川南-黔北地区龙潭组页岩气成藏条件分析

以川南-黔北地区龙潭组泥页岩为研究对象,通过野外、钻井和实验测试,分析了龙潭组泥页岩的成藏条件及影响因素。结果表明：川南-黔北地区龙潭组泥页岩分布广、累计厚度较大、埋藏深度适中;TOC为0.22%～14.62%,R_o为1.47%～1.93%,有机质以镜质组为主,干酪根类型为Ⅲ型;矿物组成以黏土矿物为主,石英含量较低。页岩孔隙以黏土矿物层间孔为主,有机质中孔隙较少;页岩比表面积和孔体积分别为18.29～36.18 m²/g和0.033～0.078 mL/g,且与TOC之间存在明显的负相关性,而与伊蒙混层含量之间存在明显的正相关性。龙潭组泥页岩具有较强的甲烷吸附能力,Langmuir甲烷吸附量为2.98～6.98 mL/g。结合龙潭组顶底板、储层物性、含气性等特征,认为该区页岩气具有勘探潜力,可与煤层气进行联合开采。该研究可为龙潭组页岩气后续勘探提供一定参考。     

黏土矿物甲烷吸附性能与微孔隙体积关系

为了揭示黏土矿物在含气页岩储层中所扮演的角色,选择以不同黏土矿物为主的黏土岩进行了孔隙—表面积测量和甲烷等温吸附实验。测量显示,黏土矿物以3~100nm微孔隙为主,并出现3~6nm和20~70nm 2个主要分布区。其中,蒙脱石黏土以小孔占优势,伊/蒙混层黏土以小孔和中—大孔同时发育为特征,高岭石、绿泥石和伊利石黏土均以中—大孔为主。蒙脱石、伊/蒙混层和高岭石黏土为孔隙发育类型,总孔隙体积和表面积分别达到0.04mL/g和11.47m2/g以上。不同类型黏土岩的甲烷吸附能力有较大差异,利用朗格缪尔方程拟合计算的蒙脱石黏土、伊/蒙混层、高岭石黏土、绿泥石黏土、伊利石黏土、粉砂岩及石英岩小于270目试样的最大甲烷吸附容量分别为8.12mL/g、3.66mL/g、2.70mL/g、2.28mL/g、1.72mL/g、0.97mL/g和0.70mL/g。黏土岩的表面积不仅取决于总孔隙体积和孔隙率,而且与孔隙尺寸的分布关系更为密切。黏土岩中小于100nm微孔隙体积与甲烷最大吸附量显示良好的线性关系,因此,页岩微孔隙体积的大小反映其天然气的吸附能力,而气体吸附能力的大小受其内孔隙,特别是小于20nm微孔隙发育程度的控制。不同黏土矿物由于形态结构、孔隙大小和孔隙率的不同,导致其气体吸附性上的差异,而这种差异不仅与黏土的类型有关,而且受岩石成因和成岩作用的影响。     

湘中坳陷海陆过渡相页岩吸附能力及控制因素

为了研究湘中坳陷二叠系龙潭组和大隆组黑色页岩的吸附能力及其控制因素,开展了全岩矿物含量分析、有机地球化学分析、储层物性分析和等温吸附实验研究。结果表明：①页岩主要为硅质页岩,石英质量分数平均为34.4%,且多为生物成因硅,黏土矿物质量分数平均为24.4%,矿物组分特征与美国Barnett页岩和四川盆地古生界优质海相页岩类似。②页岩中干酪根类型以Ⅱ₂型为主,处于成熟阶段,有机碳质量分数平均为2.63%,有机质孔发育,主要为微孔和中孔。③页岩吸附能力较强,饱和吸附质量体积为0.75~8.60 m³/t,平均为4.51 m³/t,具有良好的甲烷吸附能力。④页岩吸附能力主要受控于有机碳含量、氯仿沥青"A"、总烃、石英含量、岩石密度和孔隙结构。其中,有机碳含量对页岩吸附能力的影响最为显著。湘中坳陷海陆过渡相页岩具有较大的勘探潜力。     

湘鄂西地区下志留统龙马溪组页岩吸附能力主控因素

利用实验测试手段剖析了湘鄂西地区龙马溪组页岩的有机质特征、矿物特征、孔隙特征以及甲烷吸附特征,发现龙马溪组页岩的甲烷吸附能力较强,在恒温30℃时平均饱和吸附气量为2.46 cm³/g,具有良好的储气能力。通过相关性分析,认为有机碳含量、适中的有机质成熟度、干酪根镜质组和惰质组含量、黄铁矿含量和微、中孔的体积与吸附能力正相关性较强,是吸附能力主要的内部控制因素。温度和压力作为外部控制因素分别与吸附能力呈负相关和正相关性,而该区构造抬升幅度大,对温度和压力具有较大影响。研究认为,构造抬升对吸附能力的影响具有阶段性特征：当地层在高压区内抬升时,温度对吸附气的影响大于压力对吸附气的影响,构造抬升使得页岩的吸附能力增强;当地层抬升幅度很大、地层进入低压区时,压力对吸附气的影响大于温度对吸附气的影响,会使得吸附气量迅速下降。     

