0 引言
我国西北及中亚地区陆相湖盆侏罗系八道湾组（J1 b）、西山窑组（J2 x）多发育煤系砂砾岩（距离物源区较远区域发育煤系砂岩，本文统称为煤系砂砾岩）沉积。煤系砂砾岩储层以塑性岩屑含量整体较高、成岩压实作用较强、次生溶孔较发育为典型特征［1-5］，粒间填隙物多以高岭石、硅质等溶蚀伴生的自生矿物为主。关于煤系砂砾岩中煤层的成煤环境，目前国内外最具代表性的成煤模式有海退成煤、海侵过程成煤、湖侵事件成煤3种［1-9］。目前认为我国西部地区陆相湖盆煤系砂砾岩中的煤层多发育于水上或三角洲下平原的泥炭沼泽环境［4-5，9］。关于煤系砂砾岩储层的成储效应，前期认识强调准同生期—早成岩期煤系腐殖酸对长石颗粒及岩屑颗粒中的长石组分的选择性溶蚀作用。骨架颗粒的溶蚀甚至溶塌作用导致岩石抗压性降低，不利于孔隙保存［5，9］。相应地，目前煤系砂砾岩勘探的指导思想多以寻找塑性岩屑含量相对较低、抗压性较强的“粗相带”为主（以水下分流河道、河口坝等高能沉积相带为代表）［10-11］，对煤系砂砾岩中煤层成因类型的差异，及其对邻近砂砾岩储层的成储影响差异关注不够。准噶尔盆地玛湖凹陷下侏罗统八道湾组（J1 b） 煤系砂砾岩内部夹杂的煤层在厚度、横向分布、测井响应特征、热演化程度等方面均具较大差异。砂砾岩储层的储集渗流性能与邻近煤层的厚度、测井响应关系密切。本文研究通过剖析八道湾组2种不同成因类型煤层在层序地层、垂向相序、测井特征等方面的差异地质响应，探究2类煤层成因及时空展布。通过煤层成岩热演化阶段对比，剖析2类煤层排酸（煤系腐殖酸）强度差异。结合埋藏史—孔隙演化史探讨煤系腐殖酸对煤系砂砾岩储集渗流性能的抑制效应，指出煤系砂砾岩油气勘探中优质储层优选应重点关注的2个方面。
1 区域构造及成煤古气候背景
准噶尔盆地是海西运动后期开始形成与发展的多期次叠合盆地，周缘被古生代褶皱缝合带围绕［12-13］［图1（a）］。自石炭纪至今，盆地依次经历了海西晚期、印支期、燕山期和喜马拉雅期等构造运动。石炭纪末期，准噶尔南缘的北天山—准噶尔洋开始闭合，并在局部发生陆块碰撞（称天山中期运动）。受其影响，西北缘早期褶皱造山带强烈隆升，并向盆地逆冲，形成叠瓦式前陆冲断推覆构造。二叠纪早期，准噶尔地块受造山带持续作用，受垂直载荷影响，岩石圈发生挠曲变形，西北缘周缘前陆盆地开始形成。自二叠纪始，盆地构造演化依次经历了前陆断陷期（早二叠世P1 j—P1 f）、断陷—坳陷转换期（中二叠世P2 x—P2 w）、坳陷初期填平补齐期（晚二叠世P3 w—早三叠世T1 b）、坳陷期（中三叠统T2 k—侏罗纪J—白垩纪K）（图2）。研究区玛湖斜坡区位于克百断裂—乌夏断裂带下盘［图1（a）］，目的层侏罗系八道湾组一段含煤岩系沉积［图1（b）］属于印支运动末期盆缘边界断裂幕式活动与盆地基底振荡性沉降［14-16］综合作用的产物。此时期，准噶尔盆地与周围不少较小的盆地连成一片，表现为泛盆沉积特征［17］。区域古地貌整体以宽缓斜坡为主（图2）。沉积相带类型也由二叠系—三叠系相对窄陡斜坡背景下的扇三角洲沉积演变为侏罗系八道湾组一段宽缓斜坡背景下的辫状河三角洲沉积（图3）。
图1 玛湖凹陷区域构造（a）及侏罗系八道湾组一段（J1 b 1）地层特征（b）Fig.1 Regional structure of Mahu Sag（a） and stratigraphic characteristics in the 1st member of Badaowan Formation（J1 b 1） （b） |
