澳大利亚昆士兰州EPC1763区块煤层对比研究

白 阳

(中煤地质集团有限公司，北京 100040)

世界煤炭资源分布很不均一，主要分布在北半球，以亚洲及北美洲最富。据2019年《BP世界能源统计年鉴》，2018年全球煤炭储量为1.055万亿吨，主要集中在少数几个国家：美国(24%)、俄罗斯(15%)、澳大利亚(14%)和中国(13%)[1]。煤炭是世界上储量最多、分布最广的常规能源，号称工业粮食，广泛应用于电力、冶金、建材、化工等行业。形成煤炭资源有三个重要的聚煤期石炭-二叠纪、三叠-侏罗纪及古近纪和新近纪，其中石炭-二叠纪以海相及海陆交互相成煤为主，三叠-侏罗纪、古近纪和新近纪以陆相成煤为主，据世界能源委员会《世界能源统计评论》公布，世界煤炭探明储量中，石炭-二叠纪占51.2%、白垩-侏罗纪占24.9%、古近纪占23.6%。中国煤炭资源主要成煤期为石炭-二叠纪及侏罗纪。陆相煤炭资源占世界煤炭资源储量的近一半，对陆相煤层进行对比研究具有重要意义。

1 EPC1763区块煤系地质特征及煤层

澳大利亚赋存有丰富的煤炭资源，探明资源量已跃居世界煤炭储量的第三位[1]，昆士兰州是澳大利亚主要煤炭资源赋存地及开发地，苏拉特盆地是未来重要煤炭优选产能基地[2]。研究区位于苏拉特盆地的北部区域，主要含煤岩系为侏罗系中上统沃伦亚群塔茹姆煤层组及侏安达煤层组。

研究区侏罗系中上统沃伦亚群是在陆相沉积环境中成长及发育起来的，主要发育在河湖三角洲平原，主要沉积环境为分支河道、天然堤、决口扇及沼泽、泥炭沼泽等。煤层的主要特征是：煤层层数多、厚度变化大、常具有尖灭合并现象、煤层结构复杂、以薄煤层到中厚煤层为主。主要沉积岩以细粒岩为主，为黑褐色泥岩、灰色砂质泥岩、粉砂岩，局部发育灰白色细粒到粗粒砂岩。含煤岩系平均厚200.46m，平均含可采煤层8.03m，含煤系数4.01%。

可对比的主要煤层发育有11层，局部赋存及分叉发育的分层达40余层，各煤层从上到下编号为1煤、2煤到11煤。主要可采煤层为1煤、4煤及10煤，分别位于含煤岩系的上部、中部及下部，煤层厚度0～3.6m，平均厚1.5m。

各煤层具有低硫、中到高灰分的煤质特征。

2 煤层对比的主要方法

本次研究主要采用的是煤层间距、岩相旋回特征、测井曲线特征等对比方法，同时也兼顾了标志层特征、古生物标志、煤质特征等信息，进行逐层逐孔对比。对比时按照先易后难，先对组段进行对比确认，再从煤层组到煤层进行对比，这样有利于开展煤层对比，也有利于提高煤层对比可靠程度。

2.1 层间距对比法

煤层是经过长时间的泥炭沼泽化及煤化过程而形成的，在研究区主要表现为：1)同一煤层横向上有较广泛的连续性，在剖面上可以连续追踪；2)相邻两个成煤期次之间，沉积环境的变迁是一个逐渐发展的过程，横向上相对比较稳定且有一定的规律性，沉积物的厚度受所处构造部位所控制。在煤层对比中的表现就是就是相邻钻孔中煤层层间距相对稳定，向两侧的变化呈现有规律的展布，因此，层间距对比法在本区是比较可靠的手段之一。

比如上侏安达煤层组三层煤之间间距约是20m及10m，在砂体发育时，煤层缺失。研究区上侏安达煤层组1煤到塔茹姆煤层组10煤之间的间距一般200m，越是大区段，其间的变化规律性越明显，趋势性特征也明显，容易掌握及应用，可靠度也相对较高(图1)。

