湘西北常页1井下寒武统牛蹄塘组页岩气储层特征

第２７卷１期　

２０１５年１月　

ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７４—１８０３．２０１５．０１．Ｏ７　

中国煤炭地质　

Ｖｏ１．２７　Ｎｏ．０１　

Ｃ０ＡＬ　ＧＥＯＬ０ＧＹ　０Ｆ　ＣＨＩＮＡ　

Ｊａｎ．　２０１５　

文章编号：１６７４—１８０３（２０１５）Ｏ１—００３１—０９　

湘西北常页１井下寒武统牛蹄塘组页岩气储层特征　

何伟　，张金川　。，李莉　，蒲浩　

（１．四川省煤田地质工程勘察设计研究院，四川成都６１００７２；２．中国地质大学（北京）能源学院，北京１０００８３；　

３．海相储层演化与油气富集规律教育部重点实验室页岩气勘查与评价国土资源部重点实验室，北京１０００８３；４．中国石油西南　

油气田公司勘探开发研究院，四川成都６１００４１；５．四川省地质矿产勘查开发局１０９地质队，四川成都６１０１００）　

摘要：湘西北常页１井为目前国内钻遇海相页岩层段厚度最大的调查井，其下寒武统牛蹄塘组页岩厚度约７００ｍ。　

该套页岩组合以粉砂质页岩、粉砂质页岩夹泥岩、炭质页岩、泥灰岩、钙质页岩、含炭钙质页岩、细晶灰岩、硅质页岩　

为主，见钙质结核及黄铁矿条带。其底部２００ｍ以富有机质炭质页岩为主，石英、长石和黄铁矿总量平均为４１．９％，　

粘土矿物含量平均为２７．９％，方解石和白云石含量平均为８．７％，与美国典型页岩储层相似。牛蹄塘组页岩有机碳　

含量底部为３．９％～１７．６％，上部为０．３％　２．１％；平均孔隙度为１．５７％，平均渗透率为０．００４ｘ１０　ｍ　。氩离子抛光扫　

描电镜下页岩微孔隙主要包括矿物晶间（溶）孔、晶间隙、晶内孔，有机质内微孔和微裂缝等。根据比表面一孔径分　

析，页岩孔喉中值半径最大为６．６ｎｍ，平均为５．５ｎｍ。综合研究认为牛蹄塘组海相页岩储气能力与孔隙体积、孔隙　

度、矿物成分、ＴＯＣ等均有着一定的关系，其中有机碳含量是影响页岩含气量的最主要因素，其次是石英含量、粘土　

矿物含量、黄铁矿含量、比表面积和ＢＪＨ总孔体积。利用多元线性回归法，建立了常页１井牛蹄塘组页岩含气量地　

质模型。　

关键词：常页１井；牛蹄塘组；储层特征；含气性；含气量地质模型　

中图分类号：Ｐ６１８．１３０．２１　文献标识码：Ａ　

Ｌｏｗｅｒ　Ｃａｍｂｒｉａｎ　Ｓｅｒｉｅｓ　Ｎｉｕｔｉｔａｎｇ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｈａｌｅ　Ｇａｓ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｉｎ　

Ｃｈａｎｇｙｅ　Ｎｏ．１　Ｗｅｌｌ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｈｕｎａｎ　

Ｈｅ　Ｗｅｉ　．Ｚｈａｎｇ　Ｊｉｎｃｈｕａｎ　，３　Ｌｉ　Ｌｉ　ａｎｄ　Ｐｕ　Ｈａｏ　

（１．Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｃｏａｌ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ　６１００７２；２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　

Ｅｎｅｒｇｙ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣＵＧＢ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３；３．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｍａｒｉｎｅ　Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ　Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｍｉｎｉｓｔｙｒ　

ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｓｈａｌｅ　Ｇａｓ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｌａｎｄ　ａｎｄ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３；４．Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　

ａｎｄ　Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｏｉｌ　ａｎｄ　Ｇａｓ　Ｆｉｅｌｄｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ，ＣＮＰＣ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ　６１００４１；５．Ｎｏ．１０９　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　

Ｔｅａｍ，Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，Ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ　６１０１００）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　Ｃｈａｎｇｙｅ　Ｎｏ．１　ｗｅｌｌ　ｉｓ　ａｎ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｗｅｌｌ　ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｅｄ　ｔｈｉｃｋｅｓｔ　ｍａｒｉｎｅ　ｓｈａｌｅ　ｓｅｃｔｏｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｕｎｔｙｒ　ａｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｆ　

