鄂尔多斯盆地东缘太原组风暴沉积特征及环境模式

【目的】鄂尔多斯盆地东缘乡宁地区甘草山一带下二叠统太原组灰岩中发育多层风暴沉积,主要分布在L2、L3、L4和L5灰岩层中。【方法】基于岩性、沉积构造、遗迹化石和沉积序列研究,对该区碳酸盐岩风暴事件沉积序列中的侵蚀基底构造与生物碎屑滞积层、粒序层、纹理层、生物成因构造(遗迹化石)和泥灰岩或灰质泥岩层的主要特征进行了较详细论述。【结果】根据不同灰岩层中风暴沉积序列的垂向组成特点,识别出5种风暴沉积类型:类型A沉积序列由波状侵蚀基底和粒序层两个沉积单元构成,发育于近岸正常天气浪基面之上的滨岸带;类型B沉积序列以波状侵蚀基底、粒序层和纹理层(丘状—洼状交错层理)三个层段为特征,产生于潮下带、正常天气浪基面与风暴浪基面之间的上部沉积环境;类型C由波状侵蚀基底、粒序层、纹理层(丘状—洼状交错层理及缓波状层理)和顶部泥灰岩层等4个沉积单元组成,形成于正常天气浪基面与风暴浪基面之间的下部沉积环境;类型D沉积序列由基底侵蚀及生物碎屑滞积层、粒序层、生物扰动层和泥灰岩层组成,出现于风暴浪基面附近的沉积环境;类型E则以微波状侵蚀基底、薄层粒序层、遗迹化石层和泥灰岩层构成为特点,发生在风暴浪基面附近及之下的浅海沉积环境。【结论】该研究不仅对鄂尔多斯盆地下二叠统太原组碳酸盐岩及其沉积环境提出了新的认识,而且可以对该地层中的油气资源勘探与开发提供沉积环境分析和古地理重建方面的事件沉积佐证。

鄂尔多斯盆地太原组灰岩成岩演化及控储作用

鄂尔多斯盆地太原组灰岩有良好含气显示,但目前控制灰岩储层形成的关键成岩作用类型尚不明确。针对此问题,利用岩心、薄片、阴极发光、扫描电镜、LA-ICP-MS测试等资料,开展储层特征及成岩作用研究,进行成岩流体示踪,恢复储层成岩演化历程并分析对储层的控制。研究表明:(1)太原组灰岩储层以黏结生屑灰岩为主,共经历海底泥晶化、混合水白云石化、准同生期岩溶、同生-埋藏阶段的5期次胶结以及硅质交代等多类型成岩作用。(2)利用基质灰岩与各期次关键成岩作用产物微区元素地球化学特征对比,识别出浅埋藏期“封存海水”、准同生期暴露“大气淡水”、准同生期-浅埋藏期“混合水”以及埋藏期“残余淡水”等多期次成岩流体环境。(3)储层成岩演化认为准同生期“大气淡水”流体的溶蚀作用是区内储层发育的关键驱动力,而各类胶结以及小规模白云石化作用对储层则是持续充填破坏。太原组灰岩沉积期高频海平面升降控制下的控储成岩作用模型,可为有利区预测提供帮助。

渤海湾盆地临清坳陷西部山西组—太原组海陆过渡相泥页岩沉积环境及有机质富集

海陆过渡相页岩气勘探开发处于初级阶段,而渤海湾盆地临清坳陷西部石炭—二叠系山西组—太原组泥页岩具有良好的生烃潜力,也是中国海陆过渡相页岩气开发的重要层位。为研究山西组—太原组泥页岩沉积环境与有机质富集关系,以XJ1井为研究对象,系统开展了岩石矿物、有机地球化学、元素地球化学以及数值分析等工作。研究表明:研究区山西组—太原组泥页岩脆性矿物含量低、黏土矿物含量高,压裂难度大,TOC含量平均值为4.03%,属于优质烃源岩,具备页岩气勘探开发潜力;太原组泥页岩沉积时期处于温暖湿润的气候条件,具有频繁变化的陆源碎屑输入、较低的沉积速率以及低—中等古生产力水平,沉积水体为海水沉积,处于缺氧还原和中等滞留环境;山西组泥页岩沉积时期,古气候条件复杂多变,具有稳定且较高的陆源碎屑输入、中等的沉积速率以及中—高等古生产力水平,沉积水体为微咸水—海水沉积,处于缺氧还原和中等—强滞留环境。根据古环境条件与TOC含量的线性相关性、灰色关联度以及稳健回归分析,认为太原组泥页岩有机质富集主要受控于古气候、古氧化还原以及古水体盐度条件,而山西组泥页岩有机质富集主要受控于古气候以及陆源碎屑输入条件。

