鄂尔多斯盆地上古生界煤系非常规天然气赋存特征

基于天然气赋存特征与勘探开发存在密切关系,为了鄂尔多斯盆地非常规天然气高效开发提供理论支持,通过对U-1井上古生界沉积演化史、有机质热演化史、烃源岩条件、储层类型、储层物性条件及含气性综合分析的方法,探讨了U-1井含煤地层非常规天然气的赋存特征。结果表明,研究区上古生界含煤地层主要发育潮坪-三角洲沉积,盆地持续沉降形成气藏,源内、近源成藏组合构建垂向多套天然气成藏。研究区发育页岩-砂岩-页岩、页岩-煤-页岩和页岩-煤-砂岩-页岩三种赋存模式,其中页岩-煤-页岩模式总含气量较高,适合煤层气开采;页岩-煤-砂岩-页岩模式次之,适合煤层气、致密砂岩气和页岩气综合开采;页岩-煤-页岩模式适合致密砂岩气藏开采。     

鄂尔多斯盆地东缘石楼区煤层气勘探开发前景

本文作者对鄂尔多斯盆地东缘石楼区石炭、二叠系煤层的沉积特征和含气性进行了系统的研究,认为该区内具有生成煤层气的物质基础和赋存地质条件。以影响煤层含气性为重点,详细论述了煤层含气性特征,导致煤层含气性变化较大的主要地质因素是煤的演化变质程度、上覆有效地层厚度和上覆盖层条件。综合本区煤储层特征及煤层气赋存地质条件,煤层气勘探开发前景可划分为有利区、较有利区两类。     

临兴深部煤层气含气性及开发地质模式分析

鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带临兴中部地区煤层埋深大于1 000 m,达到了深部煤层气的研究范畴。基于实际生产资料,探讨区内深部煤层含气性,提炼了深煤层开发地质模式。研究认为:以含气量转折为深煤层临界深度的划分依据,则工区内深部煤层的临界深度在2 000 m左右;且深部中煤阶储层的吸附性对温度的敏感性要小于压力,中煤阶煤层的临界深度相对深于高煤阶;深部煤层气仍以吸附气为主,现有的等温吸附测试方法易造成深部煤层气含游离气比例换算较大的误区;深部煤层受温度影响,煤层临储比较高,受应力影响,储层物性较差,气井总体具有"见气快、排水降压难、产气量上升缓慢"的特点;研究区深部煤层气潜力巨大,现有气井经验显示,合理优化开发单元为深煤层单井突破的关键,A型"源-储"相通的富集开发地质模式是深煤层突破重点考虑的开发模式。     

煤储层开发动态地质评价理论与技术进展

项目组以沁水盆地、鄂尔多斯盆地等为研究对象,取得了煤层气高产井区地质控制模式、煤储层物性动态规律与数学模型、多层叠置含煤层气系统、煤层气开发解吸阶段数值描述等4项理论认识;形成了煤层水及孔隙低场核磁共振表征、煤层气有利建产区地质综合评价、多层叠置含气系统煤层气递进排采地质设计、煤储层开发地质动态评价等4项评价技术;研发了多煤层多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统、煤层气直井流体参数探测仪、煤层含气量天然源超低频电磁探测仪等3套装备,初步形成了适合于研究区地质条件的煤层气开发地质保障技术体系框架,为满足煤层气大规模开发需求提供了参考。     

黔西织纳煤田少普矿区16号煤煤层气富集的地质控制因素

从构造、煤层厚度、煤层埋深和水文地质条件4个方面探讨了少普井田16号煤煤层气富集的地质控制规律。结果表明：现今煤层含气量的分布规律体现出褶皱控气的特征,其含气性在不同褶曲部位有所不同;煤层气含量受煤层厚度和煤层埋深的的影响也比较明显,煤层厚度与含气量、煤层埋深与含气量均呈现出一定的正相关性;同时,矿区地下水条件对煤层气也具有良好的封闭作用。通过配置分析各地质因素表明：矿区中部区块地质构造发育、煤层厚度大、埋藏深度大、地下水动力弱有利于煤层气的富集。     

