沁水盆地煤地质与煤层气聚集单元特征研究

第24卷第1期山东科技大学学报(自然科学版)Vol.24No.1 2005年3月Journal of Shand ong University of Science and T echn ology(Natural Science)Mar.2005文章编号:1672-3767(2005)01-0008-06沁水盆地煤地质与煤层气聚集单元特征研究Ξ李增学1,余继峰1,王明镇1,张新民2,郭建斌1(1.山东科技大学地球信息科学与工程学院,山东青岛266510;2.煤炭科学研究总院西安分院,陕西西安710054)摘　要:通过对沁水盆地煤层气聚集单元分析,可以看出煤层气聚集单元划分需要查明影响煤层气成藏的各种地质因素。

煤层气聚集成藏是天然气成藏中的特殊情况,其特殊的成因机制使得聚集单元分析不能套用常规石油天然气聚集单元的划分原则,其中煤地质基础研究特别是煤层气基础研究是煤层气聚集单元分析的基础;对于一个完整盆地,煤聚积规律研究对煤层气最为重要,因此应该在高分辨率层序地层单元划分的基础上进行精细的富煤单元分析;对于指导煤层气勘探与开发,盆地内部次级单元的划分是实用的,也是难度更大的;沁水盆地煤层气聚集单元可以用以下“富气区”描述,即沁南极富气区、东翼斜坡带富气区、西翼斜坡带低富气区、西山较低富气区和高平-晋城低富气区,因此沁南区是煤层气成藏有利区。

关键词:富煤单元;煤层气聚集单元;聚煤规律;沁水盆地中图分类号:P618.11;P535 文献标识码:AR esearch on the Coal G eology and Characteristics ofCoalbed Methane Accumulation U nits in Q inshui B asinL I Zeng2xue1,YU Ji2feng1,WAN G Ming2zhen1,ZHAN G Xin2min2,GUO Jian2bin1(1.College of G eo2info.Sci.and Eng.,SUST,Qingdao,Shandong266510,China;2.Xi’an Branch,China Coal Reasearch Institute,Xi’an,Shaanxi710054,China)Abstract:Through the analysis of accumulation unit of coalbed methane in Qinshui Basin,it is shown that the classification of the coalbed methane accumulation units requires all the geological factors influencing the coalbed methane reservoiring to be found out.Coalbed methane accumulating and reservoiring are a special case of natural gas reservoiring,and its specific reservoiring mechanism makes that the principle of classify2 ing normal natural gas accumulation units cannot be used to the accumulation unit analysis of coalbed methane reservoir.Of which,the fundamental research of coal geology,especially,coalbed methane geology is the basis for analyzing coalbed methane accumulation units.The research on coal accumulating law in terms of a whole basin is most important for coalbed methane study;Therefore,the detailed analysis of coal2 rich unit should be carried out based on high2resolution classification of sequence stratigraphic units.The classification of sub2units of coalbed methane accumulation within the basin is practical and much more diffi2 cult in the light of coalbed methane exploration and exploitation.The coalbed methane accumulation units in Qinshui Basin can be described as follows:the south extremely gas2rich district,the east wing slop gas2 rich district,the west wing slop weak gas2rich district,Xishan weak gas2rich district and G aoping2Jincheng weak gas2rich district.The south district of the basin is favorable for coalbed methane reservoir formation. K ey w ords:coal2rich unit;coalbed methane accumulation unit;accumulating law;Qinshui Basin收稿日期:2004-09-09基金项目:国家重点基础研究发展规划项目“中国煤层气经济资源潜力及分布”(2002CB211706)作者简介:李增学(1954-),男,山东沾化人,教授,博士生导师,主要从事煤地质学及煤成气方面的教学与研究. 常规天然气聚集单元的研究已经形成成熟的理论体系和研究方法[1],其聚集单元可分为含油气盆地、含油气系统、区带、圈闭等不同规模或级别的含油气单元,不同的聚集单元具有不同的地质控制因素以及不同的勘探评价方法。

因此,在油气勘探中,特别强调分层次勘探评价程序的重要性,只有严格遵循科学合理的勘探程序,才能切实提高勘探成效。

需要指出的是非常规天然气聚集单元及其地质特征的研究,特别是煤层气聚集单元的研究尽管提出了不少研究成果,相对于常规油气聚集单元的研究仍处于探索阶段。

目前对煤层气的富集单元及其划分研究还十分薄弱,甚至未引起足够重视,现有的划分也比较混乱,有些划分主要套用了聚煤单元或常规油气聚集单元的划分思路,从而与煤层气富集的实际情况不完全符合。