鄂尔多斯盆地太原组砂岩缝合线特征及成因

鄂尔多斯盆地北缘太原组砂岩中广泛发育缝合线构造,缝合线成因机理复杂,且会对砂岩储层的物性产生重要影响。基于岩芯观察,并通过能谱、扫描电镜、X衍射及铸体薄片等综合分析,揭示了太原组砂岩缝合线的几何形态、矿物组成及其成因机理。研究表明,太原组砂岩缝合线振幅大小差异明显,可划分出波浪型、尖峰型、长方柱型、复合型及网状交织型5种类型。缝合线物质组成主要包括有机碳、石英、伊利石、高岭石、黄铁矿、金红石和锆石,黏土矿物中伊利石的含量远高于围岩,而高岭石含量远低于围岩。缝合线内有机质与黏土矿物具有典型的沉积成因标志,它们可以作为硅质迁移与沉淀的催化剂,导致缝合线内及两侧砂岩孔隙中的硅质沉淀和碎屑石英颗粒的增生。这些缝合线构造是埋藏过程中沉积有机质压溶的产物,是沉积黏土矿物与有机质成岩作用的综合响应。缝合线相关的硅质沉淀与石英加大是研究区太原组石英砂岩致密的主要因素,但沿缝合线易发育裂缝,起到改善岩石渗透性的作用。

鄂尔多斯盆地中东部太原组碳酸盐岩烃源岩岩相类型及地球化学特征

随着鄂尔多斯盆地中东部上古生界下二叠统太原组斜道段灰岩和毛儿沟灰岩中高产气藏的发现,太原组煤系烃源岩以外的碳酸盐岩生烃潜力评价显得尤为重要。以鄂尔多斯盆地中东部地区太原组灰岩为研究对象,通过岩心观察、测井资料及地化实验数据的综合应用,分析海陆混合沉积潮坪环境中灰岩有机地化特征,并对有利于烃源岩发育的岩相类型进行划分。结果表明:①总体看来,太原组灰岩较之泥页岩有机质丰度偏低,斜道段灰岩有机质丰度最高,毛儿沟段次之;有机质类型主要以Ⅰ型为主,部分样品出现Ⅱ型干酪根特征;有机质普遍处于高成熟度演化阶段,热解峰温(T max)平均可达483℃,镜质体反射率(R o)普遍高于1.2%。②基于地球化学参数及岩石学特征的差异,将太原组灰岩共分为4类岩相类型:Ⅰ-Ⅱ型干酪根高有机质纹层状泥质泥晶灰岩相、Ⅰ-Ⅱ型干酪根中-高有机质块状泥晶灰岩相、Ⅰ-Ⅱ型干酪根中有机质块状生屑泥晶灰岩相以及Ⅰ型干酪根低有机质块状藻凝块灰岩相。③研究区中部以Ⅰ-Ⅱ型干酪根中-高有机质块状泥晶灰岩为主,烃源岩厚度不大;西部以Ⅰ-Ⅱ型干酪根中有机质块状生屑泥晶灰岩岩相为主,有效烃源岩厚度较大;东部灰岩沉积分布广且厚度大,虽以Ⅰ型干酪根低有机质块状藻凝块灰岩为主,但岩相多变,有效烃源岩厚度不小。