煤层甲烷碳同位素与含气性关系

煤层气甲烷碳同位素值是反映煤层气成因及赋存条件的有效参数。通过对沁水盆地沁南东区块煤层甲烷碳同位素和煤储层含气性测试资料分析,剖析了3号煤层甲烷碳同位素分布特征,建立了煤层甲烷碳同位素与镜质组反射率、煤层埋藏深度和煤储层含气性之间的相关关系和模型,揭示了煤层甲烷碳同位素分布的控制机理。研究结果表明:本区3号煤层自然解吸气甲烷碳同位素为-28.89‰~-53.27‰,平均-36.48‰。与全国其他地区同等演化程度的煤层气相比总体偏重,表现出煤层具有较好的保存条件;3号煤层甲烷碳同位素与镜质组反射率和煤层埋藏深度之间呈对数函数关系,且随着镜质组反射率和煤层埋藏深度增加而变重,与全国煤层甲烷碳同位素统计规律一致,主要受控于煤层气形成的热动力学机制之下的同位素分异效应和煤层气解吸—扩散—运移过程中甲烷碳同位素的分馏效应;煤层甲烷碳同位素与煤储层含气性之间存在相关性,且随着煤层气含量、煤储层压力和含气饱和度增加,3号煤层甲烷碳同位素也相应变重,且呈对数函数关系,反映控制煤储层含气性的因素与控制煤层甲烷碳同位素的因素存在一致性。     

贵州中岭-坪山区块多煤层煤层气可采性评价

煤层气资源可采性评价是煤层气勘探开发的前提和基础,是各种地质因素有效配置的结果。多煤层发育的黔西地区具有丰富的煤层气资源,其可采性值得关注,为了评价黔西地区煤层气资源的开发潜力,以中岭-坪山为研究区块,在分析构造特征、多煤层发育基本特征、煤层含气量、煤层吸附性的基础上,采用水头高度等效煤储层压力-等温吸附法,评价了等效储层压力、临界解吸压力、含气饱和度及采收率。研究表明,区内上二叠统龙潭组薄—中厚煤层发育,煤层数量多达50余层,可采煤层10～12层;煤层含气量较高,为8.25～15.44 m~3/t,平均11. 71 m~3/t;等效储层压力梯度较低,为0.59～0.95 MPa/hm,平均为0.80 MPa/hm;临界解吸压力分布在1.07～1.87 MPa,平均为1.56 MPa;含气饱和度较高为62%～82%,平均为72%;计算得出煤层气理论采收率分布在27.54%～48.66%,平均40.4%,高于全国平均水平,表现出较好的煤层气可采性特点,资源开发潜力大。含气量、储层压力等值线图及计算结果显示,含气量、储层压力、临界解吸压力、含气饱和度在平面上分布具有一致性,即高含气量区,等效储层压力高,临界解吸压力高,含气饱和度也高。煤层气富集区是未来开发的首选区域,由于区内煤层发育具有多且薄的特点,多煤层合采是大幅提高气井产量及资源采收率的有效途径,可作为贵州省煤层气开发的首选开发方式。     

寺家庄井田8号煤层气储层物性特征研究

煤层气储层物性特征是影响煤层气开发成效的关键内容之一,文章基于寺家庄井田煤层气地质、煤层气勘探开发及相关煤层气储层物性参数测试资料等,应用煤层气地质理论对井田内8号煤层气储层物性特征进行了研究。结果表明:煤的物理性质好,煤中有机显微组分占优,无机显微组分次之;含煤性相对较好,含气量普遍较高,具有一定的煤层气开发资源条件;煤层孔隙度、渗透率较低、煤储层欠压,煤层气渗流通道差且驱动煤层气产出的动力较弱;煤的吸附量大、煤层气解吸速率相对较快,有利于煤层气储集和缩短煤层气开发周期。     

赵官煤田煤层气赋存特征及其控制因素研究

基于岩浆活动对煤层气赋存的影响,为得出丰富岩浆活动对煤层气富集作用机理的控制规律,在对赵官煤田煤层气资料、构造条件、煤层灰分、顶底板岩性、煤层埋深、水文地质条件和岩浆活动分析之上,对赵官煤田煤层气赋存特征及其控制因素进行了研究。结果表明:上组煤(7煤、10煤)煤层气含量、含气饱和度明显大于下组煤(11煤、13煤);煤层气赋存影响不明显;煤层灰分与煤层含气量呈负相关;上组煤顶底板岩性致密,完整性好,利于煤层气保存,下组煤顶板受岩浆岩侵入,完整性相对较差,利于煤层气逸散;煤层含气量与煤层埋藏深度正相关,上、下组煤含气量梯度分别为3.67、0.53 m~3/(t·hm);地下水滞水区矿化度高,利于煤层气的保存;岩浆岩附近煤层中煤层气逸散严重,是导致上下煤层含气量相差较大的根本原因。     

