煤层气，是指赋存于煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体[1-4]，在我国具有漫长的勘探开发历史[5-6]。近年来，随着勘探深度的不断增加，我国在鄂尔多斯盆地东缘山西大吉[7]（埋深大于2000m）、延川南[8-11]（埋深大于1500m）、临兴[12]（埋深大于1800m）及准噶尔盆地白家海凸起[13-14]（埋深大于2000m）等区块深层煤层气勘探获得突破，其中大吉气田吉深6井—吉深7平01井喜获日产10.1×104m3高产工业气流[15]，白家海凸起彩探1H井日产气量为5.7×104m3 [16-17]，拉开了深层煤层气勘探开发的序幕。煤层气开发由中浅层向深层转变已是大势所趋，深层煤层气具有煤层厚度大、热演化程度高、含气饱和度高、游离气丰富、水动力条件弱、割理裂隙发育、煤体结构完整、储层压力大等有利成藏条件和基质渗透率低、孔隙连通性差等不利条件[18-28]。
煤层气是与煤伴生、共生的气体矿产资源，而新突破的深层煤层气表现出明显不同于传统煤层气的特征，主要在气源、赋存状态及排采特点方面与传统煤层气有差别[29-31]。前人提出了煤岩气的概念[17]，即把煤岩作为常规储层，煤层中天然气既有来自煤层的自源气，也有来自外部的他源气，天然气赋存状态为吸附气、游离气共存，试采可快速获得气流，这种类似常规气且埋深大于2000m的新聚集类型的天然气定义为煤岩气，本文沿用该定义。
吐哈盆地台北凹陷深层煤层广泛分布，深层煤岩气勘探潜力巨大，与大吉、延川南、临兴等气田深层煤岩气勘探成果相比，台北凹陷深层煤岩气勘探处于初期探索阶段，地质研究并不充分，主要存在以下3个方面的问题：一是，深层煤岩储层空间分布规律有待揭示；二是，深层煤岩储层物性与含气性亟待探究；三是，深层煤岩气成藏模式与资源评价尚未开展。基于现有初期勘探成果，系统分析吐哈盆地台北凹陷煤岩气地质特征，初步揭示了台北凹陷深层煤岩储层分布规律、物性特征与含气性特征，探究台北凹陷煤岩气成藏模式、开展煤岩气资源量初期评价。研究成果将为吐哈盆地煤岩气的下一步勘探开发提供有益借鉴。
1 勘探现状吐哈盆地是一个侏罗系煤系地层发育的中—新生代前陆—断陷叠合的复合型盆地，经历海西运动（主要为海西运动Ⅲ幕、Ⅳ幕）、印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动4次构造运动，形成多个不整合面。吐哈盆地经历了石炭纪—早二叠世裂谷—岛弧、中二叠世断陷、晚二叠世—早三叠世断坳转化、中三叠世—早中侏罗世坳陷、中侏罗至今类前陆盆地5个演化阶段[32]。经过60多年的油气勘探，在二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、古近系5套层系获得工业油气流；已发现的含油气区带主要集中在台北凹陷、托克逊凹陷和三堡凹陷，发现并探明19个油气田，探明石油天然气地质储量约5.4×108t油当量。盆地发育石炭系海相、中二叠统桃东沟群湖相、上三叠统湖相和中—下侏罗统水西沟群煤系4套烃源岩，其中，中二叠统、上三叠统和中—下侏罗统烃源岩主要发育在托克逊凹陷、台北凹陷、三堡凹陷三大生烃凹陷，煤系油气资源主要集中在台北凹陷中—下侏罗统 [33]。已发现的油气储层类型主要为碎屑岩，针对煤层气的勘探程度相对较低。特别是针对煤岩储层，开展深层煤岩气勘探的程度更低。
台北凹陷位于盆地北部，面积约为9600km2，是主要的油气分布区（图 1）。凹陷内煤层集中发育在中—下侏罗统水西沟群，主要分布于中侏罗统西山窑组和下侏罗统八道湾组（图 2），纵向上含煤地层累计厚度可达1100m，煤层累计厚度为5~173m，含煤总面积达1.0×104km2，平面分布稳定[34]。台北凹陷煤层气的勘探历程，经历了从传统煤层气到深层煤岩气的3个阶段。
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图 1 吐哈盆地台北凹陷构造单元图 Fig. 1 Division of structural units in Taibei Sag in Turpan-Hami Basin |