鄂尔多斯盆地神木气田太原组低品质气藏储层微观特征及形成机理

鄂尔多斯盆地神木气田与周边气田开发效果差异较大,表现出低品质气藏特征,给气田勘探部署及持续稳产带来一定困扰。为了揭示低品质气藏成因,基于不同尺度微观实验手段,对神木气田太原组储层开展了微观特征及形成机理研究。结果表明,神木气田太原组储层具有“富石英、贫长石、岩屑含量较高”的特征,发育小孔—细喉型孔喉组合,孔喉连通性较差,储渗能力较弱,为低孔—超低渗致密砂岩储层;太原组低品质储层的形成受杂基、喷发岩岩屑含量及成岩作用的共同影响。储层在形成过程中,受晚石炭世—早二叠世鄂尔多斯盆地北部内蒙古古隆起火山活动的影响明显,砂岩内喷发岩岩屑和杂基含量普遍较高,喷发岩岩屑为次生孔隙的发育提供了主要物质基础,杂基在堵塞孔隙的同时也产生了一定数量杂基溶孔,对储层的影响具有双重性。成岩过程中的溶蚀作用对于太原组储层的形成至关重要,增孔效应占现今孔隙度的64.3%。晚白垩世末期,燕山运动末幕导致鄂尔多斯盆地构造反转,气水重新调整,盆地东部天然气沿断裂部分逸散,最终形成了现今神木气田太原组的低品质气藏。神木气田下一步勘探重点应在摸清成岩作用宏观展布规律及有利岩性圈闭的基础上,寻找高含量喷发岩岩屑和低含量杂基的发育区。

基于钻井岩屑评价水平井地层力学性质——以鄂尔多斯盆地太原组灰岩为例

鄂尔多斯盆地太原组致密灰岩气藏储层开发潜力高,规模化开发建产依赖于分段体积压裂技术。水平井井段取心难度大、成本高,难以获取全井段力学性质以支撑压裂方案精细优化,但全井段钻井岩屑可轻易获取。文章创新性地提出了一种基于钻井岩屑评价水平井地层力学性质的方法。通过开展井下岩心的单轴/三轴压缩实验和纳米压痕测试,明确灰岩的微观组分模型,研究单一组分响应与宏观整体响应的关系。针对同井同深度的钻井岩屑和井下岩心开展网格化纳米压痕测试,标定钻井岩屑与井下岩心力学性质的关系,基于钻井岩屑建立水平井地层力学性质连续剖面。应用实例表明,基于钻井岩屑的纳米压痕测试,有利于精细化表征水平井地层岩性和连续反演水平井地层的静态弹性模量分布,为水平井地层压裂甜点识别、压裂段簇及射孔优化提供基础数据。研究结果证明了基于钻井岩屑表征地层岩石力学性质的可行性,为水平井全井段储层力学性质剖面的建立提供新思路,有助于水平井密切割压裂方案的精细优化。

鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩跨频段岩石物理实验及认识

鄂尔多斯盆地西南部陇东地区二叠系太原组铝土岩天然气勘探已实现突破,多口探井获得高产工业气流,铝土岩天然气勘探成为该区热点领域。但针对该区铝土岩频散特征的基础研究尚未开展,为了进一步探索铝土岩的地震波频散特征及其油气勘探意义,通过跨频段实验分析了太原组铝土岩的岩石物理特性,明确了铝土岩的频散特征,并运用改进的Gurevich喷射流模型解释了实验结果。研究结果表明:①铝土岩主要矿物成分为—水硬铝石和黏土矿物,储集空间类型主要包括粒内溶蚀孔洞、晶间溶孔和微裂缝,储层类型为裂缝—孔隙型储层,孔隙度为0.2%~28.7%,平均值为10.7%,渗透率为0.004~38.550 mD,平均值为4.040 mD,储层物性条件好;②孔隙度大小是决定含铝岩石频散特征的主要因素之一,饱和水铝土岩和铝土质泥岩均存在频散现象,孔隙度较高的铝土岩样品频散特征明显强于孔隙度较低的样品,1~10 Hz范围内频散特征较强;③孔隙度是影响岩石压力敏感性的主要因素之一,高孔隙度铝土岩样品随着压力增加,超声波测试的纵波速度与低频应力—应变计算的速度相近,纵波速度变化范围超过700 m/s,远大于低孔隙度样品;④含水饱和度与超声波速度之间呈现震荡变化关系,存在多个局部极值点。结论认为:①高孔隙度铝土岩样品速度测试结果与频散理论模型计算结果一致,而低孔隙度样品频散主要出现在10 Hz以上,超声频段实验结果与频散理论模型计算结果不符;②通过跨频段实验探索了铝土岩的频散岩石物理特征,为采用频散理论预测铝土岩储层分布及含气性奠定了理论基础。