图2 玛湖凹陷构造—沉积演化剖面［剖面见图1（a），A—A’］Fig.2 Structure-sedimentary evolution section of Mahu Sag（the section is shown in Fig.1（a），A-A’） |
从生物分异度、植物群演化及沉积演化等方面看，以新疆地区为代表的我国北方侏罗纪总的气候背景和演化规律可划分为4个阶段：①早侏罗世—中侏罗世早中期，以暖温带—温带潮湿气候为主，但存在一系列的次级变化。早侏罗世早中期，温带气候区范围较大，新疆北部各沉积区均在这一气候带内，发育湖泊、河流、沼泽沉积，煤层发育，反映温带暖湿气候的菱铁矿常见。准噶尔盆地以侏罗系八道湾组（J1 b）含煤岩系地层为代表，此时期植被繁盛，显示出温暖潮湿的大气候背景，为重要的聚煤期。早侏罗世晚期，新疆地区经历了短暂的亚热带半干旱气候，煤层不发育，北疆地区以三工河组（J1 s）中下部为代表。中侏罗世早中期，气候再次逐渐变得温暖潮湿，以侏罗系西山窑组（J2 x）的煤系地层为代表。②中侏罗世晚期，受早期燕山运动影响，构造运动强烈，炎热带向北扩张，新疆地区基本处于亚热带半干旱—半潮湿气候区，沉积岩中高岭石含量降低，伊利石增加，气候逐渐向干热转变，地层中出现红色碎屑岩条带，植物群整体衰落。③晚侏罗世，新疆各盆地普遍沉积了一套红色碎屑岩［9］，发育石膏层及钙质结核，未见植物化石，仅见少量脊椎动物化石，表明气候干旱炎热，基本已处于亚热带半干旱—干旱气候区。④侏罗纪末期，受中期燕山运动影响，准噶尔盆地经历了一次强烈的隆升、削蚀夷平的构造运动。在全盆地填平补齐式的准平原化及盆地周缘隆升的古地理背景下，形成广覆式分布的白垩系清水河组（K1 q）底砾岩沉积。
本文研究采集了准噶尔盆地西北缘侏罗系八道湾组泥质岩样品12块/6井，开展孢粉古生物化石鉴定。由中国科学院西北生态环境资源研究院依托3527001255型生物显微镜，参照《SY/T 5915—2000孢粉分析鉴定》标准完成。通过孢粉古生物化石分析进一步落实目的层八道湾组一段内部的古生物化石种属差异及其所指示的古沉积环境信息。结果表明，侏罗系八道湾组一段（内部自下而上细分为J1 b 1 1、J1 b 1 2、J1 b 1 3 共3个砂层组）最底部的J1 b 1 3砂层组以那氏芦木孢等真蕨类、双扇蕨类孢子为主，指示湖平面较低背景下的低位体系域富粗粒陆源碎屑沉积，以砂砾岩沉积为主。受控于J1 b 1段整体湖侵退积沉积背景，至顶部J1 b 1 1沉积期，以原始松粉、双束松粉为代表的银杏类、松柏类及楔叶类裸子植物花粉（该类花粉外围或两肋多带有气囊，在风力作用可以搬运较远）逐渐占据优势，指示较高湖平面背景下较远距离搬运沉积，主要为湖侵体系域、高位体系域相对较细粒陆源碎屑沉积，以中细砂岩、泥岩为主，夹薄煤层（图3）。
2 玛湖地区侏罗系八道湾组煤层成因类型及地质特征
图4 早湖侵期广覆式煤层—高(低)位期局限式煤层野外露头特征（a）早湖侵期广覆式煤层露头分析剖面(吐孜阿克内沟侏罗系露头剖面，位置见图1)； （b）高(低)位期局限式煤层露头分析剖面(吐孜阿克内沟侏罗系露头剖面，位置见图1) Fig.4 Outcrop characteristics of wide coal seam in early TST and limited coal seam in HST & LST |