ｉｔｓ　ｌｏｗｅｒ　Ｃａｍｂｒｉａｎ　Ｎｉｕｔｉｔａｎｇ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｈａｌｅ　ｉｓ　ａｂｏｕｔ　７００ｍ．Ｔｈｅ　ｓｈａｌｅ　ａｓｓｅｍｂｌａｇｅ　ｉｓ　ｍａｉｎｌｙ　ｓｉｌｔｙ　ｓｈａｌｅ，ｓｉｌｔｙ　ｓｈａｌｅ　ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　

ｍｕｄｓｔｏｎｅ，ｃａｒｂｏｎａｃｅｏｕｓ　ｓｈａｌｅ，ｍａｒｌ，ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ　ｓｈａｌｅ，ｃａｒｂｏｎ　ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ　ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ　ｓｈａｌｅ，ａｐｌｉｔｉｃ　ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ，ａｎｄ　ｓｉｌｉｃｅｏｕｓ　ｓｈａｌｅ，ｓｅｅ　ａｌ—　

ｓｏ　ｃａｌｃａｒｅｏｕｓ　ｃｏｎｃｒｅｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｐｙｒｉｔｅ　ｂａｎｄｓ．Ｔｈｅ　ｂｏｔｔｏｍ　２００ｍ　ｐａｒｔ　ｉｓ　ｍａｉｎｌｙ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ　ｒｉｃｈ　ｃａｒｂｏｎａｃｅｏｕｓ　ｓｈａｌｅ，ｉｔｓ　ｔｏｔａｌ　ｑｕａｒｔｚ，　

ｆｅｌｄｓｐａｒ　ａｎｄ　ｐｙｒｉｔｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｉｓ　４１．９％，ａｖｅｒａｇｅ　ｃｌａｙ　ｍｉｎｅｒａｌｓ　ｃｏｎｔｅｎｔ　２７．９％，ａｖｅｒａｇｅ　ｃａｌｃｉｔｅ，ｄｏｌｏｍｉｔｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　８．７％，ｓｉｍｉｌａｒ　ｔｏ　

ｔｈｅ　ｔｙｐｉｃａｌ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　ｓｈａｌｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ．Ｏｒｇａｎｉｃ　ｃａｒｂｏｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　Ｎｉｕｔｉｔａｎｇ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｈａｌｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ｐａｒｔ　ｉｓ　３．９％－１７．６％．ｕｐｐｅｒ　ｐａｒｔ　

Ｏ．３％－２．１％；ａｖｅｒａｇｅ　ｐｏｒｏｓｉｔｙ　１．５７％，ａｖｅｒａｇｅ　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　０．Ｏ０４ｘ　１０。　ｍ。．Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ａｒｇｏｎ　ｉｏｎ　ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏ—　

ｓｃｏｐｅ，ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｐｏｒｅｓ　ｉｎ　ｓｈａｌｅ　ｉｎｃｌｕｄｅ　ｍａｉｎｌｙ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｉｎｔｅｒｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ（ｓｏｌｕｔｉｏｎ）ｐｏｒｅ，ｉｎｔｅｒｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｓｐａｃｅ，ｐｏｒｅ　ｉｎ　ｃｒｙｓｔａｌ，ｍｉｃｒｏｐｏｒｅ　

ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｆｉｓｓｕｒｅ　ｉｎ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍａｔｔｅｒ　ｅｔｃ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｐｅｃｉｉｆｃ　ｓｕｒｆａｃｅ—ｐｏｒｅ　ｓｉｚｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｍａｘｉｍｕｍ　ｓｈａｌｅ　ｐｏｒｅ　ｔｈｒｏａｔ　ｍｅｄｉａｎ　ｒａｄｉｕｓ　ｉｓ　

６．６ｎｍ．ａｖｅｒａｇｅ　５．５ｎｍ．Ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｈａｓ　ｓｈｏｗｎ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｎｉｕｔｉｔａｎｇ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍａｒｉｎｅ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｓｔｏｒａｇｅ　

ｃａｐａｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｐｏｒｅ　ｖｏｌｕｍｅ，ｐｏｒｏｓｉｔｙ，ｍｉｎｅｒａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＴＯＣ　ｅｔｃ．，ｉｎ　ｗｈｉｃｈ，ｏｒｇａｎｉｃ　ｃａｒｂｏｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｄｏｍｉｎａｔｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒ　ｉｍｐａｃｔｉｎｇ　

ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｃｏｎｔｅｎｔ，ｆｏｌｌｏｗｅｄ　ｂｙ　ｑｕａｒｔｚ，ｃｌａｙ　ｍｉｎｅｒａｌ，ｐｙｒｉｔｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎｄ　ＢＪＨ　ｔｏｔａｌ　ｐｏｒｅ　ｖｏｌｕｍｅ．Ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｌｉｎ—　

