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。

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。

淮北桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层放水试验与监测成果分析

桃园煤矿北八采区在开拓掘进过程中地温异常,钻孔揭露太原组灰岩含水层水温高、水压高、水质异常。为了判断北八采区太原组灰岩含水层富水性及其补给水源,在采区和矿井内布置了井上、井下观测系统,在井下对太原组灰岩含水层实施放水试验,采用自动监测装置记录放水量与观测孔水位。结果表明:北八采区太原组灰岩含水层水位与奥陶系灰岩含水层水位同步下降,而南部采区太原组灰岩含水层水位基本不变;北八采区太原组灰岩水与奥陶系灰岩水之间存在密切的水力联系,接受奥陶系灰岩水的补给;采区内部存在高水位区;北八采区呈现复杂的水文地质条件。研究成果为该采区太原组灰岩含水层水害的防治提供了可靠的水文地质依据。

临涣矿区太原组灰岩富水性评价

淮北临涣矿区在开采下组煤的过程中普遍受到太原组灰岩含水层突水的威胁,在充分收集各矿勘探阶段和生产过程中地质及水文资料的基础上,分析矿区太原组灰岩的埋藏条件、岩性和厚度,并结合井下钻孔出水量和太灰钻孔单位涌水量q评价了太原组灰岩富水性。

淮北桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层放水试验水质监测成果分析

为了判断桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层富水性及其补给水源,在井下对太原组灰岩含水层实施了放水试验,采集不同放水阶段太原组灰岩水样,对其常规水化学指标进行了测试,并与井田各含水层水化学指标进行了分析对比。结果表明:北八采区太原组灰岩水与井田南部采区新生界松散层第四含水层的水以及煤系砂岩水的水质差别较大,与南部采区太原组灰岩水的水化学指标也存在一定的差异,而与奥陶系灰岩水的水化学指标基本一致;并随放水时间的延长,水质更趋同于奥陶系灰岩水;北八采区太原组灰岩水与奥陶系灰岩水存在水力联系,接受奥陶系灰岩水的补给。研究成果对该区太原组灰岩水的防治有重要的指导意义。

淮北煤田太原组灰岩沉积学特征研究

通过对淮北煤田勘探时期揭露太原组灰岩的钻孔统计分析及采样测试,详细研究了淮北煤田太原组灰岩的厚度、层数、岩性及化学成分等沉积学特征,并分矿区进行了对比,揭示了太灰在研究区内的沉积学特征。研究表明:太原组地层在研究区内自西向东厚度增大且灰岩层数增多,自南向北厚度减小且层数也减少,沉积环境多形成于水动力条件较弱的环境。

淮南煤田太原组灰岩岩溶地下水化学场特征

基于淮南煤田各矿区各煤矿太原组灰岩岩溶水水质化验样统计和分析,研究了其主要离子含量、水质类型以及主要离子浓度和矿化度分布规律,提出了淮南煤田太原组灰岩地下水补给、迳流条件和构造控水特征。结果表明：淮南煤田是一个封闭~半封闭的水文地质单元,淮南矿区太原组灰岩岩溶裂隙水接受大气降水补给、径流条件较好,潘谢矿区、阜东矿区和新集矿区则总体赋存封闭较好,补给、迳流条件较差。通过此项研究,为指导淮南煤田水文地质单元划分和太原组灰岩水害防治提供了依据与途径。

同位素示踪技术在潘北矿太原组灰岩水水化学特征中的应用

潘北矿深部煤层开采工作面突水水源主要来自第四系松散层水、煤层上覆顶板砂岩裂隙水和下伏底板太原组石灰岩水、奥陶纪和寒武纪白云岩水。为了探讨太原组石灰岩水与其它水体之间的水力联系。采集潘北矿主要含水层水样品25件,采用MAT 253同位素质谱仪测试样品中氢氧同位素值,研究结果表明:(1)太原组石灰岩水主要表现为三种水质化学类型;(2)太原组石灰岩水的氢氧同位素含量差别较大;(3)太原组石灰岩水的主要补给源为地表水体和深部古水。

太原组灰岩岩溶充水特征及水害防治

唐庄煤矿主采太原组17、20、21煤层,太原组地层含十三层灰岩,岩溶裂隙发育,充水性强,唐庄煤矿在开采过程中主要受太灰岩溶的威胁。在长期的水害防治过程中,认真分析太原组灰岩充水特征及井下涌出水的来源,采取了一套有效治理太原组灰岩水害的技术方法和原则,实现了在具太原组灰岩水害条件下的安全开采。

太原组灰岩水赋存特征及其对矿井充水影响评价

采用定量与定性相结合的方法,在对石炭系太原组灰岩含水层厚度、富水性、地下水赋存特征分析研究的基础上,评价了太原组灰岩水对矿井目前开采的3号煤层及后续拟开采的15号煤层充水影响程度,对矿井安全生产提供决策依据。

淮北煤田濉萧矿区太原组灰岩岩溶发育特征

在充分收集濉萧矿区各矿勘探阶段和生产过程中地质及水文资料的基础上,分析了矿区太原组灰岩的埋藏条件和厚度,根据钻探探查出水特征,并结合钻孔岩心、测井曲线特征、简易水文观测成果,研究了矿区太原组灰岩岩溶发育特征。结果显示,矿区内太原组灰岩岩溶在平面上和垂向上具有不均一性,且岩溶发育程度向下有递减趋势。研究结果对矿区下组煤开采岩溶水害防治具有重要意义。

