阿拉巴馬州煤層氣田薄皮構(gòu)造對產(chǎn)氣量的影響

1、 專業(yè)技術(shù)文件 / Technical documentation 編號： 阿拉巴馬州煤層氣田薄皮構(gòu)造對產(chǎn)氣量的影響Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.編制：_日期：_阿拉巴馬州煤層氣田薄皮構(gòu)造對產(chǎn)氣量的影響溫馨提示：該文件為本公司員工進行生產(chǎn)和各項管理工作共同的技術(shù)依據(jù)，通過對具體的工作環(huán)節(jié)進行規(guī)范、約束，以確保生

2、產(chǎn)、管理活動的正常、有序、優(yōu)質(zhì)進行。本文檔可根據(jù)實際情況進行修改和使用。 J.C.帕斯欣等摘 要 在美國阿拉巴馬州煤層氣田中, 薄皮構(gòu)造(Thinskinned structures)普遍發(fā)育, 影響著煤層中氣體和水的產(chǎn)量。Deerlick Creek氣田和Cedar Cove氣田中發(fā)育拉張構(gòu)造, 包括正斷層及其上盤逆牽引構(gòu)造；而Gurnee和Oak Grove氣田中發(fā)育擠壓褶皺。這些都被解釋為不同地層滑脫面之上發(fā)育的滑脫褶皺。從氣、水產(chǎn)量平面展布圖, 可以看出構(gòu)造樣式, 且可進一步指明:褶皺與斷裂作用影響著煤層氣儲層的滲透率分布以及脫氣工作成功與否。1美國阿拉巴馬州阿拉巴馬地質(zhì)調(diào)查所1 概述

3、 褶皺和斷裂的發(fā)育控制著常規(guī)烴類的分布及生產(chǎn)能力, 而煤層氣是以吸附狀態(tài)保存下來的自生自儲式氣藏, 常規(guī)的圈閉機制對煤層所起作用極小。因此, 煤層氣的開采必須滿足以下基本條件:首先必須具有經(jīng)濟可采的煤層氣資源量；其次, 必須能夠使儲層壓力充分降低(使氣體脫吸附)；還有, 就是降低儲層壓力時排出的地層水能得以安全、經(jīng)濟地處理。 褶皺作用和斷裂作用對于制定煤層氣的勘探和開發(fā)以及地層水的產(chǎn)出和處理策略非常重要。自1980年以來, 在阿拉巴馬州的中西部已經(jīng)鉆了4500多口煤層氣井, 并已建成20個煤層氣田, 其中18個氣田位于黑勇士前陸盆地的東部, 另外2個位于阿巴拉契亞逆沖帶最南端的Cahaba煤田

4、。到目前, 阿拉巴馬州的煤層氣累計產(chǎn)量已超過127億m, 與此同時累計產(chǎn)水量也超過了4000Mbbl。全區(qū), 煤層氣產(chǎn)層為下賓夕法尼亞紀(C2-3)Pottsville地層中的煤層, 其煤層氣資源量超過5660億m。 阿拉巴馬中西部的Pottsville地層中發(fā)育大量的張性和擠壓構(gòu)造, 而且這個地區(qū)大量的鉆井產(chǎn)氣歷史較長, 這樣該區(qū)便成為研究構(gòu)造對煤層氣產(chǎn)量是否起控制作用的理想場所。鑒于此, 我們選擇如下4個地區(qū)進行詳細研究:東南部的Deelick Creek氣田和東部的Cedar Cove氣田, 以及北部的Gurnee氣田和中部的Oak Grove氣田。其中前兩個氣田張性構(gòu)造, 如正斷層和逆