川南深层页岩气储层含气量测井计算方法

页岩储层含气性是页岩气井获产的基础,含气量是页岩气储层评价的关键指标。通过岩心含水饱和度分析,建立了基于黏土含量与有机质含量双重因素影响的非电法页岩储层饱和度计算方法。通过岩心等温吸附实验,确立了兰格缪尔体积和兰格缪尔压力多因素动态计算方法。结合研究区地层在纵向上温度、压力以及总有机碳含量动态变化的特征,建立了基于兰格缪尔等温吸附模型的页岩吸附含气量测井计算模型,在川南地区龙马溪组五峰组深层页岩气储层含气性评价中取得了良好的应用效果。     

黔西北龙潭组页岩吸附能力主控因素分析

通过地球化学、岩石矿物学、孔隙特征和含气性等方面研究发现,黔西北龙潭组页岩有机质具有丰度高、类型为Ⅲ型、热演化程度适中等特点,具有良好的生烃潜力。页岩矿物成分以黏土矿物和石英为主,黏土矿物中伊/蒙混层和伊利石质量分数最高。龙潭组页岩孔隙以中孔为主,现场解析发现含气量高。龙潭组页岩吸附能力主要受有机碳质量分数、有机质成熟度、矿物组成、孔隙结构等内部因素,以及温度、压力、深度等外部因素的共同影响,有机碳质量分数是影响页岩吸附能力最主要的因素。     

测井评价煤层天然气的方法

由于煤层天然气藏与常规的砂岩孔隙性气藏或碳酸盐岩裂缝性气藏在储集特性上有较大差别，所以用测井方法评价煤层天然气具有特殊性。论述了煤层的储藏特性及煤层的测井响应。根据煤层矿物成分特征以及煤层对甲烷的吸附特性，讨论了利用测井方法确定煤级，计算煤中固定碳、灰分、挥发分、水分含量以及煤层含气量的方法。探讨如何计算煤层孔隙度和渗透率。     

贵州织金地区龙潭组煤层等温吸附特征研究及应用

为了研究贵州织金地区上二叠统龙潭组煤层的吸附特征,通过等温吸附试验及煤质、煤岩分析对影响煤吸附特性的多种因素进行了分析,认为该煤层吸附性能较强,其吸附性能的主要影响因素为煤变质程度,其次为煤岩显微组分。利用等温吸附曲线估算了含气饱和度、临界解吸压力,并对采收率进行了预测,为织金地区煤层气的勘探开发提供了基础资料。     

渝东南龙马溪组页岩储层特征及吸附影响因素分析

页岩的天然气吸附能力对储层含气性评价和资源储量预侧至关重要。文中通过低温氮气吸附实验,对渝东南地区下志留统龙马溪组页岩岩心样品的微观孔隙结构进行了研究,计算了纳米孔隙结构参数;综合运用等温吸附实验侧量岩心样品的甲烷吸附能力,分析饱和吸附量与孔隙结构、有机碳质量分数、矿物组成的相关性,探讨了页岩吸附能力的主控因素。结果表明,孔径小于50 nm的微孔和中孔是主要的孔隙类型,为吸附气提供了有效储存空间;有机碳质量分数控制了纳米孔隙体积和比表面积的发育,是影响页岩吸附能力的决定性因素,而拈土矿物成分对页岩的吸附性贡献不大.     

变等温页岩吸附气体积计算模型

页岩气储层具有自生自储的特点,其吸附气体积是决定页岩气井开采价值和开采寿命的重要指标。受煤层吸附气体积计算公式KIM方程启发,结合实验室不同温度下的等温吸附数据,分析影响页岩吸附的因素。随着压力增加,页岩吸附气体积增加,总有机碳含量是制约页岩吸附能力的主要因素,不同压力下温度对页岩吸附的影响程度几乎相同,成熟度通过影响有机质孔隙结构对吸附气体积产生影响,水分与页岩吸附能力存在明显的负相关关系,黏土矿物对页岩的吸附影响很小。构建考虑温度、压力、总有机碳含量、成熟度、孔隙度、水分含量的页岩吸附气定量计算模型。对比模型计算的吸附气体积和实测等温吸附数据,发现两者具有较好的一致性。在对页岩气井进行处理时可通过地区经验和测井资料获取模型参数,实现吸附气体积的连续计算。     

