准噶尔盆地煤储层地质特征

准噶尔盆地煤储层地质特征3.1准噶尔盆地煤储层的发育特征准噶尔盆地煤储层主要为下侏罗统八道湾组和中侏罗统西山窑组，其中西山窑组为主要含煤组，其分布范围广、普遍煤层多，可采煤层中多为厚或巨厚煤层，属稳定、比较稳定煤层；而八道湾组，除部分地区含煤较好外，其含煤性相对较差。现对两套煤储层分述如下：3.1.1八道湾组煤储层发育特征J1b煤储层以盆地南缘发育最好(表3~la、b)，也是全区含煤最好区带，但在盆内各地发育程度差别较大。据煤田地质资料，头屯河以东Jlb含煤8~55层，一般10~20层，煤储层总厚9.58~52.76m，含煤系数1.2~9.6%；南缘中段平均含煤系数4.6%，可采7~18层，可采总厚7.94~50.89m，含可采煤层系数1.2~9.6%；头屯河以西含煤3~7层，普遍发育较差，而在玛纳斯一带发育程度最差，煤储层总厚4.57~6.8m，含煤系数只有0.4~0.8%。南缘西段四棵树含煤6~7层，总厚8.6m，含煤系数3.5%。在乌鲁木齐以东至阜康一带八道湾组含煤10余层，煤储层单层厚度最大29.0m(阜康A5煤)，煤层总厚可达58m，可采煤层总厚可达32.78m，地层总厚可达884m，其展布方向与博格达复背斜弧形构造带延伸方向一致。至南缘东段乌鲁木齐以西煤储层厚度数米~数十米。可见，八道湾组沉积期聚煤中心在南缘东段乌鲁木齐至阜康一带，且煤储层厚度与地层厚度在一定范围内为正相关关系。准东地区J1b煤储层发育总体上西部比东部好，南部比北部好，煤储层累计厚为50.50m，最大单层厚度为15m；在奇台木垒隆起和三台隆起外围的湖湾地带中部富煤带煤厚均大于20m，北三台隆起西侧北25井厚达51.75m，可采煤层厚度与地层厚度为正相关。由于地层厚度较小，虽然煤层不多且厚度也不大，但含煤系数可达5~10%。准东J1b煤储层在西段沙丘河~火烧山一带，最为发育(表3~lb)。大井凹陷4号井含煤2层，厚7m，含煤系数4.75%。至东段北山煤窑~老君庙一带含煤层数、煤层总厚、可采煤层数及可采煤层总厚均有明显减少，含煤系数在老君庙附近的ZK0202孔中达20.93%，主要原因是八道湾组仅厚34.50m。准东巴里坤一带含煤14层，可采12层，可采煤层总厚45.25m。盆地西北缘J1b煤储层发育尚可，据石油钻井资料，煤储层累计厚度40.0m，最大单层厚度为10m，可采煤层总厚约40.0m，可采煤层一般为5~12层；南段车拐地区钻揭的J1b煤储层局部有缺失现象，含煤一般；中段克拉玛依至乌尔禾一带煤储层发育较好，但在克拉玛依市西北的地表露头却不含可采煤层。向北东至夏子街一带煤储层发育普遍，但含煤性变差；西北部和什托洛盖一带发育程度相对处于中等。在玛纳斯湖一带，煤储层最厚20m左右，地层厚350m以上，呈北东一南西向展布。玛纳斯湖以北艾参l井含煤最好，含可采煤层系数2.9~7.38%。煤储层层数和厚度与地层厚度成正相关。由八道湾组煤储层等厚图(图3~1)分析，在准南乌苏~独山子、呼图壁南及准东北火帐一带的各泛滥盆地中形成可采煤层总厚大于5m或大于10m的小型富煤中心,最厚煤储层分布于南缘东部乌鲁木齐至阜康~吉木萨尔一带的聚煤中心区，其次为西北缘的克拉玛依~乌尔禾~百口泉一带,煤厚可达15~20m以上。因而煤储层由北向东南方向富集。3.1.2西山窑组煤储层发育特征由表3~2、图3~2及综合资料分析，盆地南缘的玛纳斯~乌鲁木齐~阜康一线，J2x煤储层可达数十层，总厚达75.0~218.6m；下部的大槽煤段(B煤组)含煤层数少，煤层厚度大(单煤层厚46~64.0m)，上部的小槽煤段(C煤组)含煤层数多，煤层厚度小(单个煤层多为1.0~3.0m)。其中以乌鲁木齐一带发育最好，含煤20~40余层，总厚36.16~182.83m，可采11~35层，可采总厚34.10~151.94m，一般都在40m以上，含煤系数11.7~25%，煤储层厚度与地层厚度呈正相关。向东向西煤储层发育变差。