ｅａｒ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，ａ　Ｃｈａｎｇｙｅ　Ｎｏ．１　ｗｅｌｌ　Ｎｉｕｔｉｔａｎｇ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｓｅｔ　ｕｐ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｈａｎｇｙｅ　Ｎｏ．１　ｗｅｌｌ；Ｎｉｕｔｉｔａｎｇ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｇａｓ—ｂｅａｒｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｇａｓ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　

基金项目：国家自然科学基金（４１１０２０８８）。　

０前言　

作者简介：何伟（１９８７一），男，硕士研究生，四川省煤田地质工程勘　

湖南省长期缺乏油气资源，虽然一直在进行油　

察设计研究院，从事非常规油气及资源评价方面研究。　

气勘探开发工作，但未获得突破性进展。资源的匮　

收稿日期：２０１４—０８—１４　

责任编辑：唐锦秀　

乏极大地阻碍了湖南省的社会和经济发展。已有研　

３２　

中国煤炭地质　第２７卷　

究显示，湖南省具有较好的页岩气勘探开发前景，这　

给湖南油气勘探开发带来了一片曙光。尽快勘探开　

发页岩气资源，可以改变湖南油气缺乏的窘迫局面，　

中国华电集团页岩气分公司于２０１２年９月在　

湖南常德石板滩镇钻探的页岩气浅井一常页１井，为　

目前国内钻遇海相页岩层段厚度最大的调查井，其　

提高湖南的能源安全，同时用页岩气代替煤炭的使　

页岩钻遇厚度约７００ｍ。如此巨厚的页岩沉积对研　

用减少了ＣＯ　排放，不但降低大气污染，而且改变湖　

究中国海相页岩具有十分重要的意义ｆ图１１。钻遇　

南的能源结构，还有助于周围地区的工业发展，具有　地层主要为下寒武统清虚洞组、牛蹄塘组和震旦系　

十分重要的战略意义－－　。　

灯影组。通过对常页１井的岩心和岩屑观察，采用　

湘西北地区的西北部下寒武统牛蹄塘组黑色页　

阴极发光、有机碳测试、岩石热解、ｘ一衍射矿物分　

析、物性测试、比表面一孔径分析、氩离子抛光、现场　

岩沉积厚度大，一般厚度为１００—３００ｍ，受沉积相带　

控制，由北西至南东厚度逐渐变薄。已有研究表明，　

页岩有机碳含量高、有机质成熟度高、含气量较高，　

具有很好的页岩气勘探开发潜力。　

解吸等实验方法，从矿物组合、成岩演化程度、有机　

质类型与丰度及有机质热演化程度、含气量等方面　

对该套页岩的储层特征进行初步探讨。　

娩　蛆　岩性拄　ＧＲ（ＡＰ！、　岩性描述　

ＩＱ　２　

沉糨栩　地廖层序　

相　受相　二援　互级　旋罔　

—：　

：　

，　粉砂质页岩　

波　

钙质蕊辔，　

■　‘Ｏｎ—：　

＿二　

：　

：　

嶷厦页岩　

互层　

瑞　木　织　

瑶　

圈　ＴＯ　＿二：　

：　

：　

、

细品袭岩　

钙质页岩　

耪砂质　

硪岩　

√　ｍｍ　

序　

『ｖ　

陆　

下　ＳＯ　

毫　

武　

统　

率　吣

：　

－＝　

＝：　

：　

棚　

衄　

屡　

棚　ｌＩ　

翕　、）　

奠糖　＿　＿　：　

蛆　

＿＝　

：　

：　

黑色硪岩　潍　

１０ａ　：　

ｌ

—、硅质页岩　　

　耪砂硒厦者、　

永

：　粉砂艟硪臀　

赫　

ｌＪＯｎ＝　

：　

泛　

■　

１２　

：　凝醺璇岩　相　棚　

屡　

序　

缀　

蒜色碱岩　ｌＩｊ　

粉砂质强鞋、　

硅质炙岩　

：　

：　

：　

一

炭疆－贞岩　

硅威斑岩　

一　

粉砂质页岩、　

爨色页岩　

硅埂岩　

潮　

Ｉ３　

：　

嚣　经　级　

坪　

屡　

榭　坪　

Ｉ　

序　

ＩＪ　

——　

：　

图１常页１井位置及牛蹄塘组泥页岩储层综合柱状图　

Ｆｉｇｕｒｅ　１　Ｃｈａｎｇｙｅ　Ｎｏ．１　ｗｅｌｌ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｃｏｌｕｍｎ　ｏｆ　Ｎｉｕｔｉｔａｎｇ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　