⑥湖侵三角洲：底部发育早湖侵期广覆式煤层（区域性静水煤沼沉积），厚度较大，横向分布稳定。上覆砾质强陆源阻断沉积（含砾粗砂岩—砂砾岩），早湖侵期广覆式煤层与顶板层之间呈相序突变接触。中上部局部发育高位期局限式煤层（TST中期分流间湾煤沼），厚度较小，横向分布局限，多夹于静水泥岩沉积中，与顶板层、底板层之间呈现为相序渐变接触。
⑤高位三角洲：以砂岩、泥岩夹高位期局限式煤层（HST中期分流间湾煤沼）沉积为主，煤层厚度较小，横向分布局限，多夹于静水泥岩沉积中，与顶板层、底板层之间呈现为相序渐变接触。
②湖侵三角洲：底部为早湖侵期广覆式煤层（区域性静水煤沼沉积），厚度较大，横向分布稳定。上覆砾质强陆源阻断沉积，早湖侵期广覆式煤层与顶板层之间呈相序突变接触。中上部局部发育高位期局限式煤层（TST中期分流间湾煤沼），厚度较小，横向分布局限，多夹于静水细粒沉积中，与顶板层、底板层之间呈现为相序渐变接触。
①低位三角洲：以砂砾岩沉积为主，夹薄层泥质岩沉积，煤层整体不发育。局部发育低位期局限式煤层（LST期分流间湾煤沼），厚度较小，横向分布局限，与底板分流间湾泥岩呈相序渐变接触，煤层上覆层多为砂砾岩，指示强物源供给背景下，陆源碎屑沉积物对分流间湾煤沼的煤层沉积的强制性阻断作用。
玛湖斜坡区侏罗系八道湾组煤层类型整体以早湖侵期广覆式煤层、高位期局限式煤层为主，低位期局限式煤层仅在八道湾组底部发育，文中将后二者统称为高（低）位期局限式煤层。
综上所述，早湖侵期广覆式煤层垂向上主要分布于J1 b 1段中下部及J1 b 3段中部，层序格架上主要响应于三级层序湖侵体系域TST早期。煤质较均一，夹矸层极少或无，厚度较大，横向分布稳定，上覆砾质强陆源阻断沉积，与顶板层之间呈相序突变接触。测井响应特征表现为极高RT值（均值为37 789.56 Ω·m）、低DEN值（均值为1.30 g/cm3）、低GR值（均值为28.67 API）。高（低）位期局限式煤层以零散薄层沉积为主，在J1 b 1、J1 b 3中均有分布，层序格架上主要响应于低位体系域LST、高位体系域HST中期。煤质不纯、夹矸层普遍分布，厚度整体较小，横向分布局限，多夹于静水细粒沉积中，与顶板层、底板层之间多呈相序渐变接触。与早湖侵期广覆式煤层相比，高（低）位期局限式煤层RT值较低，DEN值较高，GR值较高（图7，表1）。
图7 早湖侵期广覆式煤层—高（低）位期局限式煤层测井响应差异（测井曲线值据图6）Fig.7 In wide coal seam in early TST and limited coal seam in HST & LST （the logging curve values are shown in Fig.6） |
表1 玛湖地区不同构造部位煤层测井响应差异Table 1 Logging difference of coal seams in different structural positions, Mahu area |
| 煤层成因 类型 | 测井 参数 | 断裂带 | 玛西斜坡区 | 玛中区 | 玛东斜坡区 |
|---|---|---|---|---|---|
