引用本文
王洪垣, 李玉英, 李国良, 房金伟, 段传丽, 孙皓. 苏里格气田北部苏X区块本溪组8#煤层地质特征及有利区优选 [J]. 录井工程, 2026,37(1): 93-103.
WANG Hongyuan, LI Yuying, LI Guoliang, FANG Jinwei, DUAN Chuanli, SUN Hao. Geological characteristics and favorable target optimization for 8# coal seam in Benxi Formation of Su X block in northern Sulige Gas Field [J]. Mud Logging Engineering, 2026,37(1): 93-103.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2026.01.013  
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苏里格气田北部苏X区块本溪组8#煤层地质特征及有利区优选
王洪垣, 李玉英, 李国良, 房金伟, 段传丽, 孙皓
中国石油长庆油田公司风险作业管理项目部

作者简介：王洪垣 工程师,1994年生,2020年毕业于中国石油大学（北京）地质工程专业,现在中国石油长庆油田公司风险作业管理项目部主要从事开发地质和气藏工程工作。通信地址：017300 内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗嘎鲁图镇苏里格气田生产指挥中心。E-mail：2329931406@qq.com

收稿日期: 2026-02-05
摘要

为实现苏里格气田北部苏X区块深层煤岩气的勘探与开发,采用“实验分析-测井建模-平面展布分析-有利区优选”的研究方法,对该区块本溪组8#煤层进行了系统评价。基于关键取心井的实验室数据,通过系统分析煤层的含气量、岩石学、物性、微观孔隙结构及岩石力学等特征,明确了该区煤层具有原生-碎裂结构、微孔、割理发育较差、特低渗透率、脆性中等的储层基础;通过岩心实验数据与对应测井曲线的回归分析,建立适用于该区的工业组分、含气量、孔隙度、渗透率等关键参数的测井解释模型,实现了对煤岩气储层的精细、连续评价。在此基础上,综合分析了目标煤层的埋深、厚度及夹矸层空间分布等关键地质条件,并从煤层厚度、平面展布特征、煤岩灰分、煤岩含气量、构造位置、顶板岩性以及夹矸层数等多因素耦合角度,建立了有利区优选评价标准,圈定了煤岩气开发的有利目标区,为该区块深层煤岩气的下一步勘探部署提供了重要依据。

关键词: 苏里格气田; 深层煤岩气; 储层特征; 工业分析; 含气量; 解释模型; 有利区优选
中图分类号:TE132.1 文献标志码:A
Geological characteristics and favorable target optimization for 8# coal seam in Benxi Formation of Su X block in northern Sulige Gas Field
WANG Hongyuan, LI Yuying, LI Guoliang, FANG Jinwei, DUAN Chuanli, SUN Hao
Risk Operations Management Project Department, PetroChina Changqing Oilfield Company,Ordos, Inner Mongolia 017300, China
Abstract

To realize the exploration and development of the deep coal-rock gas in Su X block, northern Sulige Gas Field, the research method of "experimental analysis-well logging modeling-planar distribution analysis-favorable target optimization " was adopted, and a systematic evaluation was conducted on the 8# coal seam in Benxi Formation of this block. Based on laboratory data from key cored wells, through systematic analysis of the characteristics such as the gas concentration, petrology, physical properties, microscopic pore structure and rock mechanics of the coal seams, it has been made clear that the coal seams in this block have the reservoir bases of the poor development of a primary-cataclastic texture, millipore and cleat, ultra-low permeability, medium brittleness, etc. Through the regression analysis of core experimental data and corresponding logging curves, a well logging interpretation model for key parameters such as industrial components, gas concentration, porosity, and permeability applicable to this block was established, achieving accurate and continuous evaluation of coalbed methane reservoirs. On this basis, the target coal seam′s buried depth, thickness, spatial distribution of interbedded gangue layers and the other key geological conditions were comprehensively analyzed, and the evaluation criteria of favorable targets were established from the coupling perspective of multiple factors such as coal seam thickness, planar distribution characteristics, coal-rock ash, coal-rock gas concentration, tectonic setting, roof lithology and the number of interbedded gangue layers. The favorable target areas for coal-rock gas development have been delineated, providing an important basis for the next exploration deployment of deep coal-rock gas in this block.

