马必东地区煤层气勘查实施方案.pdf

山西沁水盆地马必东地区煤层气勘查 实 施 方 案 申 请 人中国石油天然气股份有限公司 编写单位中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司 编 写 人范红明 审 核 人张 聪 乔茂坡 审核单位负责人李志军 编写时间2021 年 12 月 6 日 目录 一、概况...........................................................................................................1 （一）勘查区自然地理位置、交通情况........................................................................................1 （二）申请设立矿权基本情况........................................................................................................2 （三）勘查目的和任务..................................................................................................................10 二、勘查区地质情况.....................................................................................11 （一）区域地质概况......................................................................................................................11 （二）勘查区以往地质工作及勘查认识程度..............................................................................27 三、勘查实施方案.........................................................................................32 （一）勘查部署遵循的原则..........................................................................................................32 （二）技术路线、勘查依据和方法..............................................................................................32 （三）工作量及资金投入..............................................................................................................41 （四）预期成果..............................................................................................................................47 （五）与非油气矿产的协调情况..................................................................................................47 四、生态修复方案.........................................................................................47 （一）矿山地质环境与土地资源调查概述..................................................................................49 （二）矿山地质环境影响评估......................................................................................................50 （三）矿山土地损毁预测与评估..................................................................................................65 （四）矿山地质环境治理分区与土地复垦范围..........................................................................66 （五）矿山地质环境治理与土地复垦可行性分析......................................................................69 （六）矿山地质环境治理与土地复垦工程..................................................................................70 （七）水土环境污染修复..............................................................................................................73 （八）矿山地质环境监测..............................................................................................................75 （九）矿区土地复垦监测和管护..................................................................................................76 （十）矿山地质环境治理与土地复垦工作部署..........................................................................76 （十一）经费估算与进度安排......................................................................................................77 五、保障措施.................................................................................................89 （一）质量保证..............................................................................................................................89 （二）人员保证..............................................................................................................................90 （三）资金保证..............................................................................................................................90 六、附图与附表.............................................................................................91 （一）地理位置图..........................................................................................................................91 