal distribu 2tion ,the vast coal and C BM res ource ,the fav orable geological condition.Therefore it is necessary to put m ore strengh to explore C BM reserv oirs in Ordos Basin. K ey w ords :low rank coal ;C BM;development potential ;Ordos Basin 低变质煤的煤层气勘探开发,在美国等国家已经取得了巨大成功。20世纪末,美国开始在粉河盆地、犹因塔盆地进行煤层气勘探开发,取得了巨大的成功,目前,又在大绿河、风河盆地进行勘探。 我国低变质煤主要分布在鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地、伊犁盆地、柴达木北缘以及内蒙古东部的二连盆地、海拉尔盆地等,成煤时代主要有:侏罗纪、早白垩世和古近纪等。我国低变质煤具有煤层发育层数多、厚度大、埋藏浅、煤炭及煤层气资源量大的特点(表1)。根据第3次全国煤田预测资料,我国陆上垂深2000m 以浅的煤炭资源总量为55697.49亿t ,其中,褐煤、长焰煤和气煤为42439.92亿t ,占76.20%;最新煤层气资源量计算 表明,我国陆上垂深2000m 以浅的煤层气资源量 为32.56×104亿m 3 ,其中,褐煤、长焰煤和气煤为 17.67×104亿m 3 ,占54.26%。 由于低变质煤的成煤期普遍较晚,煤层遭受构造运动的破坏程度低,因此,煤层原生结构普遍较 好,煤层裂隙发育,渗透率高,煤层气开发的地质条件优越。煤田勘探、油气田勘探或煤层气勘探显示,部分低变质煤区的煤层气开发潜力大。1993年,在准噶尔盆地彩南地区钻探的彩17井和彩19井对侏罗系八道湾组煤层测试,日产气2000~4000m 3Πd [1];新疆煤田地质局156队在准南煤田进行煤 层气勘探,实测煤层气含量为7~12m 3 Πt ,渗透率2.7 ~18.5md [2] ;大黄山煤矿侏罗系煤层瓦斯含量较 高,排放气量达2000m 3/d [1] 。辽河断陷盆地东部凹陷中段欧利坨子区古近系煤层含气量为4.63~ 11.07m 3 Πt ,欧31井煤层孔隙度为4.6%~9.8%,渗 透率为4.19~16.8md [3] 。鄂尔多斯盆地黄陵矿区 收稿日期:2006209229 基金项目:“十五”国家重大科技攻关项目“中国煤层气富集成藏规律与勘探开发有利地区优选研究” (2001BA605A -07-01)和“973”国这重点基础研究发展规划项目“中国煤层气成藏机制及经济开采基础研究” (2002C B11700)资助作者简介:张培河(1969— ),男,山东胶南人,高级工程师,从事煤层气资源评价及开发技术研究1第35卷第1期2007年2月 煤田地质与勘探C OA L GE O LOGY &EXP LORATI ON V ol.35N o.1 Feb.2007

