白垩纪煤层气盆地评价

如题所述

白垩纪含煤盆地分布面貌已经完全改变,集中在中国大陆的东北部,即准噶尔—兴安、天山—赤峰活动带的东部和华北陆块的北缘带。白垩纪含煤盆地集中发育在早白垩世,有些盆地在煤系中夹有火山岩或火山碎屑岩,有些盆地与晚侏罗世断陷相叠置,除三江盆地群及藏滇板块上的白垩纪含煤盆地有海陆交替相沉积外,其它均为陆相含煤沉积。白垩纪含煤盆地多属小型断陷盆地,呈北东、北北东向成群展布,中国大陆东北部的早白垩世含煤盆地是欧亚大陆中生代盆地的组成部分。中国大陆的白垩纪含煤盆地分属两个构造域,位于大陆东北部的海拉尔、二连、松辽、三江盆地(群)属滨太平洋构造域,位于大陆西部的白垩纪含煤盆地属特提斯构造域。

北山、巴丹吉林盆地分布于大陆西北部,受阿尔金断裂带的控制形成走滑拉分盆地,盆地呈多凸多凹状北东东—东西向成带展布,凹陷具箕状断陷特征。早白垩世沉积盆地经历了双断—单断—拗陷三个发展阶段,早期为断陷阶段,呈双断式地堑型,砂泥岩、砾岩沉积组合;中期为断拗阶段,活动强烈,快速沉积砂泥岩、砾岩组合;晚期为拗陷阶段,沉降缓慢,为河流沼泽相沉积,披盖式沉积覆盖整个盆地。早中期断陷—断拗盆地沉积厚达1500~3000m,晚期赛乌苏组沉积厚672 m,上段为河流、河漫沼泽相泥岩、砂砾岩互层夹炭质泥岩、煤线。从北山、巴丹吉林盆地(群)沉积构造发育来看,早白垩世虽然具有较好的聚煤古构造、古地理条件,由于侏罗纪后古气候转为干旱燥热,直至早白垩世晚期才出现短暂的温湿气候,时间短暂,物源匮乏,未能形成较好的含煤岩系,晚白垩世至老第三纪又处于隆升状态,至新第三纪才形成披盖式的沉积。可见北山盆地群、巴丹吉林盆地都是寻找煤层气藏不利的地区。位于大陆西南部的藏西、藏东早白垩世盆地,均属主动大陆边缘(岛弧型)盆地,盆地狭小,含煤性差,不是寻找煤层气藏的有利地区。

位于大陆东北部的早白垩世含煤盆地同处滨太平洋构造域,但分属大陆构造—岩浆“活化”带的不同构造带,海拉尔、二连盆地群位于大兴安岭—太行山—武陵山隆起带的北部,松辽盆地位于松辽—华北—江汉断陷带的北部,三江盆地群与吉东、辽东盆地群位于长白—诸广构造隆起带的北部。

海拉尔盆地群与二连盆地群同处一个构造带,同属一个盆地群,有相同的沉积构造发育历史,但因被中蒙国境分隔而划为两个盆地群。海拉尔盆地群含煤面积12410 km2,煤炭资源量1140.33×108 t。含煤岩系为下白垩统扎赉诺尔群。大磨拐河组厚220~1050 m,含煤5~20层,厚10~90 m,单层厚2~10 m,含煤段中部主煤层厚4~30 m,最厚达44.85 m。伊敏组厚300~500 m,含煤普遍,有3~4个煤组,各煤组含煤1~5层,厚10~18m,下部主煤层厚10~50 m。扎赉诺尔群下伏上侏罗统兴安岭组,缺失上白垩统上覆地层,被新生界沉积覆盖。二连浩特盆地群含煤面积33884 km2,煤炭资源量1161.81×108 t。含煤岩系为下白垩统巴彦花群或霍林河群,其下伏地层为上侏罗统兴安岭群和中、下侏罗统阿拉坦合力群,缺失上白垩统上覆地层,被新生界沉积所覆盖。巴彦花群分布广泛,厚500~2000 m,含煤段位于中部,煤层达48层,厚98.8 m。东部霍林河盆地称霍林河群,下含煤段含煤5组数十层,厚10~100 m;上含煤段含薄层煤20多层,厚10 m。南部武川盆地称固阳组,中部含褐煤两组,可采煤4~7层,最大厚度5~18 m。