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图 2 吐哈盆地台北凹陷地层综合柱状图 Fig. 2 Comprehensive stratigraphic column in Taibei Sag in Turpan-Hami Basin |
（1）浅凹区探索阶段（2001—2007年），以探索传统煤层气为目的，优选吐哈盆地南缘大南湖凹陷、沙尔湖凹陷、艾丁湖斜坡3个浅埋区（1000m以浅），开展煤层气钻探及排采试验，以沙试2井为代表，仅获得日产气80m3的低产气流。
（2）深层煤岩气直井探索阶段（2008—2021年），探索吐哈盆地深层煤岩气，共试油5口井（表 1），其中深度为1000~2000m测试2口井，核5井西山窑组最高日产气为1050m3；3000m以深测试3口井，柯19井西山窑组最高日产气1944m3。
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表 1 台北凹陷煤层测试结果分析表 Table 1 Analysis of coal seam well test results in Taibei Sag |
（3）深层煤岩气水平井探索阶段（2022年至今），2022年, 为探索西山窑组主煤层的含气性，在台北凹陷北部山前带柯柯亚地区深层煤岩气部署风险探井柯新1H井（图 3），主探西山窑组主煤层，该井通过直导眼井密闭取心证实了煤岩的良好含气性，含气量达20m3/t，后实施水平井钻探，完钻井深为4531m，水平段长度为937m，煤层钻遇率为51%，目前待试。
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图 3 柯新1H井水平轨迹地震剖面图 Fig. 3 Seismic profile of horizontal well trajectory of Well Kexin 1H |
台北凹陷中侏罗统西山窑组与下侏罗统八道湾组煤层在纵向上分布具有差异性（图 4）。八道湾组沉积期，主要为河流沼泽相，砂体发育，煤层欠发育，纵向上一般发育3套煤层，自下而上依次为1号煤层、2号煤层和3号煤层，平面上分布不稳定，连续性较差；西山窑组沉积期，主要为潮湿森林沼泽相和流水沼泽相，发育于三角洲平原及三角洲间湾沼泽，有利于煤岩发育，煤层具有层数多、厚度大、纵向上分布集中的特点，横向连续性较好的4套煤层分布在西山窑组下部，自下而上依次为4号煤层、5号煤层、6号煤层及7号煤层。针对台北凹陷深层煤岩气，目前勘探主要集中在西山窑组。
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图 4 台北凹陷西山窑组—八道湾组煤层对比图 Fig. 4 Correlation of coal seams in Xishanyao and Badaowan formations in Taibei Sag |
钻井揭示，台北凹陷西山窑组含煤层段纵向跨度在500m以上，发育多套煤层。自下而上西山窑组划分为4段，煤层分布在西山窑组二段[35]，其中，主煤层位于西山窑组二段底部（即4号煤层，简称西山窑组主煤层），连续性好，煤层厚度为9~40m，最大超过60m，厚度中心主要位于柯柯亚地区、温吉桑地区、红台地区（图 5），柯柯亚中部等少部分地区西山窑组主煤层内部发育1~7m泥岩夹层。台北凹陷西山窑组主煤层厚度大于10m的面积为7500km2，埋深普遍大于2000m，环洼区已钻井揭示主煤层埋深为2000~4500m，近年来，通过下洼勘探，认识到4500m以深煤层仍然发育。
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图 5 台北凹陷西山窑组主煤层厚度平面分布图 Fig. 5 Thickness map of main coal seam in Xishanyao Formation in Taibei Sag |
台北凹陷西山窑组二段煤层主要为原生结构煤，柯新1H井3067~3261m井段（3300m以浅，非主煤层）煤体结构分布为原生结构为50%、碎裂结构为45%、碎粒结构为5%；柯新1H井3310~3337m埋深段（3300m以深，主煤层）煤体结构分布为原生结构为99%、碎裂结构为1%。同时，随着埋深增加割理发育程度增加（图 6），每5cm有4~5条面割理、3~7条端割理。
