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在系统收集和整理淮南含煤区地质资料和前人研究成果的基础上,采用沉积学、构造地质学、地球化学及煤地质学、油气地质学等方法,对煤成气储层特征进行了研究。分析了晚古生代含煤地层沉积环境及沉积相,探讨了储层物性特征及其空间展布特征,最后总结出研究区储层发育的主控因素及有利生储盖组合的发育特点,并进行煤成气藏有利区带评价。
(1)详细研究了淮南含煤区石炭.二叠系的主要岩石类型及岩性特征,分析了上古生界的沉积环境与沉积相,厘定出了淮南含煤区晚古生代地层发育的四类沉积体系:碳酸盐台地沉积体系、障壁—潟湖—潮坪沉积体系、浅水三角洲沉积体系,以及河流—湖泊沉积体系;探讨了南华北盆地淮南含煤区晚古生代的岩相古地理特征及盆地演化过程,并分析了该区的沉积模式。在此基础上,总结出淮南含煤区晚古生代典型的储层沉积相。较好的、有利于形成储层的沉积环境主要是三角洲沉积环境的分流河道微相、河流沉积环境的河道和边滩微相以及滨湖亚相。研究了淮南含煤区上古生界沉积体系与沉积相对储层类型的影响作用,提出了不同沉积体系对储层评价的贡献。
(2)研究了控制砂岩储层物性特征的三大主力因素,即砂岩成分、构造改造及成岩作用。从砂岩成分上来看,河道砂岩、分支河道砂岩、三角洲前缘席状砂和河口砂坝砂体可以成为良好的砂岩储层;从成岩角度上来看,石炭-二叠系储层砂岩绝大多数都处于中成岩阶段B期和晚成岩阶段;从构造改造作用上来看,构造发育致使大量的煤成气散失,但是在局部地区产生了大量的微裂隙和构造裂缝(隙),大大改善了储层的渗流通道,不仅增加了孔隙连通性,也改善了淮南含煤区上古生界砂岩储层的物性特征。在此基础上,对研究区砂岩储层进行了综合评价,并进行了砂岩储层的展布特征研究,发现其属于差-极差的致密砂岩储层,山西组、下石盒子组及上石盒子组发育的大量砂体,是区域内最重要的煤成气储层。
(3)研究了淮南含煤区的烃源岩特征及其空间展布特征。淮南含煤区烃源岩主要是以含煤地层中的煤岩、暗色泥岩、碳质泥岩为主,具有分布面积大、厚度比较稳定的特点,并且总体上有由北往南,自东向西减薄的趋势。煤中主要有机显微组分是镜质组和惰质组,富氢组分主要有壳质组、腐泥组和富氢镜质体,其主要的生烃组分是富氢镜质体、孢子体及角质体。
(4)根据淮南含煤区地层发育特征、储层分布特征、烃源岩分布特征以及盖层类型及分布等,制定了新的煤成气藏评价指标体系和分类方案,在此基础上,对淮南含煤区上古生界煤成气生储盖组合进行了综合评价,评价结果为:Ⅰ类区位于淮南煤区西北部和东南部地区,即陈桥断层两侧杨村集.朱集断裂带以北,老庙集矿区附近,东部则在淮南老矿区一带;Ⅱ类区主要位于淮南含煤区的西部颍上凹陷、口孜集矿区、刘庄勘探区、谢桥井田、张集.新集煤田、八里塘精查区,直到中东部潘集深部预测区和朱集深部预测区;Ⅲ类区主要位于淮南含煤区中部地区,陈桥断层以东的顾桥-丁集-潘集矿区一带。位于含煤区陈桥断层以西的老庙-展沟勘探区,因为地层埋深较浅,未能形成有效的生储盖组合和油气圈闭。