鄂尔多斯盆地东缘石楼区煤层气勘探开发前景

鄂尔多斯盆地东缘石楼区煤层气勘探开发前景 宁正伟 王明寿 (中联煤层气有限责任公司,北京 100011) 摘 要:本文作者对鄂尔多斯盆地东缘石楼区石炭、二叠系煤层的沉积特征和含气性进行了系统的研究,认为该区内具有生成煤层气的物质基础和赋存地质条件。以影响煤层含气性为重点,详细论述了煤层含气性特征,导致煤层含气性变化较大的主要地质因素是煤的演化变质程度、上覆有效地层厚度和上覆盖层条件。综合本区煤储层特征及煤层气赋存地质条件,煤层气勘探开发前景可划分为有利区、较有利区两类。 关键词:鄂尔多斯盆地东缘石楼区 煤层气 勘探开发 前景 Prospect of CB M Exploration &Development in Shilou Area in Eastern Fringe of Ordos Basin Ning Zhengwei,Wang Mingtao (China United Coalbed Methane Co.Ltd.,Beijing 100011) Abstract:Based on the current large quantity of information the authors have made a systematic investigation of the sedimentary charac teristics and gas -bearing capacity of coal sea ms of Carboniferous and Per mian Syste ms in Shilou area in the eastern fringe of Ordos Basin,and consider that there exists material foundation for forma -tion of coalbed methane and geological conditions for occurrence of CB M.Focusing on fac tors that influence gas -bearing capacity of coal sea ms,the authors desc ribe in details the gas-bearing characteristics of coal sea ms.The major geological factors that lead to great variation of gas content of coal seams are:degree of metamorphism in evolution of c oal,the effec tive thickness and capping c onditions of the overlying strata.Based on the characteristics of coal reservoir and geological conditions for occurrence of CB M,the prospects of CB M e xploration and development can be divided into two cate gories,namely,the favorable and fairly favorable zones. Keywords:Shilou area in eastern fringe of Ordos Basin;CBM;exploration and development;prospect 1 前言 鄂尔多斯盆地东缘石楼区石炭、二叠系含煤区,位于鄂尔多斯盆地东缘中部,煤层埋藏深度小 于2000m 区分布面积约3500km 2。煤层层数多、含气量较高、煤层气资源较丰富,地质构造简单、为煤层气勘探开发中有利的地区之一。上世纪九十年代至今,先后有外国公司及中石油、中石化、煤炭 作者简介 宁正伟,男,1951年生,高级工程师,长期从事煤层气勘探开发和评价选区研究。 第6卷第2期 中国煤层气 Vol 6No 22009年4月 CHINA COALBED ME THANE April 2009

鄂尔多斯盆地地质特征

鄂尔多斯盆地地质特征 鄂尔多斯盆地,北起阴山、大青山,南抵岭,西至贺兰山、六盘山,东达吕梁山、太行山,总面积37万平方公里,是我国第二大沉积盆地。 鄂尔多斯盆地是地质学上的名称,也称陕甘宁盆地,行政区域横跨陕、甘、宁、蒙、晋五省(区)。“鄂尔多斯”意为“宫殿部落群”和“水草肥美的地方”。权威的解释,“鄂尔多斯”是蒙语“官帐”的意思。由蒙语翰尔朵(官帐的意思)的复数演变而来。但也有人把成吉思汗死后,其使用过的物品被安放在八个白室中供奉,专门的护陵人繁衍并逐渐形成了一个新的蒙古部落鄂尔多斯部落。其后几百年间,鄂尔多斯部落的蒙古人按时祭奠成吉思汗陵,一直没有离开此地。这样久而久之,这一地区就叫做鄂尔多斯了。历史上的鄂尔多斯地区包括今日伊克昭盟全境,还包括巴彦淖尔盟的河套及和陕北的一部分地区。鄂尔多斯地区西、北、东三面环水,南与古长城相接,形成一个巨大的套子,因此也被称为“河套”。 从所跨地域 鄂尔多斯盆地,其地域跨蒙汉广域,而且绝大部分地域是汉族居住区,为什么把该“盆地”叫蒙语“鄂尔多斯”盆地,而不叫汉语名称。

据传说1905年前后,英国人到此地域勘探石油,最早进入现在的伊克昭盟,鄂尔多斯大草原就是最先踏入的立足地,另外在西方人眼里,亚洲人都是属于蒙古人种序列。所以,自然而然地就把该盆地称之为鄂尔多斯盆地,但也无法考证。 “陕甘宁”盆地在长庆油田会战初期叫得比较响,但随着市场经济的缘故,人们都喜欢“新奇”,“陕甘宁”盆地叫的人越来越少了,加上赶时髦,伊克昭盟改为“鄂尔多斯”市,叫“陕甘宁”盆地的人就更少了。“陕甘宁”也不确切,因为“盆地”跨陕、甘、宁、蒙、晋五省(区)地域。总之,这也不是个什么大问题,在中国民族和谐的今天,叫什么都无所谓。 从地质特性看,鄂尔多斯盆地是一个整体升降、坳陷迁移、构造简单的大型多旋回克拉通盆地,基底为太古界及下元古界变质岩系,沉积盖层有长城系、蓟县系、震旦系、寒武系、奥系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系、第四系等,总厚5000—10000m。主要油气产层是三叠系、侏罗系和奥系上古升界和下古生界。 从盆地构造特征看 鄂尔多斯盆地石油开发示意图 从盆地构造特征看,西降东升,东高西低,非常平缓,每公里坡降

