永夏煤田山西組煤系非常規(guī)氣成藏條件與勘探潛力分析

許亞坤，張鵬，王昆

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第四地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 商丘 476000)

0 引 言

煤系氣是煤系地層中賦存的各類非常規(guī)天然氣的總稱[1]，主要包括煤系頁巖氣、致密砂巖氣和煤層氣[2]。“三氣”以不同相態(tài)共存：頁巖氣為自生自儲(chǔ)式，主要以吸附-游離態(tài)賦存于儲(chǔ)層中[3]；致密砂巖氣為他源型氣藏，主要以游離態(tài)形式存在[4]；煤層氣也為自生自儲(chǔ)式，主要以吸附態(tài)存在[5-6]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過對(duì)“三氣”成藏機(jī)理研究，認(rèn)為其成藏的圈閉界限比較模糊，在空間上相互疊置、相互交叉，具有同源共生的特點(diǎn)[7-9]。鑒于成藏特點(diǎn)，學(xué)者提出“三氣”共采的設(shè)想[10-11]，但不同巖性儲(chǔ)層、不同相態(tài)天然氣，其產(chǎn)氣機(jī)理存在本質(zhì)差別，共采技術(shù)難度較大[12]。目前國(guó)內(nèi)主要以單一氣源勘探開發(fā)為主，在一些地區(qū)形成了商業(yè)性氣田，同時(shí)近年來在“三氣”或者“兩氣”共采的可行性研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)也取得了一些成果[9，13]，表明其具有良好的發(fā)展前景。

永夏煤田位于河南省東部商丘市境內(nèi)，地處蘇、魯、豫、皖四省接合部，含蓋夏邑縣、永城市，西界到于賢集斷層，北、東、南界均至豫魯、豫皖省界。以永城隱伏背斜為中心向東西兩翼擴(kuò)展，背斜軸部隆起帶為煤層剝蝕區(qū)，兩側(cè)各礦山圍繞永城背斜呈帶狀分布，總面積約3 575.87 km2，煤炭總資源儲(chǔ)量近30億t[14]。根據(jù)以往油氣和煤田勘探結(jié)果，永夏煤田石炭-二疊系發(fā)育有多套煤、泥巖和砂巖層系，具有較高的非常規(guī)氣資源潛力，其中山西組烴源巖層位和厚度都比較穩(wěn)定，基本上全區(qū)分布，且K4標(biāo)志層鮞狀鋁質(zhì)泥巖具有良好的封蓋作用，由此形成有利生儲(chǔ)蓋組合，故將山西組作為主要有利層位進(jìn)行研究。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)魯西臺(tái)隆西緣之次級(jí)構(gòu)造單元的永城斷陷褶皺帶。區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)后形成以北北東向構(gòu)造為主，東西及北西向構(gòu)造次之的格局，其構(gòu)造綱要圖如圖1所示。區(qū)內(nèi)以八里莊斷層為界劃分為南北2個(gè)構(gòu)造單元，北部以邙山背斜為主體，背斜軸部沿北西西向延伸，向東入安徽省境內(nèi)，控制的煤系地層埋藏較深；南部以永城隱伏背斜為主，控制著永夏煤田的展布，背斜東翼煤層埋深較淺，西翼埋深相對(duì)較深。中部韓口和南部馬橋部分地區(qū)巖漿活動(dòng)較為頻繁，侵入地層，下至奧陶系，上至二疊系上統(tǒng)間，其中山西組和下石盒子組巖漿巖較為發(fā)育。

研究區(qū)屬華北地層區(qū)魯西分區(qū)徐州小區(qū)，大面積分布有古生界地層，主要有石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組及上統(tǒng)的上石盒子組、石千峰組構(gòu)成，平行不整合于奧陶系之上，厚度1 794～2 232 m。其上為新近系和第四系地層，厚度400～1 000 m。主要含煤地層為山西組，厚度67.67～136.95 m，平均121.38 m，由泥巖，砂質(zhì)泥巖，砂巖及煤層組成，含煤3～4層，其中，賦存于該組中部的二2煤層為主要可采煤層，一般厚度2～4 m，平均2.60 m，結(jié)構(gòu)單一，一般無分叉現(xiàn)象。煤系地層傾角一般小于15°，靠近永城背斜比較陡，總體是東翼傾角較陡，西翼傾角較緩，煤層傾角與地層傾角一致。