5、牽引褶皺普遍發(fā)育, 而后兩個氣田則發(fā)育寬緩的擠壓褶皺構(gòu)造, 這種褶皺在前陸逆沖帶普遍發(fā)育。 我們進行研究主要目的是分析阿拉巴馬州煤層氣田的構(gòu)造幾何形態(tài)。因為構(gòu)造的幾何形態(tài)是研究褶皺和斷裂系統(tǒng)成因的關(guān)鍵, 它控制著煤儲層的埋深、產(chǎn)狀以及連續(xù)性。而在煤層氣田中, 大多數(shù)構(gòu)造是薄皮構(gòu)造, 即位于結(jié)晶基底之上的沉積蓋層擠壓形成的構(gòu)造。其次是研究地質(zhì)構(gòu)造對煤層氣和水產(chǎn)量的影響。即是褶皺和斷裂作用影響氣、水產(chǎn)量, 還是區(qū)域斷裂和操作程序?qū)Ξa(chǎn)氣、產(chǎn)水量有影響?下面我們先回顧一下張性構(gòu)造和擠壓構(gòu)造幾何學和運動學的有關(guān)理論。再看一下阿拉巴州中西部的構(gòu)造資料, 進而證實這些構(gòu)造對氣體和水產(chǎn)量的作用, 最后得出結(jié)論

6、和概念性模型。 我們主要利用地球物理測井和開發(fā)資料。即, 對每個研究區(qū), 根據(jù)阿拉巴馬州油氣委員會提供的伽瑪和密測井解釋, 繪制了包括煤層和旋回界面在內(nèi)的主要標志層構(gòu)造等值線圖, 并利用這些測井資料, 根據(jù)面積平衡法做了橫剖面圖。2 薄皮構(gòu)造橫剖面面積平衡法 圖1 張性和壓性薄皮構(gòu)造幾何形態(tài)圖S-面積變化；D-位移距離；H-擠離深度；h-區(qū)域標志層到參考水準面距離 薄皮構(gòu)造(圖1)的幾何形態(tài), 可以通過一種簡單的面積平衡進行定量化, 這種方法可以對構(gòu)造橫剖面加以限制, 原因在于其順層滑移量和基底擠離的位置是可求的。用這種方法做橫剖面時, 最好選取幾個標志層, 且只需通過測井解釋出的基本地層數(shù)據(jù)

7、資料。本次研究中, 做Deerlick Creek氣田的張性構(gòu)造和Gurnee氣田的擠壓構(gòu)造剖面圖時, 我們都用了這種方法。 用面積平衡法對薄皮構(gòu)造進行橫剖面恢復時, 有兩個基本假設(shè)前提:一是地層發(fā)生形變時, 其橫截面面積不變, 這是面積平衡法的首要原則；二是構(gòu)造向下終止于基底滑脫面, 這一條只適用于薄皮構(gòu)造。這里我們只是概略地總結(jié)一下該方法的理論。 如果一個構(gòu)造的橫剖面面積不變, 那么在基底擠離面之上面積變化就相當于構(gòu)造相對于原始基準面(或叫區(qū)域基準面)的隆起或下降的面積, 即S=DH 其中S代表變化的面積, D代表地層沿基底擠離面滑動距離, H代表擠離面的深度。張性構(gòu)造中下降到區(qū)域基準面以

8、下的那部分面積我們稱之為丟失面積, 在此約定為負值；而擠壓構(gòu)造隆起到區(qū)域基準面以上的面積稱為附加面積, 約定為正值。 橫剖面每一構(gòu)造層都服從面積深度這一關(guān)系式。因此在面積深度圖上構(gòu)造層位之間接關(guān)系為線性關(guān)系, 即S=DH+Sa 其中Sa是該直線的面積截點, 斜率是某一構(gòu)造層在基底擠離面上的位移距離, 而擠離面的位置就對應著面積變化為零的點, 與指定參照面不一定重合。通過多個標志層的面積變化值, 求出面積深度的線性關(guān)系, 進而求出擠離面的深度和位移距離。3 張性構(gòu)造 張性構(gòu)造, 尤其在前陸盆地普遍發(fā)育正斷層, 有人認為是由于上部巖石圈在形變荷載作用下差異升降形成的。在黑勇士盆地普遍發(fā)育有正斷層和