依兰矿区煤层气赋存条件分析

介绍了依兰矿区聚气地质因素以及煤储层特点,并结合对该区煤层气含气性要素的分析,阐述了煤层气赋存条件,并说明该区为煤层气开发前景较好区域。     

天荣矿二2煤储层物性及特征

煤储层物性及特征是煤层气地质理论的重要内容，加强其研究对提高煤层气勘探开发成效至关重要。基于天荣矿地质、煤层气勘探及相关测试等资料，采用地质与煤层气地质理论对该矿二₂煤储层物性及特征进行了研究。结果表明:天荣矿二₂煤层物理性质良好，生烃物质丰富；煤层含煤性、稳定性、可采性好，煤层气含量和纯度高，可为煤层气开发提供良好对象和气源条件；煤变质程度高，煤中裂隙相对发育，但其渗透性整体较差，渗透率分异显著且普遍低下；煤储层能量较强且分异显著，煤储层压力状态为欠压—超压型，并以正常—超压煤储层压力状态为主，有利于煤层气高产富集。     

韩城矿区煤层气成藏条件及类型划分

韩城矿区是我国最早实现煤层气商业开发的区块之一,分析前期煤层气勘探开发试验成果,有助于进一步认识煤层气成藏机理,提升开发效率。从含气性和渗透性两个关键储层参数、以及构造变形和水文地质条件两大宏观地质因素出发,揭示了煤层气成藏地质条件及其耦合作用,并划分了成藏类型:韩城矿区基本构造形态为一走向NE,倾向NW的单斜构造,地下水在东南边浅部接受补给并向西北流动,流动过程中径流强度逐渐减弱,在中深部形成水力封堵造成煤层气富集。煤层含气量总体沿地层倾向增大,边浅部在活跃地下水补给条件下生成次生生物气,造成含气量局部增高。构造曲率显示边浅部构造带和东泽村构造带是煤层变形最强的两个区域,受其控制,边浅部煤级局部可达贫煤,且分布范围与高变形区域基本吻合,揭示存在动力变质作用。400 m和800 m两个深度界限划分了含气量和渗透率的垂向分异格局,在此基础上区分出3种煤层气成藏类型,分别为边浅部隆起断裂带逸散型,深部斜坡带富集型以及中部过渡型,中部过渡型含气量与渗透率可实现优势叠合,煤层气开发条件最好,实际产能情况与之相符。     

焦作矿区煤层气赋存特征及开发利用前景

煤层气富集与地质条件和储层特征密切相关。利用煤田勘查和矿井生产资料,分析了焦作矿区二₁煤煤层气赋存地质条件、赋存特征和储层特征;研究表明,区内煤层气含量与煤层埋深、围岩气密性呈正相关,与水文地质条件呈负相关,并受构造条件制约;预测矿区中部断块和南部断块二₁煤煤层气资源丰富,有较好的开发利用前景。由于煤层渗透率较低,煤体结构变化较大,部分地段不利于通过压裂产生有效延伸长度和导流能力的裂隙,需要进一步探索成井工艺和储层改造措施,以提高煤层气产能。     

准噶尔东南缘中低煤阶煤层气富集规律及成藏模式

准噶尔盆地东南缘煤层气资源丰富但勘探程度相对较低,富集成藏机制和主控因素认识不足,制约了勘探实践。基于对准东南地区煤层气地质条件的精细解剖,揭示了研究区煤层气富集特征及成藏机制。研究发现,准南煤系主要发育在天山山前断褶带,受构造控制明显,东西向断层和背斜密集;煤层层数多且与砂岩叠置发育;煤岩孔径较大,孔隙连通性好,煤层含气量总体上呈现西高东低的特点。在此基础上,建立了准东南地区主要发育急倾斜煤层构造-水力封堵型混合气富集成藏模式,认为“相对的高压的封闭区是煤层气富集和成藏的有利部位”。故在煤层气勘探中应优选埋深适中的“相对构造高点”和平缓的地表水与地下水稳定过渡带,并建议对阜康-大黄山有利目标区开展立体勘探实践。     

