0 引言
1 区域地质背景
2 样品采集和实验方法
3 煤质特征
3.1 宏观特征
图3 侏罗系煤岩岩心样品及柱塞样品宏观特征(a)明浅1井,91.03 m,克四段;(b)明浅1井,91.29~91.42 m,克四段;(c)明浅1井,230.11~230.25 m;(d)明浅1井,95.50 m,克四段,微裂缝和割理发育;(e)明浅1井,337.97 m,克四段,见同生沉积的结核条带状黄铁矿,微裂缝和割理发育;(f)明浅2井,289.36 m,阳四段,微裂缝和割理发育;(g)明浅2井,709.65 m,阳四段,微裂缝和割理发育。注:(a)—(c)中岩心直径为5.08 cm;(d)—(g)中柱塞样直径为2.54 cm Fig.3 Macroscopic characteristics of Jurassic coal rock core and plunger samples |
3.2 显微组分特征
图4 明浅1井克四段煤岩各种显微组分镜下特征(a)160.33 m,碎屑镜质体占50%,基质镜质体占28%,孢子体占2%左右,无机矿物占20%;(b)96.92 m,基质镜质体占50%,均质镜质体占25%,孢子体3%左右,丝质体占12%,菌类体占4%,无机矿物占6%;(c)790.91 m,树脂体,呈黄色不规则团块状,浅黄色细带状叠置的为大孢子体;(d)96.46 m,大孢子体呈黄色,迂回条带状;(e)99.86 m,半丝质体,灰褐色,内部具清晰的网格状细胞结构;(f)445.75 m,丝质体呈透镜体状分布,残留细胞结构比较清晰 Fig.4 Microscopic characteristics of various microscopic components in coal rocks of the fourth member of Kezilenur Formation in Well Mingqian 1 |
3.3 工业分析和元素分析
3.4 煤阶特征
表1 库车坳陷东部侏罗系煤岩实测R O统计Table 1 Tested R O statistics of Jurassic coal rocks in the eastern Kuqa Depression |
深度/m | R O/% | 层组 | 井号 | 深度/m | R O/% | 层组 | 井号 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
89.34 | 0.62 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 2 976.30 | 0.94 | 克孜勒努尔组 | 依西1 |
92.15 | 0.63 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 3 033.00 | 0.70 | 克孜勒努尔组 | 吐东3 |
94.88 | 0.66 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 3 183.00 | 0.72 | 克孜勒努尔组 | 吐东3 |
96.92 | 0.64 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 3 457.00 | 0.72 | 克孜勒努尔组 | 吐东202 |
101.43 | 0.65 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 3 610.00 | 0.70 | 克孜勒努尔组 | 吐东202 |
157.52 | 0.67 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 3 875.00 | 1.01 | 克孜勒努尔组 | 克孜1 |
160.75 | 0.65 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 3 878.00 | 0.72 | 克孜勒努尔组 | 吐东202 |
165.09 | 0.63 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 4 178.50 | 0.80 | 克孜勒努尔组 | 依南2 |
166.27 | 0.68 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 4 250.40 | 0.90 | 克孜勒努尔组 | 依南2 |
170.53 | 0.6 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 4 272.00 | 0.86 | 克孜勒努尔组 | 迪北101 |
212.62 | 0.66 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 4 284.00 | 0.87 | 克孜勒努尔组 | 迪北101 |
228.82 | 0.71 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 4 314.90 | 0.86 | 克孜勒努尔组 | 依南2 |
230.18 | 0.73 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 5 547.00 | 0.84 | 克孜勒努尔组 | 吐格6 |
234.11 | 0.69 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 5 675.00 | 1.01 | 克孜勒努尔组 | 吐格6 |
