汤原县宝山- 振兴勘查区油页岩资源评价

2020-01-10 14:14李东锁郑凤娟
科学技术创新 2020年11期
关键词:油页岩焦油岩性

李东锁 王 岩 郑凤娟

(1、黑龙江省煤田地质研究院,黑龙江 哈尔滨150001 2、大庆油田有限责任公司第五采油厂,黑龙江 大庆163000)

宝山- 振兴勘查区位于汤原县和佳木斯市,区域范围占汤原县中部、东部大部分区域,局部位于佳木斯市区江北郊区境内,行政区划归属汤原县、佳木斯市管辖,勘查区面积为1743.98 km2。

勘查区内有101 省道及绥佳铁路贯穿全境,201 国道纵贯南北,乡村公路以砂石路为主,交通较为便利。

1 地层

勘查区内的主要地层为古近系始- 渐新统宝泉岭组(E2-3b),新近系中- 上新统富锦组(N1-2f)、船底山组玄武岩(N1-2c),第四系(Qh),其中始- 渐新统宝泉岭组及中- 上新统富锦组为含煤地层。现将区内主要地层特征叙述如下:

1.1 古近系始- 渐新统宝泉岭组(E2-3b)

该组是一套内陆盆地湖沼相间夹有河湖相碎屑沉积含煤建造。据钻探成果该区宝泉岭组,岩性以泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩为主,夹中、细粒砂岩,局部为中粒砂岩、粗粒砂岩和砾岩。盆地中心远离物源,细碎屑沉积物占优势;盆地边缘近物源,中、粗粒碎屑沉积物占优势;在盆地东端该套地层上部沉积速率较大,中粒砂岩较发育。本组含4 个煤层群,含煤28 层以上。

上部含2 个薄煤层(25、26 号煤层);中上部局部夹1 个薄煤层(24 号煤层);中下部含厚层状褐煤或油页岩多层(8-23 号层),油页岩焦油产率高,厚度较大;下部含煤9 层,编号分别为7、6、5、4、3、2-1、2、1 和0 号煤层;含油页岩4 层,编号分别为Y3、Y2、Y1 和Y0 号油页岩。其中2 号煤层可采,发育稳定,6、7号层可作油页岩利用。

据钻孔资料分析,区内本组地层厚度大于1453 m。

1.2 新近系中- 上新统富锦组(N1-2f)

出露在勘查区西北部,呈北东向展布。出露面积137 km2,其余均掩伏在第四系之下,最大埋深388.35 m。由土黄色砂砾岩、砂岩、灰黄色及灰黑色粉砂质泥岩、泥岩等组成。是以河湖相为主的陆相粗碎屑沉积建造,夹泥岩、粉砂岩。据钻探成果富锦组含煤3 层,无可采煤层。煤层主要分布在东区,西区未见该组煤层。西区厚度薄,几米至几十米不等;东区厚度大,普遍在150 m 以上,钻孔实见地层最大厚度222.55 m,地震勘探推断地层最大厚度400 m。

该组地层不整合覆盖于宝泉岭组之上。

2 构造

本区含煤岩系位于依舒地堑的次一级构造单元汤原断陷盆地。根据前人的研究成果,汤原断陷盆地为半地堑式断陷盆地,可分为西部斜坡断阶带、西部凹陷带、中部凸起带和东部凹陷带。汤原断陷盆地总体呈簸箕形,北西浅,南东深。东部边界断裂为控盆构造,东部边界断裂走向北东,倾向北西,上陡下缓。

西部斜坡断阶带:总体表现为单斜构造。走向北东,倾向南东,倾角4°-10°,最大倾角18°。东侧受DF1 断层控制。西端出露地表,东端最大深度约2500 m。西部斜坡断阶带上分布一些规模不大的斜列式中小型正断层,这些断层的形成具有派生属性,是由东部边界断裂强烈活动造成西部地区局部拉张而成的。古近系宝泉岭组煤系地层形态与基底形态基本一致,由下向上地层倾角逐渐变缓,煤层在该区连续性好。

西部凹陷带:位于西部斜坡断阶带和中部凸起带之间,基底由一系列北东向排列的洼地组成,西侧受断层控制,东侧被断层切割。

中部凸起带:位于测区中部,北东南西展布,北东被断层所截,南西端延展到区外,区内由北东向的凸起和北西西向的洼地组成。中部凸起带地层连续性较差,由地震时间剖面分析,不含可采煤层,未经钻孔验证。

