库车坳陷侏罗系克孜勒努尔组深层煤岩地质特征与含气性测井评价*
夏宗立 , 李玲 , 赖锦 , 赵飞 , 王中瑞 , 王磊 , 王斌 , 张亮 , 韩闯 , 王松 , 王贵文
古地理学报 ›› 2026, Vol. 28 ›› Issue (3) : 1183 -1198.
库车坳陷侏罗系克孜勒努尔组深层煤岩地质特征与含气性测井评价*
Geological characteristics and logging evaluation of gas-bearing property of the Jurassic Kezilenuer Formation deep coal rocks in Kuqa depression
库车坳陷于中生代形成广泛分布的含煤岩系,煤岩厚度较大,深层煤岩气资源较为丰富。相较于浅层煤层气,深层煤岩具有地质特征复杂、夹矸发育,且吸附气与游离气同时存在的特点,导致煤岩含气量缺乏有效的测井评价方法。本研究以库车坳陷侏罗系克孜勒努尔组为例,基于研究区深层煤岩岩心观察、常规测井、成像测井及核磁共振测井,开展了深层煤岩地质特征以及煤岩含气性评价的研究。库车坳陷侏罗系深层煤岩具有典型的低GR、低DEN、高RT、高CNC、高DT特征,且在成像测井上呈现为亮块状、亮斑状特点。研究区克孜勒努尔组煤岩宏观煤岩类型以半光亮—半暗型煤为主,属中固定碳、高挥发分、中低灰分、特低水分煤。克四段2#和3#煤为主力煤层,其厚度平均为4.5 m和6.2 m,平均埋深大于4000 m。深层煤岩煤体结构依据成像测井划分,以原生结构为主; 根据实验测试数据与测井响应参数间的相关性构建研究区深层煤岩组分和含气量测井评价模型,煤岩测井计算总含气量在5.95~10.95 m3/t之间,平均值为9.5 m3/t,吸附气含量平均为7.12 m3/t,游离气含量平均为2.38 m3/t。结合核磁共振测井获得的T1-T2交会图开展煤岩含气性分析表明,深层煤岩在电阻率值较高、固定碳含量较高且结构相对稳定的层段具有较好的含气性。基于煤层识别、显微组分、工业组分和含气量计算,形成了常规—成像—二维核磁联合评价深层煤岩气的方法,为深层煤岩气的评估和计算提供支撑。
The Kuqa Depression hosts extensively distributed Mesozoic coal-bearing strata,characterized by substantial coal seam thickness and relatively abundant deep coalbed methane(CBM)resources. This study focuses on the Jurassic Kezilenuer Formation coal-bearing strata of the Kuqa Depression. Relative to shallow CBM reservoirs,deep coal seams exhibit markedly complex geological characteristics—including well-developed partings,heterogeneous coal matrix structure,and coexistence of adsorbed and free gas phases—posing significant challenges for reliable logging-based gas content evaluation. Integrating core observations from deep coal intervals in the study area with conventional logging,borehole imaging,and nuclear magnetic resonance(NMR)logging data,this work systematically investigates the geological characteristics of deep coal rocks and develops a robust methodology for quantifying their gas content. Deep Jurassic coal rocks in the Kuqa Depression consistently display low natural gamma radiation,low bulk density,high electrical resistivity,high neutron porosity,and large acoustic transit time—distinctive petrophysical signatures corroborated by imaging logs,which reveal bright blocky and speckled textures. Macroscopically,coal seams of the Kezilenuer Formation are predominantly semi-bright to semi-dull,classified as medium-fixed-carbon,high-volatile,medium-low-ash,and ultra-low-moisture coals. Coal seams No.2 and No.3 within Member 4 of the Kezilenuer Formation represent the principal target intervals,with average thicknesses of 4.5 m and 6.2 m,respectively,and mean burial depths exceeding 4000 m. Imaging log analysis indicates that these deep coal rocks largely retain primary(undisturbed)structural integrity. Leveraging empirical correlations established between laboratory-measured gas composition/contents and corresponding logging response parameters,a region-specific logging evaluation model was developed for estimating both compositional parameters and total gas content in deep coal rocks. Calculated total gas contents range from 5.95 to 10.95 m3/t(mean: 9.5 m3/t),comprising an average adsorbed gas content of 7.12 m3/t and an average free gas content of 2.38 m3/t. Complementary analysis using the T1-T2 cross-plot derived from NMR logging further reveals that higher gas content is preferentially associated with intervals exhibiting elevated resistivity,higher fixed carbon content,and structurally stable coal matrices. Synthesizing coal seam identification,maceral and industrial component analyses,and quantitative gas content estimation,this study establishes an integrated evaluation framework—combining conventional logs,borehole imaging,and 2D NMR logging—for jointly assessing deep coalbed methane and shale gas potential,thereby supporting resource assessment,reserve estimation,and exploration decision-making.