鄂尔多斯盆地地质特征

鄂尔多斯盆地地质特征鄂尔多斯盆地,北起、大青山,南抵,西至贺兰山、六盘山,东达、太行山,总面积37万平方公里,是我国第二大。 鄂尔多斯盆地是上的名称,也称陕甘宁盆地,横跨陕、甘、宁、蒙、晋五省(区)。“”意为“宫殿部落群”和“水草肥美的地方”。权威的解释,“鄂尔多斯”是“官帐”的意思。由蒙语翰尔朵(官帐的意思)的复数演变而来。但也有人把成吉思汗死后,其使用过的物品被安放在八个白室中供奉,专门的护陵人繁衍并逐渐形成了一个新的蒙古部落鄂尔多斯部落。其后几百年间,鄂尔多斯部落的按时祭奠,一直没有离开此地。这样久而久之,这一地区就叫做鄂尔多斯了。历史上的鄂尔多斯地区包括今日伊克昭盟全境,还包括的河套及宁夏和的一部分地区。鄂尔多斯地区西、北、东三面环水,南与相接,形成一个巨大的套子,因此也被称为“河套”。从所跨地域 鄂尔多斯盆地,其地域跨蒙汉广大地域,而且绝大部分地域是汉族居住区,为什么把该“盆地”叫蒙语“鄂尔多斯”盆地,而不叫汉语名称。据传说1905年前后,英国人到此地域勘探,最早进入现在的,就是最先踏入的立足地,另外在西方人眼里,亚洲人都是属于序列。所以,自然而然地就把该盆地称之为鄂尔多斯盆地,但也无法考证。 “陕甘宁”盆地在长庆油田会战初期叫得比较响,但随着市场经济的缘故,人们都喜欢“新奇”,“陕甘宁”盆地叫的人越来越少了,加上赶时髦,伊克昭盟改为“鄂尔多斯”市,叫“陕甘宁”盆地的人就更少了。

“陕甘宁”也不确切,因为“盆地”跨陕、甘、宁、蒙、晋五省(区)地域。总之,这也不是个什么大问题,在和谐的今天,叫什么都无所谓。 从地质特性看,鄂尔多斯盆地是一个整体升降、坳陷迁移、构造简单的大型多旋回克拉通盆地,基底为太古界及下变质岩系,沉积盖层有长城系、蓟县系、震旦系、寒武系、、石炭系、、三叠系、、白垩系、第三系、第四系等,总厚5000—10000m。主要油气产层是三叠系、侏罗系和奥陶系上古升界和下。 从盆地构造特征看 鄂尔多斯盆地石油开发示意图 从盆地构造特征看,西降,东高西低,非常平缓,每公里坡降不足1°。从盆地油气聚集特征讲是半盆油,满盆气,北气、上油下气。具体讲,面积大、分布广、复合连片、多层系。纵向说含油层系有“四层楼”之说,因此,这个盆地有之誉。 鄂尔多斯盆地地形模型 鄂尔多斯盆地位于中国中西部地区,为中国第二大,其、、三种资源探明储量均居全国首位,石油资源居全国第四位。此外,还含有、、、水泥灰岩、、、、等其他矿产资源。 盆地具有地域面积大、广、能源矿种齐全、资源潜力大、储量规模大等特点。盆地内石油总约为86亿吨,主要分布于盆地南部10万平方公里的范围内,其中占总储量78.7%,占总储量19.2%,宁夏占总储量2.1%。天然气总资源量约11万亿立方米,储量超过千亿立方米的天然气大气田就有5个。埋深2000米以内的煤炭总资源量约为4万亿吨;埋深1500米