Keyword: Sulige Gas Field; deep coal-rock gas; reservoir characteristics; industrial analysis; gas concentration; interpretation model; favorable target optimization
0 引言

煤层气作为非常规天然气勘探的重要领域, 其商业化开发对增储上产具有重要意义。随着中浅层煤层气资源的深入开发, 埋深大、地层压力高、地应力环境复杂的深层煤岩气（通常指埋深>1 500 m）逐渐成为接替领域和攻关前沿[1, 2, 3, 4, 5]。鄂尔多斯盆地东部在深层煤岩气勘探开发中已取得显著成效[6, 7, 8], 但盆地内部, 特别是苏里格气田主体区块, 针对深层煤岩气的系统性勘探与研究仍处于探索阶段。该区上古生界本溪组8#煤层埋藏较深, 是潜在的深层煤岩气重要产层, 其储层特性与富集规律相较于浅层煤层气表现出显著差异[9, 10], 资源潜力尚不明确, 制约了该区立体勘探与资源接替的进程。

深层煤岩气的富集与高产受控于更为复杂的地质条件。一方面, 煤岩的岩石学组成、微观孔隙结构及其在高压下的吸附/解吸特性直接决定了其含气性[11]; 另一方面, 高地应力环境下的物性（孔隙度、渗透率）和岩石力学性质共同控制了储层的渗流能力与压裂改造可行性。然而研究区目前开发以上古生界致密气藏为主, 深层煤岩气评价研究较为薄弱, 导致对其储层参数空间展布规律的认识不清, 难以支撑有利区的精准预测。

本研究选取关键的本溪组8#煤层为目标层位, 以苏里格气田北部苏X区块一口关键取心井为研究对象, 通过对煤层岩心进行系统的含气量、岩石学特征、物性、微观孔隙及岩石力学测试, 旨在实现以下目标：①利用岩心实验数据与测井响应特征, 建立一套适用于本区的工业组分、含气量、孔隙度、渗透率等关键参数的测井解释模型; ②系统厘清目标煤层的埋深、厚度、夹矸层分布等基础地质特征; ③综合煤层厚度、含气性、构造条件（断裂发育程度）及封盖条件（夹矸层分布）等多维评价指标, 建立有利区筛选标准, 圈定煤岩气开发的有利靶区, 为该区块下一步勘探部署与工程实践提供科学依据。

1 区域地质概况

鄂尔多斯盆地历经多期复杂的构造演化, 沉积形成多套含煤地层, 为煤岩气的生成、储存与富集创造了优越条件[12, 13, 14, 15], 蕴含了丰富的煤岩气资源。盆地本溪组8#煤层形成于潟湖-潮坪沉积环境, 广覆式发育, 大面积稳定分布, 厚度大, 主体在5~10 m, 平均7.5 m, 为深层煤岩气田的形成奠定了良好的物质基础。研究区位于苏里格气田北部, 构造位置属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部, 纵向发育多套煤岩层, 由下到上依次为石炭系本溪组顶部8#煤层、二叠系太原组顶部6#煤层、二叠系山西组5#和4#煤层。本溪组8#煤层在研究区普遍分布, 厚度稳定, 是石炭系的区域性标志层, 顶界埋深3 100~3 420 m, 平均埋深3 290 m。

2 本溪组8#煤层特征

为明确苏X区块本溪组8#煤层煤岩（下称“8#煤岩”）组成、裂隙发育特征、储层物性及含气性, 为煤岩储层空间分布规律研究、有利区优选及煤岩气地质理论深化提供地质依据, 优选S 33井对本溪组8#煤层进行保压取心。该井共取心3筒, 取心井段3 230.10~3 239.60 m, 进尺9.5 m, 岩心长度8.05 m, 共计完成29个样品、173项次分析化验。