特别是对含气区或煤盆地内部的富气单元划分很不一致,研究更是十分薄弱,在一定程度上制约了当前煤层气勘探评价工作的进一步深化。

因此,深入系统地、科学地进行煤层气富集单元划分,研究煤层气的富集单元特征,十分重要和必要。

本文仅就沁水盆地煤田地质特征及煤层气聚集单元地质特征作初步探讨。

1　煤层气聚集单元分析1.1　煤层气聚集单元研究现状国内外煤炭及煤层气勘探实践证明,煤炭在地壳上的分布和煤层气在煤层中的分布具不均衡性。

煤层气在煤层中的分布受煤层条件、构造条件和保存条件等因素的制约,存在不同规模或级别的含煤层气自然单元。

其特点是自生自储,不存在明显的运移再聚集过程,故把含煤层气自然单元称之为煤层气富集单元[2]。

煤层气是一种由煤层自生自储的非常规气藏,其与常规天然气相比尽管有许多不同,但同样存在着与常规油气聚集单元类似的不同规模或级别的富集单元,这已为煤层气地质研究与勘探实践所证明。

中国煤层气形成于复杂的地质环境,特别是由于中国大陆是由一些小型克拉通、中间地块及其间的褶皱带镶嵌起来的复合大陆,绝大多数聚煤盆地构造稳定性差,因而煤层气赋存条件十分复杂(张德民,林大杨,1998)。

研究中国煤层气富集单元的形成及其特征、正确进行中国煤层气富集单元的划分、深入研究中国煤层气藏的类型、成藏模式与成藏规律,对中国煤层气的勘探开发就显得尤为重要。

我国煤炭地质工作者根据中国聚煤作用特点和煤炭资源分布的实际情况,对中国赋煤单元也进行了系统区划研究,提出了聚煤区(赋煤区)、含煤区、煤田(煤盆地)、煤产地(煤矿区)的4级划分意见[2,3],原中国煤田地质总局第二次煤田预测中,实行的是聚煤区、含煤区、预测区三级划分方案。

第三次全国煤田预测将我国煤炭资源按分布划分为赋煤区、含煤区、煤田或煤产地、勘探区(井田)或预测区四级。

并将我国煤炭资源分布划分为东北、华北、西北、华南、滇藏等5个赋煤区、85个含煤区、534个煤田及若干个勘探区(井田)或预测区(中国煤田地质总局,1997年)。

其中对聚煤区和含煤区的认识比较一致。

中国煤炭地质总局2001年又提出了聚煤域和聚煤盆地的两级聚煤区划意见,其中聚煤域是指在一定聚煤期同一古气候带内所发生的沉积聚煤作用的区域,它以古气候带的界线、古板块对接带或洋壳以及聚煤特征的一致性综合确定,是不同时期反映聚煤作用的一级聚煤单元,而聚煤盆地则被认为是在聚煤域内划分的聚煤规律研究的基本单元。

目前对煤层气富集单元的研究还未引起足够重视,特别是在我国,对煤层气富集单元的研究还比较薄弱,存在着各种不同的划分意见。

一种是从资源评价角度进行的划分。

早在1991年张新民等从资源评价角度将煤层气资源量的计算分为含气盆地(地区)、含煤区、成煤时代、块段等4个不同级别的单元,其中成煤时代是资源量计算的基本单元。

2002年张新民等在全国煤层气资源评价中,按照活动论的构造观点,结合聚煤作用、煤田分布及构造变形、现代地应力特征等,主要考虑SN—NN E向3条深层构造陡变带、大地构造分区边界、区域构造和聚煤特征、煤层含气量、地域因素等因素的基础上,将煤层气资源分布区划分为煤层气大区、含气区、含气带、气田4个级别。

按这一方案将全国划分为东部、中部、西部、海域4个煤层气大区、10个含气区、59个含气带。

2001年刘洪林等对我国煤层气资源评价时,将煤层气资源评价分为聚气大区、聚气带、评价区块的3级评价单元。

第二种划分主要是以选区勘探评价为目的。