236.39 | 0.69 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 5 759.00 | 0.90 | 克孜勒努尔组 | 吐格6 |
241.81 | 0.69 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 6 433.00 | 0.89 | 克孜勒努尔组 | 阳霞1 |
254.4 | 0.7 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 7 044.00 | 1.05 | 克孜勒努尔组 | 阳探1 |
272.33 | 0.69 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 7 230.00 | 1.17 | 克孜勒努尔组 | 阳探1 |
274.57 | 0.71 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 260.68 | 0.74 | 阳霞组 | 明浅2 |
276.5 | 0.69 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 261.71 | 0.77 | 阳霞组 | 明浅2 |
341.33 | 0.59 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 288.88 | 0.73 | 阳霞组 | 明浅2 |
342.04 | 0.57 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 289.72 | 0.71 | 阳霞组 | 明浅2 |
419.5 | 0.557 | 克孜勒努尔组 | 明南1 | 608.96 | 0.51 | 阳霞组 | 明南1 |
454.72 | 0.75 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 2 158.40 | 0.70 | 阳霞组 | 依深4 |
456.88 | 0.75 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 3 366.80 | 0.76 | 阳霞组 | 依深4 |
738.8 | 0.69 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 3 646.00 | 0.71 | 阳霞组 | 吐东3 |
746.92 | 0.78 | 克孜勒努尔组 | 明浅1 | 4 024.00 | 0.81 | 阳霞组 | 吐东202 |
1 425 | 0.75 | 克孜勒努尔组 | 迪探1 | 4 418.00 | 0.73 | 阳霞组 | 吐东202 |
1 439 | 0.76 | 克孜勒努尔组 | 迪探1 | 4 702.95 | 0.90 | 阳霞组 | 依南2 |
1 514 | 0.79 | 克孜勒努尔组 | 迪探1 | 5 719.00 | 1.20 | 阳霞组 | 迪北5 |
1 522 | 0.83 | 克孜勒努尔组 | 迪探1 | 5 795.00 | 1.29 | 阳霞组 | 迪北5 |
1 526 | 0.83 | 克孜勒努尔组 | 迪探1 | 6 457.00 | 1.23 | 阳霞组 | 吐格6 |
|
4 煤岩储层特征
4.1 扫描电镜下孔隙类型
图9 侏罗系煤岩扫描电镜下微观特征(a)明浅1井,233.21 m,克四段,镜质体内密集的气孔;(b)明浅1井,446.6 m,克四段,排列整齐、定向排列的植物组织孔(胞腔孔);(c)明浅1井,163.93 m,克四段,丝质体内的组织孔;(d)明浅2井,290.30 m,阳二段,纤维状丝质体呈条带叠置,条带间隙发育;(e)明浅1井,克四段,碎屑镜质体,屑间孔发育;(f)明浅1井,163.93 m,克四段,菌类体形成的粒间孔,内含石英晶体;(g)明浅1井,95.02 m,克四段,藻类体粒径15~30 μm,粒间孔发育;(h)迪探1井,1 522 m,克四段,石英颗粒集合体,矿物颗粒间孔发育;(i)明浅1井,89.99 m,克四段,微裂隙高角度切过纤维状丝质体 Fig.9 Microscopic characteristics of Jurassic coal rocks under scanning electron microscopy |
4.2 常规物性特征
4.3 核磁共振表征的孔隙特征
4.4 三维CT扫描表征的储集空间特征
4.5 氮气吸附表征的纳米级孔隙特征
5 煤岩地质特征
表2 库车坳陷北部构造带东部老井克四段煤岩主要特征Table 2 Main characteristics of coal rocks of the fourth member of Kezilenur Formation in the old wells located in the eastern part of the northern structural belt of the Kuqa Depression |
主要参数 | 迪探1井 | 迪北101井 | 迪北102井 | 迪北2井 | 依东2井 | 迪探2井 | 吐格1井 | 吐东3井 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
埋藏深度/m | 1 323~1 590 | 4 203~4 395 | 4 450~4 570 | 3 317~3 495 | 3 057~3 165 | 4 430~4 569 | 2 951~3 169 | 3 004~3 190 |
