[发明专利]综合识别巨厚煤层内部沉积间断面的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种一套煤岩煤质特征、微量元素分析、测井数据处理等方面综合识别巨厚煤层内部沉积间断面的方法，尤其适用原地堆积巨厚煤层内部沉积间断面的识别。

背景技术

在煤层厚度分类中，单层厚度大于8m的煤层称为“巨厚煤层”(杨起，韩德馨，1979)。世界范围内发现了许多厚度巨大的煤层，比如中国二连盆地胜利煤田的单煤层厚度244.7m，苏联齐良宾煤田科尔金矿区单煤层厚度200m等。众所周知，从泥炭到煤层的演化过程中是不断压实和生烃的过程，物质不断减少、压实，表现为厚度不断减小，压缩比例大约为11:1(Thomas，1980)。据此，形成单层厚度大于8m的巨厚煤层，需要的单层泥炭厚度至少为88m；那么，形成单层厚度244.7m的煤层，则需要单层泥炭厚度2691.7m。目前，世界上最厚的单层泥炭厚度约20m(Bruenig，1990)，这个厚度远远不足以形成厚度巨大的煤层，这也是对“将今论古”地质思想的巨大挑战。因此，巨厚煤层的成因机制长期以来一直是煤地质学研究的热点和难点。

Jarrettetal.(2011)认为，长期以来人们对巨厚煤层的成因普遍存在一个误解，即认为“巨厚煤层是由一个古泥炭沼泽体形成的，且为连续、等时的泥炭聚积记录。”实际上，巨厚煤层中存在许多不同类型的间断面(hiatalsurfaces)，根据煤岩煤质特征可以识别出暴露间断面(“exposure”hiatalsurface)和淹没间断面(“drowing”hiatalsurface)(Jerrettetal.，2011)，或者划分出非有机质层段(inorganicparting)、氧化层段(oxidizedparting)和降解-非氧化有机层段(degradativenon-oxidizedorganicparting)(Sheareretal.，1994)；可见，巨厚煤层的形成是由多个煤层和间断面叠加而成的复合体，即在同一地区曾经间断的发育过多期古泥炭沼泽，多个古泥炭体相互叠置，并最终形成巨厚煤层(Sheareretal.，1994；Jerrettetal.，2011)。

巨厚煤层中沉积间断面的存在，使我们认识到巨厚煤层是由多个古泥炭沼泽体和间断面组成的复合体，每个古泥炭沼泽体代表一期连续沉积的古泥炭沼泽；古泥炭沼泽间的演化则形成了不同类型的沉积间断面。这些认识很好的解释了巨厚煤层的形成过程，帮助我们用“将今论古”的地质思想解释现代和古代的泥炭沼泽发育，也解释了现今单层泥炭厚度远远不足以形成巨厚煤层的矛盾。

现有的识别巨厚煤层内部沉积间断面的方法，主要依靠野外密集采样和大量样品定量的煤岩煤质测试分析，即在暴露间断面/氧化层段处，表现为惰质组、壳质组和矿物质体积百分含量较高、镜惰比较小；在淹没间断面/降解-非氧化有机层段，镜质组体积百分含量较高，惰质组、壳质组和矿物质体积百分含量较低、镜惰比较大。

目前，世界范围内对巨厚煤层内部间断面的研究非常薄弱，仅有两位学者发表论文论述过该方面的研究(Sheareretal.，1994；Jerrettetal.，2011)，且均依靠密集的煤层取样和定量的煤岩煤质测试数据进行定性的识别。

单一的方法识别出的结果其可靠性值得商榷，且需要依靠野外密集采样和大量实验测试，采样条件苛刻、测试成本高，存在诸多限制条件。

除此之外，目前世界范围内没有进一步的研究成果公布。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供了一套综合识别巨厚煤层内部沉积间断面的方法；该方法综合采用煤岩煤质分析、微量元素分析、碳同位素分析、一维连续小波变换、米兰科维奇旋回识别五个参数，综合识别巨厚煤层内部的沉积间断面，识别结果可靠性高，且可以定量描述其可靠性；当某些参数条件难以具备时，可以依靠其它参数进行识别，识别方法方便灵活，具有较好的实用性。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种综合识别巨厚煤层内部沉积间断面的方法，包括以下步骤：

A.资料准备

1)巨厚煤层按照一定间距自下而上系统密集采样，各样品分别进行煤岩煤质测试、微量元素测试和有机质稳定碳同位素测试；

2)系统收集巨厚煤层层位的测井数据；

B.沉积间断面识别

1)依据样品的煤岩煤质测试、微量元素测试和有机质稳定碳同位素测试数据，分别用煤岩煤质组分判别法、特征微量元素判别法、有机质稳定碳同位素判别法进行沉积间断面识别，并得出识别结果；