鄂尔多斯盆地多种能源矿产分布及其构造背景

第31卷第3期地球科学 中国地质大学学报 Vol.31 No.32006年5月 Earth Science Jour nal of China U niversit y of G eosciences M ay 2006 基金项目:国家重点基础研究规划项目(No.2003CB214600);教育部科学技术研究重点项目(No.0318);教育部跨世纪人才基金项目. 作者简介:邓军(1958-),男,教授,博士生导师,矿床学和构造地质学专业,主要从事区域构造、成矿流体及成矿动力学的教学和科研工作. E -mail:djun@cu https://www.doczj.com/doc/9e12000280.html, 鄂尔多斯盆地多种能源矿产分布及其构造背景 邓 军1,2,王庆飞1,2,高帮飞1,2,徐 浩1,2,周应华1,2 1.中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京100083 2.中国地质大学岩石圈构造、深部过程及探测技术教育部重点实验室,北京100083 摘要:借助 成矿系统 的思维,探讨鄂尔多斯盆地成矿(藏)系统形成机制及其构造背景.盆地于中生代处于大地构造体制转折的重要阶段,盆地边缘的造山活动显著,盆内亦分别于晚三叠世、晚侏罗世与晚白垩世左右发生过3次构造热事件.区 域构造体制转换事件导致了多种成藏(矿)作用的发生.盆地内部的构造热事件引发了有机流体的活动,周缘造山作用产生了向盆内流动的无机含铀热液.有机和无机流体的活动过程中存在相互作用,有机流体的存在形成氧化-还原障,导致无机流体关键物理化学参数的转变,在氧化-还原界面处成矿.突变成矿和界面成矿是多种能源矿产成矿过程的主要机制.关键词:鄂尔多斯盆地;多种能源矿产;造山作用;界面成矿. 中图分类号:P 617;P542 文章编号:1000-2383(2006)03-0330-07 收稿日期:2005-07-15 Distribution and Tectonic Background of Various Energy Resources in Ordos Basin DENG Jun 1,2 ,WANG Qing -fei 1,2,GAO Bang -fei 1,2,XU H ao 1,2 ,ZH OU Ying -hua 1,2 1.S tate K ey L aboratory of Geological Proc esses and Mineral Resources,China University of Geosciences ,Beij ing 100083,China 2.K ey L aboratory of L ithosp here Tectonics and Lithoprobing Te chnology of Ministry of Education ,China University of Geosciences,Beij ing 100083,China Abstract:T he for matio n pr ocess of the var io us energ y r eso ur ces coex isting system and its r eg io nal t ecto nic backg ro und in Or do s basin ar e analy zed by int roducing the met allogenic system theor y in this paper.T he M esozo ic is the impor tant t ran -sit ion perio d of the reg ional tect onic reg ime,during which the or og eny is outstanding aro und the basin and three tecto -ther mal events too k place in the basin.T he tr ansition of the tectonic reg ime induces the o ccur rence o f var io us accumulating pr ocesses of t he ino rg anic and org anic fluids,fo r example,the or ganic f luid in the basin is activ ated by the tecto -t her mal ev ents and the ino rg anic fluid flow ing t ow ards the basin is pr oduced due to the or og eny.T he recipro city betw een the inor -g anic and or ganic fluids happens during t heir transpo rting.T he existence o f the or ganic fluid pr oduces the redox bar rier ,which causes the mutation of the phy sicochemica l parameters o f the ino rg anic f luid and the pr ecipitatio n o f the uranium ele -ment at the interface.T he mutatio n and interface effect s ar e obvio us in the for matio n o f the v arious energ y r eso urces.Key words:O rdos basin;va rio us energ y r eso ur ces;oro geny;interface mineralizatio n. 0 引言 鄂尔多斯盆地是中国重要的多种能源矿产共存 盆地之一,盆内的有机矿产包括煤、油气、煤层气等,无机矿产以铀矿为主.查明盆地内多种能源矿产时 空分布规律及其受控因素,对建立盆地多种能源矿 产共存系统的协同勘探模式和指导油气勘探有着重要意义. 共存系统是指特定地质环境下无机和有机成矿过程相互作用而导致无机、有机等多种能源矿产共

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.