贵州省织金地区煤层气多层合采层位优选

贵州省织金地区龙潭组煤层具有多、薄特点。与单一厚层状煤层相比，多煤层合采存在合采兼容性问题，易发生层间干扰，影响合采效果及资源动用程度。为了发挥煤层气井生产潜力，提高开发效益，亟需开展合采层位优选，建立多煤层开发序列。在研究织金区块地质特征的基础上，开展了多煤层地质条件差异研究，结合排采实践及解吸理论，探讨了织金地区多煤层合采影响因素，优选了合采层位。多煤层合采主要受解吸液面高度、纵向跨度、压力梯度、供液能力、渗透率差异影响。织金区块上二叠统龙潭组主力煤层地层供液能力、压力梯度、渗透率差异较小，对合采效果影响较小。层间跨度和解吸液面高度差异是影响区块合层开采的关键因素，16，17，20，23，27，30号煤层90 m跨度可作为一个开发组合，大井组优选此6层煤合采获得2 000 m3/d稳定产量，证实合采层位优选方法正确。      

准噶尔盆地东北缘深层煤层气勘探前景

准噶尔盆地东北缘地处陆梁隆起北部至乌伦古坳陷,侏罗系西山窑组和八道湾组煤层厚度大、分布较广,埋藏2 000 m以深。准东地区白家海凸起彩探1H井西山窑组深层煤层气试获工业气流后,拓宽了准东北缘煤层气勘探新领域。综合分析区内多口探井勘探和试气资料,发现煤层在地震剖面上连续强反射、测井响应明显、录井气测异常突出、含气性好,认为准噶尔盆地东北缘具有较好的深层煤层气勘探前景。提出准北1井区、陆6井区和乌参1井区西山窑组,伦5井区八道湾组为深层煤层气勘探有利区。建议开展煤样取心工作、开展煤岩地球化学特征和岩性、物性、电性、含气性等“四性”关系分析,为区内深层煤层气勘探提供科学依据。     

鄂尔多斯盆地合阳地区煤层气赋存特征研究

鄂尔多斯盆地合阳地区是我国煤层气勘探的重要区块,在该区进行煤层气赋存特征研究并预测煤层气资源量,对其进一步的开发十分必要。 为此,从地质条件、储层特征（煤层分布、煤层埋藏深度、煤岩特征、煤储层吸附性、煤储层压力、煤储层渗透性及煤层含气性）等方面入手,分析了该区煤层气的赋存特征。结果表明：该区煤层气的保存条件优越;主要含煤地层为二叠系山西组和太原组,含煤层 11 层,可采或局部可采煤层 4 层,煤层累计厚度为 11 m 左右,主力煤层为 5 号煤层,单层厚度超过 3 m;煤质以中-高灰分、低挥发分的贫煤为主,受构造活动破坏的影响较小,煤岩的原生结构较完整,煤储层含气量高且吸附性强。煤层气资源量预测结果表明：该区煤层气主要分布在埋深小于 1 600 m 的范围内,煤层气资源量约为 442.72 亿 m³,其中埋藏深度小于 1 300 m 的煤层气资源量约为 335.01 亿 m³。 由此可见,合阳地区煤层气具有很好的勘探开发前景。     

川东地区上二叠统龙潭组泥页岩基本特征及页岩气勘探潜力

四川盆地晚二叠世龙潭期沉积相类型多样,为落实不同沉积相带的页岩气勘探潜力,针对不同相带典型井开展了系统的页岩气形成条件分析,四川盆地晚二叠世龙潭期富有机质页岩主要发育在潮坪—潟湖相和陆棚相,其中潮坪—潟湖相泥页岩分布在资阳—永川—綦江一带,岩性组合复杂,泥岩、页岩、泥质碳酸盐岩不等厚互层,煤层全段均有发育,具有“高TOC、高黏土、高孔隙度、高含气量”的四高特征,有机质类型主体为Ⅲ型;浅水混积陆棚相龙潭组分布在广安—长寿—南川一带,煤层减少,灰质增加,龙潭组二段煤层基本不发育,有机质类型为Ⅱ₂-Ⅱ₁型,具有厚度稳定、TOC中等、脆性矿物含量高、有机孔发育的特点,气测普遍活跃;深水陆棚相上二叠统吴家坪组分布在石柱—万县以及广元—梁平一带,煤层仅在吴家坪组底部发育,吴家坪组二段以硅质页岩、泥岩为主,具有“高TOC、高脆性矿物含量、高孔隙度、高含气量、高含气饱和度”等五高特征,有机质类型为Ⅱ₁型,有机质孔普见,是目前二叠系页岩气勘探开发的主力层系。      

