樊庄区块构造对煤层气井产能的控制机理

沁水盆地南部樊庄区块属于中高阶煤煤层气田,樊庄区块内煤层气井产能受多种地质条件的影响有很大差别.为了查明煤层气富集高渗的构造主控因素及其变化规律,在总结樊庄区块3#煤层构造分布规律基础上,结合煤层气井排采资料,建立了樊庄区块3#煤层背向斜构造、断层构造与煤层气井产能的关系模型,划分出区块尺度煤层气富集高渗区,提出了构造对煤层气井产能的控制作用及机理.研究结果表明:1)樊庄区块3#煤层高产井的构造位置分布于局部复向斜构造轴部及其翼部上次级背斜的翼部以及无明显断距的断层附近;中产井的构造位置主要分布于局部复向斜构造轴部及其翼部上次级向斜轴部,局部复向斜构造轴部及其翼部上次级背斜轴部;低产井构造位置主要分布于远离局部复向斜构造轴部的向斜翼部处以及有明显断距的断层附近;2)局部复向斜构造轴部及其翼部发育的次级背斜翼部应是全区最为有利的勘探开发区,为富气高渗区.靠近断距较小的断层附近由于断层破坏不明显使得断层附近含气量中等而渗透性较好,为中等气高渗区.次级背斜轴部位置为贫气高渗区,次级向斜轴部是富气低渗区.远离局部复向斜构造轴部的向斜翼部处为贫气区,断距较大的断层附近为贫气高渗区.     

沁水盆地煤层气地质研究进展

综述沁水盆地煤层气地质的相关研究成果.根据研究,沁水盆地煤层气地质特征可以总结为：主要为高—过成熟的热成因气,仅有少量次生生物气;太原组煤层较山西组煤层吸附性强、渗透性好;煤层的含气性在南部相对较好,在西北部最差;煤层一般发育两组裂隙且以吸附孔为主,盆地南部部分裂隙被热液矿物充填;深成变质与燕山期构造热事件叠加所引起的二次生烃是盆地煤层气藏形成的主要气源,沁南富气区的勘探前景较好.关于煤层气成藏动力场的研究,已经实现了多因素耦合的研究方法.煤层气成藏分析相关研究已经对边界和类型作出划分和厘定.     

沁南煤层气田开发区块内煤层气生产接替研究

通过对煤层富气高渗地质规律及煤层气井排采主控因素的研究,结合对开发区块煤层气井工程数据与测试资料的分析,提出了沁南煤层气田开发区块内煤层气生产接替方法,依据煤层富气高渗等级和地解压差等级将开发区划分为5类煤层气开发单元.研究表明:I类至V类开发单元面积分别占研究区面积的1.10%,20.86%,47.44%,28.96%,1.64%;开发单元的分布受地质构造的影响最为显著,开发单元展布与煤层含气性、渗透性的区域性变化及煤层压差吻合程度较高;区块内煤储层压力四周高、中心低且变化梯度大的部位,地解压差小,有利于压降扩展,开发单元类型级别高;开发区内地形较为平缓,开发单元多位于煤层埋深1000 m以浅地区,对煤层气开发施工较为有利.开发区内产能接替工艺开发技术表明:后期井网部署应以现有井网为中心,以埋深1000 m为界,在Ⅲ类以上开发单元区域向四周布井,布井时考虑地形落差可采用分层次(多层次)布井;现有井网内煤层气井产能低下区域采用二次压裂或补充小井距井以提高煤层气井产能;在地层稳定、构造简单的地形和缓区可考虑水平井生产工艺.     

煤层气成藏效应量化表征及类型判识

定量表征煤层气成藏效应对于有利区识别及开发方式选择具有指导意义.基于煤层气成藏控制因素分析,构建了表征煤层气成藏效应含气性、储层能量及流动能力三大关键要素定量模型.以服务于煤层气产能建设为目标,构建了耦合三大关键要素综合效应模型及四维煤层气成藏效应类型判别模式.按成藏耦合效应指数ξ50×103,5×103~50×103,ξ5×103将成藏效应划分为有利、中等、不利3个层次.在每一层次中,以煤层气富集指数100和200、煤层输导能力指数0.5和1.0以及煤层有效流体能量构成指数9和12为界,进一步划分出27种类型.以鄂尔多斯东部煤层为例,分析结果显示:研究区共有Ⅰ类有利区3种类型,Ⅱ类中等有利区18种类型.其中,Ⅰ类区主要分布在地鄂5井—榆24井北;Ⅱ类区包括大宁-吉县、榆17井区及台7井—榆47井一带.     

