中—高煤阶煤层气系统物质能量动态平衡机制

基于中—高煤阶煤储层欠饱和特性及煤层气井生产数据,以临界解吸压力为关键参数节点,揭示了中—高煤阶煤层气系统物质能量动态平衡机制及其对煤层气开发过程的控制作用。结果表明:基于上述机制可以实现储层压力和含水饱和度实时监测、煤层气井单井可采储量计算、储层渗透率(包括绝对渗透率、相对渗透率、有效渗透率)动态预测、产能动态数值模拟等4方面现场需求;煤储层相对含气量(吸附态气体饱和度)越高,储层压力与含水饱和度下降越快,煤层气越容易解吸产出;临界解吸压力后,煤层气井生产时间越长,储量计算准确性越高;在整个煤层气生产过程中,煤储层渗透率被统一为储层压力的函数,欠饱和相渗曲线能更好地反映煤储层正负效应及气体滑脱效应;在产能预测方面,欠饱和相渗模型较饱和相渗模型更加准确,精确度更高。     

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。     

晋城无烟煤CO2-ECBM数值模拟研究

基于晋城无烟煤储层地质条件下的储层和煤岩参数,结合晋城无烟煤煤层气藏直井生产必须压裂增产的实际,使用澳大利亚联邦科工组织的煤层气储层数值模拟软件（SIMED Win）模拟了不同生产井和注入井井距（116m、200m、300m）条件下的煤层气增产和二氧化碳埋存过程。研究结果表明,煤储层注CO2增产煤层甲烷效果明显;CO2-ECBM过程中煤层气生产井的气、水产量呈现联动变化;煤储层的割理孔隙度在甲烷解吸、二氧化碳吸附、煤岩有效应力改变的综合效应下呈现增高-降低-增高-降低的变化趋势。综合考虑煤层甲烷产量和CO2的封存能力,选择200m产注井距具有较好的注入增产效果。     

俄乌哈三大煤盆地煤层气地质及开发潜力对比研究

俄罗斯、乌克兰和哈萨克斯坦（俄乌哈）三国拥有丰富的煤炭资源和煤层气资源。在美国实现煤层气商业化开发的引导下,这三大独联体国家也逐渐开展本国的煤层气勘探开发。本文在分析俄乌哈三大煤盆地（库兹涅茨克、顿涅茨和卡拉干达）构造、地层及煤层气地质特征的基础上,详细地分析这三大煤盆地煤层气开发潜力,并对其开发潜力进行仔细地对比研究。研究表明：库兹涅茨克煤盆地煤层气发育具有“巨大且巨富”的特征,非常适合煤层气规模化开发;卡拉干达煤盆地煤层气发育具有“小而肥”的特征,同样适合煤层气开发;而顿涅茨煤盆地煤层气发育具有“大而贫”的特征,与前两者比,其煤层气开发潜力明显较差。     

柳林地区煤层气勘探开发模式研究

柳林地区是全国煤层气开发先导示范区,勘探开发技术逐渐完善。基于区域地质规律,分析了煤层气组成、地应力和地温场特点以及不同储层的差异|结合开发方案和技术选择,从开发效果、开发层位、钻完井设计等方面进行了规律探究。山西组煤层气CH₄含量、兰氏体积和含气饱和度均较太原组高;地应力和地温场在垂向上呈现分带,以700～850m埋深最小水平主应力最高,地层呈挤压状态;不同煤层物性差异大,水动力变化是层间矛盾的主要因素。在开发效果上,山西组直井较太原组好,太原组产水量普遍较高;水平井产能效果最好,且产量相对稳定。钻井设计中创新性地采用双煤层多分支水平井,充分调用了资源潜力。在煤层气勘探开发实践中,以平衡产能为导向,由地应力、地温场和储层压力3个要素组成地质能量内循环,激励渗透率、产气量和产水量组成的响应外循环;同时以合理的气水排采制度控制内循环,其中钻井和储层改造是释放产能的驱动,合理的排采方案是维系开发平衡的驱动。     

鄂尔多斯盆地东缘可容纳空间变化控制的C-P煤系沉积特征

鄂尔多斯盆地东缘是国内煤系非常规天然气勘探开发的重点地区,区域范围广,沉积环境多变。结合野外露头、钻井岩芯、单井和连井剖面刻画了研究区构造隆降、海水进退、多向物源影响下的层序地层格架和沉积环境演变。结果表明:在统一研究区典型标志层的基础上,可将太原组分为4个和山西组3个III级层序;太原组主煤层顶面是区域范围内的构造转换面,南北地势近乎水平,之后中间地势进一步沉降;北部物源在太原期初始即发生影响,但南部物源到山西期才产生明显影响;研究区大致以北纬38°构造带为南北隆降支点,控制地层的厚度和岩性变化,影响厚煤带的迁移;太原期的汇水中心由南部逐渐向中部过渡,即由延川南(Sq1)到大宁—吉县(Sq2)到柳林石楼地区(Sq4),在Sq3沉积时期,海侵范围相对最大。相关成果对认识研究区含煤地层发育规律,开展煤系非常规天然气勘探开发具有支撑作用。     

天然气中微量元素捕集检测技术初探及应用

目前有关天然气中微量元素分布研究仍处于探索阶段,相关检测技术研究匮乏。国内研究仅局限于王多义教授引进的地气测量法,但并未对硝酸捕集剂进行优选。在对不同浓度硝酸捕集剂进行优选的基础上,对天然气微量元素检测进行初步探索。通过相关实验发现:低浓度硝酸捕集剂对微量元素的捕集效果理想,其中又以15%硝酸效果最佳;现场多级捕集实验同室内小气量循环捕集实验对比,室内实验检测值更高,更接近天然气中微量元素实际值;不同地区天然气微量元素的检测对比,验证了前人有关天然气中微量元素的部分结论。但实验相关作用机理不明,微量元素的精确定量有待形成标准。其应用前景广泛,对天然气运移路径的判定、天然气藏的判寻及物探方面都具十分重要的意义。     

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。     

内蒙古胜利煤田共生锗矿与成煤沼泽微环境的成因关系

测试的200个煤样采自沿煤层走向和垂直方向的29个钻孔,研究发现,锗的含量沿煤层的走向和垂直方向的分布并不均一,高锗品位可能出现在煤层的顶部、中部和底部,最高的锗含量大多出现在煤层中部.这个结论有别于前人的研究结论:一般认为最高的锗含量只出现在煤层的顶部或底部.根据锗含量与煤相的关系：锗含量和腐植质含量(V)、 V∕I, V∕w(F+SF)、 凝胶指数(G_I)等显示正相关关系和惰质组含量（I）、 惰质体含量（I_R）、 转化指数（T_I）呈负相关;而锗含量和成煤植物组织保存指数（T_PI）的关系不明确.由此表明,煤中锗的聚集与成煤沼泽微环境有成因上的联系,有利于锗聚集的环境是弱水动力、低水位、高还原性的停滞沼泽环境.     

咔唑类化合物的运移示踪机理及应用

咔唑类含氮化合物是一种良好的油气运移示踪剂。咔唑分子9号碳位上的氢原子易与疏导层基质表面的含氧官能团作用产生氢键，导致咔唑类化合物可逆或不可逆地吸附并部分残留在疏导层中。该氢原子受到的屏蔽程度不同，导致化合物受到的吸附几率存在差异。因此，根据咔唑类化合物在正相色谱图上的出峰顺序，可推测其在疏导层中的运移情况；根据不同类型的咔唑类化合物在原油中的绝对含量和比值，可推断油气运移的方向和相对距离。