二 勘探程度图..............................................................................................................................92 三 勘探部署图..............................................................................................................................93 四 探矿权变更前后对比图......................................................................................................... 94 五 上一持证期内完成的探井、地震工作基本信息表.............................................................95 1 一、概况 （一）勘查区自然地理位置、交通情况（一）勘查区自然地理位置、交通情况 马必东区块地处山西省东南部，横跨临汾、晋城 2 市，其中临汾市安泽县境内 占比 33.53，约 135.77 平方公里，晋城市沁水县境内约 269.12 平方公里。区内山 岭起伏，各山脉自成体系，又相互交错沟壑纵横，形成了山峦叠起，沟壑纵横，丘 陵发育，深谷遍布的景象，沁河水系穿越南北，植被发育，森林覆盖率高。县内交 通便利，县间公路直通，运输条件良好。马必东区块地理位置如图 1-1 所示。 图 1-1 马必东区块勘查交通位置图 本区属暖温带大陆性季风气候，四季分明，素有“北国小江南”之美誉。海拔 7501500m 之间，处在东经 1125′-11235′、北纬 3535′3630′之间， 全年平均日照为 2246.1 小时，日照率为 51，年平均气温为 9.4℃，年平均降水量 为 539.1mm 左右，空气相对湿度 66，全年无霜期 172 天左右，形成了独特的小气 候。 2 （二）申请设立矿权基本情况（二）申请设立矿权基本情况 1 1、、探矿权基本情况探矿权基本情况 马必东区块矿权登记名称为山西沁水盆地马必东地区煤层气勘查，探矿权 人为中国石油天然气股份有限公司，勘查单位为中国石油天然气股份有限公司华北 油田分公司，登记矿种为煤层气，探矿权登记面积为 396.233km 2，许可证编号为 T1400002020121010056035，有效期为 2020 年 2 月 21 日至 2022 年 2 月 20 日。 探矿权区北邻沁南勘查区块、东邻柿庄南煤层气勘查区块、南邻郑庄煤层气采 矿区块、西邻马必合同区块煤层气勘查，矿权间均独立运作，不存在矿权重叠与合 作纠纷问题，马必东地区煤层气勘查四邻关系见下图 1-4。 图 1-4 探矿权区四邻关系示意图 3 2 2、探矿权区内对外合作情况、探矿权区内对外合作情况 无。 3 3、探矿权区域、探矿权区域与煤矿重叠与煤矿重叠情况情况 马必东区块内矿产资源为煤炭和煤层气，其中本区主力可开采煤层埋深 900-1500 米，煤炭探矿及采矿权重叠情况少，仅在煤层气探矿权东南部存在存在重 叠关系，煤矿名称山西沁水煤田永和井田 3煤炭勘查，矿权人为沁河能源集团有限 公司，矿权面积为 36.21 平方公里，其中重叠面积为 3.7 平方公里，重叠范围图见 1-5，煤层气探矿权与煤矿矿权重叠位置见图 1-5。华北油田公司和沁河能源集团有 限公司于 2009 年 12 月 25 日，签订合作协议书，有效期限 2009 年 12 月 25 日 -2029 年 12 月 25 日，在协议期限内共同促进煤层气煤炭资源综合开发利用，实现 采气采煤有序衔接，在兼顾煤层气、煤炭矿业权人合法权益的基础上，解决好双方 资源利用与安全互保等问题。双方就煤层气开采、煤炭开采权利义务进行详细划定， 并建立沟通协商机制，有效地构建了煤层气、煤炭和谐生产氛围，未发生任何争议 纠纷。 