鄂尔多斯盆地临兴东区石炭系本溪组8#与9#煤层发育机理OA

鄂尔多斯盆地临兴东区石炭系本溪组8#与9#煤层是区域煤层气资源勘探开发的核心目标层系。然而,受限于对煤层发育机理的认识限制,两套煤层被合并为“8#+9#煤层”进行统一开发,难以满足中-深层煤层气精细化开发的需求。以该区本溪组8#与9#煤层为研究对象,综合钻井岩心、测井、三维地震资料及煤岩显微组分数据,运用高频层序预测误差滤波分析(INPEFA)及沉积古地貌恢复等技术,揭示了两套煤层的分布规律,并结合成煤环境分析,厘清了8#与9#煤层的发育机理。研究结果表明:(1)8#与9#煤层均属于本溪组四级层序高位体系域(HST),对应于晚古生代相对海平面上升末期及海平面持续下降阶段;区别于海侵体系域(TST)形成的薄煤层,高位体系域煤层具有厚度稳定、平面连续性强的特征。(2)受海平面下降过程控制,8#与9#煤层均呈现向海迁移、煤线向海倾斜的发育特征。测井响应特征指示,8#与9#煤层间泥质夹层的密度高值(1.8~2.2 g/cm^(3))可作为划分两套煤层的有效标志。(3)研究区本溪组沉积期以浅海背景下的海-陆过渡相为特征,古地貌呈“西北高、东南低”的缓坡格局,且发育障壁沙坝。HST沉积早期,海平面较高时,西北部三角洲体系与东南部障壁岛-潟湖共同构成9#煤层的优质聚煤区,形成潟湖煤与三角洲煤的混合类型;HST沉积晚期,海平面进一步下降,障壁沙坝出露,形成半局限沉积环境,聚煤中心向东南部迁移,发育以三角洲沼泽煤为主的8#煤层。(4)沉积古地貌与海平面的动态耦合是控制海-陆过渡相煤层差异发育的核心机制。该研究完善了海-陆过渡相“沉积环境-海平面变化-古地貌演化”耦合控煤理论在单煤层研究中的应用,细化了鄂尔多斯盆地东部海-陆过渡相本溪组单煤层发育机理的认知,同时为区域煤层气资源的高效开发提供了理论参考。