2 非常規(guī)氣成藏條件

2.1 沉積環(huán)境特征

研究區(qū)早二疊世早期由于海水進(jìn)退頻繁，成煤環(huán)境極不穩(wěn)定，泥炭沼澤不能長(zhǎng)期持續(xù)發(fā)育，因此形成的煤層雖多，但厚度較薄。早二疊世晚期氣候溫暖濕潤(rùn)，對(duì)成煤十分有利，是聚煤的全盛時(shí)期。二2煤層發(fā)育在海退末期潮坪的基礎(chǔ)上，層位穩(wěn)定，普遍可采，僅局部沖刷缺失。沉積斷面圖(圖2)上，煤層呈條帶狀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，少見分叉尖滅現(xiàn)象。中二疊世早期，三角洲朵葉廢棄后，在有利的古氣候、古植物條件下，出現(xiàn)沼澤并持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，形成局部可采的三煤，然而由于分流河道改道頻繁，加上基底的振蕩運(yùn)動(dòng)，有利的成煤環(huán)境易遭破壞，不易保持較長(zhǎng)時(shí)間，形成的煤層常不可采，厚度小，變化大，橫向上不連續(xù)。此后由于沉積作用迅速，陸源物質(zhì)補(bǔ)給過于充分，河流頻繁改道造成三角洲平原上泥炭沼澤不能持續(xù)長(zhǎng)期發(fā)育，加之氣候漸趨干旱，不利于植物大量繁榮生長(zhǎng)，再未形成有價(jià)值的煤層。

圖1 永夏煤田構(gòu)造綱要圖Fig.1 Tectonic outline map of Yongxia coafield

圖2 永夏煤田南北向沉積斷面圖Fig.2 The sediment-section of the north-south direction of Yongxia coalfield

2.2 含煤巖系賦存特征

2.2.1 煤系地層展布特征

研究區(qū)永城大型沉積背斜控制了區(qū)內(nèi)含煤巖系的賦存狀態(tài)，煤層向隆起區(qū)或背斜傾斜尖滅，背斜帶煤系地層遭受后期抬升剝蝕。總體上，煤系地層相對(duì)穩(wěn)定，整體呈現(xiàn)低角度單斜形態(tài)，變形弱，以單斜和寬緩背斜為主，局部同沉積斷裂一樣對(duì)上盤煤層具有增厚作用。

2.2.2 煤層厚度及頂?shù)装鍘r性

山西組為本區(qū)主要含煤地層，平均厚度121.38 m，巖性以灰-灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖及煤層為主，含煤1～3層，煤層總厚3.77 m，含煤系數(shù)為3.11%。二2煤層為主要可采層，可采層含煤系數(shù)2.20%。

二2煤層位于山西組中下部，層位穩(wěn)定，全區(qū)大部可采，煤厚0.25～6.7 m，平均2.52 m，區(qū)內(nèi)以中厚煤層為主，西南地區(qū)為厚煤層，多為高變質(zhì)的貧煤和無煙煤，煤層埋深230～2 850 m。底板巖性多為厚度較大且穩(wěn)定的厚層條帶狀細(xì)砂巖，部分地段相變?yōu)楸幽鄮r或砂質(zhì)泥巖；頂板巖性多為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)粒砂巖，向上碎屑顆粒逐漸變粗，厚度較大，為穩(wěn)定的頂板。

2.2.3 含氣砂泥巖巖性特征

砂巖多為巖屑砂巖、次巖屑砂巖，主要礦物成分見表1。顆粒次棱角狀—次圓狀，分選中等，泥質(zhì)支撐，基底式膠結(jié)為主，少見孔隙式膠結(jié)。膠結(jié)物多為鈣質(zhì)，有時(shí)為菱鐵質(zhì)或黏土礦物。上段中粒砂巖礦物成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均為不成熟，為三角洲分流河道沉積產(chǎn)物；下段細(xì)粒砂巖與薄層泥構(gòu)成雙黏土構(gòu)造，為典型潮坪環(huán)境產(chǎn)物。

表1 山西組砂巖主要礦物成分特征Tab.1 The feature of lithology and mineralogy of sandstone in Shanxi formation

二2煤層以上泥巖，高嶺石含量高，伊利石含量低；二2煤層以下泥巖，高嶺石含量變低，伊利石含量變高。說明二2煤層形成后受海水影響較形成前小，反映了山西組為過渡環(huán)境的特征。巖礦特征見表2。

