综合识别巨厚煤层内部沉积间断面的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设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】
[0002] 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控的过程，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度ruenig，1990)，运个厚度远远不足W形成厚度巨大的煤层，运 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W来一直是煤地 质学研究的热点和难点。
[0003]Jarrettetal. (2011)认为，长期W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化iatalSU计aces),根据煤岩煤质特征可 W识别出暴露间断面（"exposure"hiatalsu;rface)和淹没间断面（"化owing"hiatal su;rface)Qerrettetal. ,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-oxidizedorganic parting)(Neareretal.，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. ,1994Jerrettetal. ,2011)。
[0004] 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。运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W形成巨厚煤层的矛盾。
[0005] 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。
[0006]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.，1994Jerrettetal. ,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。
[0007] 单一的方法识别出的结果其可靠性值得商権，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。
[0008] 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】
[0009] 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W定量描述其可靠性；当某些参数条件难W具备时，可W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。
[0010] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0011] 一种综合识别巨厚煤层内部沉积间断面的方法，包括W下步骤：
[001引A.资料准备
[0013] 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；
[0014] 2)系统收集巨厚煤层层位的测井数据；
[001引B.沉积间断面识别
[0016] 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；
[0017] (2)对巨厚煤层补偿中子测井数据一维连续小波变换判别法分析，识别沉积间断 面，得出分析结果；
[0018] (3)对巨厚煤层的自然伽马测井数据进行米兰科维奇旋回判别法分析：如果不能 识别出米兰科维奇旋回，则不使用该方法；如果能识别出米兰科维奇旋回，则分别计算巨厚 煤层中包含的岁差、斜率、偏屯、率控制的煤沉积旋回的厚度和个数；
[0019] C.识别结果处理
[0020] 1)不能识别出米兰科维奇旋回的情况
[0021] 将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、测井 数据一维连续小波变换判别法识别的沉积间断面结果，按照赋值标准分别赋值，测井数据 进行米兰科维奇旋回判别法赋值均为0,得出各沉积间断面的总得分，进而得到各沉积间断 面的可靠程度；
[0022] 2)能识别出米兰科维奇旋回的情况
[0023] 将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、测井 数据一维连续小波变换判别法识别的沉积间断面结果，按照赋值标准分别赋值；
[0024] 计算巨厚煤层中受米兰科维奇旋回的岁差、斜率和偏屯、率控制的煤沉积旋回的个 数，与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、测井数据 一维连续小波变换判别法识别的沉积间断面所限定的旋回个数相比较.
[00巧]如果巨厚煤层中岁差、斜率和偏屯、率3个参数发育的煤沉积旋回数有一个与煤岩 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、测井数据一维连续小 波变换判别法中的某一种方法识别结果相似，则与之对应的测井数据进行米兰科维奇旋回 判别法赋值均为1，得出各沉积间断面的总得分，进而得到各沉积间断面的可靠程度；
[0026] 如果巨厚煤层中岁差、斜率和偏屯、率3个参数发育的煤沉积旋回数与煤岩煤质组 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、测井数据一维连续小波变换 判别法的识别结果均不相似，则测井数据进行米兰科维奇旋回判别法赋值均为0,得出各沉 积间断面的总得分，进而得到各沉积间断面的可靠程度。
[0027] 所述步骤A中1)的一定间距为：当煤层厚度小于等于50米时，间距为0. 2-0. 5m， 当煤层厚度超过50m，采样间距扩大到Im;如果采样前能识别出米兰科维奇旋回，则保证岁 差控制的煤沉积旋回厚度内采样数不少于3个。
[0028] 所述煤岩煤质组分判别法具体识别方法为：水进型间断面表现为"两高一低"，水 退型间断面表现为"两高=低"；由于不同地区成煤地质环境、成煤物质类型等差异均较大， 难W确定一个绝对的"高"与"低"的标准值，只能确定大致范围，即"两高一低"指高镜质组 体积百分含量巧0%、高镜惰比〉1，低惰质组体积百分含量巧0% -高两低"指高惰质组 体积百分含量巧〇%，低镜惰比<1、低镜质组体积百分含量巧0% ;无机矿物组分体积百分 含量与间断面类型没有必然的对应关系，但在间断面处往往表现为相对的高值或低值，受 成煤期碎屑物质供应的影响，其体积百分含量高低没有具体标准值，而是与其上部、下部的 测试点数据进行定性比较的高低定义为高值或低值。
[0029] 所述镜惰比是煤中镜质组/惰质组体积百分含量的比值大小。