１地质概况　

研究区构造位置居于扬子准地台东南缘上扬子　

台褶带与江南地轴结合部位的武陵褶断束内，常德　

地区主要以北东东构造和北北东向构造为主。在地　

北北东向断层割切。　

２岩性特征　

２．１岩石学特征　

通过录井资料和岩心观察，牛蹄塘组岩石主要　

类型为粉砂质页岩、粉砂质页岩夹泥岩、炭质页岩、　

层分区上，隶属于扬子区和江南区的过渡地带，主要　

由元古宇板溪群与下古生界组成。太阳山背斜呈北　

北东向展布，轴向北２０。～３０。东，轴部露出下板溪　

群，东翼被第四系覆盖，常页１井位于太阳山背斜西　

翼。从钻探蒿子港钻孔揭露为上板溪群圆，西翼由　

泥灰岩、含粉砂质页岩、钙质页岩、白云质灰岩，角砾　

状白云质灰岩、粗晶灰岩、角砾状灰岩、含炭钙质页　

岩、细晶灰岩、砾屑灰岩、硅质页岩，其中以粉砂质页　

岩和炭质页岩为主。对页岩进行阴极发光鉴定，结　

果显示岩石主要由石英、长石、粘土、有机质、粉砂级　

上板溪群与下古生界组成。虽然西翼被第四系覆盖　

甚多，由零星露头可看出为一比较完整的单斜，其走　

向在太阳山、金顶山一带略有弯曲，大体为北２０。东　

左右。背斜东北端被次级褶皱复杂化，在白云山一　

带出露震旦、寒武系，岩层走向变为北东东向，并受　

的石英、长石、交代成因的方解石、白云石及黄铁矿　

组成ｆ图２）。　

２．２矿物学特征　

根据粘土矿物及全岩ｘ一射线衍射分析，常页１　

１期　何伟，等：湘西北常页１井下寒武统牛蹄塘组页岩气储层特征　３７　

０　

●　

■　

ｒ　

缸　

●　

■　

抽　

Ｉ－∞．＾｜／■　扣　

图９含气量与有效孔隙度、中孔体积及矿物成分关系图　

Ｆｉｇｕｒｅ　９　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｇａｓ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｐｏｒｏｓｉｔｙ，ｍｅｓｏｐｏｒｅ　ｖｏｌｕｍｅ　ａｎｄ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　

由页岩含气量与ＴＯＣ、有效孔隙度、碎屑矿物、　

伊利石、中孔体积和石英的相关关系可以看出，ＴＯＣ　

５．２含气量地质模型　

本文应用ＳＰＳＳ统计软件进行变量间的相关性　

大于２％、石英含量大于４０％时，含气量增加较明显，　

根据这几个参数的关系，得到了常页１井含气量的　

有利层段为ｌ　１００　１　２５０ｍ（图１０）。　

统　组　岩性柱　深度　ＧＲ（ＡＰＩ）　

（ｍ）　１０　２５０　

分析，得到各参数与含气量之间的相关系数，相关系　

数较小的参数对页岩含气量影响太小，将其剔除忽　

略不计。剩余主要影响参数包括：有机碳含量、石英　

粘士矿物（％）　石英（　）　

－　５０　０　＾　５０　０　

岩性描述　

０　

Ｔ０Ｃ（％）　

・　２０　２　

Ｒｏ（％）　

▲　

长石（％）　

－　

ＢＥＴ比袁面　息古气量　

５　０　５０　０　

（ｍ　／ｔ）　

１５　

ｏ　（ｍ　￡Ｊ　３　

＾　

麓　藕塞　毛　粉砂质页岩　

毛　

粉砂质ｌ砸岩　

ｋ

．　

．　

一　６００－二　≤‘　钙质页岩

、　

凝质页糟　Ｆ．‘　

互层　

●　

ｌ　曩　７０Ｏ－二　

争　

争　

ｌｌＬ

—一

细晶灰岩　

、

’　

　●

●　

一　

钙质页岩　

８００　

粉砂质　

页岩　

　｝

下　牛　９０Ｏ　；　硅质页岩　：　

－　

寒武　霪　ｌ　

统　

组　

１Ｏ０ｎ＿＝　

—曹｝　黑　色页岩　ｌ●　

；　一硅质页岩粉砂质页岩、：　・　

；　粉砂质蕊岩　・’：：　　

Ｉ・　

Ｌ　

●　

・　●●　

●●　

●　

●

●　

ｌｌ０ｑ一＝　：专　黑色页岩　

｛　

｛　（　

￡　

●　

炭质页辫　

粉砂质页岩、　

硅质页岩　

●●　

　－●　

ｌ２Ｏｎ＿＝　｛　

●　

一　

ｌ３ＯＱ＿＝　

｛　炭质页岩　　

｝　一硅质页岩　

≈　

●

●　

粉砂质页岩、　

黑色页岩　

硅质页岩　

硅质岩　

●　

　：

：　

　●

●　

一

震旦　灯髟　＿　

垃　篁ｌ　

ｔ－・　●　

图１　０常页１井含气量影响参数综合柱状图　

Ｆｉｇｕｒｅ　１０　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｃｏｌｕｍｎ　ｏｆ　Ｃｈａｎｇｙｅ　Ｎｏ．１　ｗｅｌｌ　ｇａｓ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　