地层划分

2.1.1 地层划分的依据 地层划分的依据有标志层法、剖面结构及电测曲线组合特征类比法、沉积旋回法、地层厚度法等多种方法综合判识对比,下面就地层划分的依据简要论述如下。 1)主要标志层 长庆油田在鄂尔多斯盆地长期石油勘探开发中在延长组识别出K1-K9共9个可以基本区域对比的标志层,这些标志层可以归为两种类型,一类为与火山喷发物有关的凝灰质岩,另一类为灰黑色泥页岩和油页岩(表2-1);各标志层都有特定的电性组合特征(图2-1)。下面就9个主要标志层的特征及其在研究区域的发育情况简述如下: (1)K1标志层位于长7油层段中部,通常在3 m左右,电性特征突出,均以箱状高伽玛、高声波时差且曲线形态呈梯形、大井径、中低电阻、低感应为特征;K1在本区内厚度变化稳定,岩性特征为灰黑色泥页岩和油页岩,具水平层理,是延长阶长7期湖泊兴盛时的产物,属半深水—深水湖相沉积,其中软体动物和浮游生物甚为丰富发育,微体动物(介形虫)常密集成层,是盆地最重要的优质油源岩;此标志层在鄂尔多斯盆地中南部分布极为稳定,可以作为剖面对比的基准面与构造制图标准层,是地层对比最主要的依据和标志层,是划分延长组长6-长8的区域性标志。 表2-1 鄂尔多斯盆地坪桥地区延长组地层划分表

(2)K2标志层位于长6底部,为长6油层组与长7油层组分界;本区内位于K1之上50 m左右,岩性特征据取芯资料证实为浅黄绿色凝灰质泥岩。区域分布稳定,厚0.5~1.5 m左右,具有高伽玛、高声波时差、中低电阻、低感应,俗称“肥皂片”。 (3)K3标志层位于长6油层组中、下部,其顶为长6-3与长6-2的分界。距长7顶(K2)30~40 m,是控制长6下部的重要标志层,岩性为浅黄绿色凝灰质泥岩,该层厚度在1 m左右,电性特征为低电阻、特低感应、尖刀状高声波时差、大井径、高伽玛值。

鄂尔多斯盆地东缘中低煤阶煤层气理论技术创新与规模化应用

附件: 拟推荐2019年度国家奖提名候选项目情况 一、拟推荐及参与2019年度国家奖提名候选项目 提名单位:中国石油天然气集团有限公司 奖种:科技进步奖,二等奖 1

二、项目情况介绍 (一)鄂尔多斯盆地东缘中低煤阶煤层气理论技术创新与规模化应用 1.项目简介 大力开发煤层气是我国能源发展的重要方向。鄂尔多斯盆地东缘是我国最大的煤层气富集区之一,资源量3.4 万亿方,占全国总量的9.2%。该区煤层气勘探始于1991 年,壳牌等多家国际公司开展过多年勘探,均未取得突破。鄂尔多斯盆地东缘属中低煤阶煤层气藏,煤层渗透率低、非均质性强,勘探开发面临诸多世界性难题。2009 年以来,在国家科技重大专项等项目支持下,中石油煤层气有限责任公司联合多家单位开展攻关,创新形成了完整配套的中低煤阶煤层气勘探开发理论与技术体系,取得了4 项主要技术创新成果:(一)创建了中低煤阶煤层气开发地质评价技术和经济有效煤层气三维地震勘探技术,攻克了中低煤阶煤层气甜点区优选和井位优化难题。 (二)创新形成了煤层气丛式浅造斜钻完井和量化高效压裂技术,攻克了1000 米以浅煤层气低成本开发和高效增产难题。 (三)创建了气-水两相流双孔单渗理论模型,形成了煤层气双压箱型六段式排采技术和配套工艺,攻克了煤层气排采控制和上产稳产难题。 (四)创新形成了深煤层水平井套管完井分段压裂技术,攻克了1000 米以深煤层气开发技术瓶颈。

该项目获国家发明专利10 件,实用新型专利8 件,软件著作权13 件,制定国际标准1 项,行业标准2 项,出版专著3 部,发表论文60 篇。获省部级科技奖励一等奖2项。近3 年新增销售额72.63 亿元、新增利润44.27 亿元,减少碳排放601.85 万吨。项目创新成果推动鄂尔多斯盆地东缘煤层气开发实现了历史性突破:累计新增探明储量2993 亿方,年产量由0.09 亿方增加到13.5 亿方,连续7 年上产稳产,建成了我国第一个国家级中低煤阶煤层气产业基地,加快了我国煤层气产业发展,为保障煤矿生产安全、增加清洁能源供应、保护生态环境做出了重大贡献。 2.主要完成人情况及合作关系说明 第一完成人:李景明,中石油煤层气有限责任公司原总地质师,教授级高级工程师,负责制定了本项目总体方案、研究思路和计划,对第1、2、3、4项创新内容做出贡献。 第二完成人:温声明,中石油煤层气有限责任公司总地质师,教授级高级工程师,研究了煤层气开发地质评价技术、三维地震勘探技术和气-水两相流双孔单渗理论模型,为第1、4项创新内容做出贡献。 第三完成人:韩军,中石油煤层气有限责任公司一级技术专家,高级工程师,发明了井下水力割缝工具和自洁式防煤粉防砂用抽油泵,对第2、3项创新内容做出贡献。 完成人李明宅、侯伟、王予新、赵培华均为中石油煤层气有限责任公司科研人员。 完成人文桂华是中联煤层气国家工程研究中心有限责任

