彬東井田煤層氣賦存規(guī)律與開發(fā)前景

1、中 國 煤 炭 地 質coal geology of china第 21 卷 10 期2009 年 10 月vol21 no10oct2009doi：10.3969/j.issn.1674-1803.2009.10.002文 章 編 號 ：16741803（2009）10000504彬長地區(qū)延安組層序地層劃分林文姬 1，湯達禎 2，徐鳳銀 3,許浩 2，劉艷紅 4（1.中聯(lián)煤層氣國家工程研究中心有限責任公司 ，北 京 100011；2.中國地質大學能源學院 ，北 京 100083；3.中石油煤層氣有限責任公司 ，北 京 100011；4.中國石油杭州地質研究院 ，浙 江 杭 州 310023）

2、摘 要 ：從 地 層 界 線 、沉 積 旋 回 、標 志 層 、測井曲線特征等方面進行對比分析 ，確定了彬長地區(qū)延安組三段地 層 與 鄂 爾多斯盆地五段地層的對應關系 。 在 此 基 礎 上 ，利用層序地層學原理 ，將彬長地區(qū)延安組分為一個三級層序 ，進 一 步 劃 分 為 3 個 小 層 序 組 ，其中三級層序僅由 2 個 體 系 域 （初始充填體系域和超覆 充 填 體 系 域 ）組 成 ，表明彬長地區(qū)延安組 只在盆地形成和發(fā)展時期接受沉積 ，缺失盆地萎縮時期的沉積 。關 鍵 詞 ：延 安 組 ；層 序 地 層 ；彬 長 地 區(qū)中 圖 分 類 號 ： p539.2文 獻 標 識 碼 ： as

3、equence stratigraphic division of jurassic yanan formation in binchang arealin wenji1, tang dazhen2, xu fengyin3,xu hao2，liu yanhong4（1.china united coalbed methane national engineering research center corporation limited, beijing 100011, china；2.school of energy resources, china university of geosc

4、iences, beijing 100083, china；3.petrochina coalbed methane corporation limited, beijing 100011, china；4.petrochina hangzhou geological institute，hangzhou, zhejiang, 310023, china）abstract：from contrastive analysis of strata boundaries, sedimentary cycles, marker beds, logging traces, have determined

5、 boundariesof three members of the yanan formation in the binchang area and correspondence with five members of yanan formation in the ordos basin. on this basis, to use principles of sequence stratigraphy, divided jurassic yanan formation in binchang area into one third-order sequence and further d

6、ivided the sequence into 3 parasequence sets, in which, the third-order sequence is only consist of2 systems tracts (initial and onlap infilling systems tracts), demonstrated that yanan formation in binchang area received deposits only during the basin forming and development stages, and hiatus duri

7、ng the basin declining stage.keywords: yanan formation; sequence stratigraphy; binchang area0 前言隨著中國煤層氣的發(fā)展 ， 彬長地區(qū)作為有利的 煤層氣勘探開發(fā)區(qū)日益受到關注 。 彬長地區(qū)侏羅系 延安組只發(fā)育三段 1，這與在整個鄂 爾 多 斯 盆 地 侏 羅系延安組普遍發(fā)育五段2，3明顯不同 。 彬長地區(qū)延 安組三段與鄂爾多斯 盆地五段地層對應關系如何 ？ 彬長地區(qū)缺少的兩段地層是 “缺”還是“失”？ 本文從 地 層 界 線 、沉 積 旋 回 、標 志 層 特 征 、測井曲線特征等 方面進行對比 ，并在

8、此基礎上進行層序地層劃分 。1 區(qū)域地質概況彬長地區(qū)位于陜西省西部, 大地構造分屬鄂爾 多斯盆地天環(huán)坳陷東側 ，伊陜單斜旬邑坳陷西部 ，渭北斷隆帶北緣 。研究區(qū)發(fā)育的地層自老到新依次為 ：上三疊統(tǒng)的銅川組 （t3t）、胡 家 村 組 （t3h），下 中 侏 羅 統(tǒng) 的 富 縣 組 （j1 f）、延 安 組 （j1-2y）、直 羅 組 （j2z）、 安 定 組 （j2a）、 下白堊統(tǒng)的宜君組 （k1y）、 洛 河 組 （k1l）、 華 池環(huán)河組 （k1h），第四系 （q）。 其中，下中侏羅統(tǒng)的延 安組為含煤地層 ，與下伏富縣組為連續(xù)沉積 ，與 上 覆 直羅組為平行不整合接觸關系 。2 對比標志和