鄂尔多斯盆地横山气田下二叠统太原组灰岩储层形成机理及展布规律

横山气田是鄂尔多斯盆地首个致密灰岩气田,提交储量超2000×108m3,是长庆油田增储上产现实的接替领域。基于岩心、铸体薄片、扫描电镜的观察及物性、测井、试气等资料,开展沉积相、储层特征及成岩作用等综合研究,分析有利储层形成机理及展布规律。结果表明:(1)太原组灰岩储层岩石类型主要包括生屑粉晶灰岩、藻黏结灰岩、生屑泥晶灰岩,储集空间主要为溶孔、残余生物体腔孔、晶间孔及微裂缝。溶蚀孔、纳米—亚微米级晶间微孔和裂缝构成立体网络储集空间,这是形成太原组致密灰岩气藏的关键。(2)太原组灰岩储层主要形成于准同生期间歇性暴露的生屑滩。生屑滩是储层形成的物质基础,决定了储集空间类型及平面分布;准同生岩溶作用有利于溶蚀孔的形成,能有效改善储层的储集性能;裂缝对改善致密灰岩储层渗流能力具有重要作用。(3)受控于海平面升降旋回与古地貌,太原组灰岩有利储层纵向上优势发育在斜道段,平面上具有“斜坡发育、环凹沿高”式发育规律。研究成果有助于推动整个华北地区太原组生物灰岩领域的再认识,对于国内古老碳酸盐岩层系的油气勘探开发有重要的启示。

宁东煤田横城矿区太原组煤中关键金属的物质来源和富集机理

对宁东煤田横城矿区太原组9号煤层进行了矿物学和地球化学研究,以便查明煤中关键金属的分布、赋存和富集特征,并评价其综合利用前景。研究结果表明:①横城矿区9号煤以高的镜质组含量、特低—低灰分产率和中—高硫含量为特征。②煤中矿物主要由高岭石组成,以细胞充填状、透镜状和薄层状等形式存在。煤层底板中矿物主要由石英、高岭石和白云母组成,其主要为碎屑成因。③煤层中常量元素主要由SiO_(2)和Al_(2)O_(3)组成,煤中Li、Zr、Nb、Hf、Pb和Th的含量达到轻度富集—富集程度,其中Li、Pb和Th主要赋存于高岭石,Zr和Hf赋存于锆石,Nb赋存于高岭石和锐钛矿。矿区9号煤层形成于受海水影响的潮坪-潟湖环境,煤层下部形成于铁源供给不足的低位沼泽环境,煤层上部形成于铁源严重不足的高位沼泽环境,故下部煤层中硫以黄铁矿硫为主而上部以有机硫为主。煤中碎屑物质主要来源于阴山古陆和阿拉善地块,阴山古陆主要提供了元古宙的陆源碎屑物质,阿拉善地块主要供给了早石炭世的碎屑物质,此外也有少量的火山灰和奥陶系灰岩风化残积物进入到含煤盆地。煤中的Li、Zr、Nb等关键金属的富集主要受控于长英质的碱性—过碱性物质输入量的多少,同时水/岩作用过程也导致了关键金属的活化、迁移和重新分配。煤灰中Li_(2)O含量超过其边界品位,REO、Ga、Zr和REY接近相应边界品位,故可考虑Li-Ga-Zr-REY等的综合开发利用。

海陆过渡相煤系页岩孔隙分形特征及影响因素——以沁水盆地北部太原组为例

【目的】为分析沁水盆地北部太原组海陆过渡相煤系页岩孔隙分形特征及影响因素。【方法】通过对阳泉区块太原组样品进行总有机碳(TOC)含量、成熟度测试及X射线衍射、低温氮气吸附实验,基于(Frenkel Halsey Hill,FHH)理论模型计算样品孔隙分形维数,分析矿物含量、有机地化特征及孔隙结构参数对孔隙分形维数的影响。【结果】太原组煤系页岩TOC含量介于0.57%~6.40%,平均为3.18%;有机质镜质体反射率(R_(o))介于1.96%~3.24%,平均为2.49%;煤系页岩微观孔隙具有双重分形特点,其中表面分形维数(D_(1))介于2.507 9~2.663 9,结构分形维数(D_(2))介于2.527 1~2.809 4;有机质含量及成熟度与D_(1)、D_(2)均呈正相关关系,孔隙结构参数与D_(1)、D_(2)具有良好的正相关性,但与D_(2)相关系数高于D_(1),指示微孔对孔隙结构参数的影响更强;分选、磨圆度高的陆源碎屑石英多具规则孔隙形态,造成石英含量与D_(1)、D_(2)呈负相关关系;碳酸盐岩矿物及长石主要提供宏孔,其含量与页岩D_(1)及D_(2)均呈负相关关系;黏土矿物在长期压实作用下孔径减小,微孔数量增加,孔隙形态复杂,其含量与分形维数D_(1)及D_(2)呈正相关关系。【结论】海陆过渡相煤系页岩微观孔隙具有双重分形特点,有机质含量、成熟度、孔隙结构参数和黏土矿物含量增大可导致其微观孔隙分形维数变大,陆源碎屑石英、长石和碳酸盐矿物含量增多可导致其微观孔隙分形维数变小。