鄂尔多斯盆地论文

鄂尔多斯盆地概况 鄂尔多斯盆地的广义地理界线:北起阴山,南到秦岭,东自吕梁山,西至贺兰山,六盘山一线。 盆地含油气地层主要为侏罗系的延安组合三叠系富含延长植物群的一套地层。 盆地内出露的地层包括:太古界至奥陶系,石炭系至白垩系,第三系和第四系,以陆相中生代地层和第四系黄土最为发育且广泛分布,缺失志留系和泥盆系。 鄂尔多斯盆地发育于鄂尔多斯地台之上,属于地台型沉积构造盆地。 鄂尔多斯地台原是华北隆台的一部分,早古生代由于地幔上拱,拉开了秦岭祁连海槽,使中国古陆解体,分裂成塔里木隆台及扬子地台。华北隆台在中生界侏罗纪末是一个统一的整体,至白垩纪山西地区隆起,随使华北地台与鄂尔多斯地台分离,形成独立的盆地。 鄂尔多斯盆地具有太古界和早元古界变质结晶基底、其上覆以中上元古界、古生界、中生界沉积盖层。 下图为盆地基岩顶面起伏图

鄂尔多斯盆地在多旋回地质历史发展中,在古老的太古宙—古元古代基底岩系之上,自中、 新元古代以来在 5 个不同的地质历史阶段 ,相继发育和形成了 5 种不同类型的原型盆地 ,即中、新元古代张裂型裂陷槽盆地 ,早古生代复合型克拉通坳陷盆地 ,晚古生代—中三叠世联合型克拉通坳陷盆地 ,晚三叠世—白垩纪扭动型大型内陆坳陷盆地及新生代扭 张型周缘断陷盆地。