表2 山西組泥巖類巖礦特征Tab.2 The feature of lithology and mineralogy of mudstone in Shanxi formation

2.3 烴源巖有機(jī)地化特征

有機(jī)碳含量、有機(jī)質(zhì)成熟度、干酪根類型、顯微組分以及埋藏史生烴史等作為表征非常規(guī)氣有機(jī)地化指標(biāo)而備受關(guān)注[15]，其中有機(jī)碳含量和有機(jī)質(zhì)成熟度分別作為生烴物質(zhì)和熱演化階段的指標(biāo)，其含量的多少和變質(zhì)程度更是衡量烴源巖生烴潛力的決定因素，直接影響儲(chǔ)層的含氣性[16-17]。

如表3所示，永夏煤田山西組泥巖有機(jī)碳含量(TOC)一般在0.33%～2.08%間，平均1.1%，鏡質(zhì)體反射率(Ro)在1.69%～2.33%間，平均2.05%，顯微組分中以殼質(zhì)組居多，其次是鏡質(zhì)組，最后是惰質(zhì)組，主要的干酪根類型為Ⅲ型。區(qū)內(nèi)山西組二2煤的鏡質(zhì)體反射率一般在1.76%～3.01%間，平均2.41%，顯微組分中以鏡質(zhì)組占據(jù)絕大多數(shù)，惰質(zhì)組和殼質(zhì)組的含量較少。對(duì)比美國(guó)頁巖氣儲(chǔ)層參數(shù)(表4)，研究區(qū)內(nèi)泥巖的有機(jī)碳含量雖然達(dá)到了成藏條件的最低值，但是相對(duì)比較低，然而泥巖的有機(jī)質(zhì)成熟度較高，同時(shí)煤層的有機(jī)質(zhì)豐富，變質(zhì)程度較高，生烴潛力較大，兩者皆可成為重要的烴源巖。

表3 山西組烴源巖有機(jī)地化特征Tab.3 Characteristics of organic geochemistry of source rocks in Shanxi Formation

注：表中線上為各組的最小值～最大值，線下為平均值，括號(hào)內(nèi)為樣品數(shù)

表4 美國(guó)主要產(chǎn)氣頁巖與永夏煤田山西組泥巖的基本特征Tab.4 Basic characteristics of major shale gas production in U.S and Shanxi formation in Yongxia coalfield

2.4 儲(chǔ)層物性特征

儲(chǔ)層中的孔裂隙是氣體的主要儲(chǔ)存和運(yùn)移的空間，其特征包括孔隙類型結(jié)構(gòu)、孔隙大小、數(shù)量及孔隙度等，它是衡量煤層氣儲(chǔ)存和運(yùn)移性能的主要參數(shù)之一。通過對(duì)研究區(qū)的樣品進(jìn)行壓汞實(shí)驗(yàn)，可知區(qū)內(nèi)山西組砂巖的孔隙度在0.7%～3.1%間，平均為1.64%，泥巖孔隙度在0.08%～1.6%間，平均為0.805%；山西組砂巖滲透率為0.002 2×10-3～0.080 7×10-3μm2，平均值為0.020 6×10-3μm2，泥巖滲透率為0.001×10-3～0.008 5×10-3μm2，平均0.005 0×10-3μm2，孔隙度和滲透率呈現(xiàn)低孔、特低滲的特征，在斷裂帶、裂縫發(fā)育地區(qū)，砂泥巖孔隙度和滲透率有一定程度的增加。從孔隙度和滲透率關(guān)系散點(diǎn)圖(圖3)可以看出，兩者具有一定正相關(guān)性，且相關(guān)度較好，相關(guān)系數(shù)較高，但孔滲關(guān)系變化較為分散，可能是儲(chǔ)層中砂泥巖存在裂縫和微裂縫較多緣故。

圖3 砂泥巖孔隙度和滲透率的關(guān)系Fig.3 The relationship between the pore and permeability of sandstone and mudstone

區(qū)內(nèi)樣品排驅(qū)壓力最高為11.55 MPa，最低為3.16 MPa，砂巖退汞效率一般在45%左右，泥巖退汞效率一般在60%左右。選取區(qū)內(nèi)代表性砂巖和泥巖樣品做毛管壓力曲線(圖4)，可以看出，泥巖與砂巖的“滯后環(huán)”現(xiàn)象較為明顯，進(jìn)汞和退汞體積差較大，表明開放性孔隙發(fā)育，孔隙連通性較好，有利于氣體運(yùn)移。