2.1 煤层煤质特征

2.1.1 宏观特征

研究结合煤心肉眼观测与全直径CT扫描, 揭示了研究区8#煤层宏观煤岩类型及发育特征。结果表明, 苏X区块8#煤层以半亮-半暗煤为主, 原生结构, 煤层底部发育碎裂结构, 具贝壳状及参差状断口; 呈灰黑色弱玻璃光泽至沥青光泽, 多呈条带状结构、层状构造; 发育大致垂直层理面的面割理（4~9条/5 cm）与端割理（3~6条/5 cm）, 两组割理斜交, 无外生裂隙。

2.1.2 微观特征

选取苏X区块8#煤层2个原生结构半亮煤煤心样品进行显微煤岩特征分析（图1）, 结果显示（表1）, 8#煤岩显微组分以镜质组为主, 具有较高的反射率, 在显微镜下呈灰色到浅灰色, 通常具有镜状结构, 既是煤成烃（特别是煤岩气）的主要贡献者, 又因发育微孔系统成为气体吸附的主要载体; 其主要组分为基质镜质体与均质镜质体, 平均含量超66%。其次发育惰质组, 其反射率最高, 在显微镜下呈白色到亮黄色, 细胞结构多样, 从完好到破碎; 其中常发育大孔和中孔, 虽然自身吸附能力差, 但可以为气体的扩散和渗流提供通道; 主要惰质组成分为粗粒体、丝质体和惰屑体, 其中粗粒体显微镜下为亮白色、无固定形状的团块, 丝质体显微镜下为亮白色, 具清晰木质纤维状结构, 惰屑体显微镜下为亮白色、棱角分明的小碎片。壳质组含量较少, 来源于植物中最稳定、最耐腐的部分, 如树脂、壳屑等。矿物组分以黏土矿物为主, 显微镜下为灰黑色、填充在孔隙中的细腻物质。样品整体孔隙、裂隙发育程度较低, 主要发育静压裂隙, 存在斜交层理的裂隙, 表面碎粒较多。这说明研究区煤层形成于一个稳定、湿润、还原性强的沼泽环境, 并且预示着其具有较高的煤阶（变质程度）与较强的生烃潜力[16]。

图1 S 33井8#煤岩镜下显微组分

表1 S 33井8#煤岩显微组分及亚组分含量

2.1.3 镜质体反射率

煤阶是衡量煤岩热演化程度的重要参数, 常用煤的镜质体反射率（Ro）指标划分煤阶。根据国家标准GB/T 6948-2008《煤的镜质体反射率显微镜测定方法》, 选取2个煤心样品开展煤岩镜质体反射率分析, 结果分别为1.60%、1.86%, 均值1.72%, 表明研究区本溪组8#煤层主要为高成熟度的焦煤与瘦煤。总体上, 埋深越大, Ro越高, 煤岩成熟度越高, 生烃潜力越强。

2.1.4 煤岩工业组分分析

选取13个煤心开展煤岩工业分析测试, 结果显示研究区8#煤岩以固定碳为主, 灰分次之, 属特低水分、中低灰分、特低挥发分、中-高固定碳煤岩, 煤质一般。其中, 煤心样品的空气干燥基水分为0.63%~1.04%, 平均值为0.86%; 灰分为7.61%~34.02%, 平均值为23.02%; 挥发分为12.73%~16.20%, 平均值为14.59%; 固定碳为51.63%~76.53%, 平均值为61.53%。灰分变化范围较大, 反映了研究区成煤沼泽环境的不稳定性, 煤层在稳定、闭塞的沼泽环境与动荡开放、水系连通性较好的环境之间转换, 对生烃潜力产生了一定影响[14]。

