山西省临兴西区块煤层气勘查实施方案.pdf

山西省临兴山西省临兴西西区块区块 煤层气勘查实施方案煤层气勘查实施方案 申请人中联煤层气有限责任公司申请人中联煤层气有限责任公司 勘查单位中联煤层气有限责任公司勘查单位中联煤层气有限责任公司 2022 年年 10 月月 09 日日 I 目目 录录 一、概况一、概况 ............................................................................................................ 1 1 （一）勘查区自然地理位置和社会经济概况.............................................1 （二）申请设立探矿权基本情况.................................................................6 （三）勘查目的和任务................................................................................8 二、勘查区地质情况二、勘查区地质情况 ........................................................................................ 9 9 （一）区域地质概况....................................................................................9 （二）勘查区以往地质工作及勘查认识程度...........................................29 三、勘查实施方案三、勘查实施方案 .......................................................................................... 3232 （一）勘查部署遵循的原则...................................................................... 32 （二）技术路线、勘查依据和方法...........................................................33 （三）工作量和资金投入.......................................................................... 53 （四）预期成果..........................................................................................55 （五）与非油气矿产的协调情况...............................................................56 四、生态修复方案四、生态修复方案 .......................................................................................... 5656 （一）勘查、试采影响区域生态环境评估...............................................56 （二）勘查、试采区域生态修复工程.......................................................65 （三）勘查、试采区域生态修复工作部署与经费估算............................80 五、保障措施五、保障措施 .................................................................................................. 