华北盆山演化对深部煤与煤层气赋存的制约

深部煤和煤层气的聚集及赋存与盆山演化有着密切的关系.在对华北陆块中新生代盆山演化过程与特征研究的基础上,以其主要含煤区为研究区域,探讨了华北陆块盆山演化对其含煤区深部煤和煤层气的制约作用.结果表明:华北不同地区盆山演化特征不仅导致了含煤盆地结构的复杂多变,也使煤层埋深及煤的储层物性发生了不同程度的变化.渤海湾盆地,受挤压和伸展控制作用,其煤层埋藏深;煤层气沿断裂运移至上覆岩层中,形成常规天然气藏,但仍有部分煤层气赋存于深部煤层中,形成煤层气富集层.鲁西含煤区以伸展滑脱作用为主,煤层埋深增加;由于张性断裂作用,煤层含气量降低.两准含煤区以逆冲推覆作用为主,使煤层埋深增加;淮北煤田岩浆-热作用相对淮南煤田强烈,煤层含气性局部变好,渗透率也有所增高.豫西含煤区重力滑动产生的牵引褶皱区,煤层埋深增加,煤层气保存较好.沁水盆地以挤压复向斜构造为主,使煤层埋深增加,且岩浆-热作用明显,煤层含气性较好,而叠加后期形成的构造裂隙,渗透率较好.鄂尔多斯盆地受沉积厚度的影响而煤层埋深增加;由于煤中内生裂隙较多,渗透性也较好.     

白额地区2~#煤层气藏成藏控制因素分析

在分析白额地区2^#煤储层空间发育特征、储层物性特征、含气量分布特征及区域构造背景的基础上,对煤层气成藏控制因素进行分析。结果表明：构造演化史直接控制着煤储层埋藏史及生烃史,是煤层气成藏主控因素;地下水水动力特征和围岩封闭特征决定了煤层气藏的保存条件,是煤层气成藏的关键;综合以上特征,可以得出2#煤煤层气藏为单斜-水动力封堵型煤层气藏。     

基于相控的煤层气藏三维地质建模

煤层气藏是一种非常规天然气藏,与常规天然气藏在赋存方式、物性参数以及开发方式等方面存在较大差异。煤层气藏三维地质模型能够精确描述煤层以及物性参数空间分布,推动煤层气藏的认识由定性向定量的转变,对煤层气藏的开发具有重要意义。以澳大利亚B区块煤层气藏为研究对象,综合应用地质、地震、测井、煤岩取芯分析等资料,分析构造解释的煤层层面、测井精细解释结果以及物性参数精细表征结果;借助Petrel三维地质建模软件,以地震解释煤层顶面构造和断层结果为数据基础,以测井煤层划分结果为约束条件,建立B区块构造模型;在构造建模基础上,以测井资料划分的单井岩相数据为基准,建立煤层相模型;煤层气藏物性参数建模以相控建模理论为指导,以煤层气物性参数表征结果为数据基础,实现干燥无灰基含气量、渗透率、密度、灰分含量、饱和度等物性参数空间分布模拟。在建立的三维地质模型基础上,利用煤层气藏储量计算方法,计算B区块地质储量,确定B区块煤层气有利区优选物性参数及标准,划分煤层气藏有利区。煤层气藏三维地质模型为煤层气藏地质储量计算以及有利区筛选奠定坚实的地质基础,同时也为井型选择与井网布置等后续开发工作提供地质依据。     

白额地区2#煤层气藏成藏控制因素分析

在分析白额地区2^#煤储层空间发育特征、储层物性特征、含气量分布特征及区域构造背景的基础上,对煤层气成藏控制因素进行分析。结果表明:构造演化史直接控制着煤储层埋藏史及生烃史,是煤层气成藏主控因素;地下水水动力特征和围岩封闭特征决定了煤层气藏的保存条件,是煤层气成藏的关键;综合以上特征,可以得出2^#煤煤层气藏为单斜-水动力封堵型煤层气藏。     

郑庄东大井区煤层含气量主控地质因素

以郑庄区块东大井区为主要研究对象,综合运用实验测试数据、煤田钻孔及煤层气井资料,并结合沉积、构造和地下水动力的原理和方法,深入分析了该区煤层含气量分布和主控地质因素。研究结果表明:研究区煤层含气量较高,总体呈自东向西逐渐增大的趋势,且主要受煤层埋藏深度、地质构造和水动力条件三个因素控制。即煤层埋深对含气量分布具有较好的控制作用,总体上含气量高值区大都位于北部深埋区域;地质构造对含气量的影响主要表现为次级构造叠加在煤层埋深影响的总体背景之上导致含气量展布复杂化;北部地区水动力条件对煤层气的运移和富集具有显著的控制作用,是影响煤层含气量展布的主要因素;而南部地区则由于埋深和断层等因素的影响,从而导致水动力条件与煤层含气量的相关性不太明显。     

