盘县地区煤岩层对比方法探讨——以某井田为例

汪凌霞，罗　沙

（1.贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心，贵州贵阳550008；2.贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心，贵州贵阳550008）

盘县地区煤岩层对比方法探讨——以某井田为例

汪凌霞*1，罗沙2

（1.贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心，贵州贵阳550008；2.贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心，贵州贵阳550008）

综合利用标志层、古生物、含煤性及煤层煤质、测井响应等煤层对比方法对盘县某井田进行了煤层对比。结果表明，该井田煤系地层标志层不明显，对比困难，采用“先层段对比、再煤层对比”的方法，即先利用标志层、古生物、含煤性、测井响应进行层段对比，再在相应层段中利用煤层特征、煤层间距等进行煤层对比，效果良好。

标志层；地层特征；煤岩层对比

晚二叠统龙潭组为盘县地区主要含煤地层，是一套海陆交互相多旋回沉积的砂泥岩、炭质泥岩及煤层组成。龙潭组厚度较大，平均厚度237.84 m，含煤层数多，含可采煤层14～18层，断层发育，构造复杂，且标志层不易识别。根据《贵州煤田地质》[1]，盘县地区的标志层共有13个（标1～标13），其中大部分标志层主要为粉砂质泥页，含动物化石（标1～标9），少数为容易识别的灰岩（标9～标13），但分布局限，这就给煤层对比带来了一定的困难，特别是在构造复杂、煤层不稳定、标志层不明显的地区。此种情况下就需要根据井田的特征采取不同的对比方法。本文以盘县某井田为研究区，对煤层对比的方法进行了研究。

1　煤层发育特征

井田龙潭组含煤23～33层，煤层总厚度22.63～40.69m，平均厚度32.76m，含煤系数为13.77%，可采煤层共11层。根据含煤性特征，将龙潭组分为下、中、上3个层段，其中下段仅含1层可采煤层：26#；中段含3层可采煤层：12#、15#、17#；上段含7层可采煤层：3#、5-1#、5-2#、5-3#、7#、9#、10#。由于该井田煤层较多、构造复杂、标志层不明显，对比较为困难。

2　层段对比

地层对比方法主要有标志层法、层间距法、岩层组合(岩性)法、古生物组合法、物性特征(测井曲线)及含煤性特征等[8]。

2.1标志层对比

标志层是指那些具有肉眼易于辨别的特征且稳定而又广泛分布的岩层。

通过对研究区的地层及钻孔剖面进行对比分析，认为存在3个全区分布比较稳定且特征明显的主要标志层及3个次要标志层。

（1）主要标志层。标1：3#煤层顶板，为龙潭组与上覆地层飞仙关组的为灰色、深灰色泥质粉砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩，厚0.61～14.99m，平均8.05，产植物碎屑化石，与飞仙关组下段绿色、浅绿色泥质粉砂岩或粉砂质泥岩呈现出明显的分界，标志明显。

标2：17#煤层及底板，该煤层为全区最厚煤层，厚—平均。顶板及底板均以粉砂岩及细砂岩为主。全区可采。

标3：含煤地层底部铝土质泥岩。为灰色、灰白色、紫红色厚层状凝灰岩，夹黑色团块状火山灰斑点，是龙潭组与峨眉山玄武岩组分界的标志。

（2）次要标志层。标4：5#煤层，该煤层分为3层，编号分别为：5-1#、5-2#、5-3#，各煤分层均为全区可采或基本全区可采，煤分层平均间距约5m，间距稳定，含少量散星状黄铁矿及菱铁矿薄层。

标5：9#煤层顶板，为薄到中厚层状粉砂质泥岩或泥质粉砂岩，产腕足类、瓣腮类动物化石。

2.2岩相组合（岩性）对比

将本矿区15个钻孔的含煤地层龙潭组按照上述层段进行划分，从野外岩芯鉴定、描述上对3个层段P3l1、P3l2、P3l3的宏观特征进行了分析（见表1）。

表1　研究区龙潭组上、中、下三段地层宏观特征对比表

从整体上对比龙潭组下、中、上3段的岩芯宏观特征，可总结以下几个特点：

（1）颜色特征：下段较深，以深灰色、灰色为主，上段位于次之，以灰色为主，中段较浅，以浅灰色为主；

（2）岩性特征：下段粒度最小，以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主，上段次之，以粉砂岩、泥质粉砂岩为主，中段最大，以细砂岩、粉砂岩为主；

（3）所含矿物特征：下段和下段岩层及煤层中富含散星状、瘤状黄铁矿结核；

（4）动物化石特征：上段产丰富的腕足、瓣腮类动物化石。

2.3含煤性对比

从含煤性上分析，本矿区各段含煤性如表2所示：

表2　研究区龙潭组含煤情况一览表

通过表2和野外岩芯鉴定可得出龙潭组各层段的含煤性特征：

（1）下段(P3l1)：该段煤层层数多、单层薄、可采层数少、结构复杂、煤间距小，所有煤层均为块煤，且煤层中富含散星状黄铁矿和菱铁质结核。

（2）中段(P3l2)：该段煤层层数相对较少，单层厚度大，煤层结构单一；其中17#煤是该段明显的标志层之一，具有厚度大(平均厚度4.07m)、全区可采、结构单一、粉煤等特点。