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图 6 柯新1H井西山窑组二段碎粒煤与原生结构煤岩心图 Fig. 6 Core photos of fragmented coal and primary structural coal in the second member of Xishanyao Formation in Well Kexin 1H |
工业分析结果表明，柯新1H井西山窑组二段煤岩样品的空气干燥基条件下水分含量（Mad）介于1.12%~2.18%，平均为1.52%；干燥基条件下灰分产率（Aar）为1.51%~13.32%，平均为6.37%；干燥无灰基条件下挥发分含量（Vdaf）为30.72%~ 38.57%，平均为33.77%；空气干燥基条件下固定碳含量（FCad）为52.53%~66.12%，平均为59.69%（表 2）。煤岩表现为特低水分、特低—低灰分、中高挥发分、中等固定碳煤。
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表 2 柯新1H井中侏罗统西山窑组二段煤样工业分析结果表 Table 2 Proximate test results of coal samples in the second member of the Middle Jurassic Xishanyao Formation in Well Kexin 1H |
柯新1H井煤样的碳含量占67.34%~85.69%，平均为77.98%；氢含量占3.71%~4.89%，平均为4.46%；氧含量占4.56%~11.24 %，平均为6.22%。随埋藏深度增加，碳含量增加，氢、氧含量总体呈减少的特点（表 3）。
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表 3 柯新1H井中侏罗统西山窑组二段煤样元素分析表 Table 3 Element measurement results of coal samples in the second member of the Middle Jurassic Xishanyao Formation in Well Kexin 1H |
柯新1H井煤岩显微组分以镜质组和惰质组为主（表 4），镜质组含量一般超过60%，平均为63.2%；惰质组含量变化较大，介于7.1%~52.7%，平均为32.2%；壳质组含量平均为4.6%。镜质组含量较高，说明柯新1H井煤岩样品具有较好的生烃能力。
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表 4 柯新1H井中侏罗统西山窑组二段煤岩显微组分分析表 Table 4 Maceral measurement results of coal rocks in the second member of the Middle Jurassic Xishanyao Formation in Well Kexin 1H |
柯新1H井煤岩样品的镜质组反射率介于0.54%~0.95%，平均为0.75%，属于中低阶煤。镜质组反射率随埋深增加而增加，表明煤岩热演化程度逐渐增加（表 5）。从台北凹陷来看，煤层埋深与镜质组反射率存在一定的相关性，主要表现在凹陷区西山窑组主煤层埋深普遍大于3500m，镜质组反射率介于0.70%~1.40%，以中阶煤为主；凹陷南部、东西斜坡区及北部山前冲断带，埋深为1500~3500m，镜质组反射率介于0.50%~0.70%，属于低阶煤。
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表 5 柯新1H井中侏罗统西山窑组二段煤岩镜质组反射率测定结果表 Table 5 Vitrinite reflectance measurement results of coal rocks in the second member of the Middle Jurassic Xishanyao Formation in Well Kexin 1H |
