吐哈盆地台北凹陷中侏罗统西山窑组深层煤岩气地质特征与勘探潜力

深层煤岩气是吐哈盆地油气勘探的新领域,但研究程度相对较低。基于煤岩测试与基础资料,系统研究了吐哈盆地台北凹陷中侏罗统西山窑组煤层分布、煤岩煤质、储层物性、宏微观煤岩、煤储层气源及煤岩等温吸附特征,揭示了煤岩储层含气性及其影响因素,提出了深层煤岩气形成富集条件,建立了深层煤岩气富集成藏模式,预测了台北凹陷煤岩气勘探潜力。结果表明:(1)台北凹陷深层侏罗系西山窑组煤层分布广、厚度大,为中低阶、原生结构、割理发育的低灰、低水、富镜质组煤层;(2)煤储层孔渗较高且受埋深影响不明显,煤层段气测异常普遍且储层吸附性能中等—好,具有游离气与吸附气共存、试采快速见气、气组分齐全等特征;(3)台北凹陷煤岩气的油气供给充注,可以形成正向构造带“调整型”和斜坡及洼陷区“自生自储型”两种成藏模式;(4)台北凹陷煤岩气资源丰富,西山窑组主煤层煤岩气资源量近3×10^(12)m^(3)。根据煤岩气资源丰度、煤层厚度、含气量、保存条件等综合评价优选出温吉桑构造带、小草湖南斜坡为深层煤岩气勘探有利目标区。

准噶尔盆地白家海凸起侏罗系西山窑组煤岩气“甜点”储层智能综合预测技术

为了解决准噶尔盆地白家海凸起侏罗系西山窑组煤岩厚度小、气源断裂垂向断距小导致的地震资料信噪比低及煤岩气“甜点”储层预测难度大的问题,提出了“五步法”逐级控制的测井-地质-地震一体化智能综合预测方法。研究结果表明:①“五步法”是利用构造保边去噪和谐波高频恢复处理技术提高叠前CRP道集的信噪比和分辨率;通过调谐厚度法和分频智能反演法相结合定量预测煤岩厚度分布;利用深度学习智能断裂检测技术预测气源断裂展布特征;基于煤岩流体替换对不同含气饱和度时的AVO特征进行分析,通过含气饱和度预测含气分布范围;采用叠合分析法预测“甜点”储层,即位于断鼻(或断块)、煤岩厚度大,存在气源断裂及含气饱和度高于50%的叠合部位。②研究区“甜点”主要分布在北部走滑断裂的南北两侧断鼻或断块圈闭中,共发育31个煤岩气“甜点”区,累计面积达231.9 km^(2),其中走滑断裂北侧的5个“甜点”储层勘探潜力更大。③依据“五步法”部署的预探井与实钻井考核指标的吻合率达92%;对部署的水平井井轨迹进行了优化设计和动态监控,提高了单井产能。

准噶尔盆地白家海地区西山窑组深部煤岩储层孔隙结构表征及发育主控因素

深部煤岩储层孔隙结构特征对深层煤层气勘探开发十分重要,为了明确深部煤岩储层孔隙结构特征及发育主控因素,以准噶尔盆地白家海凸起及周缘侏罗系西山窑组煤层为研究对象,运用覆压孔渗、扫描电镜、高压压汞、低温液氮吸附、二氧化碳等温吸附等多种试验方法,对西山窑组煤岩储层特征进行研究。结果表明:西山窑组煤岩演化程度低,显微组分以镜质组和惰质组为主,具有低水分、特低灰和低挥发分的特点;西山窑组煤岩储层发育孔缝双重介质储集空间,储层物性好;西山窑组煤岩储层可以划分为3种类型,Ⅰ类储层储集性能好,但渗透性能差,Ⅱ类储层是研究区主要储层类型,进一步分为Ⅱ_(1)类和Ⅱ_(2)类,Ⅱ_(1)类储层具有中等储集性能和良好渗透性能,Ⅱ_(2)类储层与Ⅲ类储层均以微孔为主,物性较差;西山窑组煤层孔隙结构主要受灰分质量分数、镜质组体积分数、惰质组体积分数和埋深控制。