8484 （一）人员保障..........................................................................................84 （二）资金保障..........................................................................................85 （三）质量保障..........................................................................................85 （四）HSE 管理......................................................................................... 85 六、附图与附表六、附图与附表 .............................................................................................. 8888 （一）地理位置图......................................................................................88 II （二）勘查程度图......................................................................................89 （三）勘探部署图......................................................................................90 （四）上一持证期内完成的探井、地震工作基本信息表........................91 1 一、概况 （一）勘查区自然地理位置（一）勘查区自然地理位置和社会经济概况和社会经济概况 1. 地理位置 本区位于吕梁市临县西北部和兴县西南部，区块面积 563.003km 2，山 西区块探矿权面积为 509.043km 2，涉及临县的八堡乡、克虎镇、兔坂镇、 雷家碛乡和兴县的圪垯上乡、蔡家会镇、罗峪口镇。区块范围由 16 个拐点 组成，地理坐标为东经 11029151104200，北纬 380000 382200，面积为 563.003km 2，区块矿权拐点坐标见表 1-1。 表 1-1 区块拐点坐标 序号 北X坐标东Y坐标 1 4231284.27619455115.17 2 4241427.69519461367.37 3 4242352.73719461371.79 4 4241381.60519472665.62 5 4248319.42619472689.09 6 4248315.80219473781.53 7 4207614.98219473649.79 8 4207673.9419459279.1 9 4209338.93219459287.4 10 4209313.39319458238.32 11 4210207.68219458218.5 12 4210180.87919457437.83 13 4211475.87819457444.58 14 4211483.37319456030.12 15 4208584.91319456038.91 16 4208590.62419454989.89 2. 交通位置 本区距省会太原约 300km，区内交通运输便利，太佳高速由东向西横穿 全区，苛大线、黄河 1 号路由北向南纵贯全境，与青银高速相接，区内已 2 实现乡镇通油路、村村通水泥路，省道、县道、乡村道四通八达，公路网 络齐全（图 1-1）。 图 1-1 工作区交通位置图 临兴西区 黄河 1 号路 太佳高速 岢 大 线 3 3. 地形地貌 本区位于临县西北部和兴县西南部，地貌类型属于黄土丘陵区。区内 地表黄土广泛分布。 受当地侵蚀基准面控制， 地形切割强烈， 切割深度 50 300m。冲沟发育，植被稀少。沟系多呈梳状或树枝状，多数冲沟呈“V”字 形，为复杂的黄土梁、峁状地貌。区内较大的沟谷为杏林庄沟、陆家沟、 八堡河、芦山沟等河谷，由东向西穿越本区块，河谷两侧大小支沟呈树枝 状展布，沟底多有基岩裸露，沟尾和沟间则为黄土冲沟和土梁、土峁。总 的地势为北高、南低，东部高、西部低，区内最高点位于东部山顶上，地 面标高为 1120.0m，最低点位于西南部黄河处，标高 706.0m，最大相对高 差 414.0m。 