圖4 研究區(qū)代表性砂泥巖毛管壓力曲線Fig.4 Capillary pressure curves of representative sandstone and mudstone samples in the study area

2.5 含氣性特征

2.5.1 煤層含氣性特征

煤層的含氣性主要包括游離氣和吸附氣。利用研究區(qū)內(nèi)煤炭勘查時(shí)期的鉆孔，對(duì)厚度達(dá)到0.80 m的煤層，按照MT/T 77—94 煤層氣測(cè)定方法(解吸法)和GB/T 23249—2009 地勘時(shí)期煤層瓦斯含量測(cè)定方法測(cè)定煤樣煤層氣含量。對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，剔除瓦斯風(fēng)化帶以內(nèi)、距離斷層較近以及受巖漿巖影響的鉆孔，共41個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其煤層氣含量統(tǒng)計(jì)如圖5所示。對(duì)區(qū)內(nèi)的二2煤樣品做等溫吸附實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5和圖6，等溫吸附曲線變化形態(tài)基本一致，當(dāng)壓力低于1 MPa時(shí)，氣體吸附量與壓力呈正相關(guān)線性關(guān)系，隨著壓力繼續(xù)增大，吸附量增大變緩；當(dāng)壓力在1～2 MPa間時(shí)，煤對(duì)甲烷的吸附量已經(jīng)達(dá)到最大吸附量的一半；當(dāng)壓力達(dá)到6 MPa后煤的吸附量趨于飽和，此后階段隨壓力繼續(xù)增大，吸附量的增加更加緩慢直至趨于平緩。

圖5 煤層甲烷含量頻率直方圖Fig.5 Frequency histogram of coal bed methane content

表5 煤及泥巖等溫吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖6 煤及泥巖等溫吸附曲線Fig.6 The Isothermal adsorption curves of coal and mudstone

煤層含氣飽和度是指在一定溫度和壓力條件下，煤層氣所達(dá)到的吸附飽和程度，一般用儲(chǔ)層實(shí)際含氣量與儲(chǔ)層壓力對(duì)應(yīng)的理論含氣量之比表示[18]。本次研究根據(jù)吸附實(shí)驗(yàn)、實(shí)測(cè)煤儲(chǔ)層壓力和實(shí)測(cè)含氣量結(jié)果，采用式(1)和式(2)計(jì)算，得到含氣飽和度

S=(Q/V)×100%，

(1)

V=VL×P/(P+PL)，

(2)

式中：S為含氣飽和度，%；Q為實(shí)測(cè)含氣量，m3/t；V為平衡壓力P時(shí)的氣體吸附量，cm3/g；P為平衡壓力，MPa；VL為蘭氏體積，cm3/g；PL為蘭氏壓力，MPa。

研究區(qū)內(nèi)二2煤儲(chǔ)層含氣飽和度見表6，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，研究區(qū)內(nèi)的取樣煤層為欠飽和煤層，含氣飽和度平均為52.18%，個(gè)別鉆孔較高，究其原因，主要是因?yàn)閹r漿活動(dòng)和構(gòu)造的影響出現(xiàn)含氣量異常，故造成含氣飽和度較大。

2.5.2 泥巖含氣性特征

由于研究區(qū)仍處于非常規(guī)氣勘探開發(fā)的探索階段，目前該區(qū)沒有砂泥巖含氣量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，僅在區(qū)域西部通許隆起處有一口頁巖氣井牟頁1井的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，如表6所示，所以本次研究利用巖電實(shí)驗(yàn)計(jì)算研究區(qū)砂泥巖的含氣性。通過巖電實(shí)驗(yàn)得到4個(gè)關(guān)鍵參數(shù)a，b，m，n，再由阿爾奇公式(式(3))得到含水飽和度，再由式(4)計(jì)算含氣飽和度，最后通過游離氣的含氣量的計(jì)算公式(式(5))得到結(jié)果。

阿爾奇公式表述為

Sw=(abRw/Rtφm)1/n,

(3)

含氣飽和度計(jì)算公式為

Sg=1-Sw,

(4)