9、依據(jù)2.1 地層界線彬長地區(qū)延安組與下伏富縣組之間為 連 續(xù) 沉 積， 直羅組與下伏延安組之間為平行不整合接 觸 關 系， 這就說明彬長地區(qū)延安組開始沉積的時間 與 鄂 爾多斯盆地一致 ，但是結束沉積時間有可能不同 ，分 析認為彬長地區(qū)延安組的三段地層對應鄂爾多 斯 地 區(qū)五段地層中的下三段 ，即第一 、二、三段。2.2 沉積環(huán)境基 金 項 目 ：國家重點基礎研究發(fā)展計劃 （973）項 目 子 項 目 “煤 層 氣 有利儲層及其形成機理研究 ”（編 號 ：2002cd211702）資 助 。作 者 簡 介 ：林 文 姬 （1983）， 女 ， 浙 江 人 ，2009 年畢業(yè)于中國 地 質 大

10、學 （北 京 ）礦 產(chǎn) 普 查 與 勘 探 專 業(yè) ，工 學 碩 士 ，主 要 從 事 煤 層 氣地質勘探研究 。收 稿 日 期 ：2009-07-03責 任 編 輯 ：唐 錦 秀盆地初始充填階段沉積產(chǎn)物 ，此時古地貌復雜 ，主要為辮狀河沉積體系 ； 第二和第三段為相對穩(wěn)定階 段 沉積產(chǎn)物 ， 沉積環(huán)境主要為曲流河 三角洲 湖 泊三角洲 ； 第四和第五段為構造再次抬升階段沉積 產(chǎn) 物，沉積環(huán)境為曲流河 三角洲 。這五段沉積總體經(jīng)歷水體由淺到深再變淺的變化過程35。相對應 ，延安組在彬長地區(qū)沉積表現(xiàn)為 ：第一段 總體為河流環(huán)境沉積 ；第二段沉積沉積期間 ，經(jīng)過第一段河流作用的夷平和補償沉積后 ，

11、區(qū)內地形平緩 ，并且此時研究區(qū)整體沉降 ，水體加深 ，以河流作用為 主；第三段總體來說和第二段一樣 ，全區(qū)仍為河流環(huán) 境，區(qū)別在于第三段含煤地層沉積趨向結束 。從以上的沉積環(huán)境分析可以看出 ， 彬長地區(qū) 第一段至第三段沉積 環(huán)境反映了水體變深的過程 ，與 鄂爾多斯地區(qū)五段地層中 的 下 三 段 ，即 第 一 、二 、三段相對應 。2.3 標志層特征彬長地區(qū)延安組第一段底部發(fā)育 8 煤層， 其 底板為鮞粒結構鋁土質泥巖 ， 在位置上相當于 “寶 塔 山 ”砂 巖 ，是劃分延安組底 界 的 重 要 標 志 ；第 二 段 底部 發(fā) 育 “七 里 鎮(zhèn) 砂 巖 ”，在位置上相當于鄂爾多斯盆 地的輔助標志

12、層 a， 是鄂爾多斯盆地南部延安組下 部相對穩(wěn)定的對比標志層 。從上述標志層對比可知 ，8 煤層底板的鮞粒結構鋁土質泥 巖 和 8 煤 層 是 劃 分 彬長地區(qū)侏羅系延安組第一段的標志 ，而“七里鎮(zhèn)砂巖”界定了彬長地區(qū)侏羅系延安組第二段 。所以不難 得出彬長地區(qū)延安組的三段地層對應鄂爾多斯地區(qū)五段地層中的下三段 ，即第一 、二、三段這個結論 。2.4 測井曲線特征鄂爾多斯盆地侏羅系延安組第一段測井曲線形 態(tài)多為鐘型 ，鋸齒形和箱形 ，總體構成向上變細的曲線段；第二段 、第三段 、第四段多為齒狀線形 ，每一個單元總體構成向上變粗的曲線段 ； 第五段主要以 鐘 型和箱形為主 ， 一般由幾個向上變細

13、的曲線段組 成（圖 1）6。在彬長地區(qū)延安組第一段 、第二段 、第三段測井 曲線形態(tài)多為箱形和齒狀線形 。其中，第一段巖性以泥 巖 為 主 ，測 井 響 應 為 sp 曲 線 總 體 平 直 ，遇 煤 層 表鄂爾多斯盆地五個段的識別標志層有 ：寶塔 山砂 巖 、輔 助 標 志 層 a、輔 助 標 志 層 b、輔 助 標 志 層 c、真武洞砂巖 。 這五個標志層除了寶塔山砂巖廣泛分 布外，其余都為局部可識 。圖 1 鄂爾多斯盆地典型測井曲線 figure 1 typical logging traces in ordos basin10 期林 文 姬 ，等 ：彬長地區(qū)延安組層序地層劃分 7現(xiàn)為大

