北美典型致密油地质特征对比及分类

为全面认识致密油,汲取国外成功的开发经验,从而推动我国致密油发展,通过详细对比北美地区巴肯组、鹰滩组和卡尔蒂姆组的地质特征,从方便储量计算的角度,提出了更为完善的致密油定义,并系统划分了致密油的类型。结果表明：致密油主要是指以吸附或游离状态赋存于未纳入常规油田产区的低渗储层（卡尔蒂姆组）或地层深部致密沉积岩（巴肯组、鹰滩组）中,且必须通过水平井或多级压裂等开发技术才能实现经济采出的轻质非常规石油聚集,可以划分为 2 个大类、5 个亚类,其中,巴肯组致密油资源量最大,具有“大而肥”的特点,主要赋存在渗透率为 0.01～1.00 mD 的致密砂岩中,卡尔蒂姆组致密油资源量次之,主要赋存在渗透率为 0.1～10.0 mD 的砂质泥岩中,而鹰滩组致密油资源量最低,主要赋存在渗透率为 0.000 001～0.000 100 mD 的致密灰岩中。     

国外致密油勘探开发新进展及借鉴意义

系统调研了国外致密油勘探与开发最新进展(尤其是最为活跃的北美地区),针对致密油资源利用过程中普遍存在的定义多样化、储量计算方法不适用、过于依赖新技术与政策等几个突出问题,提出了相应的解决思路。结果表明:综合已有致密油及页岩油定义,结合致密油特征,从方便储量计算的角度,致密油定义可统一为以吸附或游离状态赋存于未纳入常规油田产层的低渗储层或地层深部致密岩石中(包括原地致密烃源岩,如泥页岩;与烃源岩互层或紧邻的致密储层,如致密砂岩、致密碳酸盐岩、致密岩浆岩、致密 变质岩等),必须通过水平井或多级压裂等资金密集型开发技术才能实现经济采出的轻质石油聚集,进一步可分为2大类5个亚类;通过积极探索针对极低孔渗储层的物性测试技术和测井反演方法是建立致密油储层定量评价方法的有效途径之一,在储量评估时,借鉴基于开发动态的产量递减法对可采储量进行评价是更为切实可行的做法,同时,储层物性(孔隙度、渗透率)上限也应根据实际情况进行调整;此外,成功的致密油开发更需要政府制定积极有效的扶持鼓励政策,从而保障致密油资源的勘探与开发。     

韩城矿区煤岩类型对微裂隙发育的控制机理

韩城矿区煤岩类型纵向变化频繁,煤层非均质性强。裂隙多为长度大于300 μm,宽度小于5 μm的树枝状和正交状裂隙,微裂隙多发育在光亮煤和半亮煤中;据核磁共振T2弛豫谱分析,从光亮煤、半亮煤到半暗煤和暗淡煤,T2谱图由吸附孔、渗流孔和裂隙发育的三峰分布渐变为吸附孔、渗流孔发育的双峰分布特征,裂隙发育程度逐渐变弱,渗流孔和吸附孔之间连通性变差,吸附孔含量逐渐增加。核磁共振分析结果与X-CT扫描结果较为一致。对不同煤岩类型裂隙发育特征及煤岩显微组分分析认为,生烃潜能和扩散能力是微裂隙发育的决定因素。     

鄂尔多斯盆地柳林地区煤储层地应力场特征及其对裂隙的控制作用

为系统研究柳林地区煤储层地应力场展布及其对裂隙的控制作用,分析不同埋深煤层与地应力的关系,采用水力致裂法获取了地应力资料。通过统计分析,建立了主采煤层地应力与煤层埋藏深度之间的相关关系模型,分析了露头节理、煤层割理与现今地应力方向的耦合关系。研究表明:柳林地区最大水平主应力σmax为7.33~30.83 MPa,平均19.41 MPa,最小水平主应力σmin为6.50~24.00 MPa,平均13.12 MPa,主应力随埋深增大而线性增高。在埋深400~700 m,垂直应力σv≈σmax≈σmin,地层呈现准静水压力场特点;在700~850 m,σmaxσvσmin,为大地动力场型,水平方向主应力占主导地位;在850~1 100 m,σvσmaxσmin,为大地静力场型,仍未进入明显压缩带。水力压裂地应力检测表明现今主应力方向与煤层裂隙方向相近,以NNE向为主,地应力方向在割理形成后未发生明显改变。     