淮北临涣矿区太原组灰岩含水层富水性评价

在充分收集淮北临涣矿区水文地质资料的基础上,对太原组灰岩的富水性进行了分析评价。研究结果表明:临涣矿区太原组灰岩岩溶在平面上和垂向上整体发育较差,局部岩溶发育;灰岩富水性整体弱,局部较好;岩溶发育程度有随埋深减弱的规律,相对应有富水性随埋深的增加而减弱。矿区太灰含水层整体属于"高承压,弱富水"型含水层。

皖北区域深部太原组灰岩岩溶发育及富水性特征研究

在统计分析皖北区域典型矿井——芦岭矿、杨庄矿2个矿井各勘探阶段的大量钻孔地质资料基础上,总结出该区域深部太原组上段(L1~L4)薄层灰岩岩溶发育规律,重点对L1~L4各薄层灰岩及其之间隔水层的赋存规律进行定量分析。并结合2矿井的多个钻孔抽水试验成果资料,研究深部太原组上段灰岩的富水性特征,即钻孔单位涌水量随着埋深的增加而逐渐递减的规律。研究成果对指导高承压岩溶水上下组煤的安全开采有一定参考指导意义。

沁水盆地古县区块太原组灰岩储层特征

基于沁水盆地古县区块太原组灰岩的钻孔岩芯观察,结合岩芯样品的铸体薄片鉴定、扫描电镜观测与常规物性测试,揭示灰岩的储层特征,以进行储层初步评价。研究表明,研究区太原组主要发育4层灰岩,岩石类型以含生物碎屑泥晶灰岩、生物碎屑泥晶灰岩及泥晶生物碎屑灰岩为主,宏观储集空间类型以裂缝为主,微观储集空间类型以微裂隙和次生孔隙为主。灰岩孔隙度1.39%~4.29%,渗透率0.0003~1.3109 mD,属于低-特低孔、低-特低渗储层。其中,斜道段的泥晶生物碎屑灰岩具有宏观裂缝和微裂隙较发育的特征,储层物性相对较好。

陕渑煤田底板太原组灰岩突水预测

文章根据矿井含水层充水性特征及各矿突水具体情况,对奥灰水、太灰水的突水通道、突水机理及危害性进行了定性分析研究,总结了一些主要工作经验,提出了一些新的理论和方法。

三河尖煤矿防治太原组灰岩水工作实践

针对作为煤矿主要充水水源的太原组灰岩含水层,三河尖煤矿根据以往顺便电磁勘探及实际揭露资料,掌握了其富水性及涌水特征,并以此为基础,总结出一套完善的太原组灰岩水防治技术。特别是在北一运输石门掘进过程中,通过施工钻孔,对太原组四灰含水层进行超前疏放,有效地保证了巷道施工质量及安全。

淮北矿区五沟煤矿太原组上段灰岩岩溶裂隙水富水性及径流特征

五沟煤矿太原组上段灰岩岩溶裂隙水是矿井主采煤层(10煤)的主要充水含水层。通过对矿区水文地质边界条件、地面抽水试验和井下放水试验的分析,认为矿区水文地质边界受制于周边的较大型隔阻水断层,从而形成了较封闭的地下水系统;太原组上段灰岩含水层的富水性在平面上具有不均一性,在垂向具有随着深度的增加,岩溶发育有减弱的趋势,基本上属弱富水含水层,仅在局部构造发育带为中等富水含水层。利用利用surfer软件,绘制出矿区太原组灰岩水位等值线图;从图上可以看出,矿区目前太原组含水层水位标高总体呈北高南低,中间高两边低的态势,并在井田西南部形成以水5孔及J5-1孔为中心的低水位区。该研究对目前矿井防治水工作具有重要的指导意义。

宿县矿区太原组上段灰岩富水性分析

在收集矿区水文地质资料的基础上,对太原组上段灰岩富水性进行分析。研究表明,宿南向斜太灰富水性最好,宿东向斜太灰富水性次之,宿南背斜西部太灰富水性最差;随着灰岩埋深的增大,太灰富水性有减小的趋势。

车集井田太原组上段灰岩富水性分析评价

在收集车集井田水文地质资料的基础上,对太原组上段灰岩赋存情况及富水性进行分析评价。研究表明,太原组上段灰岩含水层对井田开采二2煤层有一定影响,在矿井生产过程中必须采取底板注浆加固等相应措施,防止水害事故发生。

淮南潘北煤矿A组煤层底板灰岩水数值模拟分析

潘北矿位于潘集背斜北翼,区内发育了不同尺度断层和裂隙,且切割了不同深度的灰岩含水层。其中,太原组C2Ⅰ组灰岩含水层,直接影响A组煤层安全开采。通过放水试验,获得大量基础试验数据,分析了水文地质条件,建立了水文地质概念模型及数学模型,并采用总恢复和总放水作为模型的识别和验证阶段,结果表明:井田内太原组C2Ⅰ灰岩含水层为非均质性,边界条件是复杂的,含水层内部的断层具有不同程度导、隔水性等;并验证了在局部地段与奥陶系、寒武系灰岩含水层之间存在水力联系,以及灰岩露头区中F1、DF1均为导水断层等,为下一步A组煤层安全开采,防治灰岩水提供科学依据。