３８　

中国煤炭地质　第２７卷　

含量、粘土矿物含量、黄铁矿含量、比表面积和ＢＪＨ　

总孔体积。　

气量的最主要因素，其次是石英含量、粘土矿物含　

量、黄铁矿含量、比表面积和ＢＪＨ总孔体积。利用多　

元线性回归法，建立常页ｌ井牛蹄塘组页岩含气量　

地质模型。　

参考文献：　

【ｌ】肖正辉，杨荣丰，冯涛，等．湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏　

为进一步明确这六个影响因素与页岩吸附气量　

的关系，应用ＳＰＳＳ统计软件进行多元线性回归分　

析，首先将参数进行数据标准化消除参数间量纲影　

响，然后对参数进行聚类分析，找出与吸附气量亲缘　

关系最近的一组参数进行多元线性回归，最后得到　

各参数与含气量之间的线性关系，进而分析各参数　

条件及其勘探潜力分析『Ｊ】．湖南科技大学学报（自然科学版），２０１２，２７　

（１）：ｌ一２．　

对吸附气量的影响大小。　

对实验结果进行多元线性回归得出：常页１井　

牛蹄塘组页岩有机碳含量（ＴＯＣ）、粘土矿物含量　

（Ｃ）、石英含量（Ｑ）、黄铁矿（Ｗ）、ＢＥＴ比表面积（Ｋ）　

和ＢＪＨ总孔体积（Ｐ）与含气量（ｙ）的关系，含气量回　

归地质模型为：　

ｌ，＝１．２７ＩＴＯＣ一０．３２Ｃ＋０．１７９Ｑ一０．４９１Ｋ　

＋０．００８Ｐ＋０．１６５Ｗ　。　

相关性分析认为，页岩有机碳含量、粘土矿物含　

量、石英含量、ＢＥＴ比表面积、ＢＪＨ总孔体积和黄铁　

矿对吸附气量的相关系数分别为０．９３７、０．５８３、　

０．６８１、０．６３５、０．１８２、０．２３６。因此，有机碳含量是影响　

常页１井牛蹄塘组页岩含气量的最主要因素，其次　

是石英含量、粘土矿物含量、黄铁矿含量、比表面积　

和ＢＪＨ总孔体积。这些参数均受沉积环境控制和影　

响，因此常页１井含气量计算公式可推广运用于周　

缘地质条件相似的地区。　

６结论　

ｆ１１常页１井牛蹄塘组页岩为海相深水陆棚沉　

积，岩石类型主要以粉砂质页岩、粉砂质页岩夹泥　

岩、炭质页岩、含粉砂质页岩、钙质页岩为主，笔石发　

育。岩石主要由石英、长石、粘土、有机质、粉砂级的　

石英、长石、交代成因的方解石、白云石及黄铁矿组　

成。　

（２１页岩以有机质孔、有机质裂缝、粒间孔和粒　

内孑Ｌ为主，其次为微裂缝和溶蚀孔洞。微米级孔隙　

一

般在１～３１ｘｍ，微裂缝多为伊利石裂开缝或矿物　

之间裂开微缝。ＢＥＴ比表面积平均为１４．５８９ｍ　／ｇ，变　

化范同较大；孔隙直径平均为５．５ｒｉｍ，孔隙以中孔为　

主，储层为典型的低孑Ｌ低渗储层。，　

ｆ３）页岩的干酪根类型以为Ｉ型为主，总有机碳　

平均含量为０．０３％～１７．６％，平均含量为３．９３％，底　

部２００ｍ富有机质页岩段有机碳含量为１．４２％～　

１７．６％，平均含量为６．５６％。页岩含气量与页岩的总　

有机碳含量呈明显的正相关关系，与有机质热演化　

程度呈微弱正相关。　

（４）有机碳含量是影响常页１井牛蹄塘组页岩含　

Ｘｉａｏ　Ｚ　Ｈ，Ｙａｎｇ　Ｒ　Ｆ，Ｆｅｎｇ　Ｘ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ—ｆｏｒｍｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｅｘ—　

ｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｉｎ　Ｌｏｗｅｒ　Ｃａｍｂｒｉａｎ　Ｎｉｕｔｉｔａｎｇ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ，　

Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｈｕｎａｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｕｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈ—　

ｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ），２０１２，２７（１）：１—２．　

［２１湖南省地质矿产局．湖南省区域地质志ｆＭ１．北京：地质出版社，　

】９８８．　

Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　ｇｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｍｉｎｅｒａｌ　ｏｆ　Ｈｕｎａｎ　ｐｒｏｃｉｎｃｅ．Ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｇｅｏｌｏｇｙ　ｏｆ　