其中,中、新元古代的原型盆地 ,控制其生成发展的构造体制应是固结稳定古陆块及边缘受上地幔浅层热对流系控制的大规模张裂体系。早古生代 ,原型盆地形成南北两隆(庆阳古隆起、乌兰格尔古隆起) ,东西两凹 ( 米脂凹陷、盐池凹陷) 和中部一鞍 (靖边鞍部隆起) 的古构造格局 ,这是在中、新元古代近南北向的中央构造平台及东西两侧裂陷槽的古构造基础上 ,早古生代克拉通北缘内蒙洋壳、南缘秦岭洋壳扩张-俯冲联合作用形成的东西向构造与之横跨形成的典型复合构造形式。对于这种横跨的复合现象 ,李四光教授曾明确指出 : 只有当横跨褶皱的强度达到势均力敌的时候 ,它们之间的相互关系才显示两组褶皱相交的特征。这种特征是 :一组背斜群沿着它们伸展的方向 ,以同一步调 ,有节奏地一起一伏 ,其俯伏的一线与横跨其上的向斜轴相当 ,齐头昂起的一线与横跨其上的背斜轴相当 ,这样 , 横跨的背斜群就以排成穹隆的形式出现。在这里 ,形成了一组隆起呈东西走向 ,另一组呈南北走向。由此可见 ,早古生代的构造运动是前期古构造运动与后期构造运动共同作用的结果 ,显示继承性和新生性的平衡相持特点。晚古生代—中三叠世 ,初期继承早古生代的构造格局 ( 即南北两隆 ,东西两凹 ,中间一鞍) ,致使中石炭世东西两个分割的凹陷在晚石炭世海侵时首先沿中间鞍部沟通。在该阶段 ,由于受到南北边缘动力学机制共同作用的控制 ,与早古生代的拉张 - 俯冲作用不同 ,主要表现为进一步俯冲 ,并相继表现为弧 - 陆、陆 - 陆碰撞和碰撞造山 ,联合形成南北向收缩挤压作用 ,使克拉通内部强化了东西走向的次级隆起 ( 北部乌兰格尔隆起带、南部麟游隆起带) 、凹陷 (中部盐池—米脂凹陷带) 及定边—吴堡一带区域性东西向构造带的形成和发展。由此说明 ,晚古生代—中三叠世的构造面貌是新生性构造活动改造和克服前期构造变动影响(继承性) 的结果。晚三叠世—白垩纪 ,经历了印支、燕山两期大的构造运动 ,其中印支运动在盆地地史发展中是一次重要转折 ,它实现了盆地由海向陆的转变 ,使盆地自晚三叠世以来进入了大型内陆坳陷的发展史 ,主要表现为大范围差异升降 ,坳陷主体呈北西—北西西方向展布于盆地南缘,它是特提斯洋壳向北俯冲 ,处于欧亚古陆块内部的鄂尔多斯盆地西缘、南缘产生向盆内的挤压和顺时针扭动作用的结果。燕山运动则使盆地古构造格局发生了重大变革 ,原来近东西向的构造形态为此期近南北向隆起、沉降带所叠加。早白垩世 ,形成了西部天池—环县一带南北向凹陷带 ,其东部盆地内展现一幅平缓西倾的大斜坡。此期 ,盆地周缘产生了强烈的折皱、冲断、逆冲推覆构造 ,表明燕山期构造活动达到高峰。盆地中侏罗世—早白垩世的构造演化特点 , 与中国东部发生的强烈岩浆活动和构造变动、构造线方向转为北东—北北东方向有很好的一致性 ,它反映了库拉—太平洋洋壳和欧亚陆块的相互作用, 导致了近南北向左旋剪切运动。新生代以来 ,与中生代盆地整体沉降相反 ,转变为整体隆升 ,

鄂尔多斯盆地地质概况

鄂尔多斯盆地区域地质概况 一、概况 鄂尔多斯盆地的广义地理界线:北起阴山,南到秦岭,东自吕梁山,西至贺兰山,六盘山一线。 盆地含油气地层主要为侏罗系的延安组合三叠系富含延长植物群的一套地层。 盆地内出露的地层包括:太古界至奥陶系,石炭系至白垩系,第三系和第四系,以陆相中生代地层和第四系黄土最为发育且广泛分布,缺失志留系和泥盆系。 二、区域地质构造,构造演化(鄂尔多斯盆地天然气地质) 独立成盆时间应为中侏罗纪末。 太古代—早元古代基底形成阶段:基底岩系由两部分组成:下部为太古界和下元古界下部的结晶岩系,上部为下元古界上部的褶皱岩系,这使得基底具备结晶—褶皱的双重构造。对基地形成起重要作用的构造事件是早元古代早期的五台运动和早元古代晚期的吕梁—中条运动。 中晚元古代坳拉槽发育阶段:这个时期形成了向北收敛向南敞开的贺兰坳拉槽和向北东方向收敛,南西方向敞开的彬县临县坳拉槽,二者时间夹峙着向南倾伏的乌审旗庆阳槽间台地。 早古生代克拉通坳陷阶段: 寒武纪的构造面貌是:初始继承中、晚元古代构造格局,表现为北高南低,中隆(乌审旗一庆阳巾央古隆起带)东、西凹;晚期(晚寒武世)变为南北高、中间低,中凹(盐池、米脂凹陷)南北隆(坏县一庆阳隆起、乌兰格尔隆起)的形态。后者是新的构造体制控制下的构造变形。 奥防纪初始,克拉通整体台升成陆,海水进一步退缩,冶里—亮甲山组仅分布在古陆四周,为厚度数十米至200m的含隧石结核或条带的深灰色白云岩夹灰岩。 早奥陶世的古构造面貌,基本继承晚寒武世的构造轮廓。由于内蒙海槽活动性增强的影响,克拉通北部的乌兰格尔古隆起带仍保持古陆形式,而南部环县一庆阳古隆起则表现为相对校低的水下隆起。

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