煤层厚度/m | 110/22 | 26.5/6.7 | 31/5.2 | 45/15.0 | 41/17 | 43/7 | 52.4/7.4 | 43.8/7.95 |
平均成熟度(R O)/% | 0.75 | 0.81 | 0.88 | 0.91 | 0.80 | 0.85 | 0.68 | 0.71 |
含气量/(m3/t) | 15.4~18.2 | 11.5~15.2 | 6.8~18.8 | 14~18.4 | 5.2~18.7 | 6.5~14.8 | 6.9~15.8 | 8.2~18.1 |
气测显示/% | 97.60 | 16.77 | 17.40 | 45.54 | 3.20 | 35 | 4.00 | 36.18 |
煤储层压力/MPa | 20.62 | 62.75 | 66.35 | 50.74 | 45.95 | 65.47 | 46.01 | 46.31 |
储盖组合 | 煤泥 | 煤泥 | 煤泥 | 煤泥 | 煤砂 | 煤泥 | 煤泥 | 煤泥 |
孔隙度/% | 6.1~7.1 | 6.4~8.5 | 6.4~9.2 | 6.1~9.1 | 5.8~9.5 | 5.6~8.9 | 2.53~4.95 | 6.1~9.2 |
构造背景 | 断背斜 | 平台区 | 缓坡 | 背斜 | 背斜 | 平缓带 | 断背斜 | 背斜 |
|
表3 各盆地(地区)煤岩及煤岩气特征参数Table 3 Coal rock and coal rock gas characteristic parameters in different basins (regions) |
盆地 | 鄂尔多斯 | 准噶尔 | 松辽 | 海拉尔 | 渤海湾 | 四川 | 塔里木 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
地区 | 子洲—神木 | 白家海凸起 | 盆地南部 | 呼和湖凹陷 | 王官屯地区 | 霸县凹陷 文安斜坡 | 川中—川南 | 库车北部 |
地层时代 | 石炭系本溪组 | 侏罗系西山窑组 | 侏罗系火石岭组 及营城组 | 白垩系南屯组二段 | 石炭系—二叠系, 山西组—太原组 | 石炭系—二叠系 山西组—太原组 | 上二叠统龙潭组 | 侏罗系克孜勒努尔组 |
煤岩埋深/m | 1 500~2 500 | 1 700~2 500 | 2 000~2 800 | 2 000~2 800 | >2 800 | 2 000~3 500 | 1 500~4 500 | 200~6 500 |
煤岩单层厚度/m | 2.8~12 | 6~21 | 5~17 | 5~30.4 | 1.0~6.2 | 5~13 | 1~4.5 | 1~22 |
煤体结构 | 原生结构煤为主, 局部发育碎裂煤 | 原生结构 | 原生结构煤为主 | 原生结构煤为主 | 原生结构煤为主 | 碎裂煤为主 | 原生结构煤为主 | 原生结构煤为主, 局部发育碎裂煤 |
累计厚度/m | 5~20 (8#+9#) | 9~37 | 5~70 | 50~125 | 26~32 | 15.5~19(山西组) 10~45(太原组) | 7~16 | 最厚达182 |
R O/% | 2.14~2.78 | 0.5~1.0 | 1.8~2.3 | 1.0~2.0 | 0.8~2.5 | 0.8~2.5 | 2.5~3.05 | 0.56~1.17 |
孔隙度/% | 2.74~3.62 | 6.6~16.9 | 4~7 | 3~10 | 8~14 | 6.37~11.6 | (3~18)/8.67 | 浅层(6~16)/9.7 |
渗透率/(10-3 μm2) | 0.001~0.309 | 0.17~14.6 | <0.01 | 0.01~0.5 | 0.71~1.87 | 平均0.94 | 0.8~几十 | |
含气量/(m3/t) | 17.5~30 | 8.28~26.18 | 10~25 | 15~35 | 15.1~21.7 | 14~18 | 7.7~27.1 | 5.2~18.8 |
含气饱和度/% | 106~138 | 100.7~230 | 128~135 | 143~182 | 接近100 | 60~109 | 138~151 | 无数据 |
资源丰度/(108 m3/km2) | (1.02~2.47) /1.74 | (1.49~2.33) /1.92 | (0.42~2.05) /0.79 | (0.28~7.70) /3.23 | (1.3~2.1) /1.5 | 平均2.1 | 平均1.1 | 平均9.5 |
气测峰值/% | (1.5~100) /59.45 | (0.7~99.0) /26.67 | (0.614~31) /6.53 | (5.12~52.44) /18.34 | 26.7~87.5 | 11~43 | (0.21~91.75) /32.51 | 32~97 |
游离气占比/% | 13.1~34.3 | 0.78~45.25 | 22~26 | 30~45 | 13~25 | 10~28 | >29 | 16.16~17.84 |
顶底板 | 顶板灰岩,底板泥岩 | 顶底板泥岩 | 顶底板泥岩 | 顶底板泥岩 | 顶底板泥岩 | 顶底板泥岩 | 顶底板致密灰岩 | 顶底板泥岩 |
|
6 成藏模式构想
7 勘探有利区带
图16 库车坳陷北部构造带东部侏罗系顶面构造、克孜勒努尔组煤岩厚度、埋深及成熟度叠合图Fig.16 Overlapping map of Jurassic top structure, Kezilenur Formation coal rock thickness, burial depth and maturity in the northern structural belt of Kuqa Depression |