Vg=3.0527+4.5031×lgRT-0.0677×CNC
| [1] |
白雪峰, 高庚, 王彪, 李敬生, 李军辉, 徐慧, 马文娟, 刘璐. 2024. 海拉尔盆地呼和湖凹陷深层煤岩气赋存条件及勘探方向. 石油与天然气地质, 45(6): 1736-1754. |
| [2] |
[ |
| [3] |
戴金星, 戚厚发, 王少昌. 2001. 我国煤系的气油地球化学特征、煤成气藏形成条件及资源评价. 北京: 石油工业出版社,1-2. |
| [4] |
[ |
| [5] |
郭绪杰, 支东明, 毛新军, 王小军, 易士威, 朱明, 甘仁忠, 武雪琼. 2021. 准噶尔盆地煤岩气的勘探发现及意义. 中国石油勘探, 26(6): 38-49. |
| [6] |
[ |
| [7] |
郭泽清, 王斌, 董才源, 李玲, 庞正炼, 陈秀艳, 马德波. 2025. 塔里木盆地库车坳陷北部构造带侏罗系煤岩气地质特征及有利区带评价. 天然气地球科学, 36(5): 953-972. |
| [8] |
[ |
| [9] |
韩德馨. 1996. 中国煤岩学. 徐州: 中国矿业大学出版社,1-599. |
| [10] |
[ |
| [11] |
何登发, 周新源, 杨海军, 雷刚林, 马玉杰. 2009. 库车坳陷的地质结构及其对大油气田的控制作用. 大地构造与成矿学, 33(1): 19-32. |
| [12] |
[ |
| [13] |
何发岐, 董昭雄. 2022. 深部煤层气资源开发潜力: 以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例. 石油与天然气地质, 43(2): 277-285. |
| [14] |
[ |
| [15] |
侯振学. 2018. 电成像测井在煤层气储层精细评价中的应用. 测井技术, 42(6): 672-677. |
| [16] |
[ |
| [17] |
贾承造, 郑民, 张永峰. 2012. 中国非常规油气资源与勘探开发前景. 石油勘探与开发, 39(2): 129-136. |
| [18] |
[ |
| [19] |
赖锦, 王贵文, 庞小娇, 韩宗晏, 李栋, 赵仪迪, 王松, 江程舟, 李红斌, 黎雨航. 2021. 测井地质学前世、今生与未来: 写在《测井地质学·第二版》出版之时. 地质论评, 67(6): 1804-1828. |
| [20] |
[ |
| [21] |
赖锦, 李红斌, 张梅, 白梅梅, 赵仪迪, 范旗轩, 庞小娇, 王贵文. 2023. 非常规油气时代测井地质学研究进展. 古地理学报, 25(5): 1118-1138. |
| [22] |
[ |
| [23] |
赖锦, 白天宇, 苏洋, 赵飞, 李玲, 黎雨航, 李红斌, 王贵文, 肖承文. 2024a. 烃源岩测井识别与评价方法研究进展. 地质论评, 70(2): 721-741. |
| [24] |
[ |
| [25] |
赖锦, 肖露, 白天宇, 范旗轩, 黄玉越, 李红斌, 赵飞, 王贵文. 2024b. 成像测井解释评价方法及其地质应用. 地质科技通报, 43(3): 323-340. |
| [26] |
[ |
| [27] |
赖锦, 宋翔羽, 杨薰, 赵仪迪, 田银宏, 李栋, 信毅, 张荣虎, 王贵文. 2025a. 致密砂岩气储层测井综合评价技术研究进展. 石油学报, 46(1): 220-235. |
| [28] |
[ |
| [29] |
赖锦, 党文乐, 苏洋, 吴永平, 赵仪迪, 张有鹏, 信毅, 白天宇, 王贵文. 2025b. 声波测井地质与工程应用. 地质论评, 71(3): 1046-1072. |
| [30] |