4. 气象水文 本区年近 20 年统计，平均风速为 2.2m/s，最大风速为 22.3m/s；年平 均气温为 9.5，极端最高气温为 39.5，极端最低气温为-24.8，无霜 期平均为 160 天左右，由东北向西南延长，相差 30 天左右；年均降水量为 475.8mm，最大日降水量为 136.9mm，在全年降水中，季节差异很大，春季 占 14.4，夏季占 58.2，秋季占 24.7，冬季占 2.7。而 7、8、9 三个月 总降水量 323.9mm， 占全年降水量的 62.5， 为雨量集中期， 易引发泥石流、 山体滑坡等自然灾害；年均蒸发量为 2188.5mm；年平均日照时数为 2188.5 小时，年内蒸发量的极大值出现在 5、6、7 三个月，月均 367.5 毫米，为 同期降水量的 6.5 倍。全年无霜期年平均为 149 天。年平均冻结日为 150 天，冻土深度 100130cm。（临县兴县门户网站，2014 年） 属于典型黄土塬梁丘陵区，其成因主要受燕山运动以及新构造运动的 影响，地形破碎，沟谷深切。受地形控制，地表水流向大体由东向西，最 终汇入黄河。评价区水流切割强烈，切割深度有些区域可至三叠系地层， 平面上地形呈“树枝状”展布。整个区域内塬、梁覆盖深厚黄土，河谷底 部为三叠系砂泥岩，黄土透水且不含水，加之岩层产状平缓，构造简单， 4 裂隙不发育，地下水的储存与补给条件差，含水微弱，故地下水贫乏。 本区属黄河水系，黄河从区块西边界外由北向南流过，为山西省临县、 兴县与陕西省佳县两省三县的天然界河。与项目区有关的是黄河流域一级 支流杏林庄沟、八堡河、芦山沟、陆家沟等，均为季节性河流。河流 具有明显的夏雨型和山地型河流特征。清水流量小，洪水流量大，水量不 稳定，变化频率高；河道较短，坡陡弯急，冲刷严重，泥沙含量高，洪水 利用率很低。境内水资源主要依靠大气降水量。 本区范围不涉及泉域，距离区块最近的天桥泉域为区块东侧约 32km 的 天桥泉域和区块东南侧约 34km 的柳林泉域 5. 土壤植被 本区土壤共划分为 2 个土类，即灰褐土、草甸土，7 个亚类，灰褐土 包括淋溶灰褐土、山地灰褐土、灰褐土、粗骨性灰褐土、灰褐土性土五个 亚类。草甸土包括灰褐土化草甸土、浅色草甸土两个亚类，27 个土属， 69 个土种。 区块内土壤具有以下特点物理风化强烈，化学分解较弱，土壤质 地粗糙，结构较差；气候干燥的情况下，好气性微生物活动旺盛，严重 影响有机质的积累，使土壤有机质含量降低；降水少，土壤的淋溶淀积 和层次风化发育较差，除在雨量集中的汛期易溶碳酸钙盐类淀积外，几乎 不见粘化层发育；淋溶微弱的土壤中，易溶盐含量较高，酸碱度大。 6. 土地利用现状 根据临县 2015 年土地利用变更调查数据，2015 年，本县土地总面积为 297645.03 公顷。其中农用地 186555.53 公顷，占土地总面积的 62.68， 建设用地 14759.66 公顷，占土地总面积的 4.96，未利用地 96329.84 公 顷，占总土地面积的 32.36。 拟申请矿权范围内土地利用类型主要为耕地、园地、林地、草地、交 通运输用地、其他土地、城镇村及工矿用地等其中 5 耕地面积为 103116.22 公顷，占农用地面积的 55.27。其中水浇地 1396.06 公顷，占耕地面积的 1.35；旱地 101720.16 公顷，占耕地面积的 98.65。 园地面积为 20649.96 公顷，占农用地面积的 11.07，果园 4319.17 公顷，占园地面积的 20.92，其他园地 16330.79 公顷，占园地面积的 79.08；林地面积为 40210.88 公顷，占农用地面积的 21.55。其中有林 地 15569.49 公顷，占林地面积的 38.72；灌木林地 3035.64 公顷，占林 地面积的 7.55；其他林地 21605.75 公顷，占林地面积的 53.73。 其他农用地面积 22578.47 公顷，占农用地面积的 12.10。其中设施农用地 194.65 公顷，占其他农用地面积的 0.86；田坎 20703.42 公顷，占其他农 用地面积的 91.70，农村道路 1620.55 公顷，占其他农用地面积的 7.18， 坑塘水面 36.60 公顷，占其他农用地面积的 0.16，沟渠 23.25 公顷，占其 他农用地面积的 0.10。 7. 地震 地震是新构造运动的一种表现形式，是内应力的局部集中和突然释放。 