煤层气藏与常规天然气藏地质及开采特征比较

煤层气是一种与煤岩同生共体以甲烷为主要成分,主要以吸附状态赋存在沉积盆地煤层之中的可燃气体,也就是煤矿生产中有名的瓦斯气。煤层气藏作为一种非常规常气藏,从地质成因与特征,储集与开采特征以及储量评价多个方面,与常规气藏有着不同之处,因此对两种类型的气藏进行详细的比较与总结十分必要,同时也为煤层甲烷气开发与开采中的各项研究如煤层气藏工程,煤层气井试井,完井,煤层气藏模拟等奠定了基础。     

淮北地区煤储层物性及煤层气勘探前景

研究了淮北地区地物构造演化及控气特征,结果认为：淮北地区印支期以来的构造演化对煤储层物性控制作用十分显著,以EW向的宿北断裂为界,北部地区煤层气勘探前景不佳,南部地区的东部,煤层的展布受褶皱形态的控制。在宿面向斜和南坪向斜中,煤层埋深、煤体结构、含气性、含气量和渗透率等储层物性均有利于煤层气的运移、聚集和保存,具有较好的煤层气勘探前景;临涣矿区强变形构造煤发育,煤体结构复杂,基本无勘探前景;涡阳矿区正断层发育,煤层气含量相对较小,但渗透性较好,值得进一步深入研究。     

沁水盆地山西组煤储层含气性及控制因素分析

依据实测资料,在统计分析研究区３号煤层含气性特征的基础之上,对控气地质机理进行了探讨,总体上来看,研究区甲烷含量较高高及甲烷浓度较大,而含气饱和度偏低。在埋深１０００ｍ以浅,向盆地内部方向以及随煤层埋深加大,甲烷含量,甲烷浓度和含气孢和度具有增大趋势,显示出埋探控气以及次级向斜相对富气的特点,这种特征可以起源于地质历史时期中煤层抬升卸压过程所导致的煤层气解吸扩散作用。因此,进一步查明次级构造的发育     

富水裂隙围岩隧道涌水量计算方法与规律分析

富水裂隙区隧道涌水量预测精度较差,涌水问题尚未得到较好的解决。针对此问题,视裂隙围岩及注浆区为非均质各向异性介质,初期支护及二次支护结构为均质各向同性介质,构建了裂隙围岩下隧道涌水简化计算模型,基于地下水力学理论及流体质量守恒定律推导了富水裂隙区隧道涌水量计算公式。通过退化分析及案例工程现场实测数据验证了构建富水裂隙区隧道涌水简化计算模型的合理性及涌水量计算式求解的正确性,最后基于解析解揭示了各特征参数对富水裂隙区隧道涌水的影响规律,探讨了富水裂隙区隧道涌水机制。结果表明：理论计算值与现场实测值最大相对误差为8.1%,验证了构建模型的合理性及公式推导的正确性;隧道涌水量随裂隙最大宽度的增加而增大,受堵水结构的联合制约,两者近似呈线性关系;注浆区厚度与隧道半径比值在2倍以内时,隧道涌水量受注浆区厚度的影响显著;富水裂隙区隧道涌水受裂隙分布规律及支护结构的制约,应重视对裂隙分布的调查。     

乡宁矿区煤储层地质特征研究

煤层气富集成藏受煤储层地质特征的制约。通过对大量实验测试数据的分析与对比,研究了乡宁矿区煤层气成藏基础地质特征,主要包括煤储层发育特征、煤岩学特征、煤化学与工艺特征及煤级与煤相特征等。结果表明,本区主要煤层煤空间展布稳定、累计厚度大、煤质好、热演化程度高,具备煤层气成藏的基础条件。     

煤储层微裂缝对煤层气采收率影响的数值分析

微裂缝作为重要的储集空间及渗流通道,其发育程度对煤储层渗透性、气井产能及采收率变化等均有重要影响。本文结合沁水盆地煤样扫描电镜、压汞、吸附及生产数据,综合分析了微裂缝对煤层气产能及采收率的影响。结果表明,所研究煤岩孔隙形态具有均一化现象。煤岩中成岩割理缝多呈组系产出,具有明显的方向性,有效性较差;而构造成因缝具有明显的张、剪性特征,有效性较好。利用吸附曲线、储层压力及实测含气量确定了煤样的含气饱和度,主要分布在３３.７６％ ～７３.５２％。利用压汞实验及基于产能数据的改进物质平衡方程,探讨了微裂缝对煤层气采收率的影响,两者分析结果具有一致性。微裂缝发育的煤储层在排采初期具有较高产能,但产量递减快,最终采收率要明显偏低。微裂缝相对欠发育煤储层的生产周期要明显长于微裂缝发育的煤储层。该盆地的煤层气采收率约为５０％,按此计算,煤层气垂直井的开发周期约为９～１４ａ。煤储层理想最终采收率约为７０％,煤层气单井（直井） 达到该采收率所需时间为１５～２０ａ。微裂缝相对欠发育的煤储层达到理想最终采收率所需的时间明显长于微裂缝较为发育的煤储层,但前者累计产量更高。     