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条件及特征【ＪＪ．石油天然气地质，２０１０，３１（３）：２８８—２９９．　

Ｄｏｎｇ　Ｄ　Ｚ，Ｃｈｅｎｇ　Ｋ　Ｍ，Ｗａｎｇ　Ｙ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｆｏｒｍｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃ－　

ｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｉｎ　ｌｏｗｅｒ　Ｐａｌｅｏｚｏｉｃ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｅｎｔｒａｌ　Ｙａｎｇｔｚｅ　ａｒｅａ，Ｃｈｉ—　

Ｈａ．『　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　ａｎｄ　ｎａｔｕｒａｌ　ｇａｓ　ｇｅｏｌｏｇｙ，２０１０，３　ｌ（３）：２８８—２９９．　

［４１　ＭＡＴＴ　ＭＡＶＯＲ．Ｂａｒｎｅｔｔ　Ｓｈａｌｅ　ｇａｓ—ｉｎ—ｐｌａｃｅ　ｖｏｌｍｎｅ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　

ｓｏｒｂｅｄ　ａｎｄ　ｆｒｅｅ　ｇａｓ　ｖｏｌｕｍｅ［Ｃ］．ＡＡＰＧ　Ｓｏｕｔｈ—ｗｅｓｔ　Ｓｅｃｔｉｏｎ　Ｍｅｅｔｉｎｇ．Ｆｏｒｔ　

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［５］ＭａｒｔｉｎｉＡ　Ｍ，ＷａｈｅｒＬＭ，Ｋｕ　Ｔ　ＣＷ，ｅｔ　ａ１．Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　Ｐ　ｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　

ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇａｓｅｓ　ｉｎ　ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ　ｂａｓｉｎｓ：Ａ　ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃａｓｅ　ｓｔｕｄｙ　

ｒｆｏｍ　ａ　Ｄｅｖｏｎｉａｎ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｐｌａｙ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ　ｂａｓｉｎ［Ｊ］．ＡＡＰＧ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，　

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［７】Ｍｉｌｉｃｉ　Ｒ　Ｃ．Ａｕｔｏｇｅｎｉｃ　ｇａｓ（ｓｅｌｆ　ｓｏｕｒｃｅｄ）ｆｒｏｍ　ｓｈａｌｅｓ：ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ　

ｒｆｏｍ　ｔｈｅ　Ａｐｐａｌａｃｈｉａｎ　ｂａｓｉｎ［Ｍ］．ＨｏｗｅｌｌＤ　Ｇ．Ｔｈｅ　Ｆｕｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｅｎｅｒ￣Ｇａｓ—　

ｅｓ，ＵＳ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ　Ｐａｐｅｒ．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ：ＵＳ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　

Ｓｕｒｖｅｙ，１９９３，１５７０：２５３—２７８．　

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ｔｉｏｎａｌ　Ｏｉｌ　ａｎｄ　Ｇａｓ［Ｍ］．Ｌｏｎｄｏｎ：Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅｃｏｎｏｍｉｓｔ　Ｌｔｄ，１９９８．　

【９］ＳｅｈｏｌｌＭ．Ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ａｎｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｉｓｏｔｏｐ　ｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔｈａｎｅ　

ｆｒｏｍ　ｎａｔｕｒａｌ　ｇａｓｅｓ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｏｒｉｇｉｎｓ［Ｊ］．Ｇｅｏｃｈｉｍｉｃａ　ｅｔ　Ｃｏｓｍｏｃｈｉｎｆｉｃａ　

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【Ｊ１．Ｍｏｄｅｒｎ　ｇｅｏｌｏｇｙ２００３，１７（４）：４６６．　

［１１］张金川，金之钧，袁明生．页岩气成藏机理和分布ｆＪＪ．天然气ｒ业　

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Ｚｈａｎｇ　Ｊｉｎｃｈｕａｎ，Ｊｉｎ　Ｚｈｉｊｕｎ，Ｙｕａｎ　Ｍｉｎｇｓｈｅｎｇ．Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　

ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，２００４，２４（７）：１　５—　

１８．　

［１２］Ｃｕｒｔｉｓ　Ｊ　Ｂ．Ｆｒａｃｔｕｒｅｄ　ｓｈａｌｅ—ｇａｓ　ｓｙｓｔｅｍｓ【Ｃ］．ＡＡＰＧ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，２００２，　

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Ｇｕｎ　Ｊ　Ｈ，Ｚｈｕ　Ｍ　Ｈ，Ｌｉｕ　Ｃ　Ｓ，ｅｔ　ａ１．Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｉ—　