4 图 1-5 探矿权区与煤炭权重叠图 图 1-6 签署合作协议书 4 4、保护区核查情况、保护区核查情况 马必东区块探矿权所处行政规划上属于临汾市及晋城市境内，其市各职能部门 核查意见如下 （1）临汾市重叠部分上一持证期予以剔除 临汾区域内临汾市国土资源局关于山西沁水盆地马必东区块煤层气探矿权保 留事项的请示，请示如下，按照关于加强对探矿权采矿权建设项目用地与各类保 护区重叠情况进行联合核查的通知（晋国土资发[2017]268 号）要求，我局就山 西沁水盆地马必东区块煤层气探矿权保留事项按职责函询市环保、林业、水利、住 建旅发委等部门，矿区范围与各类保护区重叠情况审查意见如下 国土部门矿区范围与地质遗迹保护范围不重叠； 环保部门矿区范围与引用水水源地保护区不重叠； 林业部门矿区范围与自然保护区、湿地公园不重叠；国家一级公益林（Ⅰ级 保护林地）重叠，重叠面积 38.75 公顷；与山西省永久性公益林（国家二级公益林、 Ⅱ级保护林地）重叠，重叠面积 13321.18 公顷。该探矿权范围与山西安泽国家森林 公园和国家一级公益林（Ⅰ级保护林地）重叠部分予以剔除，与山西省永久性公益 林（国家二级公益林、Ⅱ级保护林地）重叠部分无需剔除。 5 水利部门矿权范围不在泉域重点保护区范围内； 住建部门矿区范围与风景名胜区范围不重叠； 文物部门矿区范围涉及 36 处文物保护单位，其中国家级 1 处，市级 1 处，县 级 34 处。根据中华人民共和国文物法及有关规定，矿区探矿权范围避让 36 处 文物保护单位保护范围及建设控制地带，实施探矿项目，应事先向文物部门提出申 请，确保文物安全。施工中发现文物，需保护现场并立即报告当地文物部门。其核 查意详见临政国土[2018]36 号。 （2）晋城市 晋城市市国土资源局关于山西沁水盆地马必东区块煤层气探矿权保留事项的请 示，请示如下，按照关于加强对探矿权采矿权建设项目用地与各类保护区重叠情 况进行联合核查的通知（晋国土资发[2017]268 号）要求，就山西沁水盆地马必 东区块煤层气探矿权保留事项按职责函询市环保、林业、水利、住建旅发委等部门， 矿区范围与各类保护区重叠情况审查意见如下 1、探矿权范围与地质遗迹保护范围、风景名胜区规划范围不重叠； 2、探矿权范围与饮用水水源保护区范围存在重叠情况； 3、探矿权范围与自然保护区、湿地公园、国家级公益林和 1 级保护林地范围不 重叠。山西沁水盆地马必东地区煤层气勘查探矿权范围与沁水县、中条山国有林管 理局管辖范围内的山西省永久性生态公益林范围存在重叠，市林业局明确重叠部分 无需剔除，但地上设施必须避让省永久性生态公益林。 4、探矿权范围与泉域重点保护区不重叠。山西沁水盆地马必东地区煤层气勘查 探矿权范围将张峰水库库区及外扩 3 公里范围全部涵盖在内，重叠面积约 80km 2，目 前正在开展张峰水库饮用水源地保护区划定工作。 5、 山西沁水盆地马必东地区煤层气勘查探矿权范围内共有文物保护单位及未定 级不可移动文 11 处其中县级文物保护单位 1 处，未定级不可移动文物 10 处。市 旅游发展委员会同意办理相关手续，提出在进行资源开采中应做好相应的文物保护 措施，确保文物的安全。 根据临汾市、晋城市核查意见及省国土厅等六部门联合印发的关于加强对探 矿权采矿权建设项目用地与各类保护区重叠情况进行联合核查的通知（晋国土资 发[2017]268 号）、关于加快煤层气矿业权内各类保护区核查的补充通知，对 保护区进行剔除（示意图见图 1-7）或避让承诺。对于范围及坐标均已明确的保护 6 区，保护级别与控制范围均明确的文物保护地，按照相关职能部门的核查意见与要 求进行避让、扣除或者采取防范措施；对于范围明确但坐标尚不明确的保护区，或 者有中心点坐标但无控制保护范围的文物保护地，根据保护区核查初步意见、相关 职能部门列出保护清单和保护要求，进行避让承诺。核查意见中，保护区坐标见表， 文物坐标见表，在探矿用地范围内实施探矿项目，我方将事先向文物部门提出申请， 做好地下文物的保护工作，确保文物安全。施工中如发现文物，则保护现场并立即 报告当地文物部门。对于未明确给定坐标点及示意区域，如张峰水库缓冲区划定工 作正在进行， 对该区域的勘探开发工作，将根据职能部门提出的意见， 及时提供水 环境影响评价报告等相关评价报告，我方在后期勘探过程中将严格执行职能部门 意见进行规避、承诺、或禁止开采。 