地应力条件下的多层叠置独立含气系统的调整研究

对在应力场条件下的多层叠置独立含气系统相应调整进行研究.通过对研究区大量水力压裂试井数据统计分析后认为:研究区广泛发育多层叠置独立含气系统,各煤层压力系数在层域呈现波动变化,且部分煤层普遍超压.最小主应力梯度增大,煤层渗透率降低,压力系数增大.各煤层最小主应力梯度表现出波动性,表明各煤层地应力特征有所区别,这与压力系数所表现出的波动性具有一致性.研究结果表明:研究区煤储层在深度300m左右为地应力转换带,在此深度以上,水平应力起主导作用,煤储层物性可能较好,相邻煤层容易形成流体压力主导型的独立含气系统;而在此深度以下,垂直应力起主导作用,煤储层物性变差,相邻煤层流体不易沟通,容易形成地应力主导型的独立含气系统.地应力转换深度的变浅,易形成受地应力调整控制的多层叠置独立含气系统.     

煤层气储层渗透性研究进展

煤储层渗透性是制约煤层气勘探选区的重要参数,影响渗透率差异分布的因素有很多,从裂隙系统的发育、煤储层有效应力、煤层构造演化、煤岩变质程度几个方面阐述了它们与高渗区空间分布的关系及其研究进展.对其研究技术、手段、主要认识及存在的问题等进行了系统的总结.对有效预测煤储层渗透性、发展渗透性描述理论、寻找有利勘探区带具有重要意义.     

中国煤储层岩石物理学因素控气特征及机理

基于全国主要矿区或勘探区统计资料,总结了煤级、煤岩类型、显微组分组成等煤的岩石物理学因素与煤层含气量、吸附性、渗透性等之间的关系,探讨了煤储层岩石物理学特征的控气作用机理．发现煤级－含气量的“包络线”具有阶段性演化规律,最大含气量的显著变化与煤化作用阶跃高度一致,煤储层含气量较高的地区沿纬向等间距展布且与较高煤级煤分布区吻合,煤的兰氏体积与镜质组含量关系中存在一个镜质组含量临界值．指出不同煤化作用阶段控气作用的实质在于煤物理结构和化学结构的演化,沉积作用控气的思路对煤储层渗透率非均质性预测具有一定实践意义．     

淮北地区煤层气勘探目标区地质评价研究

通过对挖气地质要素比较分析,准北北部区基本上推动了煤层气勘探开发的价值,南部区煤层气勘探开发前景相对较好。南部的宿南向斜和南坪向斜主煤储层顶板岩层具有较强的封盖能力;主煤储层镜质组含量高,吸附能力较强,煤层含气量也较高;煤储层渗透性高,为煤层气开发提供了有利条件。     

煤粉源集合体对水力压裂效果的影响

煤粉颗粒在压裂液中发生"造浆"及"聚集"作用是影响煤层气藏水力压裂效果的关键.构造煤粉源集合体对压裂效果影响显著,研究结果表明:原位状态下,煤粉以构造煤粉源和原生裂缝煤粉源集合体两种形式赋存.前者体积在20~30m3之间,呈顺层和断层两种产状,其明显受煤储层小微构造的控制;后者规模很小,主要分布在内生裂隙缝间,其受煤变质程度和煤岩类型影响.煤层气完井期间,井筒附近构造煤坍塌扩径,构造煤粉源卸压膨胀,煤粉颗粒启动难度降低;压裂期间,在压裂液动压、紊流搅动作用下,煤粉颗粒均匀混合在流体中形成浆体;排采期间,回排的压裂液中煤粉含量较高,导致气井近井部位压裂裂缝及炮眼较早地堵塞,气井减产.而原生裂缝内煤粉在压裂液中通过颗粒疏水相互作用发生聚集,在压裂裂缝内形成堵塞,但堵塞程度较轻.稳定压裂液注入排量、减小流速,利用煤储层小微构造解剖技术预测构造煤粉源集合体发育部位能够降低近井部位堵塞的风险,改善水力压裂效果.