彬东井田煤层气赋存规律与开发前景

1、中 国 煤 炭 地 质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 编 号 ：16741803（2009）10000504彬长地区延安组层序地层划分林文姬 1，汤达祯 2，徐凤银 3,许浩 2，刘艳红 4（1.中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司 ，北 京 100011；2.中国地质大学能源学院 ，北 京 100083；3.中石油煤层气有限责任公司 ，北 京 100011；4.中国石油杭州地质研究院 ，浙 江 杭 州 310023）

2、摘 要 ：从 地 层 界 线 、沉 积 旋 回 、标 志 层 、测井曲线特征等方面进行对比分析 ，确定了彬长地区延安组三段地 层 与 鄂 尔多斯盆地五段地层的对应关系 。 在 此 基 础 上 ，利用层序地层学原理 ，将彬长地区延安组分为一个三级层序 ，进 一 步 划 分 为 3 个 小 层 序 组 ，其中三级层序仅由 2 个 体 系 域 （初始充填体系域和超覆 充 填 体 系 域 ）组 成 ，表明彬长地区延安组 只在盆地形成和发展时期接受沉积 ，缺失盆地萎缩时期的沉积 。关 键 词 ：延 安 组 ；层 序 地 层 ；彬 长 地 区中 图 分 类 号 ： p539.2文 献 标 识 码 ： 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 前言随着中国煤层气的发展 ， 彬长地区作为有利的 煤层气勘探开发区日益受到关注 。 彬长地区侏罗系 延安组只发育三段 1，这与在整个鄂 尔 多 斯 盆 地 侏 罗系延安组普遍发育五段2，3明显不同 。 彬长地区延 安组三段与鄂尔多斯 盆地五段地层对应关系如何 ？ 彬长地区缺少的两段地层是 “缺”还是“失”？ 本文从 地 层 界 线 、沉 积 旋 回 、标 志 层 特 征 、测井曲线特征等 方面进行对比 ，并在

8、此基础上进行层序地层划分 。1 区域地质概况彬长地区位于陕西省西部, 大地构造分属鄂尔 多斯盆地天环坳陷东侧 ，伊陕单斜旬邑坳陷西部 ，渭北断隆带北缘 。研究区发育的地层自老到新依次为 ：上三叠统的铜川组 （t3t）、胡 家 村 组 （t3h），下 中 侏 罗 统 的 富 县 组 （j1 f）、延 安 组 （j1-2y）、直 罗 组 （j2z）、 安 定 组 （j2a）、 下白垩统的宜君组 （k1y）、 洛 河 组 （k1l）、 华 池环河组 （k1h），第四系 （q）。 其中，下中侏罗统的延 安组为含煤地层 ，与下伏富县组为连续沉积 ，与 上 覆 直罗组为平行不整合接触关系 。2 对比标志和

9、依据2.1 地层界线彬长地区延安组与下伏富县组之间为 连 续 沉 积， 直罗组与下伏延安组之间为平行不整合接 触 关 系， 这就说明彬长地区延安组开始沉积的时间 与 鄂 尔多斯盆地一致 ，但是结束沉积时间有可能不同 ，分 析认为彬长地区延安组的三段地层对应鄂尔多 斯 地 区五段地层中的下三段 ，即第一 、二、三段。2.2 沉积环境基 金 项 目 ：国家重点基础研究发展计划 （973）项 目 子 项 目 “煤 层 气 有利储层及其形成机理研究 ”（编 号 ：2002cd211702）资 助 。作 者 简 介 ：林 文 姬 （1983）， 女 ， 浙 江 人 ，2009 年毕业于中国 地 质 大

10、学 （北 京 ）矿 产 普 查 与 勘 探 专 业 ，工 学 硕 士 ，主 要 从 事 煤 层 气地质勘探研究 。收 稿 日 期 ：2009-07-03责 任 编 辑 ：唐 锦 秀盆地初始充填阶段沉积产物 ，此时古地貌复杂 ，主要为辫状河沉积体系 ； 第二和第三段为相对稳定阶 段 沉积产物 ， 沉积环境主要为曲流河 三角洲 湖 泊三角洲 ； 第四和第五段为构造再次抬升阶段沉积 产 物，沉积环境为曲流河 三角洲 。这五段沉积总体经历水体由浅到深再变浅的变化过程35。相对应 ，延安组在彬长地区沉积表现为 ：第一段 总体为河流环境沉积 ；第二段沉积沉积期间 ，经过第一段河流作用的夷平和补偿沉积后 ，

