煤层顶板水害作为威胁煤矿生产安全的重要因素之一,多年来一直受到煤矿工作者的高度重视,其重点之一就是对煤层顶板富水性进行研究。各位专家学者对煤层顶板富水性的研究多集中于将各种地质资料进行信息融合、确定权重从而对富水性进行分区预测,但很少将沉积相、成岩作用和富水性相结合。沉积相是在特定环境下形成的,其形成的砂体保留着当时的沉积特征并对地下水的分布具有一定的控制作用;成岩作用是指松散的沉积物在一定压力、温度的影响下转变为沉积岩的物理、化学变化过程,同时也包括之后发生的一系列物理化学变化,成岩作用对砂岩孔隙及岩石物性具有一定影响。而岩石的储水能力又是富水性评价的一个重要因素。因此,通过对沉积相和成岩作用的分析,研究其对岩石储水能力即赋水性的影响具有重要意义。本文在系统的整理、分析研究区岩心、测井资料的基础上,以层序地层学、沉积学、岩石学、地球物理学为指导,引进INPEFA测井旋回识别技术,对营盘壕井田直罗组重新进行了层序地层的划分,并在此基础上对沉积相、沉积体系进行了识别;通过铸体薄片、扫描电镜、覆压孔隙度实验、CT扫描三维成像技术等方法,研究了直罗组砂岩的成岩作用与孔隙特征。最终通过将宏观、微观两个方面相结合的方式得出了沉积相与成岩作用对直罗组赋水性的影响。具体认识如下:(1)本文选取可以较好反应泥质变化的GR曲线进行INPEFA技术处理,遵循从整体到局部的处理顺序,结合岩心、测井资料,将直罗组划分为一个长期旋回、三个中期旋回、六个短期旋回并建立研究区地层格架。其中三个中期旋回分别对应直罗组一段、直罗组二段、直罗组三段,每段又分别细分为两个亚段。(2)在层序地层划分的基础上,认为研究区所处盆地经历了先下降后上升的构造演化,形成了辫状河—辫状河三角洲—曲流河三种沉积的沉积演化;进一步识别出辫状河河道、曲流河河道、心滩、边滩、天然堤、河漫滩、水下分流河道、水下分流河道间、河口坝、泛滥平原等沉积微相。(3)运用铸体薄片、扫描电镜、覆压孔隙度实验、CT扫描三维成像技术等方法,分析了直罗组砂岩的成岩作用与孔隙特征。认为研究区直罗组成岩作用主要有压实作用、胶结作用和溶蚀作用。其中,压实作用和胶结作用为破坏性成岩作用,使岩石孔隙变小、孔隙间的连通性变差;溶蚀作用为建设性成岩作用,使得岩石的孔隙变大、连通性变好。(4)通过实验数据和前期研究的对比,认为辫状河河道、心滩、曲流河河道等沉积区域赋水性好;河口坝、水下分流河道等沉积区域赋水性中等;泛滥平原、天然堤、水下分流河道间等沉积区域赋水性差。