韦二煤矿煤储层物性特征及煤层气资源前景

依据韦州矿区煤炭勘探煤层资料、煤层气参数井获取的储层资料，通过对煤层气开发地质信息的有效提取，对韦二煤矿煤储层物性进行深入分析、研究，对煤层气资源量进行了计算，并采用数模方法预测了煤层气抽采率，确定了地面煤层气抽采相对有利区。研究认为:区内煤层含气性整体偏低，煤层甲烷含量在0.20～11.73 m³/t，气含量高值区仅出现在部分煤层、局部区域。多期次构造运动致使裂隙发育复杂化，硬度变小，煤体结构多为碎粒—糜棱结构，渗透率降低。主要可采煤层煤层气资源量为5.55×10⁸ m³，资源丰度为1.51×10⁸ m³/km²，属中等丰度、小型煤层气藏。各煤层煤层气采收率较低，约为15%，可采潜力较差。资源量在煤层分布上相对集中，12、14、15煤层气含量4 m³/t以上重叠区域为煤层气地面抽采相对有利区块。     

鄂尔多斯盆地东南缘延川南深层煤层气富集高产模式探讨

鄂东南延川南区块以上二叠统山西组2号煤层作为主力煤层建成并投入商业开发的深层煤层气田,产气效果好于预期,显示了该区深层煤层气具有较好的勘探开发潜力。通过系统分析区内主力煤层构造特征、煤储层特征及煤层气富集高产控制作用,结合气田动态生产数据,认为延川南深层煤层气为含气量-渗透率耦合控制的富集高产模式,其中埋深小于1 000 m的原生裂隙发育区为自生自储型富集高产模式,埋深大于1 000 m的次生裂隙发育区为内生外储型富集高产模式,并建立了该区深层煤层气富集高产选区评价指标体系,优选出4个富集高产有利区,为气田精细排采和上产稳产提供支持,并为其他深层煤层气区块勘探开发提供借鉴。     

沁南煤层气井产能影响因素分析及开发建议

通过比较山西沁水盆地南部57口煤层气井在1.5 a时间内的产气产水特征,分析了影响该区煤层气井产能变化的地质及工程特征因素,并提出相应的开发建议。结果显示:煤层埋深及地下水动力条件、含气量以及气井所处的构造部位是影响沁南煤层气井产能的主控地质因素;开发前的煤储层压裂改造规模、井底流压下降速度以及排采速度是重要工程因素。同时,提出了相应的参数指标:500~700 m的埋深,大于15 m3/t的含气量;早期排水期,采取比较大的降压幅度和比较大的排采冲次,分别为0.022 MPa/d和3.0次/min;出现产气高峰后,开始缓慢降压和降低冲次,分别为0.002 MPa/d和0.4次/min。     

深部煤层气勘探开发进展与研究

我国煤层气资源主要分布于深部。鄂尔多斯、准噶尔等盆地部分煤层气井勘探成功表明深部煤层气资源在含气量、含气饱和度、储层压力及临界解吸压力等关键参数方面较浅部有利,开展深部煤层气研究及勘探是重要前瞻性课题。鄂尔多斯盆地东南缘延川南煤层气田的勘探,尤其是万宝山构造带延3井组的成功开发是我国深部煤层气开发获得突破的1个典型实例。一般来说,影响深部煤层气开发的因素较复杂,是一个系统工程,通常可以将这些因素划分为资源地质条件和开采技术条件两大类。延川南煤层气田开发的经验表明,影响深部煤层气井产能的主要因素是受地质条件控制的压裂技术与排采技术,提高深部煤层气单井产量的途径是做好富集高渗区选区评价和预测,加强以压裂为核心技术的工程工艺攻关研究及做好排采管理。     

新安煤田新义井田深部勘查区二1煤煤层气地质特征

基于新义井田深部勘查区煤田地质勘查成果,分析了该区构造和二₁煤层展布特征,研究了二₁煤储层特征、煤层气含量及其分布规律、煤层气赋存条件。研究认为,勘查区二₁煤变质程度高,有利于煤层气的生成;煤储层孔隙度较高、围岩封闭性好,有利于煤层气赋存;煤体结构遭到严重破坏不利于煤层气运移;属正常压力、低渗煤储层。煤层气含量与埋深呈正相关趋势,DF₁断层为煤层气逸散通道。