2.2 煤层物性特征

2.2.1 常规孔渗分析

遵照国家标准GB/T 23561.4-2009《煤和岩石物理力学性质测定方法第4部分：煤和岩石孔隙率计算方法》, 优选10个煤心样品（含8个煤岩样品）开展常规孔隙度、渗透率测试。结果显示（表2）, 研究区8#煤层总体为低孔低渗储层。孔隙度为3.76%~5.98%, 平均值为5.24%; 渗透率为0.026~58.22 mD, 平均值为12.87 mD, 渗透率受节理与微裂缝影响显著, 变化范围较大。

表2 S 33井本溪组8#煤层常规孔渗测试成果

2.2.2 覆压渗透率分析

依据行业标准SY/T 6385-2016《覆压下岩石孔隙度和渗透率测定方法》要求, 完成2个煤岩岩心样品覆压渗透率分析。结果显示（表3）, 煤岩覆压渗透率为0.001 0~19.174 2 mD, 平均值为2.67 mD。煤岩有无裂缝对覆压渗透率影响很大, 2个样品最大覆压渗透率分别为19.174 2、0.026 0 mD, 差异极大, 故采用渗透率比值表示岩心渗透率随外部静压力的变化情况, 渗透率比值为当前净压力下的渗透率与该岩心的最大渗透率之比。从图2可以看出, 随着净压力的逐渐增加, 岩心渗透率逐渐降低, 当净压力增加到约24 MPa时, 渗透率丧失最多, 渗透率比值分别降至0.85%、3.85%, 平均值为2.35%。表明煤岩应力敏感性强。

表3 S 33井8#煤岩覆压渗透率测试综合成果

图2 S 33井本溪组8#煤岩覆压渗透率下降幅度

2.3 煤层含气性特征

2.3.1 煤层保压取心含气量测定

按照团体标准T/CI 267-2024《煤岩含气量测定保压取心测气法》完成19个煤心样品含气量测试。结果显示, S 33井煤岩含气量为3.82~12.89 m3/t, 平均值为8.56 m3/t; 上部煤质纯, 含气性较好; 下部煤层夹矸发育, 含气量较低。总体来看, 煤岩的含气量好于煤矸层。

2.3.2 天然气组分及同位素分析

依据国家标准GB/T 13610-2020《天然气的组成分析 气相色谱法》完成15个煤心样品气体组分分析。甲烷含量为78.89%~92.34%, 平均值为88.99%; 乙烷含量为1.53%~8.28%, 平均值为3.23%; CO2含量为1.39%~6.16%, 平均值为3.36%。表明S 33井主要为干气, C2+烃类含量低, 证实其具备高成熟度、高煤阶的特征[17]。

对S 33井3 235.48~3 235.74 m井段8个煤心样品进行甲烷碳同位素（δ13C1）检测, δ13C1值为-41.7‰ ~-18.4‰ , 平均值为-32.1‰ 。依据煤层气甲烷成因划分标准, 生物成因气δ13C1值为-90‰ ~-55‰ , 热成因气δ13C1值>-55‰ , 混合成因气δ13C1值为-55‰ ~-40‰ [18], 判定研究区本溪组8#煤层煤岩气为热成因气（表4）。

表4 S 33井本溪组8#煤层甲烷碳同位素成果

2.3.3 煤岩气吸附与解析分析

兰氏体积是反映煤岩吸附能力大小的指标, 一般该值越大, 吸附性能越好。兰氏压力主要是影响等温吸附曲线形态的参数, 反映吸附量达到兰氏体积一半时的压力, 该指标越大, 煤层中吸附气体脱附越容易, 越有利于开发[19]。

对4个煤心样品分别开展地层温度（70 ℃）条件下等温吸附实验与含气量测试, 揭示8#煤岩的含气性特征。结果表明（表5）, 煤岩空气干燥基兰氏体积介于8.51~14.86 m3/t之间, 平均值为12.08 m3/t; 兰氏压力介于4.12~5.29 MPa之间, 平均值为4.49 MPa; 兰氏体积偏高, 反映8#煤岩具有较强的吸附能力。根据兰氏体积计算出S 33井吸附气占比平均为79.5%, 游离气占比平均为20.5%, 埋深与游离气含量呈正相关, 即埋深越大, 游离气占比越高。