9、上盤逆牽引構(gòu)造。這對西北部形成常規(guī)烴類圈閉較為有利。然而, 這些構(gòu)造對煤層氣產(chǎn)量的影響卻鮮為人知, 而且有關(guān)這些正斷層的幾何形態(tài)和逆牽引方面有許多問題急待解決。盆地西部許多斷層縱向較深, 可能其滑脫在基底, 而東部一些煤層氣田的一些斷層水平和垂向延伸均較短, 可能是在較淺層的煤層發(fā)生滑脫作用造成的。31 Deerlick Creek氣田 最近Wang和他的同事(1993, 1994)在研究黑勇士盆地東部的Deerlick Creek氣田東南部斷裂時采用了一種新的方法斷層透射圖法。平面圖范圍內(nèi)有6條北西向正斷層及其地壘、地塹系統(tǒng)(圖2)。其中中部發(fā)育一完整的地壘、地塹系, 而東部和西部邊界均為西

10、向半地塹。六條斷層大多延伸范圍超出圖幅, 且它們的垂直斷距為30489144m。據(jù)Wang的研究, 這些斷層傾角5070, 幾何形狀為平直或鏟狀, 斷層間地層發(fā)生輕微逆牽引褶皺。在Strip Mine地塹, Pottsville地層卷入相對的斷層, 形成一個閉合高近50ft的背斜。 在完整地塹系和半地塹分別對Pottsville旋回作了面積深度圖, Strip Mine地塹 和Holt Lake半地塹的結(jié)果非常相近, 并預測拆離面深度為參照面下152412192m。由此可見滑脫發(fā)生在Pottsville地層之下, 很可能在Boyles砂巖層頂部, 而該組砂巖就構(gòu)成了基底9144m厚的剛性體。3

11、2 Cedar Cove氣田 Cedar Cove氣田位于黑勇士盆地上傾的東南邊緣, 氣田東部發(fā)育有拉張構(gòu)造和擠壓構(gòu)造, 氣田內(nèi)地層傾角較陡, 被一條大型逆沖斷層削截, 致使逆斷層發(fā)育區(qū)寒武系-奧陶系碳酸鹽巖覆蓋在含煤的Pottsville地層之上。氣田其他地區(qū)則主要發(fā)育正斷層, 且總體構(gòu)造樣式與Deerlick Creek氣田的正斷層的構(gòu)造樣式相似。 在氣田中具有一組正斷層呈西北-東南向穿過, 該組斷層構(gòu)成了極性西南的半地塹, 這正是黑勇士盆地正斷層系統(tǒng)的特征, 組內(nèi)斷層垂直斷距小于3048m, 一個斷層組累計垂直斷距一般小于產(chǎn)氣量峰值8490m產(chǎn)氣量峰值42458490m 正斷層:斷層下降

12、盤 等高線間距=762m(25ft)圖2 Deerlick Creek氣田東南部構(gòu)造和產(chǎn)量關(guān)系圖 6096m。緊靠斷層組西南部發(fā)育一個的滾卷褶皺復合體, 其中正斷層呈左列雁行排列。有些斷層的垂直斷距近4572m, 且斷層之間地層發(fā)育次級滾卷褶皺, 雁行排列的南端, 地層向南平緩傾斜, 并逐漸在盆緣過渡為一向斜狀。目前還沒有求出擠離面的深度和滑移距, 但從斷面延伸垂直斷距可推斷:與Deerlick Creek氣田類似, 多數(shù)斷層的滑脫面為一淺層擠離面。4 擠壓構(gòu)造 自本世紀初以來, 阿巴拉契亞褶皺帶就被認為是擠離構(gòu)造, 并作為逆沖帶擠壓性薄皮構(gòu)造的典型。Rodgers(1950年)第一次提出,