表 1-1 探矿权内保护区核查意见文物提供坐标表 序号文物名称北纬东经 1冯琏夫妇葬墓3554′35.8″11219′9.5″ 2高峪关帝庙3558′24.6″11218′49.6″ 3郎寨塔3557′39.1″11219′29.2″ 4西岭遗址3555′10.1″11214′47.7″ 5刘村遗址3555′8.7″11215′57.3″ 6老圪堆遗址3556′55″11224′12.8″ 7下横岭遗址3557′40.4″11225′33.2″ 8石窑村遗址3557′40.9″11225′41.9″ 9石槽老寨3556′45.6″11224′27.7″ 10石槽戏台3556′44.4″11224′4.7″ 11邓小平石槽路居3556′47.9″11224′2.4″ 12王河遗址3558′42.9″11228′17.6″ 13五龙庙戏台3557′46.3″11226′14.2″ 14张寨沟黑虎庙3559′44.1″11226′26.1″ 15王河唐王庙3558′35.5″11228′31.3″ 16圪塔遗址3558′49.8″11229′22″ 17关帝遗址3558′56.7″11229′23.9″ 18淇泉佛庙3559′32.3″11230′45″ 19辛庄黑虎庙360′6.9″11229′2.9″ 20淇泉郭氏宅院3559′33.9″11230′42.6″ 21龙王庙遗址3556′30.2″11222′39.8″ 22下石遗址3556′12.6″11222′20.2″ 23稷神庙遗址3555′20.1″11222′36.4″ 24下河遗址3554′54.5″11219′52.2″ 25海东摩崖造像3555′20.5″11220′13.5″ 26海东遗址3555′19.7″11220′23.9″ 27上店遗址3555′13.6″11220′11.5″ 28海东佛庙遗址3555′2.2″11220′31″ 29王福全墓3554′59.5″11220′5.3″ 30王氏家族墓地3554′56.3″11219′52.5″ 7 31二郎庙遗址3556′25.8″11220′2.4″ 32东里佛庙3556′24.4″11220′4.4″ 33前南遗址3554′18.8″11218′48.4″ 34马壁遗址3554′48.8″11218′25.6″ 35马壁堡址3554′22.7″11218′46.8″ 36玉皇庙戏台3555′2.7″11215′49.2″ 图图 1-8 拟建拟建张峰水库及水源保护区区域位置图张峰水库及水源保护区区域位置图 5 5、本次申请探矿权基本情况说明、本次申请探矿权基本情况说明 本次申请的“山西沁水盆地马必东地区煤层气勘查”探矿权区位于沁水盆地西 南缘，原矿权面积 396.233 平方公里（已探明面积 133 平方公里），本次申请变更 延续时按照国家相关政策规定，再扣减未探明储量区 263.233 平方公里的 25（按 比例计算为 65.808 平方公里），实际核减 65.813 平方公里，申请延续的矿权面积 330.42 平方公里，探矿权人为中国石油天然气股份有限公司，勘查单位为中国石油 天然气股份有限公司华北油田分公司，申请年限为 2022 年 2 月至 2027 年 2 月（见 表 1-1）。 8 表 1-3 探矿权申请基本信息表 项项目目内内容容 探矿权名称探矿权名称山西沁水山西沁水盆地盆地马必东地区马必东地区煤层气勘查煤层气勘查 探矿权性质探矿权性质 ①① 延延续续 申请人申请人中国石油中国石油天然气股份有限公司天然气股份有限公司 勘查单位及资质勘查单位及资质 ②② 中国石油中国石油天然气股份有限公司天然气股份有限公司华北华北油田分公油田分公司司 01201331100215 矿种矿种 ③③ 煤层气煤层气 申请登记面积（平方千米）申请登记面积（平方千米）3 330.4230.42 申请年限（年）申请年限（年）2022022 2 年年 2 2 月月 至至 2022027 7 年年 2 2 月月 填写说明填写说明①探矿权性质填写新立、变更、延续、转让、试采；②勘查单位及资质填 写承担具体勘查任务施工单位名称及勘查资质证书号；③矿种应填写勘查的矿种，包括石油、 天然气、煤层气及页岩气。 9 图 1-10 山西沁水盆地马必东区块申请探矿权延续拐点位置图 10 （三）勘查目的和任务（三）勘查目的和任务 1、勘查目的 通过前几年的勘查工作，已初步查明了马必东地区主力煤层山西组 3 煤和太原 组 15 煤的厚度、埋深、结构、含气量、含气饱和度等煤层气地质参数及渗透率、地 层压力和地应力等储层物性参数，对该区块的含煤性、含气性和可采性进行了初步 评价，2016 年底提交了一期煤层气探明储量，提交煤层气含气量面积***平方千米， 煤层气地质储量***m 3。