三塘湖盆地侏罗系西山窑组褐煤储层孔隙结构特征及脱水演化规律

查明干燥前后煤孔隙结构差异及演化规律有助于准确预测煤炭地下气化炉运行效果。通过选择水、煤油作为饱和流体进行低场核磁共振实验,测试并对比同一样品分别在饱水和干燥状态下的孔隙结构差异;通过X-CT技术观察了煤样孔隙结构的脱水演化过程并建立了演化模式;通过脉冲衰减渗透率测试与低温液氮吸附实验评估了煤样的传质能力变化。研究结果表明:(1)褐煤干燥发生孔隙收缩的同时会产生裂缝,总孔容由0.630 cm^(3)/g降至0.481 cm^(3)/g,而大孔体积显著增加,由0.070 cm^(3)/g增加至0.420 cm^(3)/g,脱水导致孔隙集中,大孔体积占比达88%。(2)褐煤干燥时的孔隙收缩受基质收缩程度控制,不同煤岩组分脱水的孔隙结构演化模式不同,易收缩的基质煤脱水时,其组分边缘或内部产生大量裂隙,而木质煤或丝质煤脱水收缩较弱,保留大量原生孔隙,裂隙发育较少。(3)褐煤干燥后,水分脱除、空孔体积增加,渗流状态由单相水向气水两相、单相气流转变的同时形成了良好的连通孔隙网络,煤层渗流能力显著改善,渗透率由0.248 mD增加至48.080 mD,扩散传质贡献增大,干燥褐煤在温度为200℃、压力为0.5 MPa时中孔及大孔的扩散系数约为0.09 cm^(2)/s。

准噶尔盆地东部西山窑组煤地球化学特征及古环境意义

准噶尔盆地是我国西北地区重要的含煤盆地,其东部煤田是我国新疆大型煤炭基地的重要组成部分,蕴藏着丰富的煤炭资源。以准噶尔盆地东部中侏罗世西山窑组B_(0)、B_(1)和B_(2)煤层为研究对象,选取220个煤样品进行了详细的微量元素测定,并对16个煤样品进行了显微组分和镜质组最大反射率测试分析,在此基础上,综合分析了准噶尔盆地东部中侏罗世西山窑组成煤时期泥炭沼泽水体的氧化还原状态、古盐度特征以及成煤时期的古气候和大气氧含量变化特征。与世界低阶煤均值相比,准噶尔盆地东部中侏罗世西山窑组B_(0)、B_(1)和B_(2)煤中Sr元素轻微富集,除此之外,B_(0)煤中还存在Co元素轻微富集。Ni/Co-V/Cr和Ni/Co-Mo图解分析表明,泥炭沼泽处于氧化和贫氧状态,由此推断泥炭沼泽中水体的活动性较强,游离态的氧含量较高。煤中B/Ga比值的变化趋势表明,从B_(0)到B_(1)再到B_(2)煤层,泥炭沼泽水体的古盐度逐渐升高,上部B_(2)煤层沉积过程中泥炭沼泽古盐度较高可能是由水体蒸发量增加造成的,同时也表明B_(2)煤层沉积时期的古气候呈现相对干热的特征。通过对B_(0)、B_(1)和B_(2)煤中Sr/Cu比值分析得出,从西山窑组下部的B_(0)煤层到中部的B_(1)煤层再到上部的B_(2)煤层,准噶尔盆地东部西山窑组成煤时期的古气候自下而上经历了由相对温湿逐渐向相对干热转变的过程。B_(0)、B_(1)和B_(2)煤层中惰质组平均体积分数在40.4%~57.2%,平均值为48.5%,基于惰质组与大气氧含量的关系模型,估算出中侏罗世的大气氧体积分数约为27.7%,远高于持续燃烧所需的最低大气氧水平。