台北凹陷中侏罗统煤岩气测孔隙度介于3.95%~ 11.18%，平均为7.88%；气测渗透率介于0.004~ 5.222mD，平均为0.923mD，属于低孔特低渗储层（表 6）。储层物性受深度影响较小，深层煤岩割理发育，有效地改善了储集空间。据测井资料计算，西山窑组主煤层孔隙度一般大于5.00%，渗透率普遍大于0.500mD（图 7），平面上，主要分布在七泉湖、恰勒砍、柯柯亚、胜北、七克台、温吉桑、疙瘩台—红台等多个相对高孔、高渗带。深层煤岩微孔、微缝较多，煤岩微观孔隙形态为平行板状的狭缝孔，可作为有效储层。煤岩吸附及解吸试验表明煤岩中孔隙主要为狭缝状孔隙（图 8），煤岩整体孔径大，比表面积和孔体积小，孔径小于200nm部分的煤岩储层物性优于砂岩储层。
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表 6 台北凹陷西山窑组煤岩实测物性数据表 Table 6 Measured physical property data of coal rocks in Xishanyao Formation in Taibei Sag |
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图 7 台北凹陷西山窑组主煤层埋深与孔隙度、渗透率交会图 Fig. 7 Cross plots of burial depth and porosity and permeability of the main coal seams in Xishanyao Formation in Taibei Sag |
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图 8 柯新1H井西山窑组主煤层吸附及解吸曲线图（3314.25~3314.48m） Fig. 8 Adsorption and desorption curves of the main coal seams in Xishanyao Formation in Well Kexin 1H (3314.25-3314.48 m) |
西山窑组煤岩除发育宏观裂隙外，还发育大量的微观孔隙。煤岩扫描电镜观测结果表明，煤岩表面存在大量的碎屑体，碎屑体之间发育一定数量的屑间孔、残余植物组织胞腔孔（图 9），煤岩镜质组表面可见一定数量的失水裂隙，部分煤岩中可见少量气孔，表明煤岩具有一定程度的生烃，且在压实和热成因等作用共同影响下产生气孔。
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图 9 台北凹陷西山窑组煤岩储层微观照片 Fig. 9 Microscopic photos of coal measure reservoir in Xishanyao Formation in Taibei Sag （a）柯新1H井，3314.25m，层理缝，扫描电镜；（b）柯新1H井，3317.08m，屑间孔，扫描电镜；（c）柯新1H井，3318.48m，椭圆状气孔，扫描电镜；（d）火8井，3983.90m，丝质体残留胞腔孔，扫描电镜；（e）火8井，3983.90m，微裂缝、气孔、碎粒孔，扫描电镜；（f）陵深1井，3940.85m，白云石充填于裂缝中，扫描电镜 |
台北凹陷煤岩气存在侏罗系水西沟群煤岩和煤系泥岩两种来源[36]。从来源层系上看，煤岩自身就是良好的生气源，而下部的煤系烃源岩也能通过断层向煤岩大量供气。
天然气以烃类气体为主，其中甲烷含量主要介于60%~90%，为典型的湿气，反映了台北凹陷中侏罗统天然气整体成熟度不高。但环小草湖、巴喀—温吉桑带等地区部分天然气样品干燥系数大于0.9，达到干气类型，反映了台北凹陷中侏罗统天然气存在部分深部高熟天然气来源（图 10）。天然气甲烷碳同位素含量分布在-51.0‰~-36.0‰之间，主频分布在-48‰~-38‰之间，平均为-43.4‰（图 11）。天然气乙烷碳同位素相对较重，绝大部分样品乙烷碳同位素重于-29‰，占样品总数的90%以上。碳氢同位素组成为正序排列，总体体现了煤型气的特征。