2018 年提交了本区域新探明储量，提交煤层气含气量面积 69.3 平方千米，煤层气地质储量***m 3。2020 年勘探评价的重心转向东翼，初步探 明煤层气含气量面积***平方千米，煤层气地质储量***m 3。目前仍处于潜力落实阶 段。为进一步落实东翼煤层气资源潜力，明确有利区位置，并优选钻探目标，探明 煤层气地质储量，有必要对该区域继续进行勘查。 本期勘查工作的目的是深入地质研究，进一步落实区域地质构造、储层特征及 煤层含气性和可采性。在已初步探明、未探明储量区内，落实 3 煤层及 15煤层煤层 气含气面积，提交煤层气探明储量、技术可采储量和经济可采储量。同时，开展水 平井先导试验，验证水平井区域产气能力。通过对试采区的生产测试，优选、评价 煤层气开发有利区域，争取使该区块找出适应性井型已探明储量区早日全部进入商 业性开发阶段。 2、勘查任务 在勘查区内已有的地质资料的基础上，通过新一轮钻井，尤其是水平井的实施， 扩大新增煤层气探明储量，探索煤层气可采性，寻找煤层气开采甜点区，试验适应 该区块商业性开发的煤层气钻井、压裂、排采技术。 （1）对马必东区块东翼进行综合地质研究，对东翼有利区煤层气资源量规模进 行落实； （2）持续开展全区井型适应性研究，根据取得的地质认识，在有利区内部进一 步优选水平井井位，为后续建产开发储备技术序列； （3）对完钻井进行排采，落实水平井产能，同时为新增探明储量做好准备。 11 二、勘查区地质情况 （一）区域地质概况（一）区域地质概况 1.1. 基础地质背景基础地质背景 （（1 1）构造背景）构造背景 马必东区块位于沁水盆地南部。沁水盆地属于华北地台内部的一个独立的构造 单元，整体为一大型的北北东向复式向斜构造，其煤层富集层位为石炭-二叠系，根 据区内构造演化史、沉积演化史和热演化史等地质资料的分析，石炭-二叠系是在奥 陶系准平原化之后沉积的一套海陆过渡相的地层，随后中生界三叠系地层沉积时期 该区仍然处于稳定下沉阶段，在三叠系沉积末期，印支运动开始，华北地台开始活 化解体，燕山运动时期，强烈的造山运动使得山西地块持续抬升，东部出现太行山 隆起，西部出现吕梁山-霍山隆起，南部为中条山隆起，北部为五台山隆起。华北地 台解体后，形成了东部的渤海湾盆地、中部的沁水盆地、西部的鄂尔多斯盆地和南 部的豫皖地块。而沁水盆地由于强烈的造山运动，四周持续抬升剥蚀，中部则沉积 地层保存比较完整。该盆地向斜轴部沿榆社、沁县至沁水、王必一线，地层为中上 三叠统，从盆地边缘向中心地层依次出露太古界、中上元古界、古生界、中生界地 层，倾角平均4左右，属于残余型构造盆地。 沁水盆地线型构造发育，方向以NNE向和NS向为主，大多数构造短轴仅1～3km， 而长轴延伸长度可达100km以上，构造走向总体与盆地边界近乎平行。地质填图和钻 探工程控制的断层走向主要为NNE和NE向，倾角普遍大于60，性质以正断层为主。 地震解释也发现盆内存在一系列规模较小的同方向隐伏断层。 受到边界走向的制约， 总面貌具有南北分区、东西分带的特征。沁水盆地南部可划分为四个次级构造单元， 其中长治斜坡划分为4个三级构造单元，晋城斜坡划分为3个三级构造单元，其中安 泽斜坡和洼槽区构造相对简单。 12 图 2-1 沁水盆地区域构造图 （（2 2）地层特征）地层特征 盆地内晚古生代以来的地层发育比较连续，见表 2-1，其中奥陶系主要出露于 东南部，石炭系和二叠系占据了盆地主体，三叠系发育不全，出露仅限于盆地中部， 第四系分布比较局限，散见于现代沟谷与山间河谷中。地层走向 NNE，倾向 NWW，倾 角十分平缓，平均 4。 （1） 奥陶系O 区内出露地层主要为中统峰峰组， 由灰色-深灰色中厚层灰岩、 条带状泥质灰岩、 角砾状灰岩、 白云质灰岩夹薄层石膏组成， 未见底， 厚度大于 450m。 13 区域上该组与下伏中统马家沟组之间呈整合接触，岩性组合与沉积构造、沉积层序 反映为干旱气候条件下咸化泻湖沉积。 （2）石炭系C发育中统本溪组和上统太原组。 ①本溪组C2b为一套富铝质细碎屑岩，主要有深灰色泥岩、泥质粉砂岩、细砂 岩，偶夹透镜状灰岩和砾岩。该组平行不整合于峰峰组之上，或超覆于中奥陶统马 家沟组之上，厚度从 0-10m 不等，平均厚度 3.5m，具有北厚南薄，东厚西薄的变化 规律。该组灰岩呈透镜状，富含腕足类和藻类化石，属滨、浅海环境沉积产物。 ②太原组C3t区内分布广泛，由深灰色-灰黑色泥岩、粉砂岩，灰白色细粒砂 岩、煤层和 1-2 层灰岩组成，以深灰色含黄铁矿、菱铁矿结核泥质粉砂岩的首次出 现为标志。太原组整合于本溪组之上，厚度 83～100m 不等，一般 92m 左右。 （3）二叠系P发育下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组与石千峰组。 ①山西组（P1s）本区广泛分布，由深灰色-灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩夹 煤系地层组成，底部普遍发育灰色中细粒砂岩、含细砾粗砂岩，厚度 41～83m，一 般 60 m 左右。与下伏太原组呈整合接触。 ②下石盒子组P1x岩性组合较为复杂，底部为浅色-灰白色斜层理中粒砂岩夹 细砂岩；中下部为灰色-深灰色细砂岩与泥岩互层，局部夹浅灰色中粒砂岩，偶见不 稳定薄煤层；上部由灰色含砾粗砂岩、中粒砂岩、互层状灰绿色细粒砂岩和粉砂岩、 泥岩组成；顶部为灰绿色-紫红色泥岩夹粉砂岩，见锰、铁质斑块。地层厚度 80－ 96m，平均 86m，整合于山西组之上，产植物化石，为分流河道与泥炭沼泽环境交替 沉积。 ③上石盒子组P2s区内广泛分布，底部为灰白色-灰绿色含砾砂岩，发育正粒 序层理；下部为鲕粒结构泥岩，普遍含有暗红色锰、铁斑块；中下部由深灰色薄层 泥岩夹粉砂岩、白色含砾粗砂岩组成；上部为灰绿色-紫红色中细粒砂岩与粉砂岩、 砂质泥岩、泥岩互层，整合于下石盒子组之上，厚度 345－440m，平均为 390m，基 本层序属向上变细型，且呈旋回式发育。岩性组合和沉积构造的垂向序列自下而上 构成完整的河床→边滩→河漫滩亚相。 ④石千峰组P2sh底部为灰白色含砾粗砂岩，发育正粒序层理；中下部为黄绿 色-灰绿色中、粗粒砂岩与紫红色泥岩互层，偶夹砂质泥岩；上部为紫红色泥岩夹灰 色结核状灰岩或薄层细粒砂岩，整合于上石盒子组之上，厚度 0－281m。岩性组合 和沉积构造反映为干旱条件下河湖环境沉积。 14 （4）三叠系T发育三叠系下统刘家沟组、和尚沟组。 ①刘家沟组T1l主要由棕红色-黄色细砂岩与粉砂岩互层组成，局部夹棕红色 泥岩和紫红色砂砾岩透镜体，整合于石千峰组之上，厚度 0--72m，平均 36m。沉积 序列和沉积构造反映为干旱条件下辫状河流产物。 ②和尚沟组T1h岩性组合为灰紫色薄-中厚层细粒砂岩夹紫红色泥岩，整合于 刘家沟组之上，厚度 131--474m，平均 250m。与刘家沟组相比，和尚沟组颜色较单 一，粒度普遍偏细，粒序层理不显著。 表 2-1 沁水盆地南部地层与构造事件简表 地层岩石地层单位及简要特征构造期主要地质事件 新 生 界 第四系 淡黄色砂、砾石、亚砂土、亚粘土等，厚度 0～ 330m 喜马拉雅期 伸展背景下的断块差 异性振荡升降，山间和 上前断陷盆地河湖相 碎屑物堆积 新近系 浅黄-浅红色亚粘土、砾石层等，厚度 0～268m 古近系 中 生 界 白垩系 燕山期 地壳整体抬升遭受剥 蚀，岩浆活动强烈，褶 皱和脆性断裂发育 侏 罗 系 上统 中统 黑峰组砂质页岩及含砾粗砂岩，厚度 0～254m 下统 三 叠 系 上统延长组黄绿色长石石英砂岩，厚度 30～138m 印支期 陆壳差异升降，山间断 陷盆地河湖相杂色碎 屑岩建造 中统 铜川组 二马营组 和尚沟组 刘家沟组 由浅红色－灰蓝色砾岩、砂岩、砂质泥岩组成， 厚度 22～2764m 下统 古 生 界 二 叠 系 上统 石千峰组 河流相砂砾岩、杂斑砂岩、砂岩、粉砂岩、泥岩 组成，厚度 245～870m 海西期 稳定陆表海盆地台型 碳酸盐岩-沼泽含煤碎 屑岩沉积 上石盒子组 下统 下石盒子组泥岩、砂岩、粉砂质泥岩，厚度 35～91m 山西组 近海三角洲及河湖相砂岩、 泥岩、粉砂岩和煤组 成，厚 34～72m 石 炭 系 上统太原组 海陆交互相砂岩、 粉砂岩、 泥岩、 灰岩及煤组成， 厚 76～177m 中统本溪组铝土质泥岩、粉砂岩、细砂岩，厚度约 27m 下统 晋冀鲁豫运动志留-泥盆系 加里东期 奥 陶 系 上统 中统 峰峰组 灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩夹薄层石膏，厚度 大于 450m。 