据中国地震动参数区划图 GB18306-2015，临县地震烈度为度，对应的地 震动峰值加速度为 0.10g。 根据中国地震动参数区划图GB 18360-2015，本区内地震动峰值加速 均为 0.05g，动反应谱特征周期分别为 0.40s，地震设防烈度为度区。 8. 社会经济情况 区块内范围内主要包括临县的八堡乡、克虎镇、兔坂镇、雷家碛乡以 及兴县的圪垯上乡、蔡家会镇、罗峪口镇等 7 个乡镇的 45 个行政村，涉及 乡镇村庄人口约4.54万人 （临县境内约0.86万人， 兴县境内约3.68万人） 。 。 第一产业包括种植业、畜牧业、林业和其他。2020 年，临县全年地区 生产总值完成 102.34 亿元，同比增长 3；兴县全年地区生产总值 134.2 亿 元，增长 9.8，增速排名全市第一。 6 （二）申请设立探矿权基本情况（二）申请设立探矿权基本情况 本区块探矿权申请人为中联煤层气有限责任公司（简称中联公司）。 中联公司是 1996 年 3 月国务院批准组建的煤层气骨干企业，在国家计划中 单列，享有对外合作开采煤层气资源的专营权。中联公司的业务范围是从 事煤层气资源的勘探、开发、生产、输送、销售和利用。中联公司拥有甲 级气体矿产勘查资质。 本项目名称为“山西省临兴地区合同区块煤层气勘查”，探矿权首次 设立时间为 1998 年 2 月 12 日，中联公司与 1998 年 6 月 29 日与菲利普斯 和 CBM 公司签署了合作开发中华人民共和国山西省临县兴县地区煤层 气资源产品分成合同，同年 9 月 1 日开始执行，合同期限为 30 年，现合 作者为中澳煤层气能源有限公司，勘探期延续至 2019 年 8 月 31 日。并于 2020 年 2 月 6 日签署了中华人民共和国山西省临县和兴县煤层气资源开 采对外合作产品分成合同临兴西区块气田开发补充协议。 根据中华人民共和国山西省临县和兴县煤层气资源开采产品分成合 同第九次修改协议修改了合同第 3.1 款，修改了合同面积。临兴区块分 为三部分，其中临兴中区 744.455km 2 区域变为中联公司自营；临兴东区和 临兴西区继续与外方合作。根据中华人民共和国山西省临县和兴县煤层 气资源开采产品分成合同第十二次修改协议修改了合同面积，临兴东区 149.26km 2，临兴西区 563.003km2，，总面积为 712.263km2。 山西临兴西区块煤层气勘查（矿权证编号0200001920203，面积 563.003km 2）有效期 2018 年 12 月 16 日至 2020 年 12 月 16 日。 按照自然资源部的有关要求，根据国土资源部关于印发自然保护区 内矿业权清理工作方案的通知，我公司核查临兴西区块与临县碛口地质 公园（国家级风景名胜区）、白云山风景名胜区存在部分重叠，因此我公 司已于 2018 年申请核减矿权面积 9.948km 2，避让自然保护区，变更后矿权 7 面积为 563.003km 2。 表 1-2 探矿权申请基本信息表 项目内容 探矿权名称山西临兴西区块煤层气勘查 探矿权性质延续、变更 申请人中联煤层气有限责任公司 勘查单位及资质 中联煤层气有限责任公司 矿种煤层气 申请登记面积（平方千米）563.003 申请年限（年）2020 年 12 月 17 日至 2025 年 12 月 16 日 表 1-3 区块拐点坐标 序号 北X坐标东Y坐标 1 4231284.27619455115.17 2 4241427.69519461367.37 3 4242352.73719461371.79 4 4241381.60519472665.62 5 4248319.42619472689.09 6 4248315.80219473781.53 7 4207614.98219473649.79 8 4207673.9419459279.1 9 4209338.93219459287.4 10 4209313.39319458238.32 11 4210207.68219458218.5 12 4210180.87919457437.83 13 4211475.87819457444.58 14 4211483.37319456030.12 15 4208584.91319456038.91 16 4208590.62419454989.89 8 临兴西区块上持证期投入1005575377 元， 满足法定最低勘查投入要求， 已经向自然资源部提交 265.46 km 2储量范围。