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图 10 台北凹陷中侏罗统天然气干燥系数频率分布图 Fig. 10 Frequency of natural gas drying coefficient in the Middle Jurassic in Taibei Sag |
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图 11 台北凹陷中侏罗统甲烷、乙烷碳同位素交会图 Fig. 11 Cross plot of methane and ethane carbon isotopes in the Middle Jurassic in Taibei Sag |
台北凹陷西山窑组主煤岩气测异常普遍，气测全烃值多大于20%，介于23.8%~86.6%之间，甲烷相对含量为90.8%~93.2%，组分齐全，与常规天然气特征一致，与邻近砂岩同源，同属热成因气。正向构造带、斜坡及洼陷区含气量普遍较高，具有满凹含气等特点。煤岩气以游离气和吸附气共存为特征，七泉湖、恰勒砍、柯柯亚、胜北、七克台、温吉桑、疙瘩台—红台地区，含气量普遍大于15cm3/g，一般为17~24cm3/g。其中柯新1H井实测含气量为7.04~32.13cm3/g，甲烷等温吸附实验兰氏体积为4.41~22.52cm3/g，平均为14.79cm3/g；兰氏压力为1.08~1.40MPa，平均为1.21MPa（图 12）。计算游离气占比多大于50%（图 13），最高可达70%。根据柯新1H井取心含气量分析，显微组分惰质组含量高的层段含气量较高，其原因在于，其一，煤岩自身吸附能力强，其二，煤岩惰质组含量高的层段物性好。
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图 12 柯新1H井西山窑组煤岩特征综合柱状图 Fig. 12 Comprehensive column of coal rock characteristics in Xishanyao Formation in Well Kexin 1H |
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图 13 柯新1H井3311.75~3312.1m甲烷等温吸附曲线（90℃） Fig. 13 Methane isothermal adsorption curve of interval 3311.75-3312.1 m in Well Kexin 1H (90℃) |
台北凹陷西山窑组煤岩属于较好气源岩，具备自生自储能力，同时下部三工河组湖相烃源岩与八道湾组煤系烃源岩生成大量天然气也可以向西山窑组煤岩持续充注。煤层受构造运动改造，平面发育胜北、丘东、小草湖三大洼陷，环洼发育五大正向构造带，包括西部古弧形构造带、胜北构造带、鄯善弧形构造带、红台构造带及北部山前构造带。其中鄯善弧形构造带与红台构造带形态较完整，西山窑组煤岩气测异常明显；斜坡区西山窑组煤岩构造稳定，存在气测异常，但相对低于正向构造发育区；洼陷区西山窑组煤岩邻近生气中心，气测异常高，全烃值最高可达90%以上。
2.6.2 区域性盖层对深层煤岩气藏起到较好的封盖作用煤层顶板以泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩为主，不同岩性封盖条件存在差异，纯泥岩的封盖条件最好，其次为泥质粉砂岩、粉砂岩。台北凹陷西山窑组主煤层顶部为泥岩盖层，厚度为5~30m，在凹陷中部较厚，为10~25m，在东、西部相对薄。构造位置、构造形态影响煤岩气藏的保存条件，洼陷区、斜坡区构造完整、稳定，保存条件好，冲断带、复杂褶皱带封盖条件相对差。
2.6.3 煤岩气藏类型台北凹陷煤岩气富集受控于烃源岩成熟度、气源岩距离和沟通条件、水文地质条件等地质条件。根据气源和赋存特点，台北凹陷煤岩气藏分为正向构造带“调整型”煤岩气藏和斜坡及洼陷区“自生自储型”煤岩气藏两种类型（图 14）。