阜新盆地白垩系阜新组煤层气系统

运用非常规含油气系统的理论和方法研究阜新盆地煤层气系统地质特征。阜新组孙家湾煤层组、中间煤层组和太平煤层组是煤层气的生储层。阜新组上部砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩为阜新组煤层气的盖层，盖层条件中等。上覆岩层是阜新组上部及孙家湾组。阜新组煤层的第一次生气高峰出现在孙家湾期末，此时镜质体反射率最大达到0．67％；后来喜马拉雅期辉绿岩的侵入导致煤层到达第二次生气高峰，在靠近岩浆侵入位置的局部地区镜质体反射率最大达到4．95％；另外，地表降水下渗带入细菌导致煤层产生大量次生生物气，而后进入煤层气保存期。煤层气系统的关键时刻是古近纪晚期。阜新组煤层气系统的特征表明，盆地阜新组煤层气具备进一步勘探开发的前景。图5表3参37     

沁水盆地南部煤层气成藏机理

煤层气成藏机理研究是煤层气勘探开发的前提和基础。为此，以油气、煤田和煤层气各勘探阶段积累的资料为基础，结合前人的研究成果，系统探讨了沁水盆地南部煤层气藏的成藏机理。通过对煤层气藏特征（包括煤层空间几何形态、煤层气成分和含量、储层物性、吸附特征、储层压力及封闭条件）和煤层气成藏过程（包括煤层气形成、运移和聚集）的分析，进而认识到：晚古生代煤层在经历了印支期和燕山期两次煤化作用后大量生气，并在喜山期遭受了强烈的调整与改造作用，最后逐渐形成了现今的沁水盆地南部煤层气藏；直接控制和影响该区煤层气富集的因素除了煤层顶底板的岩性与边界断层外，地下水的补给、运移、滞流和排泄也是关键因素；该区目前的高产煤层气井基本上都位于地下水滞流区。     

鄂尔多斯东缘石炭二叠系煤层气分布规律及影响地质因素

本文根据煤层气含量,将鄂尔多斯东缘划分为北部低含气量区、中部高含气量区和南部中含气量区。在此基础上,分析了影响煤层气含量的主要地质因素,包括煤层埋藏深度、煤变质程度、地质构造、煤层厚度、顶底板岩性及岩浆活动。最后指出中部高含气量区是最有利的煤层气勘探靶区。      

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基于煤田地质勘探资料,分析了寿阳—阳泉煤矿区主力煤层含气量的区域分布规律和中奥陶统灰岩、太原组灰岩和山西组砂岩的地下水动力场、水化学场特征,探讨了煤层含气量与地下水水位或矿化度之间的耦合关系,得出了地下水滞流地区,矿化度高、煤层含气量高的结论。     

含煤盆地深层“超饱和”煤层气形成条件

中国深层煤层气资源丰富，但总体勘探和认识程度较低，尚未形成较为系统的深层煤层气地质理论。通过解剖分析准噶尔盆地白家海凸起和鄂尔多斯盆地临兴区块深层"超饱和"煤层气井的试气/生产动态，估算原地游离气的含气量，分析了深层"超饱和"煤层气的形成条件。研究表明：①深层"超饱和"煤层气储层中除吸附气外，还含有原地游离气，用常规试气方法可直接获得气流，煤层气的产出不明显依赖于排水降压；②埋藏超过一定深度，在煤阶和温度的综合作用下，煤的吸附能力将随埋深的继续增加而降低，煤层中吸附气的饱和度有增加的趋势，在达到吸附饱和后，出现原地游离气并形成"超饱和"煤层气，盆地深层具有"超饱和"煤层气形成的优势条件；③由于地温梯度和压力梯度的不同，不同盆地"超饱和"煤层气出现的临界深度不同，异常高压和异常高热流可以降低深层"超饱和"煤层气形成的临界深度；④深层"超饱和"煤层气开发具有大大缩短见气时间、充分利用地层能量和累积产水量低等优势，有望成为未来煤层气勘探开发的一个重要领域。     

海拉尔盆地煤层气成藏机理及勘探方向

海拉尔盆地是中生代白垩系含煤盆地，煤层气总资源量约2×10¹²m³。为确定该盆地煤层气勘探潜力，通过研究该区煤层厚度、埋深、煤岩煤质特征及演化程度、煤储层物性及含气性、煤层气保存条件和资源分布等因素，弄清了该盆地煤层气的分布特征。结果认为，海拉尔盆地具有很好的煤层气富集成藏条件，其中尤以盆地东部呼和湖凹陷的煤层气成藏地质条件为最好。该凹陷具有煤层厚度大、分布面积广、储层孔隙发育、顶底板封盖性能好的特点，煤层气资源量达1.25×10¹²m³，占全盆地煤层气总资源量的62％，是今后首选的煤层气勘探目标。