14、的負異常 ，總體構成向上變細的曲線段 ；第二段 gr 曲 線 分 為 四 段 ，每段總體上為一箱形 ，呈 齒 狀 線形；第三段 gr 曲線與第二段的類似 ，可分為三段 ， 每段總體上為一箱形 ，呈齒狀線形 （圖 2）。三級層序 ， 包括初始充填體系域和超覆充填體系 域兩 個 體 系 域 （圖 2）；三級層序進一步劃分為 三 個 四 級 層 序 ，分 別 為 ：第 一 、第 二 和 第 三 小 層 序 組 （圖 35）79，這三個小層序組分別對應延安 組 第 一 、二 、三 段。5 體系域特征彬長地區(qū)侏羅系延安組分為兩個體系域 ， 分 別 為初始充填體系域 、超覆充填體系域 。下面將依次介 紹每

15、個體系域的組成及特征 。5.1 初始充填體系域 （第一小層序組 ）在整個彬長地區(qū)內 ， 初始充填體系域主 要 由 中粗粒砂巖及泥巖組成 ，河間洼地范圍較廣闊 ，河道砂體分布局限 ，呈現(xiàn)曲流河的特點 （圖 3）。 低位體 系域的煤層和砂體二者呈負相關性 ， 反映了河流 沉積體系的特點 。在測井曲線上 ，該體系域以低自然伽 馬值，高視電阻率為特征 。 該體系域底部 （層序界面附近）發(fā)育分布廣泛的 8 煤層，在橫向上延續(xù)十幾千 米，垂向厚度 0.1543.87m，平均 10.64m。5.2 超覆充填體系域 （第二、三小層序組 ）該地區(qū)超覆充填體系域仍以河流超覆擴張為主 導，包括第二 、第三小層序組

16、。 體系域下部主要為含礫 粗 砂 巖 、粗 砂 巖 ，向 上 過渡為泥巖或煤層 ，為 曲 流 河沉積體系 。 該體系域砂體 ，煤層厚度變化較大 ，連圖 2 彬 長 地 區(qū) 169# 延安組層序劃分 figure 2 typical logging traces in binchang area從上述的測井曲線特征對比可知 ， 彬長地區(qū) 侏 羅系延安組第一段曲線特征與鄂爾多斯盆地第一段 類 似 ，都 是 為 箱 形 ，總 體 構成向上變細得曲線段 ；彬 長地區(qū)的第二 、三段也與鄂爾多斯盆地二 、三段測井 曲線特征吻合 ，都為齒狀線形 。所以彬長地區(qū)延安組 的三段地層對應鄂爾多斯 地區(qū)五段地層中的

17、下三 段 ，即第一 、二、三段。圖 3 第一小層序組沉積環(huán)境平面配置圖 figure 3 environmental plane set-up diagram of the first parasequence set對比結論經(jīng) 過 以 上 的 地 層 界 線 、沉 積 環(huán) 境 、標 志 層 特 征 、 測井曲線特征的綜合對比 ， 我們可以得出彬長地 區(qū) 延安組的三段地層對應鄂爾多斯地區(qū)五段地層中的 下三段 ，即第一 、二、三段，而且彬長地區(qū)直羅組與下 伏延安組之間為平行不整合接觸關系 ， 所以彬長 地 區(qū)是缺失四 、五段地層 ，并不是剝蝕 。4 彬長地區(qū)延安組層序地層格架在層序地層學的指導下

18、 ， 參考鄂爾多斯盆地 延 安組層序劃分方法 ， 把彬長地區(qū)延安組劃分為一 個3圖 4 第二小層序組沉積環(huán)境平面配置圖 figure 4 environmental plane set-up diagram of the second parasequence set特征，其中第一小層序組發(fā)育 8 號煤層 ，第二小層序組從下到上發(fā)育 7、6、5、4 號煤層 ， 第三小層序組 從 下到上發(fā)育 3、2、1 號煤層 。其中，形成于層序界面附 近的是最好煤層 （如 8 號煤層 ）。參考文獻 ：1 中 國 煤 田 地 質 總 局 鄂爾多斯盆地聚煤規(guī)律及煤炭資源評價m北 京 ：煤炭工業(yè)出版社,1996：9

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