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图 14 台北凹陷西山窑组深层煤岩气富集模式图 Fig. 14 Enrichment pattern of deep coal measure gas in Xishanyao Formation in Taibei Sag J1b—八道湾组；J1s—三工河组；J2x—西山窑组；J2s—三间房组；J2q—七克台组；J3q—齐古组；J3k—喀拉扎组；K—白垩系；E—古近系鄯善群; Q—第四系 |
正向构造带“调整型”煤岩气藏富集区，气源主要为深层烃源岩运移充注，西山窑组煤岩气藏含气构成包括下伏烃源岩生烃运移而来的天然气和西山窑组煤岩本身热演化形成的天然气，通过断层纵向沟通与煤岩侧向输导，在构造型煤岩圈闭中聚集成藏，同时西山窑组砂岩也可同时充注运移而来的天然气，形成砂岩气藏，后期可针对这一现象开展煤岩气与砂岩气“共探共采”。
斜坡及洼陷区“自生自储型”煤岩气藏富集区，气源主要为自身生烃及邻源充注，随着埋深增加，热演化程度增加，煤岩及煤系泥岩生气能力进一步提高，同时煤岩割理更加发育，储集性能进一步改善，深层煤岩含气性更好。同时，斜坡及洼陷区西山窑组煤岩气处于较高成熟烃源岩发育区，煤岩储层地层深埋作用下地下水径流缓慢，属于弱径流区或滞留区，水力封闭作用有利于煤层气保存富集，在地下水强封闭、盖层强封盖条件下，深层煤岩气主要富集于煤岩热演化程度高、正向微幅构造圈闭、斜坡岩性圈闭及煤岩可改造性强的区域。
3 深层煤岩气资源潜力及勘探方向 3.1 深层煤岩气资源潜力台北凹陷煤岩气整体勘探程度低，统计法、EUR类比法不适用于台北凹陷煤岩气资源的评价。基于煤岩厚度、埋深、含气量、物性、盖层条件等地质参数，体积法和类比法利于在勘探程度较低领域开展资源潜力评价[27]。本文主要利用体积法，对井震资料丰富、认识程度相对较好的西山窑组主煤层开展资源量计算。
3.1.1 关键参数选取（1）煤岩厚度。
台北凹陷西山窑组主煤层厚度为9~40m，平面上分布在柯柯亚地区、温吉桑地区、红台地区3个厚度中心。煤岩厚度与气测全烃值具正相关关系，煤层厚度较大区域气测全烃值最高可达90%以上，周缘煤层厚度一般小于10m，气测全烃值一般低于2%，选取西山窑组主煤层厚度为10m作为Ⅲ类区分界线。
（2）煤岩评价深度。
台北凹陷西山窑组主煤层埋深普遍大于2000m，根据目前行业内对煤岩气定义在2000m以深，同时参考国内相似地区深层煤岩气评价标准和经济下限[37]，设定深层煤岩气评价深度为2000~4500m。
（3）煤岩密度。
柯新1H井西山窑组3166.0~3337.0m井段煤岩岩心测试，煤岩密度为1.27~1.49g/cm3，平均为1.35g/cm3，结合台北凹陷西山窑组主煤层埋深与煤阶，本次资源量计算煤岩密度取值为1.35g/cm3。
（4）煤岩含气量。
针对柯新1H井深层煤岩开展密闭取心及现场含气量测试，西山窑组主煤层实测含气量为23.59m3/t。甲烷等温吸附试验，柯新1H井煤岩天然气吸附量为9.16m3/t，吸附气占46%，游离气占54%。测井曲线与煤岩煤质有较好相关性，同时煤岩煤质与吸附气含量具有较好相关性，因此通过测井—煤岩煤质—煤岩孔隙度多参数拟合预测台北凹陷全区含气量分布，存在7个高含气区（图 15），包括七泉湖地区、恰勒砍地区、柯柯亚地区、胜北地区、七克台地区、温吉桑地区、疙瘩台—红台地区，含气量为17~24m3/t，结合周缘煤层分布与煤岩含气量，以含气量为5m3/t为起算标准。
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图 15 吐哈盆地西山窑组主煤层含气量平面图 Fig. 15 Gas content isopach of the main coal seam in Xishanyao Formation in Turpan-Hami Basin |
根据体积法，结合台北凹陷西山窑组主煤层厚度、面积、密度和含气量，建立分类标准并计算资源量近3×1012m3，其中Ⅰ类区煤岩厚度大于10m，含气量大于15m3/t，Ⅱ类区煤岩厚度大于10m，含气量为10~15m3/t，Ⅲ类区煤岩厚度小于10m，含气量为5~10m3/t。评价认为，Ⅰ类区主要分布在台北凹陷周缘正向构造带，预测资源量近2×1012m3；Ⅱ类区主要分布在台北凹陷南斜坡及西部古弧形构造带，预测资源量近4×107m3；Ⅲ类区预测资源量3×107m3（图 16）。
