本文關(guān)鍵詞：河?xùn)|煤田中南部煤系頁(yè)巖氣與煤層氣成藏特征對(duì)比研究

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【摘要】：河?xùn)|煤田含煤地層富含頁(yè)巖氣與煤層氣,且層位上相鄰相近、關(guān)系密切,為研究頁(yè)巖氣與煤層氣的成藏特征及其對(duì)比提供了極佳的研究區(qū)域。論文以河?xùn)|煤田中南部山西組和太原組含煤地層為研究對(duì)象,通過(guò)資料收集整理、野外地質(zhì)調(diào)查、巖芯觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析等手段,從地質(zhì)背景、沉積環(huán)境、源巖-儲(chǔ)層特征、成藏條件與成藏機(jī)理五個(gè)方面對(duì)頁(yè)巖氣和煤層氣成藏地質(zhì)特征進(jìn)行了對(duì)比分析。河?xùn)|煤田位于鄂爾多斯盆地東緣,東界是近SN向的離石大斷裂,區(qū)內(nèi)煤巖層總體上為走向SN、向西緩傾的單斜,并發(fā)育有軸向SN的次級(jí)寬緩褶皺,斷層稀少,構(gòu)造簡(jiǎn)單。研究區(qū)晚古生代含煤地層具有清晰的旋回結(jié)構(gòu),整個(gè)含煤層段自下而上可劃分為10個(gè)旋回。研究區(qū)富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖可分為四個(gè)層段:晉祠段、西山段,山垢段與山西組,其厚度分別為1~23m、1~14.5m、4~45m與1~43m;煤層共11層,太原組有5層,山西組有6層,主采煤層為太原組9號(hào)煤與山西組5號(hào)煤,其厚度分別為0~7.60m與0~6.69m。研究區(qū)富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類型以Ⅲ型為主,有機(jī)質(zhì)成熟度(Ro)平均2.03%,有機(jī)質(zhì)豐度(TOC)平均2.01%;黏土含量最高,石英次之;孔隙度平均為2.82%,主要為微孔和小孔;滲透率平均值達(dá)到0.01305 m D;現(xiàn)場(chǎng)解析實(shí)驗(yàn)測(cè)得含氣量平均值為1.47 m3/t。煤層是有機(jī)質(zhì)的聚集體,研究區(qū)煤層Ro普遍高于2%;孔隙度平均6.87%,主要為大孔(大于1000nm)和小孔(10~100nm);本區(qū)煤層滲透率基本上都大于1m D;煤層氣含量在東部露頭區(qū)普遍小于2m3/t,隨著煤層埋深的增加,煤層含氣量逐漸增加,中部一般為10~18 m3/t,西部普遍超過(guò)18 m3/t。頁(yè)巖氣與煤層氣均為低孔低滲的非常規(guī)天然氣,但頁(yè)巖氣儲(chǔ)層富礦物質(zhì)貧有機(jī)質(zhì)而煤層氣儲(chǔ)層富有機(jī)質(zhì)貧礦物質(zhì)等特征,造成兩類非常規(guī)天然氣具有差異性:1.研究區(qū)頁(yè)巖儲(chǔ)層超致密,孔隙大小以微—納米級(jí)為主,顯示出較低的孔隙度(均值2.82%)和滲透率(均值0.01305 m D);而研究區(qū)煤儲(chǔ)層具有由孔隙—裂隙組成的雙重孔裂隙結(jié)構(gòu),孔隙范圍比較廣,主要為大孔和小孔,煤孔隙度(均值6.87%)和滲透率(均值大于1m D)較泥頁(yè)巖大。2.煤層氣屬典型的吸附成藏機(jī)理,以吸附態(tài)、游離態(tài)和溶解態(tài)三種方式賦存,吸附態(tài)是其主要的賦存形式,研究區(qū)上煤組主采煤層的最大吸附量為6.90 m3/t。氣體生成后即以吸附態(tài)賦存于煤巖體表面,吸附達(dá)到飽和后氣體才以游離態(tài)存在于煤基質(zhì)孔隙/裂縫中,受溫壓條件的控制,吸附氣、游離氣和溶解氣三者之間處于動(dòng)態(tài)平衡。頁(yè)巖氣主要由吸附氣和游離氣組成,且吸附氣含量隨著頁(yè)巖儲(chǔ)層溫壓條件的變化而變化,其所占總氣量的比例可在20%~80%區(qū)間變化,研究區(qū)目的層泥頁(yè)巖最大吸附量為0.2~0.62 m3/t,平均0.42 m3/t。頁(yè)巖氣生成早期,先滿足泥頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)和黏土礦物表面的吸附,該階段與煤層氣吸附成藏機(jī)理相似。隨著生氣過(guò)程的繼續(xù),頁(yè)巖氣開始在裂縫中以游離態(tài)運(yùn)移聚集,此階段具擠壓造隙式的運(yùn)聚成藏特征,此階段有別于煤層氣成藏。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P618.13

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1196821