图1 1煤、2煤、3煤、4煤岩层组合特征Figure 1 Coal seam and strata combination features of coal Nos.1, 2, 3 and 4

2.2 岩性岩相旋回特征对比法

不同煤岩层受成煤期环境及受沉积环境影响，其煤层、岩层的组合有一定的相似性和规律性，这种规律性成为煤层对比的依据。

比如1、2、3、4煤层组合特征：①横向和纵向稳定性好，1、4煤层全区赋存；②1煤层常见为煤层组，常有多个单煤层或复煤层组成，厚度较大；4煤层厚度变化较小且稳定，并常以煤层组的形式出现；③这几层煤层间距较稳定。1、2、3、4煤岩煤层组合特征是煤层对比的可靠依据(图1)。

再如9、10、11煤层组合特征，①横向和纵向稳定性较好，9、10、11煤层在北部区域发育较好；②层间距较稳定。9、10、11煤岩煤层组合特征是煤层对比的可靠依据(图2、图3)。

图2 9煤、10煤、11煤岩层组合特征Figure 2 Coal seam and strata combination features of coal Nos.9, 10 and 11

图3 8煤、9煤、10煤、11煤岩层组合特征Figure 3 Coal seam and strata combination features of coal Nos.8, 9, 10 and 11

2.3 测井曲线特征法

因物性特征的差异各煤层的测井曲线反应出不同的曲线组合形态特征，首先要识别正常钻孔中煤层的物性特征并区别于其他各煤层，确定为标志层，然后对邻近钻孔的测井曲线进行认真、细致的比对，寻找对比点，再逐孔顺序追踪，就可较为有效地划分出不同煤层。1煤全区大部可采，少量钻孔不可采，且煤层结构较复杂，一般在自然伽玛曲线上呈“斜刀状”反映(图4)。

图4 A745孔 1煤层“斜刀状”视电阻率曲线Figure 4 “Leaning knife” form apparent resistivity logging traces of coal No.1 in borehole A745

3 煤层对比的意义及可靠性评价

煤层对比是研究煤层的基础工作之一，对比的可靠程度直接关系到煤层成果的可靠性，影响到资源量的可靠程度，影响到煤炭资源的开采，加强对煤层对比的研究有利于提高勘查成果的可靠性，具有重要意义。

3.1 可靠性分析

归纳起来，研究区含煤建造具有以下三个方面特征：①本区煤层层数多，煤层厚度、间距稳定性差，分组特征不明显，各煤层煤质特征相似，规律性不明显，煤层之间缺乏具有明显特征的岩性标志层；②由于煤层横向上的不稳定和频繁分叉、合并、尖灭，煤层对比工作既是重点也是难点， 是侏罗系陆相含煤地层普遍存在的问题；③由于研究区处于勘查初期阶段，具有勘查钻孔少，钻孔孔距大，收集资料多，一手资料少，典型地质信息特征少，给煤层对比研究带来不足及困难。

总体上来说各煤组对比基本可靠，分煤层对比有人为因素，这个人为因素也是在有限的资料分析中尽量多的提供素材，以期获得更可靠的对比成果。

3.2 可靠程度评价

虽然存在较多的煤层对比不利因素，但本次研究采用综合对比方法，采用了多种有效手段进行综合对比分析，煤组对比基本可靠，分煤层缺乏详细对比，采用的分煤层的可靠性比煤组相比要差；研究区主要可采煤层对比成果基本可靠，对各煤层对比可靠程度进行了综合评价(表1)。

表1 煤层对比可靠程度一览表Table 1 Data sheet of coal seams correlation dependabilities

4 结论

陆相地层煤层层数多、相变快，在勘探初期所掌握的各种对比标志少，对比难度大且对比效果差，随着勘探工作的深入，所掌握的物理化学参数逐步增加，研究程度不断提高，煤层对比更加可靠。本文通过层间距对比法、岩性岩相旋回特征对比法及测井曲线特征法的研究，较好的解决了EPC1763勘探区块煤层对比，提高了煤层研究程度。加强陆相地层的对比研究对于提高勘探研究程度，为煤炭资源开采提供有力的技术保证。