柴达木盆地北缘鱼卡煤田侏罗系煤层气特征及含气性评价

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文章编号:1001-6112(2019)02-0215-07 doi:10.11781/sysydz201902215柴达木盆地北缘鱼卡煤田

侏罗系煤层气特征及含气性评价陈 磊1,2,田景春1,文怀军3,刘世明2,杨 颖2(1.成都理工大学沉积地质研究院,成都 610059;2.青海煤炭地质勘查院,西宁 810001;3.青海煤炭地质局,西宁 810001)

摘要:柴达木盆地北缘蕴含丰富的煤炭资源及煤层气资源,鱼卡煤田便是一个富含煤层气的典型区域,含煤地层为中侏罗统石门沟组和大煤沟组。鱼卡凹陷地区受区域构造影响,含气量分布不均,其中石门沟组M5煤层和大煤沟组M7煤层煤层气资源前景较好。通过深度—含气性关系分析,发现二井田地区含气性梯度明显且深度—含气性关系的离散性较小,M7煤层含气性随埋深增加呈“先减小后增大”的趋势;而尕秀地区、羊水河和鱼卡东部地区M7煤层含气性随深度增加呈“先增大再减小”的趋势。鱼卡凹陷侏罗系M7煤层的含气性在不同构造单元差异较大,呈现明显的不均一性,整体来看,鱼卡凹陷西部煤层含气性显著高于东部,北部略优于南部,由南向北呈现先降低后升高的趋势;鱼卡煤田北部F2断层和F10断层所控制的区域,在一个小型背斜构造存在2个相对高含气量区,由南向北煤层含气量逐渐增高;而鱼卡煤田东部北山和二井田地区,其煤层含气量普遍较低。关键词:含气性预测;煤层气;侏罗系;鱼卡煤田;柴达木盆地北缘中图分类号:TE132.2 文献标识码:AJurassiccoalbedmethanecharacteristicsandgas⁃bearingproperty

evaluationinIqeCoalfield,northernQaidamBasin

CHENLei1,2,TIANJingchun1,WENHuaijun3,LIUShiming2,YANGYing2

(1.InstituteofSedimentaryGeology,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu,Sichuan610059,China;2.QinghaiBureauofCoalGeology,Xining,Qinghai810001,China;3.QinghaiCoalGeologicalExplorationInstitute,Xining,Qinghai810001,China)

Abstract:ThenorthernmarginoftheQaidamBasinisrichincoalandcoalbedmethaneresources.TheIqeCoalfieldisatypicalarearichincoalbedmethane,whichmainlyoccursintheShimengouandDameigouforma⁃tionsintheMiddleJurassic.GascontentsvaryindifferentareasoftheIqeSaginfluencedbyregionaltectonics.TheM5coalseamoftheShimengouFormationandtheM7coalseamoftheDameigouFormationshowagoodresourceprospect.Therelationshipbetweendepthandgas⁃bearingpropertiesshowsagas⁃bearinggradientandthediscretenessoftherelationshipbetweendepthandgas⁃bearingpropertyissmallintheErjingtianarea.Thegas⁃bearingcapacityofM7coalseamdecreasesfirstandthenincreaseswithburialdepth,andincreasesfirstandthendecreasesintheCaxiu,YangshuiheandYukaareas.Thegas⁃bearingpropertiesofM7coalseamofJurassicintheIqeSagvarygreatlyindifferenttectonicunitsandshowobviousheterogeneity.Onthewhole,thegas⁃bearingcapacityofcoalseamsinthewesternIqeSagissignificantlyhigherthanthatoftheeasternpart,andslightlybetterinthenorththaninthesouth,whichshowsatrendofdecreasingfirstandthenincreasingfromsouthtonorth.TherearetworelativelyhighgascontentareasinasmallanticlinestructureinthenorthoftheIqeCoalfield,controlledbyF2andF10faults,andthecoalseamgascontentgraduallyincreasesfromsouthtonorth.WhilethegascontentisgenerallylowerintheBeishanandErjingtianareasintheeastoftheIqeCoalfield.Keywords:gas⁃bearingpropertyprediction;coalbedmethane;Jurassic;IqeCoalfield;northernQaidamBasin