| 高（低）位期局限式煤层 | RT /（Ω·m） | 8.86~86.84 | 8.53~17 253.59 | 33.78~9 639.03 | 66.95~19 717.61 |
| 均值28.66 | 8 243.67 | 8 361.14 | 9 637.74 | ||
| 均值8 747.52 | |||||
| DEN /（g/cm3） | 1.35~2.25 | 1.26~2.23 | 1.25~2.53 | 1.32~1.61 | |
| 均值1.84 | 1.45 | 1.46 | 1.43 | ||
| 均值1.45 | |||||
| GR /API | 16.85~60.89 | 27.47~61.74 | 26.15~73.03 | 22.19~50.87 | |
| 均值45.04 | 38.73 | 37.93 | 31.91 | ||
| 均值36.19 | |||||
| 早湖侵期广覆式煤层 | RT /（Ω·m） | 不发育 | 36 967.22~40 115.69 | 34 428.34~40 325.07 | 30 162.68~56 738.39 |
| 38 541.46 | 38 976.71 | 43 450.54 | |||
| 均值40 322.90 | |||||
| DEN /（g/cm3） | 1.29~1.31 | 1.25~1.27 | 1.32~1.36 | ||
| 1.30 | 1.26 | 1.34 | |||
| 均值1.30 | |||||
| GR /API | 34.41~40.10 | 26.15~28.27 | 20.90~22.19 | ||
| 37.25 | 27.21 | 21.54 | |||
| 均值28.67 | |||||
平面上，自玛西斜坡区—玛中区—玛东斜坡区方向，早湖侵期广覆式煤层的自然伽马（GR）测井值自西向东微弱减小，电阻率（RT）测井值自西向东微弱增加，其成因可能与自西向东方向上，潜在陆源碎屑对煤层的阻断效应逐渐减弱（玛西斜坡区以砾质沉积为主，玛中区以砾质—砂质沉积为主，玛东斜坡区以砂质沉积为主）、有机质含量逐渐增加、泥炭成煤演化程度逐渐加深等因素的综合作用有关（参见本文4.1节）。
3 煤层时空展布
煤层多由沼泽环境中的厚层泥炭经复杂的生物化学作用、地质作用逐步演化形成。泥炭的堆积和保存需要足够高的水位以覆盖正在腐烂的植物残体并阻止其被氧化，同时水位又不能过高，以确保植物得以持续存活繁衍。因此，煤层厚度取决于可容纳空间增长速率与泥炭堆积速率之间的相对平衡状态，即平衡补偿［2-3，9］。研究区侏罗系八道湾组沉积处于整体宽缓斜坡古地形背景下，稳定煤层能否堆积保存取决于2个条件［8-9］：①可容纳空间增长速率（有赖于潜水面或基准面的不断上升）与泥炭堆积速率之间的相对平衡状态，这是形成煤层的地质主因；②陆源碎屑沉积物的阻断和干扰程度，这是决定煤层能否得以保存和持续沉积的外在保障。受控于上述2个条件的相对平衡，玛湖斜坡区侏罗系八道湾组早湖侵期广覆式煤层、高（低）位期局限式煤层的平面及垂向展布具较明显的分带特征。
3.1 早湖侵期广覆式煤层集中分布于近湖盆区首次湖泛面附近
