Question

鄂尔多斯盆地东缘吴堡地区

Answer 1

1.地质概况

鄂尔多斯盆地东缘石炭—二叠纪含煤地层发育，分布着20多层厚度不等的煤层。其中，太原组和山西组是主要的含煤岩系，太原组含煤5～7层，厚4～15 m，山西组一般含煤可达9层，可采煤层3～5层，厚3～10 m。

吴堡地区地处晋西挠褶带，该挠褶带与山西地块以离石断裂为界，向西与陕北斜坡逐渐过渡，区内构造线与地层展布方向基本一致，均为近南北向，总体为单斜构造，地层倾角5°左右。临县—佳县间受紫金山杂岩体影响，形成向西突出的弧形褶皱群；柳林—吴堡一带形成东西向宽缓断褶带。离石断裂在燕山期的强烈活动伴随有碱性、超基性岩体的浅成侵入。

根据地震资料和地面观察，在吴堡地区东缘发育一条NNE向断裂，平面上呈“S”形延伸，在吴堡以北为NNE向，吴堡县城以北转为NE向，并伴生两组近EW向断裂带，分别为张家焉和张家焉南（或吴试1井）断裂带。在其西北侧，还发育一条NE向堂川逆断层，向西北倾。

2.煤岩煤质和煤级

煤岩显微组分以镜质组为主，平均含量为70.0%左右；惰性组含量1.4%～42.2%，平均25%左右；壳质组含量0～13.4%，平均1.0%左右；无机矿物平均含量为3.2%，太原组煤较山西组煤镜质组含量略高，而惰性组和无机矿物略低。本区煤层主要为半暗煤-半光亮型煤为主，以亮煤、镜煤为主，暗煤为次之，煤阶为焦煤，为有利于煤层割理发育的最佳煤阶，R_O为1.03%～1.54%。

3.储层条件

全区孔隙类型及结构的变化受煤质、煤岩演化程度和煤层构造发育史的影响较为明显，出现带状分布的格局。孔隙中以大孔和微孔为主，占90%以上；小孔和中孔所占比例较小，一般不超过15%，且不同地区上述比例值变化相对较小。在吴堡—柳林及以南地区以微孔为主，达60%～80%，大孔次之；往北到临县—府谷一带，微孔所占比例下降，大孔体积增加至40%～60%。这种变化规律与不同区段煤岩演化程度有关。在兴县—神木以北地区，煤岩演化程度处于气-肥煤阶段，显微组分中惰性组含量较高，构造活动较弱，孔隙以植物组织孔为主，气孔次之。孔隙体积中以大孔和中孔体积比例大，小孔和微孔体积较小为特征。裂隙主要以内生裂隙为主，构造裂隙次之。因此，主要表现为中细喉小-微孔型；向南至柳林—乡宁一带，煤阶达焦-瘦煤阶段，镜质组含量增加，地史期构造活动强烈，孔隙则以气孔为主，植物组织孔次之，中小孔和微孔体积比例增加，裂隙也从北部地区的内生裂隙发育到内生裂隙和构造裂隙叠置出现，总体为粗喉微孔型为主要的孔隙类型。在河西榆林—宜川地区，演化程度增至半无烟煤-无烟煤阶段，但构造活动相对较弱，因而孔隙发育情况基本与河东柳林-乡宁一带类似，不同的是植物组织孔较少见，有挤压破碎现象，裂隙发育程度明显优于北部，主要为中粗喉微孔型孔隙类型。

本区煤层最大吸附量为19.30～34.53 m³/t，平均为24.79 m³/t，兰氏压力为2.29～2.83 MPa，平均为2.5 MPa。5、8煤埋深300～1000 m，煤层平均含气量为8 m³/t，埋深1 000～1 500 m范围内，含气量为10.4 m³/t，平均含气量9 m³/t，含气性较好。

4.煤层气保存条件

鄂尔多斯盆地从晚古生代以来，先后经历了海西、印支、燕山和喜马拉雅共4期构造运动，印支期应力场为近南北向挤压应力，主张应力轴近东西向；燕山期是盆地构造运动最为强烈的一次，在鄂尔多斯盆地东缘，南、北应力场的方向不同，离石以北，应力场方向为北北西；其南，应力场方向为北西向；喜马拉雅期应力场为北北东向挤压应力场。

镜下实测资料表明，鄂尔多斯盆地东缘北部兴县—保德—府谷一带，煤层裂隙不发育，煤层渗透能较差；中部临县—吴堡—交口一线，裂隙比较发育，且多以割理和多期构造裂隙相互叠置为特征，煤层渗透性能最好；南部大宁—乡宁—韩城一带，裂隙发育程度较中部地区弱，但明显高于北部地区，煤层渗透性能也较好。

吴试1井煤层泥岩顶板的封盖性能测试表明，吴堡地区泥岩型顶板具有较强的封盖能力，其突破压力达9～23 MPa，泥岩孔隙渗透率值低，孔隙度0.6%～1.7%，渗透率为（0.06～0.07）×10^-3μm²，煤层顶面泥质岩类顶板主要分布于鄂尔多斯东缘的中北部，面积约占全区的一半，厚度变化为1～20 m，其厚带分别处于乌审旗—召探1井以西地区及兴县斜沟—临县庞庞塔一带，厚度均大于10 m；砂岩型顶板主要分布在陕7—陕13—安塞—延安—富县以南地区、桃1井—陕53井区、榆8—榆11井区、韩城W25孔—818孔—中2井以北等地区，分布面积约占全区的四分之一。8煤顶砂岩为北东向或近南北向展布，多为三角洲分流河道的沉积；灰岩型顶板分布于榆4—榆15—榆13—钻孔5-1-H3孔以南及靖边以西地区。由于海水由东南方向侵入，从而形成北西向展布的灰岩顶板区，面积约占全区的五分之一。灰岩型顶板封盖能力一般较差，但当其顶部有泥岩覆盖时，灰岩与煤层属于同一储集系统，因而在煤层气勘探开发中应统一考虑，当灰岩顶面为砂岩覆盖时，则完全失去封盖能力，由于灰岩微裂隙较为发育，则成为煤层气向上运移的通道，从而形成砂岩气藏。

5.资源条件

预测煤层气总资源量约为646.69×10⁸ m³，煤层气资源丰度为1.66×10⁸ m³/km²。