吐哈盆地苏巴什地区中侏罗统西山窑组地层、岩石学特征及成矿条件分析

吐哈盆地为中国西部中-新生代内陆山间盆地,位于哈萨克斯坦板块吐鲁番地块,苏巴什地区地处艾丁湖斜坡带之上。文章详细论述了苏巴什地区找矿目的层西山窑组地层、岩石学特征,指出艾丁湖宽缓的单斜构造有利于西山窑组的稳定沉积;苏巴什地区西山窑组砂体层数少,厚度大,且有机质丰富,连通性较好,对含铀含氧水的顺层流动有利,有利于形成规模较大的层间氧化带及铀矿化。研究区辫状河三角洲相沉积范围广,泥-砂-泥结构较发育,铀矿化主要分布于水下分流河道的边部,为铀矿化提供了充足的储矿空间。西山窑组岩石学特征为孔隙式胶结,岩石固结程度以疏松-较疏松为主,在西山窑组沉积时期离蚀源区较近,岩石成熟度较低,成岩压实作用较弱,河道水动力条件较强,对砂岩型铀成矿有利。综合分析认为苏巴什地区西山窑组砂岩型铀成矿条件有利,找矿前景广阔,有必要进一步开展找矿工作。

丘东气田西山窑组波形指示反演砂体识别

丘东气田西山窑组发育一套以扇三角洲前缘为主的灰色砂岩,其是主要的含气层段。为了查明砂体的分布规律,通过测井曲线敏感性分析发现:有效砂岩主要集中在高波阻抗区域,非储层主要集中在低波阻抗区域,可以明显区分砂泥岩,分界线在8000(g·m)/(s·cm^(3));深侧向电阻率RLLD曲线相较于自然伽马、自然电位等测井曲线,对岩性的识别敏感度较大,因此选用RLLD曲线重构进行波形指示反演。在平滑半径、有效样本数、频率参数等反演参数对比分析的基础上,对重构后的波阻抗曲线开展反演工作。反演结果表明,垂向上对较薄砂体的识别能力大大增强,反演精度较高,可以刻画出厚度5 m左右的单砂体;砂体分布从南往北逐渐减薄,东北部砂岩不发育,物源主要来自南部。经后期钻探验证,该方法有效增强了对砂岩的识别能力,缩小了岩性气藏的勘探范围,提高了钻探成功率。

新疆和什托洛盖煤田白杨河地区西山窑组煤层煤质特征分析

以准噶尔盆地的区域地质背景、煤地质学的研究成果为依据,对准噶尔盆地和什托洛盖煤田煤层的煤岩学、煤化学进行测试和分析,总结了煤质特征的垂向演化规律。

蒙其古尔铀矿床西山窑组下段矿体差异性及影响因素分析

蒙其古尔铀矿床是伊犁盆地南缘可地浸砂岩型铀矿田的重要组成部分,自西向东划为西段、中段、东段3个地段,不同地段矿体形态和规模又存在显著差异。文章通过野外地质调查和钻孔资料分析,研究了西山窑组下段不同地段砂体的规模、厚度、粒度变化以及不同构造条件下氧化带发育规模、层间氧化流体运移关系、地球化学障等差异性,并对不同地段矿体差异性进行了对比分析,认为构造样式决定着矿体展布,含矿砂体展布与矿体连续性密切相关,矿体空间形态受控于层间氧化流体差异性,还原介质含量的差异与铀矿化的富集强度存在明显的正相关性。

大南湖矿区中侏罗统西山窑组沉积体系及成煤环境

基于大南湖矿区钻井岩心、测井、煤岩煤质等资料,运用煤地质学、沉积学、岩相古地理学及层序地层学等理论与方法,分析了大南湖矿区中侏罗统西山窑组沉积体系及成煤环境。研究表明,在大南湖矿区中侏罗统西山窑组识别出3种沉积体系,6种沉积相,划分出3个三级层序,即Sq1、Sq2和Sq3。重点研究了Sq1和Sq2。Sq1高水位体系域主要发育辫状河沉积体系和三角洲体系;Sq2低水位体系域发育不完整的三角洲沉积,主要为粗粒沉积;Sq2湖侵体系域和高水位体系域发育较好的曲流河-三角洲沉积体系。大南湖矿区成煤气候条件温暖潮湿,主要成煤环境为曲流河-三角洲沉积体系。