东部凹陷带:南西以断层为界,向北东延展到区外,由北东向的两个洼地组成,基底深度不详。古近系宝泉岭组地层在凹陷内形成北东向串珠状同沉积向形弯曲。凹陷带两侧分别被断层破坏。东部凹陷带新生界以来连续沉积,沉积厚度巨大,煤层、油页岩埋藏深度大,可采油页岩埋深在800 m 以下。第四系最大深度230 m,富锦组厚度普遍大于150 m,宝泉岭组厚度不详。

通过二维地震勘探,在汤原断陷盆地内解释断层23 条,孤立端点47 个,在新生代继续活动的基底断层有16 条,其中北东走向的有11 条,最大走向延伸43.75 km,最小延伸1.9 km。北西走向的断层有一条,延伸长度23.95 km。

3 岩浆岩

勘查区盆地基底为海西期花岗岩。煤系(含矿)地层沉积之后,尚未发现岩浆侵入。

4 油页岩矿层特征

勘查区含油页岩地层为新近系中上新统富锦组(N1-2f)和古近系始渐新统宝泉岭组(E2-3b),富锦组地层总厚度400 m,含油页岩1 层,为29 号油页岩。宝泉岭组地层总厚度1453.22 m,含油页岩11 层,分别为23、20、19、9、8、7、6、Y3、Y2、Y1 和Y0 号层油页岩。

区内共有油页岩(包括灰分大于40%,同时焦油产率大于4%而被定义为油页岩的煤层)12 层,另外有14、13 号两个煤层低于煤层最低可采厚度,但是可以当作油页岩利用。

其中Y3、Y2 和Y1 号油页岩焦油产率3.5~5.0%;29、23 和Y0 号层厚度小于1 m;8 号层夹矸大于分层厚度,不具有工业价值。20、19、9、7 和6 号层为可采油页岩层,另外有14、13 号两个煤层可以当作可采油页岩利用。

各层特征叙述如下:

20 号层,复杂结构,含夹矸6 层,厚度6.00 m,灰分(Ad)41.59~44.99%,发热量(Qnet,d)13.82~14.68 MJ/kg,焦油产率(Tar,ad)8.1~9.5%。被定义为油页岩。顶析岩性粉砂质泥岩,底析岩性粉砂岩。

19 号层,单一结构,厚度1.56 m,灰分(Ad)47.55%,发热量(Qnet,d)12.77 MJ/kg,焦油产率(Tar,ad)8.9%。被定义为油页岩。顶析岩性泥岩,底析岩性含粉砂岩质泥岩。

14 号煤层,复杂结构,含夹矸2 层,厚度2.18 m,灰分(Ad)36.17%,发热量(Qnet,d)16.60 MJ/kg,焦油产率(Tar,ad)7.6%。夹矸为油页岩焦油产率(Tar,ad)4.5~5.7%。

13 号煤层,复杂结构,含夹矸2 层,厚度1.70 m。灰分(Ad)20.78~36.27%,发热量(Qnet,d)16.59~21.42 MJ/kg,焦油产率(Tar,ad)7.7%。夹矸岩性为泥岩和油页岩,夹矸中油页岩焦油产率(Tar,ad)5.1~5.2%,顶析岩性粉砂质岩,底析岩性泥岩。

9 号层,厚度1.92 m,复杂结构,含夹矸2 层,夹矸岩性为泥岩,灰分(Ad)42.26%,发热量(Qnet,d)14.76 MJ/kg,焦油产率(Tar,ad)10.6%。为不可采煤层, 但是可以作为为油页岩利用。顶析岩性含粉砂质泥岩,底析岩性泥岩。

7 号层,厚度1.09~3.13 m,复杂结构,含夹矸1~2 层,夹矸岩性为泥岩、粉砂岩,灰分(Ad)69.14%,发热量(Qnet,d)5.67 MJ/kg,焦油产率(Tar,ad)8.7%。:定义为油页岩。

6 号层,厚度0.63~2.65 m,单一结构,灰分(Ad)54.20~86.06%,发热量(Qnet,d)5.80~11.34 MJ/kg,焦油产率(Tar,ad)4.2~8.8%。:定义为油页岩。

5 油页岩资源量估算

经过估算全区共求得预测的油页岩资源量(334)46495.09万吨,预测的页岩油资源量(334)3574.68 万吨。

6 结论

汤原县宝山- 振兴勘查区含油页岩地层为新近系中上新统富锦组(N1-2f)和古近系始渐新统宝泉岭组(E2-3b),共含油页岩12 层,其中可采油页岩层7 层,平均焦油产率6.01-8.66%,勘查区预测的油页岩及页岩油资源量较大,有较好的勘探开发前景。

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