海拉尔、二连盆地群早白垩世处于有利聚煤的温湿气候带,物源充足,沉积环境适宜,形成了较好的含煤岩系,煤层多,厚度大,资源丰度高。但是,由于盆地处于大兴安岭隆起带,早白垩世含煤岩系沉积后,缺失晚白垩世沉积盖层,含煤岩系未能深埋变质,煤岩仅处于低变质褐煤阶段(个别为长焰煤),含煤岩系埋藏浅且缺少区域性盖层,是影响煤层气成藏的关键,因此海拉尔、二连盆地群不是寻找煤层气藏的有利地区。

在二连盆地群之南,位于天山—赤峰活动带和华北陆块北缘带的冀北蒙中盆地群,盆地分布零星,含煤岩系为下白垩统青石砬组,其上为上白垩统土井子组。沽源盆地含煤较好,含煤34层,厚67.23 m,主煤层厚0.84~57.73 m,均厚22.83 m,其它盆地含煤较差。含煤岩系埋藏浅,煤岩变质程度低,亦属寻找煤层气藏的不利地区。

三江盆地群位于长白—诸广构造隆起带,是在佳木斯地块上发育的侏罗、白垩纪含煤盆地。自侏罗纪早期至晚侏罗世中期形成断陷盆地,沉积了海相、海陆交替相夹火山岩系含煤碎屑岩;晚侏罗至早白垩世早期盆地扩展期,沉积了海陆交替相含煤碎屑岩沉积;早白垩世城子河期海水退出,形成陆相含煤岩系;早白垩世中期穆棱期盆地萎缩,形成陆内湖相含煤沉积。现今的三江盆地群是原型盆地被期后构造变动改造形成的多个盆地组成的盆地群。三江盆地群含煤面积10605 km2,煤炭资源量129.27×108 t。下白垩统鸡西群下部为城子河组,含煤20~60层,单层厚0.6~1.5 m,最大厚度9.14 m,可采煤20~40层,厚11.07~23.13 m。上部为穆棱组,含煤1~17层,可采煤1~9层,厚3.78~7.77 m。珠山组含薄煤20多层,可采煤2~3层,局部可采煤6~8层,厚0.3~0.8 m,最厚15.1 m。位于鸡西群或珠山组含煤岩系之上的桦山群为粗碎屑岩和火山碎屑岩,厚500~2000 m。伊林组为火山岩、碎屑岩,厚200~600 m。

三江盆地群下白垩统含煤岩系发育较好,煤层多,煤层单层厚度大,以气、肥、焦煤为主,煤阶较为适中。由于处于构造活动较强的构造隆起带,火山活动较强烈,含煤岩系上覆沉积盖层较薄,燕山期后处于隆升状态,盆地被变形、分割成多个小型构造盆地,水动力系统亦随之改变。三江盆地群煤层气勘探程度较低,仅在鹤岗盆地施钻了两口煤层气勘探井,从所获勘探资料分析,含煤岩系煤岩煤质较好,镜质组含量较高,以气、肥、焦煤中阶烟煤为主,煤层含气量较低,为0.39~11.18 m3/t,随煤层埋深而增高。实测渗透率较低,600~800 m井深渗透率为0.055×10-3μm2和0.382×10-3μm2。等温吸附测试,兰氏体积为15.89~30.92 m3/t,兰氏压力为1.73~4.34 MPa,鹤岗盆地较其它盆地高。储层压力为5.35~9.75 MPa,压力梯度为0.687~0.944 MPa/100 m,属欠压储层,含气饱和度为5.10%~21.10%,属严重欠饱和储层。

已有勘探井测试资料表明,三江盆地群煤岩煤质好,煤岩煤阶适中,但煤层含气量偏低,煤层欠压、欠饱和,均是煤层气藏遭受后期构造破坏的征兆。从盆地沉积构造演化史可以看出,含煤盆地发育较好,有一定厚度的盖层覆盖,但是后期构造隆升与构造变形基本上改变了盆地原貌,对煤层气藏的形成与保存都是不利的。三江盆地群的煤层气勘探,应当选择构型完好的盆地进行探索,若能有所突破则可再行展开。