按照山西省矿权延续需要扣 减勘查许可证载明面积 25（不含已提交探明地质储量范围）的要求，临兴 西区块矿权延续需核减矿权面积 74.3858km 2。根据“煤层气矿业权人可以 申请扣减其山西省境内其他煤层气区块同等面积”的规定，中联公司申请 用古交西区块区块抵扣临兴西区块 60.74km 2，用寿阳区块抵扣 15.567km2， 合计抵扣 76.307km 2。本次临兴西探矿权申请范围仍为原矿权范围。面积为 面积为 563.003km 2，并申请煤层气探矿权延续五年。 （三）勘查目的和任务（三）勘查目的和任务 1. 勘查目的 煤层气作为一种优质高效的清洁能源，其开发利用对改善我国的能源 结构，缓解我国常规油气供应紧张状况及提高煤矿企业安全生产保障，保 护大气环境等具有重要意义，是一举多得的民生工程，具有广阔的发展前 景。 根据以往勘查区内所进行的煤层气勘查工作和取得的成果，勘查目标 任务如下 （1）通过取参数和排采试验，获取区块的储层特征。 （2）进一步落实临兴西区块煤层气资源量/储量，完成全区提储； （3）评价开发潜力，为煤层气资源大规模开发提供依据。 （4）为尽快实现煤层气大规模商业性开发探索新工艺、新方法。 2. 勘查任务 为尽快探明煤层气资源并实现煤层气生产的突破，在前期工作的基础 上，将继续加大对该区块的勘探投入，科学部署煤层气参数生产试验井， 并积极探索和运用先进且适用的煤层气钻井技术、储层增产改造技术及排 采技术，在进一步查明该区煤层气赋存条件和资源量基础上，对该区煤层 9 气资源的可采性和产能进行评价。 二、勘查区地质情况 （一）区域地质概况（一）区域地质概况 1.区块构造背景 鄂尔多斯盆地属地台型构造沉积盆地，加里东早期为统一的华北地台， 接受了巨厚的碳酸盐岩沉积。加里东晚期，秦岭海槽和中亚蒙古海槽对挤， 华北克拉通整体上升为陆，鄂尔多斯地块遭受侵蚀，沉积中断长达 1.31.5 亿年之久，缺失上奥陶统至下石炭统地层；海西期秦岭海槽和兴蒙海槽重 新打开，包括工区在内的整个鄂尔多斯地块发生区域沉降，进入海陆过渡 发展阶段；在历经本溪期、太原期沉积之后，海西末期，南北海槽再次对 挤，海水退出，从而结束该区太原期海相沉积，进入早二叠世山西期的陆 相沉积；进入三叠纪之后，南北构造挤压结束，转为欧亚板块和太平洋板 块近南北向左行剪切应力作用，华北板块东部隆起，并形成太行断隆，从 此鄂尔多斯盆地与整个华北地台分开，形成独立的沉积盆地；进入燕山期， 西缘逆冲带不断向东发展，控制了盆地沉积中心和整个构造面貌的演化； 晚白垩世至第三纪期间，在开阔褶皱基础上整体垂直隆起，在周缘形成一 系列新生代断陷盆地，之后盆地均衡上升，从而形成现今的黄土高原及沙 漠。 从区域沉积背景分析，工区主要目的层的上古生界沉积环境经历了由 海陆过渡相潮坪碳酸盐、陆源碎屑和泥炭的间互沉积到河流-三角洲发育的 内陆湖盆陆源碎屑沉积的发展演变。 临兴西区块构造位置横跨鄂尔多斯盆地伊陕斜坡与晋西挠褶带两个构 造单元，由于处于晋西挠摺带西缘，中部区域邻近紫霞山，构造褶皱关系 稍显复杂。晋西挠褶带位于盆地西缘，呈带状延伸。中晚元古代古生代 处于相对隆起状态，仅在中晚寒武世、早奥陶世、晚石炭世及早二叠世有 10 较薄的沉积。中生代侏罗纪末隆起，与华北地台分离，形成鄂尔多斯地区 的东部边缘。晋西挠褶带成形于燕山运动，其区域构造东翘西伏，呈阶状 跌落，亦可视为伊陕斜坡东部的翘起部分。该构造带的东缘南部发育南北 向的狭窄背斜构造，构造带的西部多发育南西向的鼻状构造。该区为黄土 塬地貌，梁峁纵横，地形起伏较大。 2.区域地层 临兴区块横跨鄂尔多斯盆地伊陕斜坡与晋西挠褶带两个构造单元。上 古生界地层与下古生界地层呈不整合接触，中间缺失中上奥陶统、志留系、 泥盆系及下石炭统地层。上古生界地层内部沉积连续，均为整合接触，以 海陆过渡相-陆相碎屑岩沉积为主，地层自下而上发育石炭系本溪组、二叠 系太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组。本次研究目的 层为上古生界二叠系石千峰组千 5 段、上石盒子组盒 2 段、下石盒子组盒 6 段、盒 7 段、盒 8 段及山西组山 1 段、山 2 段、太原组和本溪组。研究区 上古生界地层对比区域标志层明显，地层厚度总体变化不大。 