苏拉特盆地东缘煤层含气量主控因素及成藏条件分析

摘要

控制煤层含气量的地质因素可归纳为四个方面：(1)沉积环境：(2)构造背景；(3)与含气量相关的煤岩煤质，包括煤阶、煤类、矿物质含量、水分、挥发分、灰分和显微组分；(4)水文地质特征，包括水化学分析、地表水体系、气体同位素、储层温度、储层压力、埋藏充注史、裂缝发育、水力梯度以及上覆地层封闭性。本文对上述主控因素进行了分析，并基于58口煤层气取心井的含气量—深度关系曲线获得了盆地及不同地质分区的含气量趋势分布。受取心井段差异影响，单井含气量—深度趋势呈现增加、先增后减、减小三种。综合数据表明，尽管数据具有一定离散性，总体表现为含气量（干燥无灰基）随深度增加先增后减的趋势。含气量在Tangalooma砂岩深度处达到最大值，大多数井中拐点通常与该地层吻合，不会切穿地层。数据分析表明，现今含气量及饱和度受不同机制影响。下部气体运移补充、较高的煤阶、上部大气降水及生物气补充都可能对Tangalooma砂岩处高含气量起控制作用。此外，该趋势也可由埋藏和抬升引发的吸附-解吸交替循环造成。水文地质控气作用贯穿于煤层气的生成、富集成藏与产出整个过程。一方面，水文地质单元分区、含水层分布、水动力联系程度等影响着煤层含气量与保存条件，进而控制着煤层气的富集成藏。另一方面，水文地质尤其是地下水储量控制煤层气的产出，影响着煤层气的产能。从含气量的分布特征来看，其值大小与水动力场分区具有明显的关系，即滞流区或弱径流区富气，径流区及强径流区的含气量较低。同一系统的水动力分区内，低势区的含气量较高势区大，其原因为水动力的流动方向是从高势区流向低势区，即从等折算水位高值区流向低值区。