式中：Sg為含氣飽和度，%；Sw為含水飽和度，%，Rw為地層水電阻率，Ω·m；Rt為原狀地層電阻率，Ω·m；φ為孔隙度，%；a，b，m，n為巖電參數(shù)，無綱量，a為與巖性有關(guān)的巖性系數(shù),b為與巖性有關(guān)的常數(shù),m為膠結(jié)指數(shù),n為飽和度指數(shù)。

G游=φ·S(ρ·Bg),

(5)

式中：G游為游離氣含氣量，m3/t；φ為孔隙度，%；Sg為含氣飽和度，%；ρ為巖石密度，t/m3；Bg為體積系數(shù)。Bg計(jì)算式為

Bg=PscZi/PiTsc，

(6)

式中：Psc為地面標(biāo)準(zhǔn)壓力，MPa；Zi為原始?xì)怏w偏差系數(shù)，無因次；Pi為原始地層壓力，MPa；Tsc為地面標(biāo)準(zhǔn)溫度，K。

計(jì)算得出研究區(qū)山西組砂泥巖氣含氣量范圍，為0.14～0.96 m3/t(表6)，同時(shí)區(qū)內(nèi)泥巖等溫吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。根據(jù)研究區(qū)水文地質(zhì)條件推測(cè)，研究區(qū)儲(chǔ)層應(yīng)屬于正常壓力儲(chǔ)層，壓力估計(jì)接近或等于靜水壓力，按儲(chǔ)層壓力等于靜水壓力計(jì)算，故可將儲(chǔ)層壓力按靜水壓力計(jì)算吸附氣量，為0.96～2.26 m3/t。

表6 研究區(qū)與牟頁1井煤及砂泥巖含氣性特征Tab.6 Gas bearing characteristics of coal and sand-shale in the study area and the well of Muye 1

注：表中線上為各組的最小值～最大值，線下為平均值

根據(jù)煤層氣資源/儲(chǔ)量規(guī)范，利用體積法對(duì)區(qū)內(nèi)煤層氣資源量進(jìn)行估算(圖7(a))，根據(jù)目前區(qū)內(nèi)勘探情況和現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外煤層氣、頁巖氣等非常規(guī)氣勘探開發(fā)情況，本文以煤層底板高程進(jìn)行垂向上的劃分，分為-1 150 m以淺、-1 150～-1 450 m、-1 450～-1 950 m和-1 950 m以深，利用公式(7)分別計(jì)算各個(gè)區(qū)塊的煤層氣資源量，其中含氣量和煤厚均取各個(gè)區(qū)塊的平均值，經(jīng)計(jì)算，研究區(qū)山西組煤層氣資源量為566.24×108m3，資源豐度為0.53×108m3/km2。

Gi=0.01AghρyCx/Zi

(7)

式中：Gi為i塊段煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量，108m3；Ag為煤層含氣面積，km2；h為煤層凈厚度，m；D為煤的空氣干燥基質(zhì)量密度(容重)，t/m3；Cad為煤的空氣干燥基含氣量，m3/t；

根據(jù)頁巖氣資源/儲(chǔ)量計(jì)算與評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范，以區(qū)內(nèi)鉆孔山西組底部高程為準(zhǔn),同樣在垂向上分為4個(gè)層次，再分別利用體積法(式8)和容積法(式9),對(duì)研究區(qū)內(nèi)砂泥巖吸附氣和游離氣進(jìn)行估算(圖7(b))，得出砂泥巖氣資源量,為1 067.99～2 253.53×108m3。

Gx=0.01AghρyCx/Zi，

(8)

Gy=0.01AghφSgi/Bg,

(9)

式中：G為塊段煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量，108m3；A為含氣面積，km2；h為含氣砂泥巖有效厚度，m；ρ為含氣砂泥巖平均密度，t/m3；Cx為砂泥巖氣吸附量，m3/t；φ為含氣砂泥巖層平均孔隙度。

3 勘探潛力分析

美國(guó)頁巖氣勘探開發(fā)比較早，EIA 2017年數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)頁巖氣儲(chǔ)量為8.7×1012m3，占天然氣探明儲(chǔ)量的66.3%。目前投入開發(fā)的頁巖氣地區(qū)主要有Barnett，F(xiàn)ayetteville，Woodford，Haynesville，Marcellus，Antrim，New Albany等，儲(chǔ)層基本特征見表4[19-20]。

圖7 研究區(qū)煤層氣和砂泥巖氣資源量簡(jiǎn)圖Fig.7 Coalbed methane and sand-shale gas resources diagram in the study area

