东北地区中煤阶煤层气成藏主控因素分析--以鸡西盆地为例
东北地区东部含煤盆地众多，以中小型断陷中低阶含煤盆地为主，包括鸡西、勃利、双鸭山、鹤岗、虎林等，多个中阶含煤盆地见到煤层气较好显示，但目前未开展过针对煤层气系统研究，中小型断陷中阶含煤盆煤层气成藏主控因素不清，直接影响煤层气进一步勘探开发。鸡西盆地主要的含煤地层为下白垩统的城子河组和穆棱组。城子河组煤层分布范围广，煤层累计厚度大，是目前主要勘探目的层。煤层气是自生自储非常规天然气藏，影响富集成藏的条件可归纳为生气量、储集能力、保存条件，同时储层渗透性是影响煤层气开发的关键因素，因此生、储、保、渗四方面是影响煤层气勘探开发的主控因素。从生气方面分析，鸡西盆地煤阶在0.7％一1.7%之间，煤层气同位素主要分布在-39%0～-41%0之间，根据Milkov(2010)天然气成因图版判别，鸡西盆地城子河组煤层气以热成因气为主（苏现波，2007），因此厚度和煤阶是影响生气量的关键因素，煤阶越高，厚度越大，生气量越大。从储集方面分析，煤层气是以吸附气为主的非常规天然气，因此吸附能力是影响储集能力的关键因素。煤层的吸附能力是煤层本身固有性质，从鸡西盆地煤层工业分析和等温吸附实验和实测含气量实验数据相关关系分析表明，影响鸡西盆地煤层吸附能力的因素有煤层组分，成分和煤阶三个关键因素。从煤层固定碳组分与含气特征分析图中可知，鸡西盆地煤层固定碳含量一般在37%～48%之间，固定碳含量与吸附能力成正相关：从煤层灰分组分与含气特征关系图中可知，灰分含量多数小于10%，灰分与吸附能力成负相关。从显微组分与吸附能力关系图表明，鸡西盆地镜质组含量一般在52%～85%之间，镜质组与吸附能力呈正相关，是吸附能力的主要贡献者。从煤阶和等温吸附实验分析可知，鸡西盆地煤层吸附能力与煤阶呈正相关关系，随着煤阶增大，煤层吸附能力增加。从保存方面分析，煤层顶底板岩性是煤层气最直接的封闭层，良好的封盖层可以减少构造运动过程中煤层气的散失，煤层顶底板是影响保存条件的关键因素之一（孟召平，2010），从鸡西盆地煤层气煤层顶底板岩性统计及与含气性关系分析来看，煤层顶底板岩性主要为粉砂岩、泥岩等细粒沉积物，粗砂岩和中砂岩含量较少，且泥岩顶底板封闭性要好于粉砂岩顶底板。对砂岩孔渗性分析表明，砂岩孔隙度一般2.6%一l5%，平均为5.4%，渗透率一般0.11～0.72mD，平均为0.32mD，从孔渗来看砂岩低孔、低渗，致密砂岩也可以作为煤层吸附气的封盖层。鸡西盆地断裂数量多、期次多，造成了构造格局的复杂化，己被勘探证明的断裂有300多条。压性、张性、扭性等均有发育，按其展布方向有SN向、EW向、NNE向、NE向、NEE向、NNW向、NW向和NWW向等多组，盆地断层大部分都是正断层，通常来说，张性断层断面附近由于构造应力释放而成为低压区，不利于煤层气藏保存，因此构造条件是鸡西盆地煤层气保存的关键因素。渗透性是煤层气成功开发的关键因素（秦勇，2012），通过对鸡西盆地煤岩储层岩心观察可知，鸡西盆地煤岩结构完整，以原生结构和碎裂结构为主，煤岩割理发育，统计分析来看，一般lOcm可达12～20条；扫描电镜分析显示煤岩储层致密，孔隙不发育，多为孤立的次生孔，以纳米级为主，因此推测煤岩储层渗透率主要受割理发育程度控制。通过对割理的控制因素分析表明，割理受内部和外部两方面因素共同控制，内部受煤层灰分与镜质组含量控制，灰分越低，镜质组含量越高，割理越发育，外部受构造位置控制，应力释放区割理发育，斜坡等应力释放部位是割理发育有利部位。综上，对于东北地区中煤阶含煤盆地来说，构造稳定的高煤阶厚煤层地区是煤层气有利区，有利区内的斜坡等应力释放部位是煤层气成藏有利区块。
煤层气 成藏模式 地质特征
王世辉 许承武 谭宝德 王有智 李佳 郭俊伟
大庆油田勘探开发研究院,黑龙江省大庆市,163712 大庆油田勘探开发研究院,黑龙江省大庆市,163712;东北石油大学,黑龙江省大庆市,163318
国内会议
青岛
中文
449-450
2015-06-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）