石炭系上统本溪组石炭系上统本溪组 区内钻遇厚度为 50100m。主要岩性为泥岩、砂岩夹海相灰岩和不稳 定的煤层，含动物化石，并富含植物化石。底部以铝土质泥岩之底为界。 下部为一套海相-泻湖边缘沉积的铝土岩，属风化壳之上的坡积、残积物再 沉积而成，与下伏中奥陶统灰岩呈平行不整合接触；中部为砂岩夹薄层灰 岩透镜体及薄煤层； 顶部为 89煤层和一套深灰色细-中砂岩 （晋祠砂岩） ， 与下二叠统太原组呈整合接触。本组的炭质泥岩和煤层发育，分布较稳定， 是区内主要的烃源岩之一，与本组细-中砂岩形成自生自储的油气组合。 11 图 2-1 本溪组渗透率等值线图 二叠系下统太原组二叠系下统太原组 工区内钻遇厚度 2070m。岩性特征主要为一套障壁海岸相沉积，上 部地层为深灰色灰质细砂岩和灰岩，夹薄煤层或煤线；下部地层主要为暗 色炭质泥岩夹薄煤层或煤线，局部发育灰色中砂岩，与本溪组 89煤层及 炭质泥岩形成下生上储的油气组合。本组碳质泥岩和煤层也较发育，分布 较广，是本区的烃源岩之一。 12 图 2-2 太原组渗透率等值线图 二叠系下统山西组二叠系下统山西组 工区内钻遇厚度 60150m。岩性特征主要为三角洲前缘亚相沉积， 自上而下分为山 1、 山 2 两段。 山 1 段为砂泥岩互层， 尤其是顶部的泥岩层， 在区域上厚度较大，且分布稳定，与上覆下石盒子组呈整合接触。山 2 段 岩性主要为泥岩、夹薄层砂岩与薄煤层，与下伏太原组呈整合接触。本组 煤层和暗色块状泥岩发育，分布较广泛，横向连续性好，是本区重要的烃 源岩之一，同时也是区域盖层之一，其中灰白色细-中砂岩可以形成自生自 储和下生上储的油气组合。 13 图 2-3 山西组渗透率等值线图 二叠系中统下石盒子组二叠系中统下石盒子组 工区内钻遇厚度 140160m。岩性特征探区内本组与山西组具有一定 的继承性，主要为三角洲前缘亚相沉积，自上而下分为盒 5、盒 6、盒 7 和 盒 8 四段。下石盒子组上部以深灰色、紫红色泥岩、砂质泥岩为主，夹薄 层灰色、灰白色细砂岩，灰色泥质砂岩；下部为浅灰色含砾粗砂岩、中 粗粒砂岩及灰绿色细砂岩与泥岩互层的沉积，呈不等厚互层。其中，盒 6 段、盒 7 段、盒 8 段为区域含气层段。本区盒 5 段是一套稳定泥岩的良好 盖层，构成下石盒子组气藏较好储盖组合。 14 图 2-4 下石盒子组渗透率等值线图 二叠系中统二叠系中统上上石盒子石盒子组组 工区内钻遇厚度 110130m。 岩性特征 主要为红色河湖相砂泥岩沉积， 自上而下划分为盒 1、盒 2、盒 3、盒 4 四段。岩性以暗棕色、紫红色泥岩 为主，夹灰色、紫红色细砂岩，呈不等厚互层，底部为一套灰白色、浅灰 砂岩，呈正韵律。本组在探区为下石盒子组和山西组的区域盖层。 15 图 2-5 上石盒子组渗透率等值线图 二叠系上统石千峰组二叠系上统石千峰组 工区内钻遇厚度 250280m。岩性特征该组沉积主要为河流沉积，探 区主要沉积了一套红色碎屑岩为主的地层。自上而下分千 1、千 2、千 3、 千 4、千 5 五个段。上部岩性以紫红色泥岩为主，夹薄层紫红色细砂岩；下 部为紫红色泥岩与紫红细砂岩、含砾砂岩不等厚互层。该套地层千 1千 2 是整个上古生界气藏的区域盖层，下部与下覆上石盒子组呈整合接触。 16 图 2-6 石千峰组渗透率等值线图 地层厚度平面展布分析表明，临兴西区石千峰组、石盒子组、山西组 地层厚度分布较稳定，太原组、本溪组地层厚度横向上有一定的变化。 表 2-1临兴西区气藏地层简表 层位 层位代号厚度m岩相 系统组段 二叠系上统石千峰组 千1P3千12060 河流沉积 千2P3千22060 17 千3P3千32070 千4P3千43080 千5P3千550110 中统 上石盒子组 盒1P2H11050 三角洲沉积 盒2P2H23080 盒3P2H33070 盒4P2H43070 下石盒子组 盒5P2H53090 三角洲沉积 盒6P2H64080 盒7P2H73070 盒8P2H85090 下统 山西组 山1P1S12060 三角洲沉积 山2P1S24090 太原组P1T2070潮坪沉积 石炭系上统本溪组C2B50100障壁岛-泻湖沉积 3.勘查区地质特征 从区域沉积背景分析，工区主要目的层上古生界沉积环境自下向上经 历了由海陆过渡相潮坪碳酸盐、陆源碎屑和泥炭的间互沉积到河流-三角洲 发育的内陆湖盆陆源碎屑沉积的发展演变趋势。 