綜合識(shí)別巨厚煤層內(nèi)部沉積間斷面的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種一套煤巖煤質(zhì)特征、微量元素分析、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理等方面綜合識(shí) 別巨厚煤層內(nèi)部沉積間斷面的方法，尤其適用原地堆積巨厚煤層內(nèi)部沉積間斷面的識(shí)別。
【背景技術(shù)】
[0002] 在煤層厚度分類中，單層厚度大于8m的煤層稱為"巨厚煤層"（楊起，韓德馨， 1979)。世界范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)了許多厚度巨大的煤層，比如中國(guó)二連盆地勝利煤田的單煤層厚度 244. 7m，蘇聯(lián)齊良賓煤田科爾金礦區(qū)單煤層厚度200m等。眾所周知，從泥炭到煤層的演化 過程中是不斷壓實(shí)和生控的過程，物質(zhì)不斷減少、壓實(shí)，表現(xiàn)為厚度不斷減小，壓縮比例大 約為11:1 (Thomas, 1980)。據(jù)此，形成單層厚度大于8m的巨厚煤層，需要的單層泥炭厚度至 少為88m;那么，形成單層厚度244. 7m的煤層，則需要單層泥炭厚度2691. 7m。目前，世界上 最厚的單層泥炭厚度約20m度ruenig，1990)，運(yùn)個(gè)厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足W形成厚度巨大的煤層，運(yùn) 也是對(duì)"將今論古"地質(zhì)思想的巨大挑戰(zhàn)。因此，巨厚煤層的成因機(jī)制長(zhǎng)期W來一直是煤地 質(zhì)學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0003]Jarrettetal. (2011)認(rèn)為，長(zhǎng)期W來人們對(duì)巨厚煤層的成因普遍存在一個(gè)誤 解，即認(rèn)為"巨厚煤層是由一個(gè)古泥炭沼澤體形成的，且為連續(xù)、等時(shí)的泥炭聚積記錄。"實(shí) 際上，巨厚煤層中存在許多不同類型的間斷面化iatalSU計(jì)aces),根據(jù)煤巖煤質(zhì)特征可 W識(shí)別出暴露間斷面（"exposure"hiatalsu;rface)和淹沒間斷面（"化owing"hiatal su;rface)Qerrettetal. ,2011)，或者劃分出非有機(jī)質(zhì)層段（inorganicparting)、氧化 層段（oxidizedparting)和降解-非氧化有機(jī)層段（degradativenon-oxidizedorganic parting)(Neareretal.，1994);可見，巨厚煤層的形成是由多個(gè)煤層和間斷面疊加而成 的復(fù)合體，即在同一地區(qū)曾經(jīng)間斷的發(fā)育過多期古泥炭沼澤，多個(gè)古泥炭體相互疊置，并最 終形成巨厚煤層（Sheareretal. ,1994Jerrettetal. ,2011)。
[0004] 巨厚煤層中沉積間斷面的存在，使我們認(rèn)識(shí)到巨厚煤層是由多個(gè)古泥炭沼澤體和 間斷面組成的復(fù)合體，每個(gè)古泥炭沼澤體代表一期連續(xù)沉積的古泥炭沼澤；古泥炭沼澤間 的演化則形成了不同類型的沉積間斷面。運(yùn)些認(rèn)識(shí)很好的解釋了巨厚煤層的形成過程，幫 助我們用"將今論古"的地質(zhì)思想解釋現(xiàn)代和古代的泥炭沼澤發(fā)育，也解釋了現(xiàn)今單層泥炭 厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足W形成巨厚煤層的矛盾。
[0005] 現(xiàn)有的識(shí)別巨厚煤層內(nèi)部沉積間斷面的方法，主要依靠野外密集采樣和大量樣品 定量的煤巖煤質(zhì)測(cè)試分析，即在暴露間斷面/氧化層段處，表現(xiàn)為惰質(zhì)組、殼質(zhì)組和礦物質(zhì) 體積百分含量較高、鏡惰比較小；在淹沒間斷面/降解-非氧化有機(jī)層段，鏡質(zhì)組體積百分 含量較高，惰質(zhì)組、殼質(zhì)組和礦物質(zhì)體積百分含量較低、鏡惰比較大。
[0006]目前，世界范圍內(nèi)對(duì)巨厚煤層內(nèi)部間斷面的研究非常薄弱，僅有兩位學(xué)者發(fā)表論 文論述過該方面的研究（Sheareretal.，1994Jerrettetal. ,2011)，且均依靠密集的 煤層取樣和定量的煤巖煤質(zhì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行定性的識(shí)別。
[0007] 單一的方法識(shí)別出的結(jié)果其可靠性值得商権，且需要依靠野外密集采樣和大量實(shí) 驗(yàn)測(cè)試，采樣條件苛刻、測(cè)試成本高，存在諸多限制條件。
[0008] 除此之外，目前世界范圍內(nèi)沒有進(jìn)一步的研究成果公布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一套綜合識(shí)別巨厚煤層內(nèi)部 沉積間斷面的方法；該方法綜合采用煤巖煤質(zhì)分析、微量元素分析、碳同位素分析、一維連 續(xù)小波變換、米蘭科維奇旋回識(shí)別五個(gè)參數(shù)，綜合識(shí)別巨厚煤層內(nèi)部的沉積間斷面，識(shí)別結(jié) 果可靠性高，且可W定量描述其可靠性；當(dāng)某些參數(shù)條件難W具備時(shí)，可W依靠其它參數(shù)進(jìn) 行識(shí)別，識(shí)別方法方便靈活，具有較好的實(shí)用性。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0011] 一種綜合識(shí)別巨厚煤層內(nèi)部沉積間斷面的方法，包括W下步驟：
[001引A.資料準(zhǔn)備
[0013] 1)巨厚煤層按照一定間距自下而上系統(tǒng)密集采樣，各樣品分別進(jìn)行煤巖煤質(zhì)測(cè) 試、微量元素測(cè)試和有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定碳同位素測(cè)試；
[0014] 2)系統(tǒng)收集巨厚煤層層位的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)；