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图 16 吐哈盆地西山窑组主煤层煤岩气分类评价图 Fig. 16 Classification evaluation of coal measure gas of the main coal seam in Xishanyao Formation in Turpan-Hami Basin |
根据目前国内对深层煤岩气的统一认识，将2000m作为深度界线，该深度以下煤岩储集条件好，游离气含量高，煤岩气特征明显。吐哈盆地台北凹陷西山窑组主煤层埋深普遍大于2000m，代表井柯19井试油也表现出射孔即见气、气组分与常规砂岩气一致的特征，因此台北凹陷煤岩普遍具有成藏潜力，是吐哈盆地一个新的重要勘探接替领域。
台北凹陷西山窑组主煤层表现出厚度大、热演化程度高、原生结构煤、割理发育、气测值高且为完整箱状等特点，成藏条件好于其上部厚度小于8m的非主煤层。结合西山窑组主煤层资源评价结果和区带成藏条件分析，优选出台北凹陷的温吉桑构造带和小草湖南斜坡两个有利勘探突破区（图 16）。温吉桑构造带位于丘东洼陷南部，实钻揭示，温吉桑构造带西山窑组主煤层厚度为18~27m，埋深小于4500m，测井评价显示煤质纯，其上部直接盖层厚度为7~14m，岩性为泥岩和少量泥质粉砂岩，主煤层及直接盖层井间可对比性强，煤岩储层与储盖条件好。构造方面，受下侏罗统煤系地层滑脱控制，温吉桑构造带西山窑组主煤层与其上下岩层统一形变，依附于北倾断裂，自南向北形成两排构造，北部为宽缓完整背斜构造，南部为大型宽缓断鼻构造，圈闭落实可靠，深大断裂沟通源储，已钻煤层普遍见箱状气测异常，甲烷相对含量为86%~91%，因此温吉桑构造带是寻找“调整型”煤岩气藏的有利目标区。小草湖南斜坡位于小草湖洼陷南部，为南高北低、东高西低的大型稳定斜坡构造，实钻揭示区域内西山窑组主煤层埋深小于4500m，煤层厚度为12~15m，从地震反射特征可见，小草湖南斜坡西山窑组主煤层向南、向东具有减薄尖灭的特征，在斜坡构造背景下，形成良好的上倾尖灭型煤岩岩性圈闭，由于该区煤层具有早期深埋的特点，煤层热演化程度高，生气能力强，且煤岩割理更加发育，物性条件好，因此小草湖南斜坡是探索“自生自储型”煤岩气藏的首选。
现有钻探成果显示台北凹陷煤岩气深化勘探面临成藏条件复杂、富集区还不清楚，以及煤岩储层水平井钻遇率低等技术挑战。在台北凹陷深层煤岩气勘探过程中，要进一步强化复杂构造背景煤层识别地球物理技术研究，进一步发展高密度的宽方位地震探测技术，提高煤层识别精度，实现深层煤层长水平段高效钻进；针对煤层碎软特征，要强化研究区煤岩气储层地质力学模型构建与可采性评价研究，找出原生结构且煤岩力学强度高值可采“甜点”，加强煤岩气“虚拟产层”压裂技术和排采技术攻关，提高单井产量，实现煤岩气的规模效益勘探开发。
4 结论与认识（1）台北凹陷西山窑组煤层具有层数多、厚度大的特点，主煤层位于西山窑组二段底部，煤层分布连续稳定，埋深普遍大于2000m，厚度为9~40m，平面上分布在柯柯亚地区、温吉桑地区、红台地区3个厚度中心，厚度大于10m的面积为7500km2。
（2）西山窑组主煤层为原生结构煤，镜质组含量一般超过60%，镜质组反射率为0.54%~1.40%，属于中低阶煤，宏观裂隙与微观孔缝并存，微观孔隙形态为平行板状，孔隙度平均为7.88%，渗透率平均为0.923mD，属于低孔特低渗储层。
（3）根据气源、保存条件及赋存特点，台北凹陷深层煤岩气藏可分为两种类型，正向构造带“调整型”煤岩气藏，天然气通过断层纵向沟通与煤岩侧向输导，在构造型煤岩圈闭中聚集成藏；斜坡及洼陷区“自生自储型”煤岩气藏，较高热演化程度煤岩通过自身生烃及邻源充注，在地下水强封闭、盖层强封盖条件下富集成藏。
（4）台北凹陷西山窑组主煤层煤岩气预测资源量3×1012m3，是吐哈盆地新的重要勘探接替领域，温吉桑构造带与小草湖南斜坡是深层煤岩气的有利勘探突破区，深层煤岩气富集规律研究与复杂构造背景煤层识别地球物理技术攻关是下一步重点工作。
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