本溪期以海陆过渡相的潮坪、障壁岛、泻湖为主，沉积环境以潮上-潮 下带的砂坪、砂坝、泻湖泥坪、混合坪及砂坪体为特征。砂坝相对发育， 主要是由三角洲携带入海的前缘砂体经过海水的改造而形成的，近似平行 岸线分布。 18 图 2-7 本溪组沉积相图 太原期处于海盆向内陆转化的过渡时期，研究区沉积环境随着海平面 下降，由本溪期障壁海岸沉积过渡为潮坪相沉积。 19 图 2-8 太原组沉积相图 山西组、下石盒子组继太原组之后，发育了规模最大的河流三角洲， 是整个早二叠世砂体最发育的阶段；区内主要为三角洲平原沉积，三角洲 平原分流河道砂体自北北东向南南西呈树叉状分布，砂体厚度大，分布面 积广。 20 图 2-9 山西组沉积相图2-10 下石盒子组沉积相图 上石盒子组继承性发育，为三角洲平原沉积，三角洲平原分流河道砂 体自北北东向南西呈树叉状分布，砂体厚度大，分布面积广。 21 图 2-11 上石盒子组沉积相图 石千峰组为鄂尔多斯盆地上古生界最顶部的地层，发育灰色细砾岩、 粗-中砂岩，以及紫红色泥岩和泥质粉砂岩。整个石千峰组为陆相沉积，主 要为辫状河沉积体系，以心滩、河道、河泛平原沼泽等沉积微相最为发育， 河道迁移快，砂体在整个区域内不规则广泛发育。晚古生代鄂尔多斯盆地 位于整个华北地台的西部，属于华北地台的次级构造单元，石炭纪-二叠纪 早期海水开始退出鄂尔多斯盆地，至二叠纪山西组沉积期，沉积环境由海 相变为陆相，东西差异基本消失，南北差异沉降和沉积相带分异增强。 22 图 2-12 石千峰子组沉积相图 研究区本溪组、太原组发育海陆过渡相，主要以障壁海岸相为主，山 西组、石盒子组以三角洲沉积为主，石千峰组以河流相沉积为主。 4.水文地质特征 （1）水文地质条件 区内为黄土丘陵区，大多被第四系上更新统及上第三系上新统红土覆 盖，只在沟谷中出露少部分三叠系中、下部地层、二叠系上统地层。区内 23 除岚漪河常年流水外，其它沟谷无常年性地表水体，沟谷中只是在雨季时 形成短暂的水流，雨后不久便干涸无水。地表水属于黄河水系。 主要的含水层有奥陶系碳酸盐岩岩溶含水层组、石炭系太原组砂岩 裂隙含水层组、二叠系下统下石盒子组与山西组砂岩裂隙含水层、二叠系 上统上石盒子组、石千峰组和三叠系下统刘家沟组砂岩裂隙含水层、第四 系、上第三系孔隙含水层组。下面分述之 1）奥陶系碳酸盐岩岩溶含水层组 区内无出露，据关家崖煤矿 K5 供水井资料孔深 280.21m，静水位标 高 863.86m（1990 年），含水层为奥陶系中统上马家沟组。奥陶系岩溶水 水质类型为 HCO3-Ca Mg 型。 由 K5 供水井奥灰水位标高并结合区域资料， 推测关家崖井田奥灰水位标高 863864m。 尉汾详查施工的 2001 水文孔， 对奥灰水未做抽水试验， 只观测了水位， 根据本次收集的岩溶水钻孔资料，峰峰组和上马家沟组岩溶水水位标高， 斜沟井田的 0403、2601 水文孔水位标高分别为 849.899m 和 851.725m，兴 县 2 号供水井水位标高为 863.075m， 尉汾详查查施工的 2001 孔水位标高为 862.107m，肖家洼井田 ZK7-4 为 876.368m，据以上个钻孔水位资料本区区 域岩溶水等水压线，区内岩溶水水位标高在 849-876m 之间。0403 孔，孔深 908.86m，揭露峰峰组地层 91.62m，上马家沟组地层 84.84m，经抽水试验， 峰峰组地层中仅有 10m 弱含水层，水位标高为 892.239m，钻孔单位涌水量 仅 0.0011L/Sm，属弱富水含水层，而上马家沟组地层中仅增加 26m 含水 层，与峰峰组做混合抽水试验后，水位标高 849.899m，降深 0.17m，钻孔 单位涌水量为 7.31L/sm，也属强富水含水层，水质类型为 SCCN 型，矿化度 0.86g/l。 2）石炭系太原组砂岩裂隙含水层组 本组地层在斜沟井田东部南北方向上较深的沟谷中见有零星出露，含 水层主要为中、粗砂岩夹薄层灰岩，灰岩岩溶裂隙发育差，煤矿矿井充水 24 主要来源于煤层上部砂岩。据钻孔揭露含水层平均厚度 12.62m，最大厚度 21.74m，最小厚度 3.19m。该含水层接受补给差，富水性弱，根据 ZK923 孔抽水试验结果单位涌水量 0.004L/sm，渗透系数 0.0124m/d，水位标 高据 ZK21921 孔观测结果为 999.46m，水质类型为 HCO3SO4-CaMg 型，矿化度 0.77g/L。 