[001引B.沉積間斷面識(shí)別
[0016] 1)依據(jù)樣品的煤巖煤質(zhì)測(cè)試、微量元素測(cè)試和有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定碳同位素測(cè)試數(shù)據(jù)，分 別用煤巖煤質(zhì)組分判別法、特征微量元素判別法、有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定碳同位素判別法進(jìn)行沉積間 斷面識(shí)別，并得出識(shí)別結(jié)果；
[0017] (2)對(duì)巨厚煤層補(bǔ)償中子測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)一維連續(xù)小波變換判別法分析，識(shí)別沉積間斷 面，得出分析結(jié)果；
[0018] (3)對(duì)巨厚煤層的自然伽馬測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行米蘭科維奇旋回判別法分析：如果不能 識(shí)別出米蘭科維奇旋回，則不使用該方法；如果能識(shí)別出米蘭科維奇旋回，則分別計(jì)算巨厚 煤層中包含的歲差、斜率、偏屯、率控制的煤沉積旋回的厚度和個(gè)數(shù)；
[0019] C.識(shí)別結(jié)果處理
[0020] 1)不能識(shí)別出米蘭科維奇旋回的情況
[0021] 將煤巖煤質(zhì)組分判別法、特征微量元素判別法、有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定碳同位素判別法、測(cè)井 數(shù)據(jù)一維連續(xù)小波變換判別法識(shí)別的沉積間斷面結(jié)果，按照賦值標(biāo)準(zhǔn)分別賦值，測(cè)井?dāng)?shù)據(jù) 進(jìn)行米蘭科維奇旋回判別法賦值均為0,得出各沉積間斷面的總得分，進(jìn)而得到各沉積間斷 面的可靠程度；
[0022] 2)能識(shí)別出米蘭科維奇旋回的情況
[0023] 將煤巖煤質(zhì)組分判別法、特征微量元素判別法、有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定碳同位素判別法、測(cè)井 數(shù)據(jù)一維連續(xù)小波變換判別法識(shí)別的沉積間斷面結(jié)果，按照賦值標(biāo)準(zhǔn)分別賦值；
[0024] 計(jì)算巨厚煤層中受米蘭科維奇旋回的歲差、斜率和偏屯、率控制的煤沉積旋回的個(gè) 數(shù)，與煤巖煤質(zhì)組分判別法、特征微量元素判別法、有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定碳同位素判別法、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù) 一維連續(xù)小波變換判別法識(shí)別的沉積間斷面所限定的旋回個(gè)數(shù)相比較.
[00巧]如果巨厚煤層中歲差、斜率和偏屯、率3個(gè)參數(shù)發(fā)育的煤沉積旋回?cái)?shù)有一個(gè)與煤巖 煤質(zhì)組分判別法、特征微量元素判別法、有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定碳同位素判別法、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)一維連續(xù)小 波變換判別法中的某一種方法識(shí)別結(jié)果相似，則與之對(duì)應(yīng)的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行米蘭科維奇旋回 判別法賦值均為1，得出各沉積間斷面的總得分，進(jìn)而得到各沉積間斷面的可靠程度；
[0026] 如果巨厚煤層中歲差、斜率和偏屯、率3個(gè)參數(shù)發(fā)育的煤沉積旋回?cái)?shù)與煤巖煤質(zhì)組 分判別法、特征微量元素判別法、有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定碳同位素判別法、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)一維連續(xù)小波變換 判別法的識(shí)別結(jié)果均不相似，則測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行米蘭科維奇旋回判別法賦值均為0,得出各沉 積間斷面的總得分，進(jìn)而得到各沉積間斷面的可靠程度。
[0027] 所述步驟A中1)的一定間距為：當(dāng)煤層厚度小于等于50米時(shí)，間距為0. 2-0. 5m， 當(dāng)煤層厚度超過50m，采樣間距擴(kuò)大到Im;如果采樣前能識(shí)別出米蘭科維奇旋回，則保證歲 差控制的煤沉積旋回厚度內(nèi)采樣數(shù)不少于3個(gè)。
[0028] 所述煤巖煤質(zhì)組分判別法具體識(shí)別方法為：水進(jìn)型間斷面表現(xiàn)為"兩高一低"，水 退型間斷面表現(xiàn)為"兩高=低"；由于不同地區(qū)成煤地質(zhì)環(huán)境、成煤物質(zhì)類型等差異均較大， 難W確定一個(gè)絕對(duì)的"高"與"低"的標(biāo)準(zhǔn)值，只能確定大致范圍，即"兩高一低"指高鏡質(zhì)組 體積百分含量巧0%、高鏡惰比〉1，低惰質(zhì)組體積百分含量巧0% -高兩低"指高惰質(zhì)組 體積百分含量巧〇%，低鏡惰比<1、低鏡質(zhì)組體積百分含量巧0% ;無機(jī)礦物組分體積百分 含量與間斷面類型沒有必然的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但在間斷面處往往表現(xiàn)為相對(duì)的高值或低值，受 成煤期碎屑物質(zhì)供應(yīng)的影響，其體積百分含量高低沒有具體標(biāo)準(zhǔn)值，而是與其上部、下部的 測(cè)試點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行定性比較的高低定義為高值或低值。
[0029] 所述鏡惰比是煤中鏡質(zhì)組/惰質(zhì)組體積百分含量的比值大小。