辫状河沉积砂构形及有利砂体类型分析——以准噶尔盆地南安集海河西山窑组剖面为例

基于沉积学,通过对野外露头观察及实测,对准噶尔盆地南缘南安集海河剖面中侏罗统西山窑组辫状河砂体进行构形分析。该剖面主要发育9种岩石相类型,通过砂体构形分析,识别出6种层级界面,划分出大型底形河道沉积、侧向加积沉积、废弃河道充填、溢岸沉积4种构形要素,以此建立该露头储层构形分布样式及发育模式。分析发现,该剖面西山窑组砂体为两期辫状河道沉积叠置。根据可容纳空间增大量(A)与沉积物供给增加量(S)的比值,划分出四种砂体类型:孤立型A/S>1、侧叠型、叠合型A/S近似于1及迁移型A/S<1。在此基础上,结合沉积相特征分析及砂体展布,认为侧叠型砂体、叠合型砂体为有利砂体类型。

伊犁盆地洪海沟地区中侏罗统西山窑组上段沉积特征及其与铀成矿的关系

研究伊犁盆地南缘洪海沟地区主力含铀层系——中侏罗统西山窑组上段的沉积特征,为该区下一步铀矿地质勘查提供理论依据。根据沉积结构、岩性组合、沉积韵律、沉积构造、测井曲线等特征,认为西山窑组上段在洪海沟地区主要发育曲流河沉积。根据连井剖面特征,以及砂体厚度、砂地比等沉积特征在平面上的变化,洪海沟地区西山窑组上段沉积相的平面分布规律明显,中间为沿北西—南东向展布的曲流河道,河道南部为河漫沼泽,北部为河漫滩。综合研究区岩性、构造、铀源等成矿条件,西山窑组上段赋存的铀矿体主要受河道砂体展布方向、河道砂体厚度、砂体粒度、砂体中的泥岩夹层、地层产状等因素控制。

准噶尔盆地中侏罗统西山窑组与头屯河组间不整合面特征及其油气勘探意义

准噶尔盆地侏罗系顶、底及其内部不整合广泛发育,其中中侏罗统下部西山窑组和上部头屯河组之间的角度不整合尤为清楚。它表现为区域性不整合,沉积间断时限达4～10 Ma,剥蚀厚度达100～340 m。该不整合"面"的结构由不整合面之上的砂岩、不整合面之下的风化粘土层和半风化岩石组成,以砂岩—泥岩—砂岩的组合为主,平均厚度达70～90 m。依靠风化粘土层,不整合面之上头屯河组的砂岩形成了地层超覆圈闭,不整合面之下西山窑组的砂岩形成了地层削截不整合遮挡圈闭。油气勘探实践表明:该不整合面上、下是油气聚集的重要场所;该不整合面的后期掀斜演变对油气聚集和调整再分配产生了重要影响。

沉积盆地中古地貌恢复的方法与思路——以准噶尔盆地西山窑组沉积期为例

古地貌恢复需要借助两类参数,即特征参数(CP)和属性参数(PP).前者主要包括了残留地层厚度参数、剥蚀厚度参数、压实校正参数和古水深恢复参数,后者包括了古湖泊、古物源和古环境参数等一系列沉积学研究参数.单参数的研究仅是古地貌恢复的基础工作,而两类参数的对比分析才是古地貌恢复的核心.准噶尔盆地西山窑组沉积期古地貌恢复的成功实例证实了本文研究思路的可行性和准确性.

准噶尔盆地南缘西山窑组沉积特征及聚煤规律分析

在对大量钻孔资料、测井资料、野外露头及古生物化石资料进行分析的基础上,应用经典层序地层学基本理论和方法,对准噶尔盆地南缘西山窑组进行了层序地层划分,共识别出SQ1和SQ2两个三级层序,并根据地层叠置样式、沉积旋回特征细分为6个体系域。通过沉积基础图件、沉积环境的分析明确了研究区西山窑组沉积演化特征:SQ1层序中,河控三角洲发育,在湖缘及泛滥平原区形成稳定的泥炭沼泽,且聚煤作用时间长,强度大,分布广,形成了稳定的厚煤层;SQ2层序中,由于构造变动频繁,后期剥蚀严重,导致聚煤作用逐渐减弱。对准噶尔盆地南缘西山窑组的沉积环境特征和煤层聚集规律的分析为下一步的煤炭勘探提供了依据。