ｄｏｒ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｓａｎｇｚｈｉ—Ｓｈｉｍｅｎ　ＳｙｎｃｌｉｎｏｒｅｌＪｊ．Ｇｅｏｔｅｃｔｏｎｉｃａ　ｅｔ　Ｍｅｔａｌｌｏｇｅ—　

ｎｉａ，２００５，２９（２）：２１５－２２１．　

１期　何伟，等：湘西北常页１井下寒武统牛蹄塘组页岩气储层特征　

ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ：Ｏｋｌａｈｏｍａ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｕｒｖｅｙ　１　１０，２００５，３７—５０．　

３９　

［１３］邹才能，董大忠，王社教，等．中国页岩气形成机理、地质特征及资　

源潜力．石油勘探与开发，２０１０，３７（６）：６４１－６５３．　

Ｃａｉｎｅｎｇ　Ｚｏｕ，Ｄａｚｈｏｎｇ　Ｄｏｎｇ，Ｓｈｅｊｉａｏ　Ｗａｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ－　

ｔｉｃｓ。ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｎｄ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｏｆ　ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ．　

［１６］龙鹏宇，张金川，唐玄，等．泥页岩裂缝发育特征及其对页岩气勘　

探和开发的影响叭天然气地球科学，２０１１，２２（３）：５２５—５３２．　

Ｌｏｎｇ　Ｐ　Ｙ，Ｚｈａｎｇ　Ｊ　Ｃ，Ｔａｎｇ　Ｘ，ｅｔ　ａ１．Ｆｅａｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｍｕｄｄｙ　Ｓｈａｌｅ　Ｆｉｓｓｕｒｅ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　

Ｅｆｆｅｃｔ　ｆｏｒ　Ｓｈａｌｅ　Ｇａｓ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ　Ｇｅｏｓｃｉ—　

Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．２０１０，３７（６）：６４１—６５３．　

［１４］Ｍａｙｏｒ　Ｍａｔｔ．Ｂａｒｎｅｔｔ　Ｓｈａｌｅ　ｇａｓ—ｉｎ—ｐｌａｃｅ　ｖｏｌｕｍｅ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｓｏｒｂｅｄ　

ａｎｄ　ｆｒｅｅ　ｇａｓ　ｖｏｌｕｍｅ：ＡＡＰＧ　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｓｅｃｔｉｏｎ　Ｍｅｅｔｉｎｇ，Ｔｅｘａｓ，Ｍａｒｃｈ１—４，　

ｅｎｅｅ．２０１　１，２２（３１：５２５—５３２．　

［１７］张琴，刘洪林，拜文华，等．渝东南地区龙马溪组页岩含气量及其　

主控因素分析ｌＪ１．天然气工业，２０１３，３３（５）：３５—３９．　

Ｚｈａｎｇ　Ｑ，Ｌｉｕ　Ｈ　Ｌ，Ｂａｉ　Ｗ　Ｈ，ｅｔ　ａ１．Ｓｈａｌｅ　ｇａｓ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｍａｉｎ（・０ｎ—　

ｔｏｌｌｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｉｎ　Ｌｏｎｇｍａｘｉ　ｓｈａｌｅｓ　ｉｎ　ｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｒｎ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ．Ｎａｔｕｒａｌ　

２００３［Ｃ］．Ｆｏｒｔ　Ｗｏｒｔｈ：Ｔｅｘａｓ，２００３．　

『１５１　Ｄａｎｉｅｌ　Ｍ．Ｊａｒｖｉｅ，Ｒｏｎａｌｄ　Ｊ．ｈｉｌｌ，ａｎｄ　Ｒｉｃｈａｒｄ　Ｍ．Ｐｏｌｌａｓｔｒｏ．Ａｓｓｅｓｓ—　

ｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇａｓ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ａｎｄ　ｙｉｅｌｄｓ　ｆｒｏｍ　ｓｈａｌｅｓ：Ｔｈｅ　Ｂａｒｎｅｔｔ　Ｓｈａｌｅ　Ｍｏｄ－　

ｅｌ—Ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｅｎｅｒｇｙ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｏｕｔｈｅｒｎ　Ｍｉｄｃｏｎｔｉｎｅｎｔ，２００４　

Ｇａｓ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ．２０１３，３３（５）：３５－３９．　

（上接第１７页）　

５结论　

（１）徐家围子断陷演化经历断陷初始期、断陷鼎　

盛期和断陷衰退期三个时期，不同时期具有差异悬　

殊的沉积充填特征，反应在地震特征上：断陷初始　

期，地震反射楔形特征不甚典型，地震反射杂乱，反　

射轴因后期掀斜而高角度化；断陷鼎盛期，地震反射　

特征为典型的楔形，向缓坡一侧逐一上超；断陷衰退　

期，地震反射强度均匀，以近平行或低角度反射为　

主。　

［３］吴冲龙，李绍虎，王根发，等．陆相断陷盆地超厚煤层异地堆积的新　

模式『Ｊｌｌ地球科学，２００３，２８（３）：２８９—２９６．　

［４］Ｎｉｃｈｏｌｓ　Ｇ，Ｕｔｔａｍｏ　Ｗ．Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　ａ　ｈｕｍｉｄ，ｉｎｔｅｒｉｏｒ，ｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｌ　