[ |
| [31] |
赖锦, 王贵文. 2025. 测井地质学(第二版). 北京: 石油工业出版社, 1-480. |
| [32] |
[ |
| [33] |
赖锦, 杨薰, 宋翔羽, 苏洋, 王志始, 黄若坤, 郑欣, 赵仪迪, 王贵文. 2026. 测井沉积学研究起源、发展及时代传承. 地质论评, 72(2): 263-283. |
| [34] |
[ |
| [35] |
李存磊, 杨兆彪, 孙晗森, 马玉银, 张争光, 李洋阳, 李庚. 2020. 多煤层区煤体结构测井解释模型构建. 煤炭学报, 45(2): 721-730. |
| [36] |
[ |
| [37] |
李国欣, 雷征东, 董伟宏, 王红岩, 郑兴范, 谭健. 2022. 中国石油非常规油气开发进展、挑战与展望. 中国石油勘探, 27(1): 1-11. |
| [38] |
[ |
| [39] |
李国欣, 贾承造, 赵群, 周天琪, 高金亮. 2025. 煤岩气成藏机理与煤系全油气系统. 石油勘探与开发, 52(1): 29-43. |
| [40] |
[ |
| [41] |
连承波, 赵永军, 李汉林, 渠芳, 马士坤, 蔡福龙, 张军涛. 2005. 煤层含气量的主控因素及定量预测. 煤炭学报, 30(6): 726-729. |
| [42] |
[ |
| [43] |
马东民, 马薇, 蔺亚兵. 2012. 煤层气解吸滞后特征分析. 煤炭学报, 37(11): 1885-1889. |
| [44] |
[ |
| [45] |
聂志宏, 时小松, 孙伟, 闫霞, 黄红星, 刘莹, 冯延青. 2022. 大宁—吉县区块深层煤层气生产特征与开发技术对策. 煤田地质与勘探, 50(3): 193-200. |
| [46] |
[ |
| [47] |
牛小兵, 张辉, 王怀厂, 虎建玲, 吴陈君, 赵伟波, 潘博. 2024. 鄂尔多斯盆地中、东部石炭系本溪组煤储层纵向非均质性特征及成因: 以M172井为例. 石油与天然气地质, 45(6): 1577-1589. |
| [48] |
[ |
| [49] |
蒲秀刚, 董雄英, 柴公权, 李宏军, 李昊东, 吕德胜, 于超, 勐睿, 邵阳, 何川. 2024. 黄骅坳陷上古生界煤岩气成藏条件与勘探方向. 中国石油勘探, 29(4): 60-70. |
| [50] |
[ |
| [51] |
石玉江, 何羽飞, 万金彬, 郭笑锴, 于红果, 杨仁杰. 2024. 深层煤岩气地质品质及含气量测井评价方法研究. 中国石油勘探, 29(4): 126-141. |
| [52] |
[ |
| [53] |
苏洋, 赖锦, 赵飞, 别康, 李栋, 黄玉越, 张有鹏, 王贵文. 2024. 岩性扫描测井解释评价方法及其地质应用. 地质论评, 70(5): 1884-1898. |
| [54] |
[ |
| [55] |
苏洋, 赖锦, 别康, 李栋, 赵飞, 陈康军, 李红斌, 王贵文. 2025. 深层超深层钻井地质信息测井拾取与评价. 古地理学报, 27(1): 225-239. |
| [56] |
[ |
| [57] |
王斌, 夏宗立, 张科, 李玲, 王中瑞, 赵飞, 张有鹏, 赖锦. 2026. 元素扫描测井在煤系烃源岩识别与评价中的应用. 地质科技通报, 45(1): 291-301. |
| [58] |
[ |
| [59] |
王雷, 周军, 雷晓阳, 宋京京, 朱万里, 孙佩. 2021. MRT二维核磁共振测井方法及应用. 测井技术, 45(4): 399-404. |
| [60] |
[ |
| [61] |