位于天山—赤峰活动带东端的吉东盆地群,由多个零星分布的小型断陷盆地组成。双阳盆地含煤岩系为下白垩统长安组、营城组。长安组含煤2层,单层厚1~2层,最厚14.49 m。蛟河盆地为下白垩统奶子山组,含薄层煤20多层,局部可采煤8~12层,厚9.47~43 m,其上乌林组含局部可采煤。汪清盆地为长安组,下部含巨厚煤层,厚4~10 m,最厚33 m。位于辽东隆起带的辽东盆地群,含煤岩系为长安组与沙海组。吉东盆地群和辽东盆地群均位于长白—诸广构造隆起带,燕山晚期均处于隆升状态,喜马拉雅期构造活动亦较强烈,对煤层气成藏都很不利,这些小型断陷盆地均为寻找煤层气藏的不利地区。

松辽盆地 松辽盆地位于滨太平洋构造域大陆构造—岩浆“活化”带的松辽—华北—江汉断陷带的北部。燕山期盆地一直处于沉降状态,早侏罗至早白垩世断陷盆地发展阶段,发育了较好的含煤岩系,早白垩世沙河子期和营城期是主要聚煤期,早白垩世晚期登娄库组发育了厚200~1500 m的区域性沉积盖层,超覆于含煤断陷之上。登娄库期末,盆地曾一度隆升后又继续沉降,形成了晚白垩世1500~4800 m厚的河湖相砂泥岩沉积,披覆于断陷盆地之上。松辽盆地聚煤期与期后形成的沉积组合,对含煤岩系成煤、成烃、成藏都十分有利。盆地还具有高热流值、高地温场的特点,对煤岩变质程度偏低的中生界煤岩形成较高的煤阶都有促进作用。燕山期后盆地整体隆升,也有火山活动,但盆地构造相对稳定,盆地构型未遭大的变形破坏。

松辽盆地东缘九台断陷、羊草沟断陷、昌图-铁法断陷,即九台-营城、碑岭-陶家屯、四平、昌图沙河子一线,早白垩世沙河子组为陆相含煤碎屑岩夹火山碎屑岩沉积,含煤2~24层,下含煤段含煤1~5层,可采煤1~4层,厚0.76~12.88 m。其它地区煤层厚5.93~7.0 m,可采煤厚0.76~11.78 m,一般厚2.65~6.17 m。早白垩世营城组为火山岩含煤沉积。羊草沟下含煤段含煤14层,可采煤2层;上含煤段含煤8层,可采煤3层,厚5.93 m,最厚11.69 m。九台孙家沟含煤1层,厚1.37 m。刘房子含煤17层,可采煤11层,单层厚1~2 m。分布在铁法、康平一带的早白垩世含煤岩系为沙海组、阜新组。沙海组为陆相含煤碎屑岩,中部含煤段夹多层薄层煤及煤线。阜新组为含煤粗碎屑岩,高德段的上部夹2~3层稳定薄煤层;太平段、中间段、孙家湾段为主要含煤段,上部为巨厚煤层;水泉段含10余层不稳定薄煤层。铁法含煤20层,可采煤12层,厚15.3~31.3m。

由于勘探程度较低,至今对松辽盆地深部晚侏罗至早白垩世断陷盆地含煤岩系赋存状况并不很清晰。一种推断认为,含煤岩系发育不好是盆地周缘成煤有机物源不足所致。另一种观点认为,根据盆地周缘含煤岩系发育状况推断,盆地深部断陷盆地亦有较好煤系存在的可能。根据已有的钻井资料证实,东部断陷带的德惠断陷盆地发育有滨浅湖、湖泊相沉积,十屋断陷盆地发育有滨湖、三角洲相带,均有薄层煤。中部断陷带的乾安、长岭断陷盆地,滨浅湖、湖沼相沉积亦有薄煤层,徐家围子断陷已有数口井在早白垩世地层中见有煤线。