玛湖斜坡区八道湾组沉积，尤其是目的层八道湾组一段（J1 b 1）沉积，位于印支运动末期，早燕山运动之前区域构造背景下，仅盆缘的边界断裂活动较强，且继承了印支期断裂的活动属性，以同沉积逆冲推覆为主。在早侏罗世盆地整体坳陷期构造背景及整体温暖潮湿古气候背景下，盆缘边界断裂的振荡性逆冲推覆控制着近物源区的沉积物供给、古地形两大因素，进而影响着近湖盆区基准面/湖平面的相对升降及层序地层的叠加样式。研究区盆地边缘发育逆冲断裂I、逆冲断裂II两大边界断裂（图8），从断面断距、断面两侧地层拖曳程度、断裂上下盘地层厚度差异分析知，逆冲断裂II断面两侧地层拖曳明显，以滚动逆冲为主，同沉积效应强，主要控制了J1 b 1 3所属的下盘低位体系域LST的盆底扇、斜坡扇、低位进积—加积三角洲楔状体的分布。逆冲断裂I则控制了J1 b 1 2、J1 b 1 1沉积，并整体控制了整个J1 b 1沉积的层序地层格局。J1 b 1 3沉积期，逆冲断裂I上盘、下盘地层厚度差异较小（上盘28 m，下盘44 m，厚度差16 m），但垂向推覆断距较大（115 m），整体以印支运动末期的构造应力调节释放为主，对近湖盆区J1 b 1 3段低位体系域LST沉积影响不大。J1 b 1 2沉积期，印支运动末期的振荡性构造复活在逆冲断裂I上盘、下盘形成了近2倍（上盘55 m，下盘101 m， 厚度差46 m）的厚度差异（图8）。以逆冲断裂I、逆冲断裂II为代表的盆缘边界断裂的复活，及盆地基底的振荡性沉降，为J1 b 1 2底部早湖侵期广覆式煤层的形成提供了4个方面有利条件：①使J1 b 1陆源碎屑物质向近湖盆区供给能力增强，大量细粒悬浮物质及有机物残体以悬浮或推移的方式向近湖盆区汇聚；②经历了LST早—中期以盆底扇、斜坡扇、低位进积—加积三角洲楔状体沉积为主填平补齐作用，LST末期，近物源区和近湖盆区两大区带的古地形高差大幅弱化，在整体宽缓斜坡古地形背景下，湖平面的微小变化会在平面上导致大范围湖水进退响应，即研究区湖侵期TST早期的首次湖泛事件在近湖盆区具有湖平面快速侵进、大范围覆盖的“广覆式”特征，同时，近湖盆区基准面的相对快速上升及可容纳空间的快速增加，为快速堆积的泥炭提供了充足的可容纳空间；③基准面的相对快速上升阻碍了沼泽排水，有效地防止有机质氧化，进一步促进J1 b 1 2底部厚层泥炭的堆积、保存及煤化作用持续快速进行；④潜水面/基准面的相对快速上升有效降低河流梯度，使携带陆源碎屑的河流收缩到成煤沼泽之外，保证成煤作用不被陆源碎屑阻断。在上述因素的综合影响下，最终在近湖盆区首次湖泛面附近形成厚层、大面积分布的早湖侵期广覆式煤层。早湖侵期广覆式煤层多与其上覆及上倾部位紧邻的砾质强陆源阻断沉积共生［图8（a）］，地震反射特征表现为横向较连续的低频中强反射［图8（b）］。
3.2 高(低)位期局限式煤层零散分布于扇间/河道间等低能相带
近物源区［图8（a），黄1井—百75井—艾湖2井一带］，以冲积扇—扇三角洲—辫状河三角洲内前缘沉积为主，陆源碎屑供给足，水动力较强，植被难以生长，煤层一般不发育。沉积物中残留的少量有机质主要来自于冲刷上游及周围堤岸的植被。同时由于水体搅动使氧气混入，这些局部残留的有机质也难以得到有效保存，岩心中可见河道砂体沉积中，有机质仅仅以炭屑或植物茎秆化石的形式零星分布其中。局部薄—较厚、横向分布局限的高（低）位期局限式煤层主要发育于最大湖泛面附近的TST中晚期—HST早中期（得益于该时期较快的可容纳空间增加速率与该区较快的泥炭堆积速率之间的相对平衡）。近湖盆区，高（低）位期局限式煤层主要以零散薄层沉积为主，在J1 b 1、J1 b 3中均有分布，层序格架上主要响应于三级层序低位体系域LST、湖侵体系域TST中期、高位体系域HST中期。概括而言，高（低）位期局限式煤层分布较零散，具较明显的相控特征，多分布于水动力较弱的扇间/河道间等低能相带。