向西至头屯河一带煤储层3~18层，总厚25.5~55.6m，可采3~11层，厚25.57~52.53m，含煤系数为12.8~17.6%。玛纳斯一带虽含煤层数达21~49层，但总厚仅为26.1~57.23m；可采11~23层，可采总厚23.22~51.76m，含煤系数为2.36~5.27%。至巴音沟矿区J2x地层变薄，煤储层也趋变薄尖灭，含煤系数为1.4~4.7%。最西部的四棵树矿区又为一个较小的聚煤中心，含煤层数，可采煤层及可采总厚均为最小，最大含煤系数达21%。向东至三工河含煤14层，总厚44.82m，含煤系数为7.1%；水西沟仅含煤1~2层，厚0.70~15m，含煤系数为3%。至阜康以东则迅速变薄尖灭。剖面上煤储层多集中发育在含煤组中、下部，由冲积相为主向湖相(特别是湖滨相)为主的过渡阶段，形成河、湖、沼泽之间的层段，这说明煤层主要富集在当时的河湖过渡地带的河泛平原、三角洲及三角洲间湾、湖滨平原等地。在准东地区西山窑组煤储层富集规律与八道湾组正好相反，北部比南部富集，东部比西部富集。其主要发育在将军庙以东的东黑山凸起两侧；帐篷沟凸起两侧；火1井和阜1井以西地区，这些富煤区之间或外围煤层分叉、尖灭，可采煤层总厚逐渐变薄。J2x煤储层横向变化大，某些剖面全无碳质层，如滴水泉，而某些地段煤层特别发育，如将军戈壁地区和火烧山，煤单层厚可达10m以上。西部沙丘河一带基本都为可采煤层，含煤系数为3~21%。东部老君庙一带，均为可采，煤层含煤层数、可采层数及可采总厚均显著增加，含煤系数10%。南部北三台附近含煤3~14层，总厚11.30~25m，含煤系数为4~10%。火烧山~火7~火南3井及其以南一带含煤地层厚仅100m左右，说明当时为水下隆起。该带以西地层厚度渐增，可采煤层总厚度亦渐大，火4井可采煤厚35.5m，阜1井可采煤厚25m，成为该区最西部的J2x煤储层发育区。煤层总厚40~60m，可采煤层总厚14.66~29.97m。准东三塘湖、木垒一带，含煤l~20层，可采1~16层。因此准东J2x煤储层发育最好在将军庙~北山煤窑一带，含煤3~17层,总厚15.60~65.90m，可采3~14层、可采总厚最大达65.01m，含煤系数10.62~33%。在克拉玛依西北的地表露头该组不含可采煤层，但据石油钻井资料克拉玛依~乌尔禾一带J2x煤储层发育较好，含煤5~8层，厚9.40~26.0m，含煤系数为8~2%，尤以克拉玛依南五区发育最好；夏子街一带含煤2~7层，厚2.0~17.20m，含煤系数3.18~5.75%；克~乌断裂以北含煤较差。总体来看在西北缘J2x煤储层可采总厚大于20m的富煤带有两个，一个在克乌断裂的东南侧292孔至百6孔一带，其展布方向与克乌断裂构造线方向一致，另一个富煤带在玛纳斯湖一带的河湖过渡区；而其它地段则含煤性差。由图3~2分析，J2x聚煤中心在乌鲁木齐~玛纳斯一带，形成两个大于40m的等厚区；其次在西北缘克拉玛依五区南~夏子街一带，为大于5m等厚区。与J1b相比，其富煤带有明显西移聚煤中心范围也西移、扩大。煤储层既是生气源岩，又是储集层，是勘探开发煤层气的直接目标。其规模大小(厚度及分布范围)是决定煤层气资源量大小及其丰富程度的关键参数之一；煤层气资源的丰富程度与煤储层的分布、厚度及含气量呈正相关关系，这几项参数越大，煤层气越丰富。一般认为，煤层连续分布面积大于200km2，煤储层总厚度大于10m，平面上主煤层连续稳定分布，含气量大于10m3/t，含气饱和度大于80%，则有利于进行工业性勘探(高瑞棋等，2001；赵庆波等，1999)。煤储层的单层厚度、横向稳定性及其剖面上的分布状况对目标煤储层的确定具有决定性作用。综合前述，准噶尔盆地含煤20~100余层，煤层厚26.4~235.9m，其中可采煤9~53层，煤层总厚20.9~202.8m，含煤系数为1.4%~4.6%。尤其是J1b、J2x煤储层发育，煤层单层厚度及累计厚度大(己达到超/巨厚煤层范围)、层数多、分布稳定、主煤层分布连通性较好，这为准噶尔盆地煤层气形成与聚集提供了较为有利的基本条件。