表5 S 33井本溪组8#煤岩甲烷等温吸附成果
3 煤岩测井识别标准及解释模型建立

为实现煤岩关键地质参数由“点”到“面”的定量预测, 利用取心井分析化验成果与实钻井测井响应值建立多元回归模型, 以弥补取心数据的离散性, 实现储层精细评价, 为“甜点”优选提供关键依据。

3.1 岩性测井识别及划分标准

常规煤岩具有“四高四低”的测井响应特征, 具体表现为高声波时差、高中子、井径扩大、高电阻率、低自然伽马、低密度、低自然电位、低光电吸收指数。综合测井资料情况, 选取补偿密度、声波时差、自然伽马和电阻率4条曲线对研究区进行煤层测井响应评价。根据岩心标定, 确定苏X区块煤岩划分标准分别为密度1.3~1.8 g/cm3, 声波时差350~500 μs/m, 自然伽马20~110 API, 深侧向电阻率>100 Ω· m。煤矸石及顶底板其他岩性测井识别标准见表6。

表6 苏X区块本溪组8#煤岩及顶底板岩性测井识别标准

根据标定结果, 对全区钻穿本溪组8#煤层井进行煤层厚度、上覆层岩性及煤矸分布特征分析。结果显示（图3）, 研究区本溪组8#煤层在全区分布稳定, 厚度主要介于4~10 m之间, 平均厚度7.34 m; 西北部及中部地区煤层厚度较大, 多大于7 m; 东北部及西南部煤层较薄, 厚度小于4 m。上覆层以泥岩为主, 占比超90%, 封盖能力较好, 仅局部发育散点状砂岩, 易造成天然气逸散。8#煤层内部发育夹矸0~3层, 其中, 无夹矸占比34.9%, 1层夹矸占比33.7%, 2层夹矸占比19.8%, 3层夹矸占比11.6%, 2层及以上夹矸呈条带状、块状分布（图4）。

图3 研究区本溪组8#煤层厚度

图4 研究区本溪组8#煤层顶板砂岩及夹矸层数叠合图

3.2 工业组分测井解释模型

煤的工业组分（水分Mad、灰分Aad、挥发分Vad、固定碳FCad）是评价煤质特性的核心指标[20]。对研究区8#煤层煤心工业组分分析数据与对应测井响应值进行统计分析。由于灰分主要由无机矿物质组成, 其与测井响应的关系本质上源于有机质（固定碳、挥发分）与无机矿物质在物理性质上的系统性差异, 而无机矿物质含量与测井曲线响应之间具有良好的相关关系。分析各测井响应值与灰分之间的相关性, 通过统计分析法建立灰分计算模型。

从密度（DEN）、中子（CNL）、声波时差（AC）、自然伽马（GR）、深侧向电阻率（RD）5条测井曲线中优选煤岩敏感曲线, 其中GR、DEN、AC曲线与灰分具有较好的相关性（图5a-图5c）, 灰分与GR、DEN呈正相关, 与AC呈负相关。据此, 将研究区8#煤层统一进行多元回归建模, 灰分计算模型如下：

NAad=-0.09109NGR+118.7289NDEN+0.075754NAC-176.635（1）

式中：NAad为计算灰分;NGR为测井自然伽马;NDEN为测井补偿密度;NAC为测井声波时差。

图5 煤层工业组分相关性分析交会图

在煤岩的工业分析中, 当水分和挥发分含量相对稳定或变化不大时, 灰分增加, 固定碳必然减少, 这是一种直接的“此消彼长”关系[20, 21]。灰分与固定碳呈现明显负相关（图5d）, 建立固定碳计算模型如下：

NFCad=-0.9541NAad+83.49（2）

式中：NFCad为计算固定碳。

当水分变化不大时, 挥发分与灰分+固定碳存在近乎完美的直线负相关（图5e）, 挥发分每增加一个单位, 灰分+固定碳就几乎减少一个单位。因此, 由挥发分与灰分+固定碳之间的相关关系建立挥发分计算模型如下：