GR、RT、DEN测井曲线可以较好地区分早湖侵期广覆式煤层、高（低）位期局限式煤层。但应用地球物理方法开展煤层平面展布预测，需要选取能将煤层与砂（砾）岩、泥岩等其他岩性区分开来的敏感测井参数。煤层多由泥炭演化而来，其测井响应与泥岩［低纵波波阻抗（IMP）、高中子（CNL）］继承性较强，以极低IMP、极高CNL为典型特征。通过“CNL—IMP”测井识别图版可以将煤层与其他岩性较好地区分，且分离度清晰［图9（a）］，通过CNL—IMP联合约束反演，对玛东斜坡区达132井—盐探1井的早湖侵期广覆式煤层（以J1 b 1 2底部的I号广覆式煤层为例）、高（低）位期局限式煤层（以J1 b 1顶部的薄煤层为例）开展了地震预测（因测井图版分离度清晰，地震煤层厚度预测与钻井吻合率达85%）。进一步印证了高（低）位期局限式煤层横向分布零散、局限式沉积特征［图9（b）］，及早湖侵期广覆式煤层的横向分布稳定、广覆式沉积特征［图9（c）］。
4 油气勘探意义
4.1 煤系砂砾岩成岩成储演化
玛湖地区八道湾组煤系砂砾岩以持续—渐进式埋藏方式为主，煤系腐殖酸、烃源有机酸对储层进行接力溶蚀改造［图10（a）］，成储演化过程可分为4个阶段：
（1）主要发生于准同生期—早成岩早期，典型成岩特征如下：①压实程度极弱，颗粒悬浮—点接触。煤系腐殖酸从无到有，浓度逐渐增加，对颗粒表面、粒间的泥钙质组分进行充分溶解，导致含煤岩系粒间泥质、早期碳酸盐填隙物含量较低。溶蚀产物硅质多以石英颗粒为结晶原点，在石英颗粒边缘形成硅质加大边（Si加），石英颗粒—硅质加大边之间以尘埃线相分隔。②煤系腐殖酸沿长石解理面—结构薄弱面对长石颗粒进行内部溶蚀，形成准同生—早成岩期长石粒内溶孔（P早溶），甚至颗粒铸模孔。此时期溶蚀颗粒成分以易溶的富钙斜长石为主［图10（b），点1a］，表面见富含铁镁质风化黏土［图10（b），点1b］。颗粒间悬浮接触—点接触，弱压实。③渗流条件极佳，溶蚀产物高岭石、硅质等迁出彻底［图10（b）］。
（2）主要发生于早成岩中—晚期，典型成岩特征如下：①压实程度渐增，颗粒以点—线接触为主。煤系腐殖酸浓度达到最大并逐渐减小，溶蚀产物高岭石、硅质等在渗流条件较差处形成沉淀。②煤系腐殖酸溶蚀产物高岭石主要以3种形式赋存：（a）紧贴颗粒的最内部环边（Ka早胶），高岭石纯度高［图10（d），点4a］；（b）在长石颗粒溶蚀铸模孔内原位充填并完全交代长石颗粒，随压实作用增强，高岭石集合体发生压塌缩聚作用形成高岭石完全拟颗粒（Ka完颗），内部无/罕见长石颗粒残留，高岭石纯度高［图10（c），点2a］；（c）在长石颗粒溶蚀铸模孔内原位充填并部分交代长石颗粒，形成高岭石部分拟颗粒（Ka部颗），内部多见长石颗粒溶蚀残留。高岭石纯度较低［图10（c），点2b］。③石英等刚性抗压颗粒含量高的部位，孔隙保留程度较高［图10（c）］。
（4）主要发生于中成岩B期。整体酸浓度降低，弱碱性介质环境下，发育晚期方解石胶结作用，及方解石对早期形成的高岭石胶结物、碎屑颗粒、粒间泥质填隙物等组分的交代作用［图10（e）］。