铁法盆地(昌图—铁法断陷)位于松辽盆地东南缘,是松辽盆地晚侏罗—早白垩世断陷盆地群的组成部分,归属于东部断陷带。铁法盆地煤层气勘探取得一些勘探资料可资借鉴。

铁法盆地煤层气勘探目标煤层为下白垩统阜新组。上含煤组含煤10层,全区可采煤2层,厚3~5 m,局部可采煤4层,厚1 m;下含煤段含煤10层,全区可采煤2层,厚度大于5 m,局部可采煤4层,厚度小于2 m。累计可采煤厚度80 m。阜新组煤岩以光亮煤为主,次为半亮、半暗煤,镜质组含量高为82.3%~95.4%,属中低灰、低硫煤。挥发分为37.49%~40.76%,以长焰煤、气煤为主,Ro,max为0.56%~0.85%。CQ1井测试含气量为2.43~8.18 m3/t,DT3井含气量测定参考值为3.53~6.6 m3/t。探1井上煤组含气量为4.62~14.44 m3/t,下煤组为5.71~9.67 m3/t。DT3井试井渗透率为(0.2210~0.0351)×10-3μm2,CQ1井为0.05×10-3μm2,探1井为(0.2~1.0)×10-3μm2。等温吸附测定表明,兰氏体积较低,兰氏压力较高,兰氏体积为9.12~11.63 m3/t,兰氏压力为2.85~6.78 MPa。煤储层压力测试,压力梯度为9~11 kPa/m,属正常储层压力。CQ1井7煤地应力测试,原地应力为7.8 kPa,压力梯度为12.51 kPa/m,地应力较大。经分析4煤含气饱和度为75.96%,7煤为88.32%,均为非饱和煤层。大兴区块含气饱和度4煤为120%,7煤为102%,含气饱和度属超饱和与饱和。

铁法盆地煤层气勘探,采动区3口试验井单井最高产量达8928 m3/d,290个生产日3口井采气298.55×104 m3,单井均产10295 m3/d。铁法盆地已钻煤层气井5口,其中三口采动区试验井,DT3井排采400天,日均产气量3125 m3/d,最后30天达8000 m3/d,最高产气量达14600 m3/d,累计产气125×104 m3。矿区10个抽放系统,1997年抽放量达3312.755×104 m3

上述资料说明,铁法盆地早白垩世含煤岩系煤层气地质条件较好,是可值得进一步勘探的有利地区。通过铁法盆地煤层气勘探认为,具有与铁法盆地煤层气地质条件相类同的松辽盆地东南缘的早白垩世断陷盆地,是寻找煤层气藏的有利地区。

阜新盆地位于华北陆块东北缘,即华北北缘隆起带的东部,是前寒武纪变质基底上发育的燕山期断陷盆地。阜新盆地北邻松辽盆地,晚侏罗至早白垩世与松辽盆地同期形成断陷盆地,早白垩世末孙家湾期后盆地隆升沉积中断。阜新盆地呈北北东向狭长状,东西分带、南北分块,沉积岩层东厚西薄呈箕状断陷,盆缘以断裂为界,断面浅陡深缓向盆内倾斜。沙海组同沉积断层以北东及北北东、北东东向正断层为主,形成断槽。阜新组以北东向雁列式褶皱为主,发育有北东及南北向正断层。白垩纪晚期构造变动使盆地掀斜,南端和西侧相对抬起,北端和东侧相对下沉。

阜新盆地含煤岩系为下白垩统沙海组和阜新组。沙海组分4个岩性段,除底部不含煤其余均含较好的煤层,3、4段在全区分布有可采煤层,含煤7~26层,厚2.90~25.1 m,可采煤9层,单层最厚20.3 m,富煤带沿盆地长轴呈北北东向展布。阜新组分5个岩性段,含煤30层,可采煤20层。太平段、中间段、孙家湾段煤层厚10~80 m,单层厚大于10 m。阜新盆地宏观煤岩以光亮、半亮煤为主,次为半暗煤。显微组分以镜质组为主,次为半镜质组。煤岩挥发分为40.42%~41.58%,属中灰、低中硫煤。镜质体反射率为0.375%~1.5%,属长焰煤、气煤,随煤层埋深煤阶增高,一般煤层埋深650 m以上为长焰煤,以下为气煤。LJ-1井煤样测试,煤层含气量为6.3~10.4 m3/t。等温吸附测试,阜新组煤层兰氏体积为18.81~21.59 cm3/g,兰氏压力为6.74~19.07 MPa。据统计,多数煤层煤体原生结构保存较好,孔隙度为4.0%~9.5%。LJ-1井各煤层割理发育较好,太平段、中间段煤层面割理10~12条/5 cm,端割理2~4条/5 cm,孙家湾段煤层面割理8~10条/5 cm,端割理2~4条/5 cm。LJ-1井裸眼注入压降法测试,太平段煤层渗透率为0.323×10-3μm2,中间段煤层渗透率为0.469×10-3μm2,孙家湾段煤层DST裸眼试井渗透率为0.428×10-3μm2。试井资料表明,煤层压力梯度为4.9 kPa/m,孙家湾段煤层压力为3.7 MPa,含气饱和度为80%。阜新盆地已有5口煤层气井,其中有2口资料井,其余为勘探井。LJ-1井排采近5个月,最高产气量3320 m3/d,平均产气量为2900~3000 m3/d。