11、区内地形平缓 ，并且此时研究区整体沉降 ，水体加深 ，以河流作用为 主；第三段总体来说和第二段一样 ，全区仍为河流环 境，区别在于第三段含煤地层沉积趋向结束 。从以上的沉积环境分析可以看出 ， 彬长地区 第一段至第三段沉积 环境反映了水体变深的过程 ，与 鄂尔多斯地区五段地层中 的 下 三 段 ，即 第 一 、二 、三段相对应 。2.3 标志层特征彬长地区延安组第一段底部发育 8 煤层， 其 底板为鲕粒结构铝土质泥岩 ， 在位置上相当于 “宝 塔 山 ”砂 岩 ，是划分延安组底 界 的 重 要 标 志 ；第 二 段 底部 发 育 “七 里 镇 砂 岩 ”，在位置上相当于鄂尔多斯盆 地的辅助标志

12、层 a， 是鄂尔多斯盆地南部延安组下 部相对稳定的对比标志层 。从上述标志层对比可知 ，8 煤层底板的鲕粒结构铝土质泥 岩 和 8 煤 层 是 划 分 彬长地区侏罗系延安组第一段的标志 ，而“七里镇砂岩”界定了彬长地区侏罗系延安组第二段 。所以不难 得出彬长地区延安组的三段地层对应鄂尔多斯地区五段地层中的下三段 ，即第一 、二、三段这个结论 。2.4 测井曲线特征鄂尔多斯盆地侏罗系延安组第一段测井曲线形 态多为钟型 ，锯齿形和箱形 ，总体构成向上变细的曲线段；第二段 、第三段 、第四段多为齿状线形 ，每一个单元总体构成向上变粗的曲线段 ； 第五段主要以 钟 型和箱形为主 ， 一般由几个向上变细

13、的曲线段组 成（图 1）6。在彬长地区延安组第一段 、第二段 、第三段测井 曲线形态多为箱形和齿状线形 。其中，第一段岩性以泥 岩 为 主 ，测 井 响 应 为 sp 曲 线 总 体 平 直 ，遇 煤 层 表鄂尔多斯盆地五个段的识别标志层有 ：宝塔 山砂 岩 、辅 助 标 志 层 a、辅 助 标 志 层 b、辅 助 标 志 层 c、真武洞砂岩 。 这五个标志层除了宝塔山砂岩广泛分 布外，其余都为局部可识 。图 1 鄂尔多斯盆地典型测井曲线 figure 1 typical logging traces in ordos basin10 期林 文 姬 ，等 ：彬长地区延安组层序地层划分 7现为大

14、的负异常 ，总体构成向上变细的曲线段 ；第二段 gr 曲 线 分 为 四 段 ，每段总体上为一箱形 ，呈 齿 状 线形；第三段 gr 曲线与第二段的类似 ，可分为三段 ， 每段总体上为一箱形 ，呈齿状线形 （图 2）。三级层序 ， 包括初始充填体系域和超覆充填体系 域两 个 体 系 域 （图 2）；三级层序进一步划分为 三 个 四 级 层 序 ，分 别 为 ：第 一 、第 二 和 第 三 小 层 序 组 （图 35）79，这三个小层序组分别对应延安 组 第 一 、二 、三 段。5 体系域特征彬长地区侏罗系延安组分为两个体系域 ， 分 别 为初始充填体系域 、超覆充填体系域 。下面将依次介 绍每

15、个体系域的组成及特征 。5.1 初始充填体系域 （第一小层序组 ）在整个彬长地区内 ， 初始充填体系域主 要 由 中粗粒砂岩及泥岩组成 ，河间洼地范围较广阔 ，河道砂体分布局限 ，呈现曲流河的特点 （图 3）。 低位体 系域的煤层和砂体二者呈负相关性 ， 反映了河流 沉积体系的特点 。在测井曲线上 ，该体系域以低自然伽 马值，高视电阻率为特征 。 该体系域底部 （层序界面附近）发育分布广泛的 8 煤层，在横向上延续十几千 米，垂向厚度 0.1543.87m，平均 10.64m。5.2 超覆充填体系域 （第二、三小层序组 ）该地区超覆充填体系域仍以河流超覆扩张为主 导，包括第二 、第三小层序组

16、。 体系域下部主要为含砾 粗 砂 岩 、粗 砂 岩 ，向 上 过渡为泥岩或煤层 ，为 曲 流 河沉积体系 。 该体系域砂体 ，煤层厚度变化较大 ，连图 2 彬 长 地 区 169# 延安组层序划分 figure 2 typical logging traces in binchang area从上述的测井曲线特征对比可知 ， 彬长地区 侏 罗系延安组第一段曲线特征与鄂尔多斯盆地第一段 类 似 ，都 是 为 箱 形 ，总 体 构成向上变细得曲线段 ；彬 长地区的第二 、三段也与鄂尔多斯盆地二 、三段测井 曲线特征吻合 ，都为齿状线形 。所以彬长地区延安组 的三段地层对应鄂尔多斯 地区五段地层中的