NVad=-1.0127（NAad+NFCad）+100.23（3）

式中：NVad为计算挥发分。

由于水分、挥发分、灰分、固定碳的质量分数总和为100%, 100减去固定碳、灰分、挥发分就可以得到水分的计算模型：

NMad=100-（NAad+NFCad+NVad）（4）

式中：NMad为计算水分。

研究区8#煤层灰分主要介于25%~35%之间, 占据工区范围的65%; 高值区呈团块状, 主要分布于区块北部（图6）。

图6 研究区本溪组8#煤层灰分平面分布图

将煤心测试的结果与各模型计算值进行误差分析可知（表7）, 其均值相对误差分别为：灰分3.97%、固定碳1.62%、挥发分0.14%、水分1.66%, 各结果吻合度较高。

表7 煤心测试与多元回归计算工业组分相对误差统计
3.3 煤岩储层物性参数测井解释模型

由于煤岩测井密度较低, 常规测井密度孔隙度计算公式难以准确计算煤岩孔隙度, 根据煤心视密度与煤心孔隙度交会图（图7a）可知, 煤心视密度与煤心孔隙度具有很好的相关性（R2=0.93）; 用煤心视密度与测井密度建立交会图（图7b）, 发现煤心视密度与测井密度也具有良好正相关性（R2=0.81）, 故采用密度测井和煤心孔隙度交会构建研究区取心井的孔隙度解释模型如下：

Nϕ=-6.1226NDEN+14.321（5）

式中：Nϕ为计算孔隙度。

图7 煤层煤心视密度与煤心孔隙度、测井密度交会图

同理, 根据煤心测试数据推导出煤心孔隙度与煤心渗透率具有良好正相关关系（图8, R2=0.90）。

图8 取心井煤心测试孔渗交会图

依据计算孔隙度建立渗透率模型如下：

K=0.00005e2.0962Nϕ（6）

式中：K为计算渗透率。

3.4 含气量测井解释模型

煤岩含气量是煤岩气储量计算、产能预测的重要参数, 是煤岩气勘探开发的地质基础。对S 33井8#煤层煤心分析含气量与GR、AC、DEN、CNL、RD、Aad、FCad/Vad等参数进行相关性分析, 发现DEN、lgRD、Aad、FCad/Vad与含气量（Vgas）具有较好相关性（图9）：低DEN表明煤层具有丰富的孔隙和裂隙系统, 为气体提供了储集空间; 高lgRD从电学性质上验证了这些孔隙空间中储存的是气体而非水体; 低Aad表明煤层中无机矿物质少, 有机质未被稀释, 孔隙和裂隙未被堵塞, 确保了煤层有足够的生烃与储集能力; FCad/Vad是表征煤阶的关键指标, 在煤化作用过程中, Vad随着温度和时间增加而不断析出, FCad相对富集。因此, FCad/Vad比值随煤阶升高而增大（从褐煤到无烟煤）, 而高煤阶可保证煤岩经历充分的生气过程与发育发达的微孔吸附系统, 保证了高含气量。据此建立多元回归分析含气量预测模型。即：

Vgas=-24.1679NDEN-5.43831NAad-107.204×NFCad/NVad-0.88114lgRD+623.4441

式中：Vgas为煤岩含气量。

图9 煤岩含气量相关性分析交会图

煤心实测含气量与多元回归计算含气量的平均相对误差为9.46%, 吻合度较好（图10）, 说明该模型具有较好的适用性。

图10 S 33井煤心含气量与计算含气量对比图

根据建立的模型, 对全区钻穿本溪组8#煤层的井进行含气量分布特征分析, 结果显示（图11）, 研究区本溪组8#煤层含气量主要分布在6~14 m3/t, 占比88.83%, 平均为10.42 m3/t, 整体具有北西高、南东低的特征。