美國(guó)頁巖氣儲(chǔ)層主要賦存于泥盆系、石炭系等，沉積于較深的靜水環(huán)境，伴隨著盆地沉降，沉積速率緩慢，水動(dòng)力條件微弱，處于還原環(huán)境中[21]。永夏煤田沉積特征、古地理格局及沉積環(huán)境具有鮮明的海陸交互相沉積特征，山西組下部沉積環(huán)境為潮坪，上部形成于三角洲沉積體系，區(qū)內(nèi)煤炭資源豐富，煤層比較穩(wěn)定。研究區(qū)的地層時(shí)代、沉積環(huán)境與美國(guó)有很大的不同，對(duì)比有機(jī)地化特征可知，永夏地區(qū)泥巖有機(jī)碳含量相對(duì)較低，只有1.1%，但是依然達(dá)到了非常規(guī)氣成藏條件的最低值，有機(jī)質(zhì)變質(zhì)程度相對(duì)較高，處于熱裂解生凝析氣階段。不可忽視的是區(qū)域內(nèi)煤炭資源儲(chǔ)量近30億t，其生烴和儲(chǔ)烴能力都非常強(qiáng)，為非常規(guī)氣的生儲(chǔ)提供了有利補(bǔ)充條件。同時(shí)，根據(jù)鄰近區(qū)域牟頁1井現(xiàn)場(chǎng)解析數(shù)據(jù),可知山西組泥巖含氣量為0.42～3.37 m3/t，平均1.6 m3/t，絕大部分大于1 m3/t，充分顯示該地區(qū)泥頁巖良好的含氣性。對(duì)比圖7煤層氣和砂泥巖氣資源量圖，可以看出，區(qū)內(nèi)的煤系氣資源總量相當(dāng)可觀，砂泥巖氣基本全區(qū)分布，煤層氣主要分布于區(qū)內(nèi)西南和東南，由于東南地區(qū)煤礦較為集中，煤系氣的勘探開發(fā)易受限制，故可將研究重點(diǎn)集中在西南地區(qū)，隨著向西南方向的延伸山西組的埋深也逐漸增加，在同等條件下，隨著埋深的增加氣體也更容易被保存下來，類比牟頁1井的目的層深度，下一步可將酇城的西南地區(qū)作為重點(diǎn)研究區(qū)。

4 結(jié) 論

(1)永夏煤田山西組下部地層沉積環(huán)境為潮坪，主要可采二2煤層是在潮坪基礎(chǔ)上發(fā)展起來的泥炭坪形成，山西組上部形成于三角洲體系，區(qū)內(nèi)烴源巖厚度較大，其中泥巖平均厚度54.03 m，二2煤層平均厚度2.52 m，基本全區(qū)分布；砂巖多為巖屑砂巖、次巖屑砂巖，成分以石英為主，泥巖中礦物成分以黏土礦物高嶺石為主，石英、伊利石和長(zhǎng)石等次之。

(2)泥巖有機(jī)碳含量為0.33%～2.08%，有機(jī)質(zhì)成熟度1.69%～2.33%，顯微組分主要以殼質(zhì)組為主、鏡質(zhì)組次之，惰質(zhì)組最少，干酪根類型為Ⅲ型，根據(jù)壓汞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知儲(chǔ)層類型為低孔特低滲型；二2煤層有機(jī)質(zhì)成熟度1.76%～3.01%，顯微組分主要以鏡質(zhì)組為主，惰質(zhì)組和殼質(zhì)組較少。

(3)泥巖中含氣量0.14～0.96 m3/t，煤層含氣量4.19～43.24 m3/t，估算區(qū)內(nèi)山西組非常規(guī)氣資源量約1 634.23×108～2 819.77×108m3，區(qū)塊具備非常規(guī)氣形成的基本條件。根據(jù)區(qū)內(nèi)砂泥巖以及煤層的儲(chǔ)層特征、有機(jī)地化特征以及含氣性特征，建議下一步以酇城西南地區(qū)為重點(diǎn)，從煤系“三氣”共采的角度開展地質(zhì)工作，優(yōu)選井位進(jìn)行探井和評(píng)價(jià)井的鉆探壓裂工作，驗(yàn)證目的層產(chǎn)氣能力，以評(píng)價(jià)該區(qū)是否具有商業(yè)開采價(jià)值。