4.2 煤系腐殖酸成储效应
煤系腐殖酸对煤系砂砾岩储集渗流性能的影响有建设性一面，主要发生在准同生早期：①煤系腐殖酸对颗粒表面、粒间的泥钙质组分的充分溶解净化作用，粒间泥质填隙物含量普遍较低；②煤系腐殖酸溶蚀骨架颗粒形成粒内溶孔甚至颗粒铸模孔［图10（b）］。但这种建设性成孔作用主要发生在大规模压实减孔成岩阶段之前，随着后续压实程度渐增，该类孔隙难以得到有效保留。仅在石英等刚性抗压颗粒含量高的部位，孔隙保留程度较高。整体而言，煤系腐殖酸对煤系砂砾岩储集渗流性能的影响主要以抑制性为主［18-21］，主要体现在2个方面：①准同生—早成岩早期，对富长石质骨架颗粒（长石颗粒，及岩屑颗粒中的长石组分）的选择性溶蚀（溶塌）作用，导致八道湾组含煤岩系沉积整体抗压能力降低；②早成岩中晚期，长石质组分溶蚀析出的高岭石、硅质（多以石英颗粒自生加大边形式产出）等自生矿物，尤其是高岭石，多以交代溶蚀颗粒的形式近原位充填于颗粒粒内溶孔（铸模孔）中，或充填于原生粒间孔隙、喉道、微裂缝中，阻塞孔喉，对储集空间、渗流性能的抑制作用极强［图10（c）， 图10（d）］。
4.3 煤系砂砾岩优质储层优选
煤系腐殖酸主要由煤层母质中的植物遗骸等有机质经过微生物的分解和转化，以及一系列的物理化学过程形成一类高分子有机酸［22］。因此，煤层原始沉积母质中的灰分（粉砂等陆源无机组分）含量对煤系腐殖酸的排出强度及规模有重要影响。在区域成煤环境及成煤母质背景大致相同条件下，常用煤层的DEN值来定性表征煤层原始沉积母质中灰分含量的差异，煤层中灰分含量每增加1%，煤层的密度值增加0.01%。GR值同样可以指示煤质的纯度（GR越低，煤质纯度越高）［22-23］。研究区侏罗系八道湾组高（低）位期局限式煤层的DEN均值均高于早湖侵期广覆式煤层（表1）；高（低）位期局限式煤层的GR均值同样高于早湖侵期广覆式煤层。说明较之于高（低）位期局限式煤层，早湖侵期广覆式煤层的灰分含量更低，煤质更纯。平面上，断裂带/近物源区高（低）位期局限式煤层的DEN值、GR值普遍高于斜坡区/近湖盆区。说明较之于近物源区，近湖盆区煤层的灰分含量更低，煤质更纯。
早湖侵期广覆式煤层集中分布于近湖盆区，原始沉积母质中的灰分含量低，热演化程度较高，在压实减孔最强烈的准同生—早成岩期阶段正值煤系腐殖酸的排酸高峰［图10（a）］。高（低）位期局限式煤层在全区零散分布，原始沉积母质中的灰分含量较高，在断裂带/近物源区尚未达煤系腐殖酸的排酸高峰；在近湖盆区其煤系腐殖酸的排出强度及规模也明显弱于早湖侵期广覆式煤层（综合考虑灰分含量、厚度、横向展布规模等因素）。相应地，较之于高（低）位期局限式煤层，早湖侵期广覆式煤层对邻近砂砾岩储层的储集渗流性能的抑制作用也更强，抑制效应的垂向辐射深度更大。 限定大致相同沉积相带（辫状河三角洲前缘水下分流河道）、相同粒度/岩性（含砾中粗砂岩）条件下，玛湖地区侏罗系八道湾组2类煤层对邻近砂砾岩储层质量抑制效应的垂向辐射规模如下：早湖侵期广覆式煤层垂向辐射厚度为10~50 m，辐射带砂砾岩孔隙度减少2.6%~6.5%，渗透率减少（1.2~5.6）×10-3 μm2（图11，以玛东斜坡区早湖侵期广覆式煤层为例）；高（低）位期局限式煤层垂向辐射厚度为3~8 m，辐射带砂砾岩孔隙度减少0.2%~2.8%，渗透率减小（0.6~1.6）×10-3 μm2；2套煤层夹持的层位，优质储层不发育或厚度很薄。