3）二叠系下统下石盒子组与山西组砂岩裂隙含水层 该组地层在区块东部沟谷中见有少量出露，含水层主要为中、粗粒砂 岩，钻孔揭露平均厚度 33.25m，山西组平均厚度 9.39m，下石盒子组平均 厚度 23.86m，含水层裂隙发育较差，富水性较弱，据 ZK924 水文孔抽水试 验结果单位涌水量（平均）0.024L/sm，渗透系数（平均）0.0241m/d。 水位标高据 ZK21921 孔观测结果为 1001.37m，水质类型为 SO4-Na 型， HCO3-Na Ca Mg 型及 HCO3 SO4-Na Ca Mg 型， 矿化度为 0.571.29g/L。 4）二叠系上统上石盒子组，石千峰组和三叠系下统刘家沟组砂岩裂隙 含水层 岩性主要为一套黄色砂岩、黄绿色、紫红色砂质泥岩及泥岩，钙质、 泥质胶结，结构疏松，易风化。含水层以砂岩为主，因泥岩作为相对隔水 层，在沟谷切割较深处含水层常以下降泉出露，但因该层位置较高，地层 被切割的支离破碎，无系统的区域水位，泉流量较小，一般在 0.01 0.10L/sm，直接受大气降水补给，泉水的存在于泥岩有关。 5）第四系、上第三系孔隙含水层组 上第三系上新统分布在沟谷两侧和沟顶的基岩顶面上，含水层以砾石 为主，厚度不稳定，泉流量0.1L/s，属弱富水含水层。水质类型为 HCO3 Na 型，矿化度 0.47g/l，水质较好，局部砾石层较厚，当钻孔钻至这一层 位时，泥浆漏失严重，富水性较好。 第四系上更新统分布于区块内梁峁之上，由于夹在黄土或亚粘土之间 的亚砂土、砾石、钙质结核多以透镜体赋存，且在地形较高处，由于地形 25 切割支离破碎，这种地层往往透水而不含水，仅局部地形补给较为有利地 段，才赋存微弱的上层滞水，一般泉流量小于 0.05L/s，随季节变化明显。 主要接受大气降水的补给，储水条件差，富水性极弱。 第四系全新统分布在千城沟两沟谷以及蔚汾河河谷中，含水层为现代 冲洪积砂砾石层，单井出水量可达 540 m3/d，属中等富水含水层。水质 类型为 HCO3GaMg 型，矿化度 0.39g/l，水质较好。 主要的隔水层有 太原组泥岩隔水层、 石炭系本溪组泥岩和太原组 89 煤下至本溪组间的泥岩隔水层。下面分述之 1）太原组泥岩隔水层 据钻孔资料， 太原组 89煤层以上到 45煤层之间有一套以泥岩为主 的地层，厚 25.5645.63m，平均厚 33.60m，区内沉积连续稳定，是山西组 45煤与太原组 89煤层之间较好的隔水层。 2）石炭系本溪组泥岩和太原组 89煤下至本溪组间的泥岩隔水层 本溪组地层为一套泥岩、粘土岩、铁铝岩为主的地层，夹薄层灰岩和 砂岩，砂岩一般为泥质胶结，隔水性很好。根据周围钻孔统计，本溪组地 层平均厚 33.81m， 太原组 89煤下至本溪组顶面也是一套以炭质泥岩为主 的地层，平均厚 37.04m，从 89煤底板至奥灰岩顶面平均厚 70.85m，该段 地层隔水性很好，是 89煤层和奥陶系地层之间重要的隔水层。 另外，相间于各灰岩、砂岩之间厚度不等的泥岩、砂质泥岩可起到层 间相对隔水作用。地表的厚层黄土也是一个相对较好的隔水层。 （2）补给、径流和排泄条件 奥陶系岩溶水的补给，主要是基岩裸露区大气降水和地表水的入渗补 给；区内奥灰水属区域岩溶水径流区，岩溶水由东南向北北西方向运移， 最终排向保德县天桥黄河峡谷中以泉的形式排泄。另外人工开采也是主要 排泄方式。根据煤矿奥灰水井数据推测区块内奥灰水位标高为 839863m。 石炭系和二叠系砂岩裂隙水，在裸露区接受大气降水和地表水的补给， 26 顺岩层倾向方向运移。上部含水层在沟谷中以侵蚀下降泉的开式排泄，泉 流量一般不大；下部含水层顺层向西排出区块外。现在开采煤矿的矿坑排 水和民井开采是其主要排泄方式。 5.煤层气地质条件 （1）煤层形成与演化 沉积环境是煤系不同类型储层形成的地质基础，平面上表现为沉积相 带的不同，进而控制了储层岩性、厚度、物性及其空间组合和展布等特征。 正是基于这种因果关系，沉积作用一方面决定了烃源岩生成煤系气的物质 基础，以及储层厚度和物性等发育特征的储集条件，另一方面通过源岩与 顶底板之间的组合关系影响煤系气的保存条件。 山西组 45煤层主要形成于三角洲前缘分流间湾沉积环境，两层煤中 间夹有数米厚的泥岩和砂岩，区内东部分流间湾区水体深度适中，适于泥 炭沼泽持续发育，能够聚集厚度较大的煤层，而向西部是分流河道发育的 地区，由于分流河道水体动荡及水体深度不适合于泥炭沼泽持续发育