徐凤银, 闫霞, 李曙光, 熊先钺, 王予新, 张雷, 刘川庆, 韩金良, 冯延青, 甄怀宾, 杨贇, 王成旺, 李宇新. 2023. 鄂尔多斯盆地东缘深部(层)煤层气勘探开发理论技术难点与对策. 煤田地质与勘探, 51(1): 115-130. |
| [62] |
[ |
| [63] |
徐光波, 赵金环, 崔周旗, 邹志钢, 卢笛声, 孙瑞雪, 孟艳军. 2018. 沁水盆地南部安泽区块煤体结构测井识别研究. 煤炭科学技术, 46(5): 179-184,53. |
| [64] |
[ |
| [65] |
杨兆彪, 高为, 秦勇, 张孟江, 李存磊, 颜智华, 梁宇辉, 卢本举, 陈义林, 吴财芳, 陈捷, 李庚, 文德修. 2024. 贵州深部煤层气地质特征及其资源潜力. 煤炭学报, 49(S1): 348-361. |
| [66] |
[ |
| [67] |
余杰, 秦瑞宝, 黄涛, 李利. 2023. 基于核磁共振技术的煤层含气量评价方法. 煤炭科学技术, 51(11): 158-165. |
| [68] |
[ |
| [69] |
张莉莉, 蔡文渊. 2009. 煤层气成像测井资料综合评价方法. 测井技术, 33(6): 571-574. |
| [70] |
[ |
| [71] |
张亮, 夏宗立, 王斌, 李玲, 赵飞, 张有鹏, 赖锦, 王贵文. 2025. 深层烃源岩测井评价方法: 以库车坳陷侏罗系阳霞组烃源岩为例. 地球物理学进展, 40(4): 1563-1576. |
| [72] |
[ |
| [73] |
赵亚汶, 杨宪彰, 唐雁刚, 严德天, 王斌, 蒋俊, 易艳, 张科, 李玲, 王旭鹏. 2025. 塔里木盆地库车坳陷侏罗系克孜勒努尔组煤岩气地质特征及有利成藏模式. 天然气地球科学, 36(9): 1692-1705. |
| [74] |
[ |
| [75] |
赵毅, 毛志强, 孙伟, 蔡文渊, 罗安银, 赵永昌. 2011. 煤层气储层非常规测井资料评价方法研究. 测井技术, 35(5): 441-446. |
| [76] |
[ |
| [77] |
智凤琴, 张荣虎, 余朝丰. 2023. 库车坳陷东部阳霞凹陷侏罗系石油地质条件与勘探方向. 海相油气地质, 28(2): 186-195. |
| [78] |
[ |
| [79] |
周德华, 陈刚, 陈贞龙, 刘曾勤. 2022. 中国深层煤层气勘探开发进展、关键评价参数与前景展望. 天然气工业, 42(6): 43-51. |
| [80] |
[ |
| [81] |
朱建伟, 赵刚, 刘博, 郭巍, 成俊. 2012. 油页岩测井识别技术及应用. 吉林大学学报(地球科学版), 42(2): 289-295. |
| [82] |
[ |
| [83] |
朱志良, 高小明. 2022. 陇东煤田侏罗系煤层气成藏主控因素与模式. 岩性油气藏, 34(1): 86-94. |
| [84] |
[ |
| [85] |
|
| [86] |
|
| [87] |
|
| [88] |
|
| [89] |
|
| [90] |
|
| [91] |
|
| [92] |
|
| [93] |
|
| [94] |
|
| [95] |
|
| [96] |
|
| [97] |
|
| [98] |
|
| [99] |
|
| [100] |
|
| [101] |
|
| [102] |
|
| [103] |
|
| [104] |
|
| [105] |
|
*国家科技重大专项(2025ZD1400307)
中国石油天然气集团有限公司科技资助项目(2023ZZ14YJ02)
中国石油天然气集团有限公司科技资助项目(2022KT0201)
中国石油大学(北京)优秀青年学者启动基金项目(2462023QNXZ010)
/
| 〈 |
|
〉 |