伊犁盆地阔斯加尔地区西山窑组下段岩性岩相特征及与铀成矿关系

研究伊犁盆地阔斯加尔地区含铀层系西山窑组下段的岩性岩相特征,总结其与铀成矿的关系,为该区下一步铀矿地质勘查提供理论依据。根据研究区西山窑组下段岩性特征、二维连井剖面特征、砂体发育特征、岩相平面结构展布特征,结合整个盆地南缘的沉积地质背景,阔斯加尔地区主要赋矿层位中侏罗统西山窑组下段下亚段主要为扇三角洲前缘沉积,并发育有朝北和北东方向展布的水下分流河道以及河道间的水下分流间湾等沉积微相。通过对研究区目的层段岩性岩相与铀成矿关系的研究,阔斯加尔地区西山窑组下段赋存的铀矿体主要受分流河道砂体展布方向、分流河道砂体厚度、沉积作用的水动力、沉积微相的形态或突变,以及沉积期后的构造演化等因素的控制。

吐哈盆地西山窑组第二段岩相古地理和聚煤作用

吐哈盆地烃源岩主要是早侏罗世八道湾组和中侏罗世西山窑组的煤和碳质泥岩。本文对该盆地主要含煤段——西山窑组第二段沉积期岩相古地理进行了分析，编制了各种图件，总结出该期岩相古地理特征并分析了聚煤作用的控制因素。烃源岩主要形成于三角洲间湾和下三角洲平原，这里沉降幅度中等且陆源供给受到限制。

新疆伊犁盆地西山窑组沉积特征及聚煤规律

水西沟群西山窑组是伊犁盆地主要含煤地层。通过对大量钻孔、测井、野外露头及古生物化石资料的分析,应用经典层序地层学基本理论和方法,对伊犁盆地水西沟群西山窑组进行层序地层分析,识别出SQ1和SQ2两个三级层序,并根据地层叠置样式、沉积旋回特征细分为5个体系域。通过分析沉积基础图件,恢复沉积环境,明确了本区西山窑组沉积演化特征:SQ1层序中主要发育河控三角洲,湖缘及泛滥平原区主要形成泥炭沼泽,且聚煤作用时间长,强度大,分布广,易于形成稳定的厚煤层;SQ2层序因后期构造运动影响,地层剥蚀程度较高,资料完整程度较低,沉积环境及聚煤规律尚待进一步研究。低位体系域煤层通常较高位体系域煤层分布广泛且稳定。对伊犁盆地西山窑组的沉积演化特征和聚煤规律的分析,为下一步煤炭勘探提供了依据。

永进地区西山窑组成岩作用及储层影响因素

通过砂岩薄片、铸体薄片、扫描电镜、X-衍射分析,认为永进地区西山窑组砂岩储层主要经历过压实、胶结和溶蚀等成岩作用。由于岩石类型主要为岩屑砂岩,含较多的塑性岩屑,因此强烈的压实作用极大地降低了储层的孔隙度,是储层物性的主要破坏因素。溶蚀作用对储集层性质有一定的改善,产生的次生孔隙可达7%。分析表明,沉积相一方面控制了储层的分布;同时控制了压实以及溶蚀作用。另外,生烃导致的异常高压及早期油气充注对成岩作用具有抑制作用,在一定程度上改善了储层物性,为油气聚集提供了有利空间。

准噶尔盆地侏罗系西山窑组沉降中心的分布及其构造控制

以准噶尔盆地21条典型的地震剖面上的329个取数据点资料为基础，应用EBM盆地模拟系统，对侏罗系西山窑组地层进行了沉降史回剥分析。从回剥的结果来看，盆地的沉降速率在不同时期显示出显著的不均一变化，其中在西山窑二段地层沉积时期的沉降速率在盆地南缘平均为70～90m／Ma，北缘及腹部地区只有30m／Ma左右；在西山窑一段地层沉积时期，盆地南缘的沉降速率则达到了120m／Ma，北缘及腹部相比前一阶段则没有太大变化。由此可以确定玛湖凹陷、乌伦古坳陷和昌吉凹陷是盆地在西山窑组地层沉积时期的沉降中心，盆地南缘的昌吉凹陷则是最主要和最大的的沉降中心。进一步分析，这些沉降中心的形成明显受到了周缘山系逆冲推覆作用的构造负载和盆地基底构造的制约，使盆地形成了隆坳相间的古地貌格局。由于沉降中心是低位三角洲砂体发育的重要部位，从而为隐蔽油气藏的勘探提供了方向。