（3）上段(P3l3)：该段煤层多且可采煤层厚度大，厚度和间距较稳定，结构单一至简单，上部煤层以粉煤为主。

2.4测井曲线对比

在一定的勘探范围内（整个井田、煤田或勘查区），同一时代、相似的沉积环境之下，其地层在岩性和物性上具有相似性，不同时代的地层，其沉积特征的变化和地层的组合关系具有一定的规律，这些地质特点在测井曲线上均呈现出相应的响应特征[2]。

结合地质资料，认真分析研究区15个钻孔的测井曲线，总结出几个可提高对比可靠性的特征。

（1）从测井对比上可以看出龙潭组下段自然伽马显示5～6个正异常点，即从24#煤顶板（即下、中段分界处）开始出现自然伽马高峰异常现象，其他2个层段未见异常点。其中24#煤顶部异常点为泥岩，其余为煤层，表明下段富含放射性物质（图1）。

（2）17#煤层底板到整个龙潭组下段相对于上段地层在三侧向电阻率曲线上存在明显差异，表现为三侧向电阻率曲线呈密集型锯齿状，且电阻率整体较高（图2），此现象与该层段薄煤层发育、泥质含量较高有关。

（3）17#煤的测井响应明显，三侧向电阻率和伽马（及人工伽马）测井曲线在煤层界面上出现陡直特征，曲线形态为锯齿状箱型（图2）。锯齿状现象是由于17#煤为煤粉，且厚度较大，钻井过程中容易出现垮塌的缘故。

图1　龙潭组下段(P3l1)自然伽马测井曲线特征

3　煤层对比

龙潭组的3个层段对比清楚之后，再在层段间利用标志层、层间距、煤层特征对主要可采煤层进行对比。

3.1层间距

图2　龙潭组17#煤测井响应与中下段电阻率曲线特征

本区煤层间距比较稳定，在标志层不明显时可依据其间距作为对比，各主要可采煤层间距分别叙述见表3。

表3　各主要可采煤层层间距一览表

3.2煤层特征

（1）5#煤位于龙潭组上段，分为5-1#、5-2#、5-3#煤层，全区发育，厚度较大，其中5-1#煤厚度不稳定。其硫分5-1#煤层为0.43%～3.37%，平均1.40%；5-2#煤层为0.34%～3.02%，平均1.74%；5-3#煤层为0.34%～3.02%，平均1.69%，均为中硫煤。

（2）17#煤层，位于龙潭组中段，为全井田最厚的煤，且厚度变化较大，最薄有2.5m左右，最厚有30m左右，全区发育，且曲线发育较稳定，偶见夹矸。其硫分为0.14%～0.47%，平均0.31%，为特低硫煤。

（3）26#煤，位于龙潭组下段，为一较薄煤层，一般有结构，且下伏5m左右发育2个薄煤层。其硫分为0.30%～6.83%，平均3.86%，为高硫煤。

这3层分布较稳定且特征明显，对比可靠，结合标志层以及煤层间距，即可在对应层段中对其他可采煤层进行对比。

4　结论

通过对本井田地质资料综合分析，本文综合利用标志层、岩相组合特征、含煤性特征、测井曲线特征等多种方法，对龙潭组从不同角度进行了层段对比，然后再根据标志层、层间距、煤层特征、煤质测试分析资料等对可采煤层进行了对比，解决了该井田龙潭组主要可采煤层间对比困难的问题，也为盘县类似研究区的煤岩层对比提供了一定的参考。

[1]徐彬彬，何明德.贵州煤田地质[M].江苏徐州：中国矿业大学出版社，2003.

[2]王永明.利用测井曲线进行煤、岩层追综对比的方法及应用[J].中国煤炭地质，2012，24（3）：60-65.

[3]任海鹰，等.贵州省盘县乐民刘家田煤矿资源储量核实及勘探报告[R].贵州省煤田地质局174队，2013.

[4]程玛莉，崔玉朝.贵州安家寨煤矿龙潭组煤层特征及对比[J].煤炭科学技术，2011，39（10）：105-107.

[5] 解有波.贵州省金沙煤田龙潭组岩煤层测井曲线对比方法[J].煤炭技术，2009，28（7）：144-146.

[6]肖永洲，孔祥周，田波.贵州黔北煤田二叠系龙潭组煤层对比研究[J].煤矿现代化，2012（6）：51-53.

[7]熊孟辉，秦勇，易同生.贵州晚二叠世含煤地层沉积格局及其构造控制[J].中国矿业学报，2006，35（6）：778-782.

[8] 沈树忠，范炳恒，等.黔桂地区晚二叠世煤层的生物地层对比研究[J].煤田地质与勘探，1995，23（6）：1-5.

[9]余德志.贵州省晚三叠世含煤地层特征及对比[J].中国煤炭地质，2009，21（5）：10-13，2009.

[10]罗忠文.金沙龙凤煤矿测井曲线特征及其在煤岩层对比中的应用[J].中国煤炭地质，2009，21（5）：75-77.

[11]舒万柏.五凤井田煤岩层对比[J].中国煤炭地质，2008，20（4）：33-35.

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A

1004-5716(2015)07-0105-04

2014-08-07

贵州省科技重大专项“贵州省煤层气地面抽采关键技术研究及工程示范”（黔科合重大专项字[2014]6002号）。

汪凌霞（1984-），女（汉族），湖北仙桃人，工程师，现从事煤田地质勘探、煤层气及页岩气勘查工作。