图11 苏X区块本溪组8#煤岩含气量平面分布

4 构造及断裂特征

研究区本溪组8#煤层顶界呈东高西低的特征, 地层相对平缓, 倾角1°~2°, 整体具有西倾单斜、隆凹相间的构造格局。区块东部发育4个主要鼻隆构造带, 构造幅度5~20 m, 宽度2~6 km, 轴向呈北东-南西向展布。

研究区断裂规模小, 均为四级断裂, 以正断层为主, 断距为10~20 m; 断裂延伸距离较短, 一般1~4 km, 东西向最长5.7 km。断层整体呈“北强南弱、北多南少”特点, 断层对油气成藏具有一定破坏作用, 容易造成油气逸散, 断层发育区含气量低于欠发育区。

5 有利区优选

煤储层开发影响因素较多, 其中煤层发育程度决定物质基础, 构造对煤岩气的形成具有调整作用, 储盖组合直接影响煤岩气成藏保存效果等。基于前述煤层地质特征、测井解释模型及构造分析成果, 本次研究从平面展布规律与纵向组合特征两个维度, 建立多因素耦合的有利区评价标准, 旨在实现研究区煤岩气开发潜力的科学分区与靶区优选。

煤岩气富集与可采性受控于煤层厚度、煤岩灰分、煤岩含气量、构造位置、夹矸层数等关键地质因素, 本次优选遵循以下原则。

5.1 平面优选原则

（1）煤层厚度与连续性：煤层厚度大、分布稳定、横向连续性好, 具备规模开发基础。

（2）煤岩工业组分与含气性：煤岩灰分低, 含气量高。

（3）构造稳定性：构造相对简单, 断裂不发育或距离断裂较远, 利于避免气藏破坏。

5.2 纵向优选原则

（1）顶板配置：Ⅰ、Ⅱ类区顶板以厚层暗色泥岩为主, 厚度一般>10 m, 突破压力高, 封盖能力强; Ⅲ类区顶板出现砂岩或薄互层, 封盖能力下降。

（2）夹矸影响：夹矸层数少（≤ 2层）、厚度薄（<0.5 m）且分布不连续的区带, 煤层纵向渗透性较好, 利于气体垂向运移与整体压裂。

据此, 综合考虑夹矸层数、灰分等参数, 建立研究区深层煤岩气有利区筛选标准（表8）, 共优选出Ⅰ类有利区2个, 位于区块中西部（图12红色实线圈定区）, 面积21.7 km2; Ⅱ类有利区2个, 位于区块中南部（图12紫色实线圈定区）, 面积5.9 km2。

表8 苏X区块深层煤岩气有利区筛选标准

图12 苏X区块本溪组8#煤层叠合有利区

6 结论

（1）研究区本溪组8#煤层以半亮-半暗煤为主, 宏观结构以原生-碎裂结构为主, 显微组分以镜质组为主（平均含量>66%）, 镜质体反射率（Ro）平均1.72%, 属于高成熟度焦煤-瘦煤阶段, 具备较好的生烃潜力。工业组分分析显示煤质一般, 固定碳含量高（平均61.53%）, 灰分变化较大（平均23.02%）, 反映成煤环境的不稳定性。

（2）有利的顶板岩性（以暗色泥岩为主）提供了良好的封闭条件; 但研究区8#煤层总含气量偏低, 平均8.56 m3/t; 吸附气占比大, 平均79.5%, 对压裂改造工艺要求高。

（3）基于煤心-测井数据回归分析, 建立了适用于本区的工业组分、孔隙度、渗透率和含气量的测井解释模型, 实现了关键地质参数从“点”到“面”的连续评价。模型验证显示计算值与实测值吻合较好, 为全区煤层厚度、含气量、灰分等参数的平面展布分析提供了可靠依据。

（4）综合考虑煤层厚度、夹矸层数、含气量、顶板岩性、灰分及构造稳定性等多重因素, 建立了深层煤岩气有利区评价标准。最终优选出2个Ⅰ类有利区和2个Ⅱ类有利区, 主要位于该区块中西部与中南部, 具备较好的煤层气开发潜力。

编辑 郑春生

参考文献
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