辽河坳陷东部凸起古生界煤层气富集影响因素研究

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1、辽河坳陷东部凸起古生界煤层气富集影响因素研究李春华1汪百齐1毛俊丽1杜洋2(1辽河油田勘探开发研究院2中国地质大学)摘要：本文以煤层气富集影响因素研究入手，充分利用钻井、地震、录井、测井、煤岩心化验分析及动态测试资料，开展了煤储层构造、沉积、煤岩变质、煤层顶底板沉积相组合及水文地质条件等方面研究工作。通过深入、系统的研究认为本区构造活动较弱，具有先沉降后抬升的特点，利于煤层气的生成与聚集；沉积环境为潮坪、泻湖亚相，煤层发育、分布稳定；煤岩经历两期变质作用，变质程度高、产气量大；煤层顶底板组合属于潮坪（泥炭坪）－泻湖亚相泥岩组合，封闭性好，保存条件好；水文地质条件单一，煤系地层没有

2、受到地表和相邻地层强动力水层影响，层内砂岩含水层动力弱、无径流，利于煤层气吸附。这几方面的研究认识对于研究区内煤层气勘探开发选区具有重要的指导意义。关键词：辽河坳陷东部凸起古生界煤层气富集影响因素0引言随着全球对天然气资源量需求的不断增大，常规天然气储量日益减少，各国对非常规的煤层气资源量均给予的足够的重视。煤层气地质作为一个新的研究领域，国外起步较早，而在我国只有10余年的历史[1]，近几年来经过卓有成效的研究工作，在沁水、鄂尔多斯等盆地取得采气试验突破[2-6]。这些突破给我国煤层气基础研究创造了较好的条件，研究认为煤层气富集影响因素主要有煤储层构造、沉积、煤岩变质、煤层顶底

3、板、水文地质等条件。按照这些基本地质条件，开展了辽河坳陷东部凸起古生界煤层气富集影响因素研究工作，目前研究区勘探程度较低，部署二维地震测网密度为2×4km；钻探各类探井11口，均见到煤层，其中有1口探井见到煤层气。另外，研究区东南隆起区域是辽宁省红阳煤田，煤炭开发始于70年代，到目前共建成4个煤矿，年产焦煤700万吨，该地区的煤质优良，厚度稳定，是煤层气勘探开发的有利区域。（2.区域地质特征研究区在构造上位于辽河坳陷东部凹陷东侧凸起带，凸起带北以苏家屯大断层（F4）为界接沈阳隆起，南以腾鳌断层（F3）为界与营口隆起相接，西以佟二堡断层（F1）为界接东部凹陷，东以刘二堡断层（F2）

4、为界接辽东沉降带，面积1600km2（图1）。研究区自下而上发育的地层有太古界、元古界、下古生界的寒武系和奥陶系、上古生界的石炭系和二叠系、中生界的侏罗系和白垩系、新生界古近系、新近系和第四系。含煤层段主要集中在二叠系下统山西组和石炭系上统太原组。山西组含煤层7层(编号1～7煤层)，3、6煤层为局部可采煤层，7煤位于山西1作者简介：李春华，男，1964年生，1987年毕业于江汉石油学院，获资源勘查学士学位；现在辽河油田勘探开发研究院工作，高级工程师，从事油气综合勘探工作。地址：辽宁省盘锦市辽河油田勘探开发研究院，邮编124010，电话0427-7803306，移动电话136042

5、79251，邮箱lich6@petrochina.com.cn组底部，为单一煤层，厚度为1.0～4.3m，是矿区重点主采煤；太原组含煤层7层(编号8～14煤层)，厚度不一，其中12煤最为发育，为复合煤层，单厚度为1.0～5.7m，累计厚度为2.0～7.7m。F4F1F2F3图1辽河坳陷东部凸起位置图2构造特征对煤层气富集的影响构造特征和构造演化从宏观上控制了煤层的形成和演化，也是导致煤储层和封盖层的产状、结构、物性、裂隙发育状况及地下水径流条件差异性的重要原因，进而影响到煤储层的含气性和可采性[7]。2.1研究区构造特征在区域构造和基底构造背景控制下，地层走向总体呈北东向，向北西

6、方向缓倾，东南翘起的单斜构造（图2）。构造的总体面貌特征由北西向南东方向由断阶带逐渐过渡到斜坡带、背斜带；构造活动表现为由强--弱--强的特点，主要以拉张构造形迹为主导。其中位于斜坡带西侧和背斜带东侧呈北东向展布的两条分别为营口--佟二堡断层（F1）、刘二堡断层（F2）是控制本区构造形态的主干断裂，具有延伸距离远、断距大的特点，控制了古生界地层分布；位于斜坡、背斜带内的一些断层主要呈近南北向展布，多呈雁列排列，与北东向主干断裂斜交，具有延伸距离短、断距小特点，属于主干断裂的伴生断层，对地层分布没有控制作用，是分带化块的断层。这些断层基本上都为张性正断层，它们的形成和演化控制了研究

7、区的构造变形以及圈闭的形成，并最终对煤层气的分布产生重要影响。西侧断阶带煤层埋藏深，储层物性差，F1断裂活动强，断层纵向延伸到新生代地层中，对煤层气聚集保存不利；中部斜坡带煤层埋藏适中，远离风化带，断裂活动弱，利于煤层气聚集保存；东部背斜带属于构造应力集中区，断裂发育，东侧通过F2断层与鞍山隆起太古界地层相接，对煤层起侧向封堵作用，较利于煤层气聚集保存。全区60%以上煤层埋深在600～1500m深度的斜坡带、背斜带范围内，这对煤层气成藏和勘探开发十分有利。F2F1带背斜带坡斜图2