基于神经网络的柳林地区煤储层渗透率预测方法

分析了煤储层渗透率预测中存在的问题,提出基于测井信息的GA-BP神经网络预测煤储层渗透率方法,分析其机理及测井参数标准化处理方法。以柳林地区56口井的试井和测井资料为基础,利用灰色关联分析法优选6个测井参数作为输入变量,建立了GA-BP神经网络渗透率预测模型。将渗透率模型的预测结果与实测结果比较,两者具有较高的吻合度,证明该方法在煤储层参数预测的实践中具有较好的适应性。基于所建立的数学模型,对研究区的渗透率进行了预测,完成了渗透率平面分布图,为柳林地区煤层气的勘探开发提供了依据。     

柳林地区煤层渗透率影响因素及模糊综合评价

煤储层渗透性是寻找煤层气有利开发的关键参数之一。本文通过对柳林地区煤层渗透性深入研究,并结合大量煤层气田勘探开发资料分析了影响柳林地区煤层渗透率的两大因素：煤体条件（煤的原生孔结构、煤体裂隙结构、煤体结构）、煤层赋存条件（埋深、地应力、储层压力）。针对该区多煤层区域上渗透率变化较大的情况,应用多层次模糊综合评判法建立了该区煤层渗透性评价指标体系。利用渗透性模糊综合评判数学模型,对煤层进行了渗透性模糊综合评价,得出了该煤层渗透率为中等级别,评价结果与实测结果相符,为寻找渗透性较好的矿区或井田提供了新的预测方法。     

煤岩比表面积表征方法

为准确表征煤岩比表面积,以鄂尔多斯盆地韩城矿区煤岩为例,进行氮气、二氧化碳和甲烷的吸附等温实验,从煤岩甲烷等温吸附测得的兰氏体积和气体吸附法测得的比表面积相关性分析可知：甲烷吸附能力与二氧化碳SD-R呈正相关关系,与氮气SBET相关性不明显。基于煤岩的二氧化碳吸附数据,运用DFT模型计算微孔分布可知,煤含有大量孔径为0.5~1.0 nm的微孔,基于微孔充填理论的二氧化碳SD-R比氮气SBET更能有效地反映煤岩的吸附能力。鉴于煤岩具有微孔较为发育、微孔控制吸附能力的特点,建议在分析煤岩比表面积时采用二氧化碳吸附SD-R进行表征。     

岩浆活动对西山煤田煤储层物性的差异改造特征

为探讨岩浆侵入带来的高温热效应对西山煤田的煤储层物性的差异改造特征,在盆地模拟的基础上,以西山煤田西区煤岩为研究对象,系统采用反射率测试、工业分析、核磁共振、等温吸附、低温液氮吸附、显微裂隙统计等实验手段对距岩浆岩体远近不同的煤样进行实验测试,结果表明离岩浆侵入中心距离不同,储层的孔形、孔径、吸附规律等都表现出差异演化特征,如距岩体越近,煤层反射率明显增大、挥发分较低、灰分增大、BET和孔容增大、瓦斯吸附能力为低-高-低的趋势。在高温、高压的双重作用下,煤层形成了大量岩浆诱发成因的煤层割理,普遍提高了煤层的渗透率。研究结果表明,岩浆活动对西山煤田煤储层物性的改造具有双重性,研究区的中西部屯兰和石千峰一带是储层综合物性条件最佳的地区,是煤层气富集高产的有利区带。     

基于液氮吸附实验探讨煤变质作用对煤微孔的影响

针对46块不同煤阶的煤岩样品,在低温液氮吸附试验的基础上,结合镜质体反射率测试、工业分析和扫描电镜实验手段,从吸附-脱附曲线形态、孔径分布、FHH分形特征等几个方面对煤储层微孔特征进行研究,全面分析了煤的变质作用对煤中微孔体积、BET比表面积等的影响。结果表明:随着煤阶的升高,煤储层孔隙类型由开放性透气孔向一端封闭的不透气孔、墨水瓶形孔转变;微孔所占总孔容的百分比整体上显现递增的趋势;微孔体积和BET比表面积随煤阶的升高呈现出高—低—高的变化规律,其最低值出现在烟煤和无烟煤煤阶间。