13、象大多數(shù)其他阿巴拉契亞一級褶皺那樣, Oak Grove氣田的主要構(gòu)造之一Sequatchie背斜是寒武系頁巖擠離形成的。在阿巴拉契亞褶皺帶內(nèi)常規(guī)油氣鉆探很少, 而世界上前陸逆沖帶上煤層氣的大規(guī)模經(jīng)濟開采則是非常有前景的。在Gurnee和Oak Grove氣田的鉆井數(shù)量居該帶之冠, 因而此區(qū)為研究薄皮構(gòu)造幾體形態(tài)和運動學機理及其對煤層氣產(chǎn)量的影響提供了得天獨厚的條件。41 Gurnee氣田 圖3 Gurnee氣田Woods Creek背斜超出面積圖 Gurnee氣田北部的井打在一系列幾何形態(tài)及其走向不同的褶皺上。大量的露天資料和地下數(shù)據(jù)使我們可以應用面積平衡法對Woods Creek背斜進行研

14、究。這樣就可以對完整背斜以及逆沖帶背部的傾斜背斜做出附加面積圖(圖3), 從圖中可見, 完整背斜背翼終止部位, 基底拆離面大約位于海撥-5000英尺處, 因此我們有90%的把握推斷, 滑脫是發(fā)生在Nunnally煤層中部到Pottsville地層底部之間。而傾斜背斜的附加面積圖則顯示, 逆沖斷層的滑脫面淺于基底擠離面。所以在解釋Pottsvile地層的壓性構(gòu)造時必須慎重, 以免把從地表上觀察到的逆沖斷層錯誤地當成基底擠離面的斜坡。42 Oak Grove氣田 Oak Grove氣田發(fā)育大量張性和壓性構(gòu)造。其中氣田西部發(fā)育的正斷層, 而氣田東部則主要以擠壓褶皺構(gòu)造為主, 有Sequatchie背

15、斜和Coalburg向斜, 且這兩個構(gòu)造均向西南傾沒, 終止于一組橫穿氣田中部的右列雁行排列的斷層中。Sequatchie背斜與Coalburg向斜共翼, 背斜前后翼傾角均小于2。在該氣田中偏北部位, Sequatchie背斜脊部上隆幅度超過12192m, 而現(xiàn)代煤層氣工業(yè)的發(fā)源地之一Oak Grove氣田正好位于該大型背斜脊部隆起的西南部位。 寬緩的Sequatchie背斜以及本文提到的其他擠壓隆起的存在, 促使人們?nèi)パ芯拷忉尠⒗婉R州煤層氣田的這些褶皺構(gòu)造的幾何形態(tài)及其動力學形成機制, Suppe和其他一些研究人員先后提出了幾種薄皮擠壓褶皺的幾何形態(tài)和動力學模型, 如斷隆褶皺、斷層傳播褶皺

16、和擠離褶皺模型。5 構(gòu)造對產(chǎn)量的控制 利用已建立的四個研究區(qū)的構(gòu)造樣式, 我們就可以研究構(gòu)造與產(chǎn)量的關(guān)系, 下面我們先回顧一下這四個研究區(qū)的生產(chǎn)特征, 再與其構(gòu)造樣式聯(lián)系起來, 不難看出, 褶皺和斷裂以很多方式影響著煤層氣和水的產(chǎn)量。當然我們稍后再來討論有關(guān)的概念模型。51 Deerlick Creek氣田 該氣田在黑勇士盆地中煤層氣產(chǎn)量居第四位, 截止1993年底, 累計產(chǎn)氣達1075億m, 產(chǎn)水達22M桶。大部分地區(qū), 氣、水的高峰產(chǎn)值小于8490m/d和750桶/d, 個別高產(chǎn)井產(chǎn)氣峰值大于8490m/d, 產(chǎn)水峰值也大于750桶/d。多數(shù)這種高產(chǎn)井鉆在Holt Lake半地塹上, 兩口

17、特高產(chǎn)井打在Strip Mine地塹邊繃, 并穿過斷層, 打到了Holt Lake半地塹。特高產(chǎn)井看起來好象是隨機分布在半地塹的分界斷層間, 但總的來說, 這些特高產(chǎn)井分布在該區(qū)的中西部地區(qū)。 另外一個異常高產(chǎn)區(qū)位于Franklin Hill半地塹的東部, 產(chǎn)氣峰值大于8490m/d的井集中在該半地塹的東北部位, 而產(chǎn)水峰值大于750桶/d的井則散布在東南部, 只有一口高產(chǎn)井位于東中部, 其氣、水產(chǎn)量均高。52 Cedar Cove氣田 Cedar Cove氣田煤層氣累積產(chǎn)量已達1924億m, 在阿拉巴馬州煤層氣田中居第三位, 該氣田產(chǎn)水量最大, 截止1993年底, 累計產(chǎn)水已超過113億桶,