太原组灰岩水力压裂裂缝扩展规律

为探究鄂尔多斯盆地太原组灰岩储层的水力压裂裂缝扩展规律,首先,基于三轴水力压裂物理模拟实验,对灰岩露头采样加工成300 mm×300 mm×300 mm正方体试样,根据水力压力曲线和压裂后裂缝扩展形态对灰岩的裂缝扩展规律进行分析;然后,根据太原组地质资料构建数学模型,从杨氏模量、泊松比、压裂液用量、压裂排量和顶底板夹层组合方面对于裂缝长度和高度进行模拟。结果表明,①灰岩样品表面存在较多的天然裂缝和层理面,又不同于页岩的层叠形式,裂缝开启后会快速和天然裂缝沟通,最大主应力垂直于天然裂缝时,对缝网形成更为有利;②压裂液黏度提高可以使主裂缝高度大幅提升,压裂过程中增大压裂排量可以开启更多天然裂缝和层理面;③数值模拟得出,杨氏模量大于20 GPa、泊松比小于0.16的灰岩更有利于形成更大面积的人工裂缝,压裂液用量、压裂排量和夹层顶底板组合等参数也对人工裂缝有控制作用。

淮南煤田口孜东矿太原组灰岩薄片镜下特征研究

为研究淮南煤田口孜东矿太原组灰岩的镜下特征,将样品一灰~八灰制成薄片后放在偏光显微镜下观察并对其进行组分分析。通过偏光显微镜可观察到灰岩中的矿物成分、生物碎屑种类及分布、成岩作用等,并根据其观察结果进行分析和反演该区域的古沉积环境。根据研究结果分析:灰岩岩样三灰和七灰具有不同程度陆源碎屑物质的侵入。在生物碎屑上,一灰和八灰生物碎屑含量较多,二灰灰岩几乎不含生物碎屑,三灰、四灰和七灰生物碎屑含量较少。根据灰岩中生物碎屑的耐盐度以及适宜气候等推断出研究区太原组灰岩一灰~三灰位于海湾潟湖沉积,四灰~八灰可能为浅水潮坪沉积。

沉积环境对煤层含气量的控制:以沁水盆地寿阳地区太原组15^(#)煤为例

煤层性质的差异是影响煤层气富集及高产的重要因素。沉积环境控制了煤层厚度及展布、煤岩煤质特征、有效盖层厚度和岩性组合等,对煤层气富集具有重要控制作用。本研究根据钻井岩心、录井、测井及前人研究成果,对沁水盆地北部寿阳地区太原组进行了沉积环境及层序地层综合分析,并对15^(#)煤顶、底板系统的沉积环境及岩相古地理进行精细刻画,总结沉积环境对煤层含气量的控制作用,并进一步划分有利煤储集层沉积相带。寿阳地区太原组下部主要发育浅海陆棚—障壁岛—潟湖沉积体系,上部主要发育三角洲平原沉积体系。太原组沉积时期为1个三级层序尺度的海侵—海退过程,并进一步可划分为6个四级层序(S_(1)—S_(6))。四级层序S_(1)发育潮坪—潟湖—障壁岛沉积体系,各沉积相与15^(#)煤含气量关系由好到差依次为潟湖、潮坪、障壁岛;S_(2)发育障壁岛—潟湖—潮坪—浅海陆棚沉积体系,各沉积相与15^(#)煤含气量关系由好到差依次为潟湖(灰岩厚)、泥质陆棚、碳酸盐岩陆棚、潟湖、潮坪、障壁岛。根据S_(1)、S_(2)沉积相与15^(#)煤含气量关系,将15^(#)煤划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类煤储集层沉积相带,Ⅰ类煤储集层沉积相带分布区是煤层气勘探有利区,主要分布于研究区东部;Ⅱ类煤储集层沉积相带分布区是煤层气勘探较有利区,主要分布于东部及西部;Ⅲ类煤储集层沉积相带分布区煤层气勘探前景较差,主要分布于研究区的西北部及中部。