相对规模的优质储层主要发育于距离煤层、尤其是早湖侵期广覆式煤层较远的部位。方解石胶结—硅质胶结—高岭石胶结组合是导致煤层辐射带内砂砾岩致密的主要原因，煤层辐射带内的泥岩多由于方解石对泥岩内微孔隙的胶结，或方解石对泥岩内部长石质微颗粒的交代作用而表现为致密泥岩特征（图11），该类致密泥岩的较高纵波波阻抗特征也是导致图9（a）中煤层与泥岩在“CNL—IMP”测井图版上分离度较好的主要原因。
高刚性颗粒含量是煤系砂砾岩储层原生粒间孔、尤其是准同生期—早成岩期煤系腐殖酸溶孔有效保存的前提条件，高岭石、硅质等溶蚀产物（包括煤系腐殖酸溶蚀、烃源有机酸溶蚀）的迁出程度则进一步制约着孔隙的有效性。优质储层区带优选应重点关注：①物源区母岩类型：中酸性母岩提供物源的扇体；②沉积相带：沉积分异程度较高、成分成熟度（石英等刚性颗粒含量高）较高的扇三角洲外前缘相带。该相带靠近湖盆中心，可兼顾烃源有机酸溶孔对储层的建设性改造作用。水动力强、渗流条件优、高岭石/硅质等溶蚀产物迁移较彻底的水下分流河道、河口坝等沉积微相砂体是优质储层集中发育区。
5 结论与认识
（1）玛湖地区八道湾组发育早湖侵期广覆式煤层、高（低）位期局限式煤层2种成因类型。早湖侵期广覆式煤层发育于湖侵体系域TST早期，煤质均一，上覆砾质强陆源阻断沉积，与顶板层之间呈相序突变接触。其分布受控于以逆冲断裂I型、II型为代表的盆缘边界断裂复活及盆地基底的振荡性沉降，主要分布于近湖盆区首次湖泛面附近，横向分布稳定。测井响应为极高RT、低DEN、低GR；高（低）位期局限式煤层发育于低位体系域LST、高位体系域HST中期，煤质不纯多夹于静水细粒沉积中，与顶板层、底板层之间多呈现为相序渐变接触。其分布具较明显的相控特征，多分布于水动力较弱的扇间/河道间等低能相带，横向分布较零散。测井响应为较低RT、较高DEN、较高GR。
（2）煤系腐殖酸沿长石解理面—结构薄弱面对长石颗粒进行内部溶蚀，形成准同生—早成岩期长石粒内溶孔，溶蚀颗粒成分以易溶的富钙斜长石为主，表面见富含铁镁质风化黏土。煤系腐殖酸溶蚀产物高岭石主要以3种形式赋存：①紧贴颗粒的最内部环边，高岭石纯度高。②在长石颗粒溶蚀铸模孔内原位充填并完全交代长石颗粒，随压实作用增强，高岭石集合体发生压塌缩聚作用形成高岭石完全拟颗粒，内部无/罕见长石颗粒残留。高岭石纯度高。③在长石颗粒溶蚀铸模孔内原位充填并部分交代长石颗粒，形成高岭石部分拟颗粒，内部多见长石颗粒溶蚀残留。高岭石纯度较低。
（3）玛湖地区八道湾组煤系砂砾岩以持续—渐进式埋藏方式为主，煤系腐殖酸、烃源有机酸对储层进行接力溶蚀改造。煤系腐殖酸对煤系砂砾岩储集渗流性能的建设性作用主要发生在准同生早期：①煤系腐殖酸对颗粒表面、粒间的泥钙质组分的充分溶解净化作用。②煤系腐殖酸溶蚀骨架颗粒形成粒内溶孔甚至颗粒铸模孔。该类孔隙主要形成于大规模压实减孔阶段之前，难以得到有效保留。煤系腐殖酸对煤系砂砾岩储集渗流性能的影响整体以抑制性为主，方解石胶结—硅质胶结—高岭石胶结组合是导致煤层辐射带内砂砾岩致密的主要原因。高刚性颗粒含量是煤系砂砾岩储层孔隙保存的前提条件，高岭石、硅质等溶蚀产物的迁出程度进一步制约着孔喉的有效性。
甘公网安备 62010202000678号