18、 占阿拉巴馬州煤層氣田總產(chǎn)水量的30%。該氣田的氣、水產(chǎn)量受正斷層和阿巴拉契亞褶皺帶的影響非常大。 氣田內(nèi)異常高產(chǎn)水區(qū)集中在一個北西向延伸的區(qū)域內(nèi), 1991年6月區(qū)內(nèi)平均產(chǎn)氣量超過5660m/d。且所有異常高產(chǎn)井都位于斷層組西南側(cè)上盤的逆牽引復合體上, 面積最大的異常高產(chǎn)區(qū)就是圖上中北部的夾于斷層群和上盤左列雁行排列之間的區(qū)塊。 另外, 西北向的異常高產(chǎn)氣區(qū)也是異常高產(chǎn)水區(qū), 1991年6月平均產(chǎn)水量超過500桶/d, 且水產(chǎn)量分布較氣產(chǎn)量分布更加零散。其中產(chǎn)水量大于500桶/d的井多數(shù)鉆在斷層群內(nèi)或雁行斷裂系的西部。53 Gurnee氣田 Gurnee氣田共有400多口井, 是該州氣井最多

19、的煤層氣田, 但其中不到1/3的井真正完井, 且鉆井分布在氣田北部, 自1990年該氣田建成以來, 累計產(chǎn)氣只有065億m, 產(chǎn)水270萬桶。該氣田中構(gòu)造對氣、水產(chǎn)量的控制作用也遠不及Deerlick Creek氣田和Cedar Cove氣田明顯。 氣田內(nèi)鉆井中只有7口井煤層氣產(chǎn)量峰值大于2832m/d, 且多集中在Woods Creek背斜西部和Dry Creek向斜。另外兩口高產(chǎn)氣井位于圖中南部的Ped Ridge向斜內(nèi), 且這兩口井的產(chǎn)氣量峰值均大于8490m/d, 是該氣田內(nèi)產(chǎn)量最高, 也是僅有的與Deerlick氣田和Creek Celar Cove氣田相比的兩口井 。氣田內(nèi)Mayl

20、ene向斜內(nèi)的井產(chǎn)量最低, 通過短期抽排后, 最大產(chǎn)氣量也不超過289m/d。 該氣田的產(chǎn)水量也不大, 在產(chǎn)氣量最大的Woods Creek背斜西部和Dry Creek向斜內(nèi), 也只有幾口井產(chǎn)水量超過200桶/d, 且沒有一口井產(chǎn)水量超過400桶/d。在產(chǎn)氣量最小的Maylene向斜處, 產(chǎn)水量也很少, 除一口產(chǎn)水量峰值達439桶/d的井例外。該氣田的高產(chǎn)水井集中分布在Tacoa背斜的背翼和Pea Ridge向斜軸之間, 位于氣田的最西南部, 也是兩口高產(chǎn)氣井所在處。54 Oak Grove氣田 Oak Grove氣田建于1980年, 是由州油氣委員會認證的第一個煤層氣田, 該州的第一批密集分

21、布的煤層氣井就鉆在該氣田東部。截止1993年底, Oak Grove氣田累計煤層氣產(chǎn)量達215億m, 占該州煤層氣產(chǎn)量的19%, 居第二位, 累計產(chǎn)水量達8700萬桶, 占全州產(chǎn)水量的23%, 也居第二位。 在Oak Grove氣田西北方不足1英里處, 有一直線形的異常高產(chǎn)氣區(qū), 區(qū)內(nèi)多數(shù)井產(chǎn)氣峰值超過8490m/d, 且沿一條小型向斜軸呈線形分布, 該軸同時也是Sequatchie背斜脊部隆起和主體背翼之間的絞合線。有趣的是, 構(gòu)造對產(chǎn)水量的控制作用不明顯, 正相反, 其產(chǎn)水量沿西北方向隨著遠離地下礦區(qū)而增大, 反映出該區(qū)礦區(qū)脫水滯后(Pashin,1991).盡管如此, 沿向斜軸部, 其地