四股泉矿区太原组煤岩煤质特征及成煤环境研究

为揭示四股泉矿区煤岩煤质特征及其成煤环境,基于各可采煤层煤样的煤岩、工业分析、硫分及灰成分等数据,采用煤岩学和地球化学等方法,分析了太原组煤的煤岩煤质特征,探讨了煤中灰分、硫分与成煤沉积环境的关系。研究结果表明:太原组煤变质程度较高,煤类为1/3焦煤。以半亮-半暗煤为主,富镜质组,灰分中等-低,硫分低-中高,以中硫煤为主,低磷-高磷,特低氯-低氯。形态硫数据显示,煤中硫以硫化铁硫为主,有机硫次之,少量硫酸盐硫。煤灰成分以SiO_(2)、Al_(2)O_(3)为主。太原组煤形成于受海水影响作用较大的潟湖相泥炭沼泽环境,垂向上,灰分变化不大,全硫含量自上而下呈增大趋势,聚煤程度呈周期性变化。平面上,北东部较南西部靠近物源区,灰分、硫分高,镜惰比V/I高。研究结果可为焦化用煤研究提供基础地质数据和理论依据。

鄂尔多斯盆地东部府谷地区太原组沉积相研究

目前我国在沉积学理论及研究方法方面已取得了显著的进展,并趋于完善与成熟。鄂尔多斯盆地东缘地区因含有丰富的油气藏而备受关注,本研究旨在填补鄂尔多斯盆地东部府谷地区太原组沉积相信息的空白。以我国陕西省榆林市府谷县二叠系太原组为具体研究对象,运用石油地质学、沉积学、地层学等理论知识,通过野外露头获取地层特征信息,结合测录井资料得到的测井曲线响应信息、样品照片的微观特征和变化规律等基础地质资料,完成了关键层位划分、构造特征识别、沉积背景分析、沉积类型特征分析等研究内容。通过对府谷地区太原组所分布的沉积亚相及微相展开研究,为该地区油气勘探开发提供了重要的基础数据和科学依据,有助于更好地了解该地区的地质环境和资源分布情况。

鄂尔多斯盆地神木气田二叠系太原组天然气成藏条件

为了进一步揭示鄂尔多斯盆地神木气田天然气成藏条件与主要控制因素,利用石油地质学理论和油气成藏原理,结合地球化学特征,对太原组生烃条件和储集层特征、储盖条件和生储盖组合进行了系统剖析,同时探讨了成藏主控因素。研究认为:本溪组、太原组和山西组二段煤系地层是太原组气藏的优质烃源岩,有机质丰度高,生烃条件优越;山西组二段泥岩有机质丰度高,生烃能力强,同时具有物性封闭和烃浓度封闭双重封盖能力,具备良好的储盖条件;受物源和沉积作用双重控制,太原组储集层岩性以岩屑石英砂岩和石英砂岩为主,物性总体呈现低孔、低-特低渗特征,但由于石英砂岩储层的发育,局部仍存在富集高产层段。储集岩物性是影响该区太原组天然气成藏的主要控制因素,平面上追踪石英砂岩储层展布是今后降低钻井风险、确保气井高产的重点。