煤层气(俗称“瓦斯”,CBM)是指煤层中以吸附在煤基质颗粒表面为主,部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中,且以甲烷为主要成分的烃类气体,其广泛被用于燃料、化工原料、发电等方面[1-2]。我国煤层气资源储量位居世界第三位[3],

其主要集中分布在以古生界石炭系、二叠系和中生

收稿日期:2018-10-17;修订日期:2019-02-12。作者简介:陈磊(1984—),男,博士研究生,高级工程师,从事地质勘查与研究。E⁃mail:231263495@qq.com。基金项目:青海省地勘基金项目(2017042007ky007)资助。

 第41卷第2期2019年3月 石 油 实 验 地 质PETROLEUMGEOLOGY&EXPERIMENT Vol.41,No.2Mar.,2019界三叠系、侏罗系、白垩系为主的大型含气盆地中,如鄂尔多斯、准噶尔、塔里木、柴达木、滇东黔西等盆地中[4]。世界煤层气主要分布在北美、西伯利亚、南亚及我国各大盆地内,已探明的煤层气资源量前三排名依次为美国、俄罗斯和中国[5]。其中美国煤层气主要集中在落基山地区盆地中,占其总资源量的80%左右[6-7]。柴达木盆地北缘(柴北缘)作为中国西北地区的一个重要赋煤区,蕴含着丰富的煤炭资源量和煤层气资源量,其鱼卡煤田是一个具有很大潜力的区块。前人先后对鱼卡地区煤层及煤层气展开分析,其中康耀芳、陈磊和鲁静等人对鱼卡地区进行了含煤地层划分及煤层特征分析;田大争等通过研究发现,鱼卡煤田煤层的厚度与含气量之间关系密切,两者为正相关系;白生海等利用高分辨率层序地层学理论和技术方法分析其聚煤规律;严康文等对煤层气成藏富集因素进行了分析[8],但都缺少对煤层气含气性特征及含气性预测等方面的分析。本文将以柴北缘鱼卡煤田侏罗系煤层气为例,通过对柴北缘煤层气的特征及分布进行分析,研究其含气性特征及含气量预测,以期为柴达木盆地乃至青藏高原地区的煤层气勘查工作提供参考。1 地质背景1.1 构造特征柴北缘位于柴达木盆地东北部,由东至西横跨约440km,由南至北距离约65km,全区覆盖约30000km2,早、中侏罗世柴达木盆地整体处于三

叠纪末晚印支运动后的构造伸展、松弛阶段,柴北缘发育一系列断陷盆地[1]。鱼卡煤田位于柴达木

盆地北缘中部,鱼卡—红山断陷二级构造单元内(图1)[2,8];其东邻达肯大坂山,南邻绿梁山,西邻

赛什腾山,该区域内褶皱及断裂构造发育较多[2],

主要有滩间山北—鱼卡向斜带、滩间山—鱼卡背斜带、云雾山北—尕秀向斜带和云雾山—尕秀背斜带4个北西向背、向斜带(图1)。

柴北缘地区含煤岩系分布特征呈现出明显的规律性,受区域构造格局控制,呈北西西—南东东向展布;现有煤矿或勘探区多沿山前分布,但受构造破坏显著,凹陷带内煤系埋藏一般较深,但在团鱼山、鱼卡、大煤沟一带埋藏相对较浅。1.2 沉积特征

侏罗纪鱼卡煤田共沉积了2套地层,即上侏罗统采石岭组(J3c)和红水沟组(J3

h)、中侏罗统石门

沟组(J2s)和大煤沟组(J2

d);其上覆地层为古近系

路乐河组,下伏地层为上奥陶统滩间山群(O3

tj)[9]。

其中石门沟组和大煤沟组为该区重要的含煤地层,采石岭组和红水沟组不含煤层。大煤沟组是柴北缘主要的含煤地层,据岩性分上下两段。下段在大煤沟地区厚259.38m,该段地层在鱼卡地区由盆地中心向盆缘逐渐尖灭,厚度0~280m;岩性以灰绿色砾岩、砾状砂岩、含砾砂岩

图1 柴达木盆地北缘构造位置及鱼卡煤田构造单元和煤田勘查区据参考文献[2]。Fig.1 TectoniclocationofnorthernQaidamBasinandtectonicunitsandcoalfieldexplorationareaofIqeCoalfield

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