ｂａｓｉｎ：ｔｈｅ　Ｃｅｎｏｚｏｉｃ　Ｌｉ　Ｂａｓｉｎ，ｎｏｒｔｈｅｒｎ　Ｔｈａｉｌａｎｄ．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｇｅｏｌｏｇｉ－　

ｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００５，１６２：３３３—３４７．　

［５］冯子辉，李景坤，李振广．大庆探区煤系烃源岩的生烃条件研究［ＪＪ．　

大庆石油地质与开发，２００２，２１（５）：１—４．　

［６］李景坤，刘伟，宋兰斌．徐家围子断陷深层烃源岩生烃条件研究　

天然气工业，２００６，２６（６）：２１—２４．　

［７］刘学锋，钟广法，王正允，等．松辽盆地北部徐家围子断陷构造格局　

及其成因　西安石油大学学报：自然科学版，２００６，２１（４）：６－１０．　

（２）煤在断陷衰退期沉积中最为发育，丰度高且　

面积广，主要分布于湖盆於浅处；断陷鼎盛期次之，　

［８］杨伟利，姜在兴，孙波，等．陆相湖盆可容空间转换特征【ＪＩ．石油天然　

气学报，２０１０，３２（２）：１　１—１４．　

煤局限于缓坡一侧；而断陷初始期主要为粗碎屑快　

速充填，煤层最不发育。　

参考文献：　

［１］邵龙义，陈家良，李瑞军，等．广西合山晚二叠世碳酸盐岩型煤系层　

序地层分析『ＪＩ．沉积学报，２００３，２１（１）：１６８—１７４．　

［９］张尚锋，刘武波，殷一丹，等．地震沉积学在陆相湖盆沉积体系研究　

中的应用一以江陵凹陷上白垩统渔洋组为例『Ｊ１．石油天然气学报，　

２０１４　３６（５）：５９—６４．　

ｆｌＯ］胡宗正，郭良红，林建东．三维地震属性参数在煤层厚度预测中的　

应用ｌ　ＪＩ．中国煤炭地质，２００８，２０（６）：５６—５８．　

［１　１］郝治国，常锁亮，张新民，等．谱分解技术在煤层厚度预测及沉积环　

境方面的应用ｌＪ１．中国煤炭地质，２０１４，２６（２）：５５—５９．　

［２］王华，郑云涛，杨红．法国典型聚煤盆地厚煤层独特的沉积条件分　

析…．煤田地质与勘探，２００１，２９（１）：卜４．　

（上接第２７页）　

４结语　

非洲南部卡鲁超群埃卡群煤炭资源储藏量极为　

丰富，２０世纪的预测总量仅为７６０亿ｔ，２１世纪初的　

预测总量猛增了４ｏｏｏ４Ｌｔ，其增量主要来自南非、博　

茨瓦纳、津巴布韦、莫桑比克４国。截止到２００９年　

底，主要煤炭拥有国除南非和莫桑比克等国家的勘　

国需求情况开展勘查开发工作。　

参考文献：　

［１］李科，曲红军，窦伟，等．非洲南部卡鲁超群二叠系含煤地层特征及　

煤质简述［Ｊ］＿四川地质学报，２０１２，３２（增刊）．　

［２］李献水，张心彬．埃塞俄比亚煤炭地质考察报告［　中国煤炭地质　

（原中国煤田地质），１９９９，１１（４）．　

［３】许小平．尼日尔塔瓦省煤炭资源概况及矿山环境保护　国土资　

源，２０１２，（３）．　

查开发程度较高外，其他国家的总体勘查开发程度　

相对较低。其中，卡拉哈迪盆地、扎伊尔盆地、梅坦　

古拉盆地、卢安瓜盆地的煤炭资源潜力较大。此外，　

非洲北部中生界断陷中的白垩系煤炭资源也具有较　

大潜力，但是勘查选区位置尚不明确。古生界石炭　

系和新生界新近系煤炭资源潜力有限，可根据所在　

［４］童晓光，关增淼．世界石油勘探开发图集（非洲地区分册）［Ｍ］．北　

京：石油工业出版社．　

【５］丁丕训，陈佩元．坦桑尼亚桑威一基畏那煤田煤层中的硬核体［Ｊ］．煤　

田地质与勘探．１９８２，（１）．　

［６］许莉．世界煤炭资源供需形势分析ｆＪ］．中国煤炭地质，２０１２，２４（６）．