河南省太原组沉积时期岩相古地理特征

河南省早二叠世太原组沉积区位于华北盆地南部北秦岭褶皱带栾川—固始深断裂以北地区,当时的沉积盆地受华北地块西隆东倾的构造古地理控制,是晚古生代华北陆表海盆地或碳酸盐岩台地沉积的一部分,发育了一套以碳酸盐岩为主夹碎屑岩和煤为特色的陆表海沉积。太原组岩性以灰—深灰色薄—中厚层状生物屑灰岩为主,夹薄—中厚层状的泥岩、泥灰岩、细砂岩、粉砂岩及煤层,局部出现浅灰色厚层中一细粒砂岩、粗砂岩或灰白色石英砂岩,产有丰富的纺锤虫、牙形石、腕足、珊瑚、海百合、双壳类和植物化石等。在沉积序列上,自下而上分为三个岩性段,即①下部灰岩段,主要由4～5层灰岩组成;②中部碎屑岩段,主要由砂、泥岩组成,夹不稳定生物屑微晶灰岩1～3层;③上部灰岩段,含灰岩2～3层,局部可达4～5层。基于地层厚度、碳酸盐岩厚度和砂/泥比等值线的变化趋势分析以及遗迹化石、指相化石和沉积类型的组成与分布特征,可以划分出5种沉积相(潮坪相、潟湖相、障壁岛或砂坝相、局限台地相和开阔台地相)、12种沉积类型、3种沉积组合类型和3种岩相区,包括局限台地—潮坪泥晶灰岩、泥岩相区、开阔台地—潮坪—潟湖灰岩、碎屑岩相区、开阔台地—障壁岛—潮坪灰岩、碎屑岩相区。太原组沉积期的古地理特征表现为:海域分布广泛,海相灰岩几乎遍及全区;海陆边界已向南、向西扩至灵宝—洛宁—嵩县—方城—泌阳一线,该线以西为伏牛古陆,三门峡至济源一线以北为中条古陆,古地势呈现为北西高、南东低,西陡东缓,最大厚度沉积区位于东北部及东部的特点;海水自东和北东两个方向侵入,并自北西向南东方向退去。由于沉积区域内地形比较平缓,海水进退频繁,形成了一套受限陆表海的碳酸盐岩与滨岸潮坪含煤碎屑岩多次交互出现的沉积,在河南省境内滨海平原上的泥炭坪大面积发育,许多地区形成了具有工业价值的可采煤层。

鄂尔多斯盆地神木气田太原组沉积特征与演化

鄂尔多斯盆地东缘的神木气田太原组为特征性的碎屑岩与碳酸盐岩互层含煤岩系。近期天然气勘探证实其具有良好的开发潜力。为指导神木气田太原组开发和盆地太原组储层勘探,根据测井、录井、常规薄片、铸体薄片、物性和粒度资料,结合岩芯描述,研究了神木气田太原组地层组合、沉积特征、沉积环境演化、砂体宽度以及沉积相对储层控制作用。太原组地层发育了碎屑岩型、灰岩型和互层型3种组合。地层颜色、粒度、成分、结构、沉积构造、岩石相、测井相、含有物以及沉积序列特征反映其为潮控三角洲与低能碳酸盐台地沉积,主要发育三角洲平原分流河道、分流间洼地微相,三角洲前缘远砂坝、分流间湾微相,以及碳酸盐灰坪、灰泥坪微相。太原组下部（太二段）以三角洲平原沉积为主,分流河道砂体发育,但宽度较窄（7.1~131.9 m）,上部太一段为三角洲前缘与碳酸盐潮坪沉积,反映其经历了一个沉积水体总体逐渐加深的海侵过程和/或碎屑供应逐渐减少的沉积过程,而太一段碎屑岩与灰岩的互层沉积则反映了太原组晚期沉积水体的振荡性加深→变浅和/或陆源碎屑供应的周期性缺乏。储层主要发育在太二段高能量的三角洲平原分流河道中、粗砂岩中。

山西沁水盆地南部太原组煤储层产出水氢氧同位素特征

为了研究沁水盆地南部太原组15号煤储层及其顶板灰岩的含水特征及水动力条件,从沁水盆地南部柿庄地区采集了煤层气井排出水、矿井下的煤层水与煤层顶板灰岩水、地表水共51个水样进行氢氧同位素及主要离子浓度测定。结果表明:目前排采15号煤的煤层气井排出水是煤层水和煤层顶板灰岩水的混合水。15号煤储层和顶板灰岩裂隙含水层之间存在较强的水力联系,煤层在排水过程中接受灰岩水的大量补给。煤层顶板灰岩裂隙含水层封闭性较差,水在灰岩裂隙中径流速度较快。煤层顶板灰岩水表现出^(18)O漂移的特点,排采15号煤的煤层气井排出水既表现出^(18)O漂移特点,也表现出D漂移特点,而排采3号煤的煤层气井排出水则主要表现出D漂移特点。煤层气并排出水的δD和δ^(18)O值都与矿化度TDS呈现出一定的正相关性,δD和δ^(18)O值也可以作为判断煤层水径流条件的参考因素。