22、層水礦化度仍較鄰區(qū)要低。6 概念模型 基于構(gòu)造對煤層氣田中氣、水產(chǎn)量的控制作用, 我們根據(jù)對各氣田的觀察研究提出一個概念模型, 并說明為什么存在特殊的開采形式。上述四個氣田的結(jié)果表明, 薄皮構(gòu)造影響著氣、水產(chǎn)量, 但每個地區(qū)的影響力不同。用比較法可以較圓滿地解釋構(gòu)造對產(chǎn)量的控制作用, 但若以此來解釋構(gòu)造與產(chǎn)量之間的關(guān)系則又非常困難, 尤其對煤層氣藏而言, 因為在煤層氣藏中, 傳統(tǒng)構(gòu)造機制所起的作用還有待證實, 而煤層氣的經(jīng)濟開采則主要取決于能否有效地降低儲層的壓力。 Deerlick Creek氣田的氣、水產(chǎn)量格局表明正斷層的發(fā)育使煤層氣藏分塊發(fā)育, 如異常高產(chǎn)水、氣區(qū)集中在Holt Lake

23、和Franklin Hill半地塹上, 表明該區(qū)儲層滲透性增強, 同時也說明, 氣、水分布是不均勻的。因此, 對每一口井的產(chǎn)氣、水情況就很難預測。但我們懷疑, 有可能半地塹本身就比整地塹和地壘條件優(yōu)越, 例如在Franklin Hill半地塹的西部靠近斷層井的氣、水產(chǎn)量就很低, 當然不排除原部分原因是因為該區(qū)煤級較低, 另外據(jù)Wang(1990)的研究, 由于拉張作用造成的滲透率增加在整地塹的深層最顯著, 這樣一來, 我們還需要進一步做工作才能確定出斷層切割煤層氣田中氣井產(chǎn)量的預測模板。 在Cedar Cove氣田, 西北向長條狀發(fā)育的異常高產(chǎn)氣、水帶似乎與逆牽引背斜的發(fā)育相關(guān)(圖4)。正斷層

24、系的上盤逆牽引背斜發(fā)育處形成局部拉張應力場, 因此可能是煤層氣勘探的重要目標區(qū)。圖區(qū)北部的異常高產(chǎn)氣區(qū)的格局表明斷裂的分割作用局部有效, 而在南部的零散分布的高產(chǎn)區(qū)則與次級背斜和向斜彎曲有關(guān), 這說明彎曲作用造成了滲透率增大, 對產(chǎn)氣有利。Decker等人1989年對新墨西哥州圣胡安盆地部分地區(qū)進行研究也顯示 , 彎曲作用與煤層氣儲層中裂隙增加和產(chǎn)量增加有關(guān)。另外, 逆牽引褶皺作用對Cedar Cove氣田現(xiàn)今的應力場分布仍有影響。因為, 北西向高產(chǎn)帶的原地應力仍比鄰區(qū)的低。Cedar氣田中逆牽引背斜發(fā)育處水產(chǎn)量大, 在斷裂群上, 水產(chǎn)量也相當大, 這也說明這些區(qū)域地層滲透率高。Clayton

25、等人(1994年)檢測到Oak Grove氣田西部一條斷層上有大量氣體冒出, 可見斷層在黑勇士盆地也是流體流動的有效通道。 圖4 阿拉巴馬州煤層中構(gòu)造控制氣產(chǎn)量的概念模型在Gurnee氣田, 峰值產(chǎn)量大于2830m/d的井集中分布于Woods Creek背斜和Dry Creek向斜中, 這說明擠壓褶皺也可能影響氣產(chǎn)量。但為什么這些高產(chǎn)井集中在西部的構(gòu)造向上傾沒部位呢?一種可能是:褶皺和斷裂作用增大了地層的曲率和滲透性, 但解釋不了為什么產(chǎn)水量卻很少。另一種可能是:在地質(zhì)歷史過程中, 氣體不斷向構(gòu)造上傾末端擴散的結(jié)果。確實, 盆地經(jīng)過多期埋藏、隆升、生氣過程中已發(fā)生氣體運移。但在該氣田西南部氣、