17、下三 段 ，即第一 、二、三段。图 3 第一小层序组沉积环境平面配置图 figure 3 environmental plane set-up diagram of the first parasequence set对比结论经 过 以 上 的 地 层 界 线 、沉 积 环 境 、标 志 层 特 征 、 测井曲线特征的综合对比 ， 我们可以得出彬长地 区 延安组的三段地层对应鄂尔多斯地区五段地层中的 下三段 ，即第一 、二、三段，而且彬长地区直罗组与下 伏延安组之间为平行不整合接触关系 ， 所以彬长 地 区是缺失四 、五段地层 ，并不是剥蚀 。4 彬长地区延安组层序地层格架在层序地层学的指导下

18、 ， 参考鄂尔多斯盆地 延 安组层序划分方法 ， 把彬长地区延安组划分为一 个3图 4 第二小层序组沉积环境平面配置图 figure 4 environmental plane set-up diagram of the second parasequence set特征，其中第一小层序组发育 8 号煤层 ，第二小层序组从下到上发育 7、6、5、4 号煤层 ， 第三小层序组 从 下到上发育 3、2、1 号煤层 。其中，形成于层序界面附 近的是最好煤层 （如 8 号煤层 ）。参考文献 ：1 中 国 煤 田 地 质 总 局 鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价m北 京 ：煤炭工业出版社,1996：9

19、0-317chinas gene ral administration of coal geology coal accumulation and evaluation of coal resources in ordos basin mbeijing： coal industry publishing house,1996：90-3172 李 宝 芳,李 祯,林 畅 松 ，等鄂尔多斯盆地中侏罗统沉积体系和层序 地 层m北 京 ：地 质 出 版 社,1995：1-42li baofang, li zhen, lin changsong, etalsedimentary system andse

20、quence stratigraphy of the upper jurassic in ordos basinmbeijing：geological publishing house,1995 ：1-423 付 国 民,郑 荣 才,赵 俊 兴 ，等鄂尔多斯盆地环县地区延安组高分辨 率层序地层学特征j中国矿业大学学报,2005,34（3）：394-399fu guomin, zheng rongcai, zhao junxin, etalhigh resolution sequence stratigraphic characteristics of yanan formation in hu

21、anxian county of ordos basin j journal of china lniversily of mining &technolony, 2005, 34（3）：394-3994 朱 筱 敏,康 安,王 贵 文 ，等鄂尔多斯盆地西南部上古生界层序地层 和沉积体系特征j石 油 实 验 地 质, 2002，24（4）：327-333zhu x iaomin, kang an, wang guiwen, etalthe upper paleozoic sequence stratigrapic and sedimentary system characteristics o

22、f the southwest ordos basin j petroleum geology & experment, 2002,24（4）：327-3335 赵 志 东鄂尔多斯盆地中生界 低孔低渗储层地球化学评价方法 j特 种 油 气 藏,2004,11（5）：22-24zhao zhidonggeochemical evaluation method for the low porosity and permeability reservoirs in mesozoic of erdos basin j special oil andgas reservoirs, 2004, 11（5）

23、：22-246 马 正油气测井地质学m北 京 ：中国地质大学出版社,1993：1-3 ma zhenglogging geology of oil and gas mbeijing： china university of geosciences press, 1993： 1-37 朱 筱 敏层 序 地 层 学m山 东 东 营 ：石油大学出版社,2000：1-42zhu xiaominsequence stratigraphym dongying：petroleum universitypress, 2000：1-428 bohacs k, suter j sequence stratigra

24、phic distribution of coaly rocks： fundamental controls and paralic examples j, aapg bulletin1997，81(10)：1612-16399 李 思 田 ,林 畅 松 ,解 习 农 ，等 大型陆相盆地层序 地 层 学 研 究 - 以 鄂 尔多斯中生代盆地为例j地 学 前 缘1995,2（3-4）：133-136li sitian, lin changsong, xie xinong, etalapproches of nonmarine sequence stratigraphy -a case study

25、 on the mesozoic ordos basinj. earth science frontiers，1995, 2（3-4）：133-13610 华东石油学院岩矿教研室 沉 积 岩 石 学 m北 京 ： 石 油 工 业 出 版 社,1982：54-197rock department of east china petroleum institutesedimentary mbeijing：oil industry press, 1982：54 -19711 武汉地质学院煤田教研室 煤 田 地 质 学 m北 京 ： 地 质 出 版 社 ,1979：109-131department of geology coalfield in wuhan institutecoalfield geologymbeijing： geological publishing house, 1979 ：109-131图 5 第三小层序组沉积环境平面配置图 figure 5 environmental plane set-up diagra