阜新盆地面积1500 km2,含阜新组和沙海组两套煤层,共60多层,可采煤29层,煤层多,厚度大,煤质好,资源丰度高,煤炭资源量为25×108 t。煤岩变质程度为长焰煤、气煤,煤层埋藏适中,大多在500~1000 m之间。沙海组煤系厚650~1340 m,阜新组煤系厚445~1100 m,其上覆孙家湾组砾岩、砂岩、泥岩,厚500~1000 m,煤系地层与上覆层形成一套较好的沉积组合。从含水层矿化度分析,太平段、高德段属Mg-CaHCO3型水,矿化度为1476 mg/L,有向深部增高的趋势。测试资料表明,煤层含气量中等,与低煤阶长焰煤、气煤基本相应,煤层兰氏体积、兰氏压力相对较高,含气饱和度稍低属欠饱和。煤层煤体原生结构较好,孔隙性较好,割理亦较发育,但测试渗透率偏低。煤层气井排采产气3000 m3/d左右,说明煤层具一定渗透能力和产能。从阜新盆地沉积发育史分析,早白垩世煤系沉积后有早白垩世晚期沉积盖层覆盖,对煤层深埋成煤、成烃都很有利,但盆地晚白垩世处于隆升状态,沉积盖层较薄,煤岩变质程度相对偏低,燕山期后构造变动盆地掀斜,使盆地水动力系统改变,对盆地煤层气成藏都有一定影响。总体评价阜新盆地,有与三江盆地群相类似的沉积发育史,但盆地构型保存可能优于三江盆地群,有与松辽盆地晚侏罗至早白垩世沉积构造发育史,但不如松辽盆地成煤期后的保存条件。根据阜新盆地煤层气勘探验证总体评价认为,松辽南盆地群应是寻找煤层气藏的有利地区。可选择含煤性好,构型更为完好的盆地进行探索,若能有所突破,不单对松辽南盆地群评价有益,对松辽盆地东南部早白垩世断陷盆地的评价亦具有借鉴意义。

由上可见,早白垩世含煤盆地煤层气勘探前景评价大体可分为东、西两个区,西北部的北山、巴丹吉林盆地群,西南部的藏西改则、拉萨、藏东八宿等盆地,含煤岩系发育较差,均属寻找煤层气藏的不利地区。东部地区可分隆起带与坳陷带两种类型,分布在大兴安岭隆起带的海拉尔、二连盆地群及其南的小型断陷盆地,早白垩世含煤岩系发育较好,但缺少上覆盖层,煤岩变质程度低,多数为褐煤,不利于煤层气成藏,是寻找煤层气藏的不利地区。分布在长白—诸广构造隆起带的三江盆地群,早白垩世含煤岩系发育亦较好,但其上覆盖层较薄,盆地被后期构造变动分割,对煤层气成藏与保存都不利,可作为寻找煤层气藏的探索地区,其南的吉东、辽东盆地群都属寻找煤层气藏的不利地区。分布在松辽-华北-江汉断陷带的松辽盆地,晚侏罗至早白垩世断陷形成后被晚白垩世沉积所覆盖,有较好的封盖保存条件,但早白垩世含煤岩系主要分布在松辽盆地东南部的断陷盆地,铁法盆地煤层气勘探初步证实了该区煤层气地质条件较好,因此认为松辽盆地东南部早白垩世断陷盆地是寻找煤层气藏的有利地区。同时,松辽南盆地群亦列入寻找煤层气藏有利地区,可与松辽盆地东南部早白垩世断陷盆地一起进行探索。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答