26、水產(chǎn)量也很高似乎與褶皺作用無關(guān), 盡管如此, 其中一些井的產(chǎn)量與該盆地中其他異常高產(chǎn)井不相上下, 因此, 對Gurnee氣田南部200多口井的一部分井進行完井, 可能會有相當?shù)慕?jīng)濟開采前景。 構(gòu)造影響氣體產(chǎn)量的第四種模式我們稱之為絞合式效應(圖4)。這種模式在Oak Grove氣田很成功, 因為在該氣田中, 異常高產(chǎn)井均沿著Sequatchie背斜的脊部隆起與寬緩的構(gòu)造后翼之間的一個小向斜分布。該向斜曲率較大, 且其軸部的地層水鹽度低, 這說明裂縫滲透性增強。象shaw等人1994年在加利福尼亞州Borderland所做的工作一樣, 繪出褶皺鉸合線平面分布圖, 可能有助于準確地選定煤層氣鉆控遠

27、景區(qū)。7 結(jié) 論 用面積平衡法研究表明阿拉巴馬州煤層氣田中廣泛發(fā)育拉張和擠壓成因的薄皮構(gòu)造。構(gòu)造與產(chǎn)量的對比又進一步說明, 這些薄皮構(gòu)造對煤層氣和水的產(chǎn)量影響很大。Deerlick Creek氣田和Cedar Cove氣田的張性構(gòu)造以正斷層及其上盤逆牽引構(gòu)造為代表, 是沿Pottsville組地層下部滑脫形成的。在Cedar Cove氣田, 斷層分割了煤層, 使得兩個半地塹的部分地區(qū)氣、水產(chǎn)量較高；同時, 一個正斷層群西南發(fā)育的逆牽引褶皺顯然使儲層滲透性提高, 從而產(chǎn)出氣、水量有所增加, 但在斷層群內(nèi), 水產(chǎn)量較大, 而氣產(chǎn)量卻不大。 Gurnee和Oak Grove氣田發(fā)育的擠壓褶皺, 主要

28、是翼部旋轉(zhuǎn)形成的擠離褶皺。應用面積平衡法對Gurnee氣田的Woods Creek背斜進行分析表明:該構(gòu)造發(fā)育在Pottsville地層中的一個次級擠離面上。在這兩個氣田中擠離褶皺似乎對產(chǎn)氣量都有影響, 如在Gurnee氣田高產(chǎn)井多集中在Woods Creek背斜及其相鄰的Dry Creek向斜的上傾端。而在Oak Grove氣田, 異常高產(chǎn)氣井呈線形分布在Sequatchie背斜的脊部隆起與構(gòu)造主背翼之間鉸合部位的一個小向斜內(nèi), 這種鉸合效應在Cedar Cove氣田也有所表現(xiàn), 如在該氣田高產(chǎn)水井沿著盆地上傾東南邊緣的一個向斜的軸跡分布。 我們的研究結(jié)果表明, 構(gòu)造圖與面積平衡法是認識構(gòu)造對煤層氣和水產(chǎn)量控制作用非常有效的技術(shù)。這些煤層氣田的構(gòu)造多為薄皮構(gòu)造, 說明Pottsville組地層上部的構(gòu)造并不代表深層構(gòu)造的面貌。事實上, 大多數(shù)水處理井鉆在推測滑 脫面以下, 也正是滑脫面以下這一部位, 在盆地東部有可能找到常規(guī)烴類圈閉。構(gòu)造對煤層氣和水產(chǎn)量的控制表現(xiàn)為構(gòu)造強烈影響著裂縫的分布, 進而影響Pottsvi