稳定陆表海沉积 马家沟组 上部为豹皮灰岩夹泥岩， 局部为泥灰岩， 下部为 厚层状灰岩，底部钙质页岩，厚度 200～500m 下统 中-厚层状白云岩，局部为泥质白云岩夹竹叶状白云岩，厚度 38～ 105m 寒武系 浅海相紫红色砂砾岩、 泥岩、 鲕状灰岩、 白云岩和竹叶状灰岩组成， 厚度 377～570m 15 元 古 界 蓟县系串岭沟组 石英砂岩、 紫红色泥岩夹白云岩及偏碱性基性火 山岩，厚度 59～330m 蓟县期裂陷槽火山-沉积事件 太古界片麻岩、变粒岩和斜长角闪岩组成阜平期 中高级变质和韧性剪 切变形，盆地基底形成 （5）第四系Q分布于现代沟谷和河道中。沟谷处多为褐黄-黄棕色亚粘土， 常见棕灰色-浅灰色钙质结核，顶部为耕植土。河道中主要堆积砾石层、砾质砂土。 与下部地层不整合接触，厚 0～330m。 （（3 3）沉积特征）沉积特征 在前人研究的基础上，根据区块测井、地质资料的综合分析得出 山西组为河控三角洲沉积体系，主要是三角洲平原亚相，发育分流间湾、分流 河道等微相，其中分流间湾发育面积较大，同时在三角洲平原沼泽环境中沉积形成 了厚度较大的3 煤层。 太原组为陆表海沉积体系，主要是障壁海岸亚相，发育滞留泻湖、局限台地等 微相，其中滞留泻湖发育面积较大，在泻湖泥炭坪环境中沉积的15 煤层厚度相对较 薄。区域沉积环境见图2-2。 a.太原组 15 煤沉积环境 b.山西组 3 煤沉积环境 图 2-2 沁水盆地 3 /15沉积环境特征 16 图 2-3 沁水盆地南部沉积体系成因相垂向叠置图 单井沉积相及微相研究整体来看，在太原组沉积时期，由于小型的海侵，碳酸 盐岩发育，形成了区域稳定的局限台地。在局限台地下部，由于多次的海侵海退， 发育了3层薄煤层，厚度均在0.5m 左右。在这些小煤层的顶部和底部发育有障壁沙 坝、滞留泻湖等沉积微相。但这些封盖物由于岩性较粗，对煤层气的封盖性不好， 不利于煤层气的储集，因此，这些薄煤层不是好的煤层气储层。在太原组末期，海 水开始退去，三角洲平原亚相发育，主要发育有湖泊微相，在太原组的顶部沉积了 一套厚度很大的泥岩。在这之后一段时期，山西组开始沉积。 在山西组沉积时期，主要发育了三角洲平原亚相，其中以分流间湾、分流河道、 泥炭沼泽等微相为主。随着时间的推移，湖泊水体变浅，形成湖沼，然后湖沼被逐 17 步的充填淤平，形成了淡水泥炭沼泽，从而在山西组的底部发育了3 煤层，3煤层厚 度约为0-7m，西部受分流河道影响，3 煤层缺失。3煤层的顶板主要是分流间湾沉积 环境，沉积物颗粒较细，泥质含量较高；3 煤层的底板为湖泊相沉积环境，泥岩沉 积发育，颗粒较细，泥质含量较高。 2.2. 煤层气煤层气地质地质条件条件 （（1）煤层）煤层形成与演化形成与演化 沁水盆地构造基底形成阶段自太古代、元古代以来至古生代早期，随着华北 地台的形成，沁水盆地作为其中的一部分经历了早期的结晶基底形成和晚期沉积盖 层沉积两个阶段，最终成为具有二元结构的地台区，受加里东运动影响，在中奥陶 统之后整体抬升，接受剥蚀夷平，构成C-P 煤系地层的沉积基底。 含煤盆地泥炭堆积阶段自古生代晚期以来，随着华北地台的整体沉降，本区 C-P 成为海陆交互聚煤盆地，发育了一套广泛分布的煤系地层，煤系沉积以后，连 续稳定沉降，成为华北地区三叠纪的沉积中心之一，接受了一套厚而稳定大陆内陆 河湖相碎屑岩沉积，并构成了C-P 煤系的上覆地层，在区内连续分布。 构造抬升剥蚀阶段受印支运动的影响，特别是在燕山运动期间，本区经受强 烈的挤压抬升、剥蚀作用，造成厚达数千米的地层损失，而由构造活动所导致的褶 皱及断裂造成区域及局部构造裂隙系统广泛发育，从而对沁水盆地煤层气藏的形成 产生了巨大影响（见表2-2）。 表 2-2 沁水盆地南部地层与构造事件简表 地层岩石地层单位及简要特征构造期主要地质事件 新生 界 第四系 淡黄色砂、砾石、亚砂土、亚粘土等， 厚度 0m～330m 喜马拉雅期 伸展背景下的断 块差异性振荡升 降， 山间和上前断 陷盆地河湖相碎 屑物堆积 新近系 浅黄-浅红色亚粘土、砾石层等，厚度 0m～268m 古近系 中生 界 白垩系 燕山期 地壳整体抬升遭 受剥蚀， 岩浆活动 强烈， 褶皱和脆性 断裂发育 侏 罗 系 上统 中统 黑峰组 砂质页岩及含砾粗砂岩，厚度 0m～ 254m 下统 三 叠 系 上统延长组 黄绿色长石石英砂岩，厚度 30m～ 138m 印支期 陆壳差异升降， 山 间断陷盆地河湖 相杂色碎屑岩建 造 中统 铜川组 二马营组 和尚沟组 刘家沟组 由浅红色－灰蓝色砾岩、砂岩、砂质 泥岩组成，厚度 0m～480m 下统 18 古生 界 二 叠 系