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。     

沁水盆地南部郑庄区块高煤阶煤层气成藏模式

为指导沁水盆地南部郑庄区块煤层气高效开发,通过综合运用钻井、地震、试井、煤岩测试及生产数据等资料,分析了研究区煤层气成藏条件和主控因素,并在此基础上研究了高煤阶煤层气成藏模式.研究发现,煤层气成藏主要受到构造、水文地质、地应力及煤变质作用控制.依据构造形态、煤层围岩和地下水动力等特征,把研究区煤层气藏划分为浅层单斜、鼻...     

沁水盆地南部高煤阶煤层气富集高产控制因素

为有效支撑中国石油天然气股份有限公司煤层气业务的发展,持续开展了沁水盆地南部高煤阶煤层气富集及高产控制因素研究,总结了阶段成果和煤层气开发实践经验。结论认为：沁水盆地高煤阶煤层具有低压力、低渗透率、非均质性强的特征;煤层气开采难度大,其富集成藏主要受煤质、煤层埋深、顶底板封盖性、构造、水动力条件等的控制;地下水滞留区构造翼部是富集高产的有利区域;面积降压、合理井型是实现煤层气井高产的必要条件。该成果为规模高效开发该煤层气田打下了坚实基础。     

沁水盆地南部地区煤层气汞含量特征简析

随着人类对天然气需求的不断增加,煤层气作为一种新兴的能源受到人们越来越多的重视,但天然气中普遍含汞的性质决定了我们有必要对其加强研究。按照天然气中汞的成因假说,沁水盆地南部地区煤层气汞含量可能较高。为了验证这一问题,采用德国Mercury Instruments公司生产的痕量汞检测仪UT3000对该地区7口煤层气井和1处煤层气液化站进行检测。检测结果显示该地区煤层气汞含量普遍很低,均在10ng/m3以下,因此在煤层气勘探与生产过程中不存在汞的威胁。为了解释这一现象,开展了煤粉热吸汞、释汞实验。实验数据表明当加热温度大于120℃时煤粉释汞,而在小于100℃时煤粉吸汞,吸汞与释汞的温度平衡点介于100～120℃之间。沁水盆地南部地区煤层埋藏较浅,地层温度一般不会超过56℃,在此地层温度下,煤系有机质对汞具有强烈吸附作用,这是导致该地区煤层气含汞很低的根本原因。     

沁水盆地南部煤层气中氢气释放规律研究

研究了沁水盆地南部煤层气样品中氢气的释放规律,发现煤自然释放的氢气和自然释放的氦气与甲烷之间在同一个勘探区范围内存在规律性,表现为煤层瓦斯中氢气含量变化趋势与氦气含量变化趋势呈正相关,与甲烷含量变化趋势呈负相关。结合煤田地质资料分析,还揭示了在同一个勘探区内煤层瓦斯中的氢气含量与含氧量、含水量及煤变质程度的关系。     

中国高煤阶煤层气成藏特征

国内学者普遍认为高煤阶煤层由于其演化程度较高、割理不发育、煤层的渗透率极低而低估了勘探前景，以至于形成了煤层气勘探的“禁区”。中国地质条件和含煤盆地的构造活动要比美国复杂得多，煤层气的生成和富集有着自身的特点，而且多数煤层在其沉积后经历了多个期次、多个方向的应力场改造，而且大部分高煤阶形成与岩浆热变质事件有关。这些因素使得高煤阶的气体成因、物性特征、水文地质条件、含气性和成藏过程等都与低煤阶和国外高煤阶明显不同，有可能形成煤层气高产富集区，形成煤层气勘探的有利地区。     

超饱和煤层气藏成藏机理

超饱和煤层气藏主要指煤层的含气量超过煤层的吸附能力的煤层气藏。根据大量的试验研究，并结合对具体煤层气成藏条件及成藏模式的分析，探讨了影响超饱和煤层气藏形成的条件（气源、盖层、水文地质条件），提出了四种超饱和煤层气藏的成藏模式：构造抬升压力自解吸型超饱和煤层气藏、构造下降温度自解吸型超饱和煤层气藏、它生气源补给型超饱煤层气藏、岩浆岩烘烤温度自解吸型超饱和煤层气藏；进而提出，中国煤层气勘探开发不应受风氧化带的控制，而应在煤层上覆封盖条件较好的浅层寻找超饱和煤层气藏，对浅层超饱和煤层气首先进行开发有望获得突破。     

沁水盆地南部煤成气勘探前景

沁水盆地位于晋东南地区,面积约23923km²,是一个在古生界基底上形成近南北向的大型复式向斜。盆地内蕴藏着丰富的煤炭资源和煤层气资源,预计煤层气资源量约6.85×10¹²m³。到目前为止,整个沁水盆地共有煤层气井48口。经过近些年的勘探,相继在沁水盆地南部获得高产煤层气流。初步查明沁水盆地南部为一个高渗富集区,具有良好的勘探开发前景。     

沁水盆地南部煤系地层吸附气与游离气共生成藏研究

沁水盆地煤系地层天然气资源丰富,具有形成大中型气藏的物质基础。大量钻探成果表明,3#煤层与15#煤层是主要的吸附气含气层,而游离气一般赋存在煤层裂隙、煤层顶底板的围岩中,区内煤系地层吸附气和游离气之间普遍存在同源共生的特点,具有相近的温压条件,形成统一的吸附气—游离气共存系统;在系统内部,煤层吸附气与煤层游离气、煤层游离气与围岩中游离气之间发生动态交换作用,形成一个动态平衡体系。随着构造演化和温压条件的变化,会引起吸附气和游离气之间的不对称迁移。根据煤层与其他岩层接触关系,可将煤层吸附气—游离气共存系统划分为3类:煤岩—顶板型、煤岩—底板型、煤岩围限型。可根据围岩岩性进一步划分为煤岩—砂岩型、煤岩—泥岩型和煤岩—石灰岩型,不同的煤岩—岩性组合具有不同的煤层吸附气、游离气含气特征。沁水盆地南部煤系地层吸附气与游离气同源共生规律的发现,为实现煤层吸附气与游离气合理共采奠定了理论基础。     

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煤层气成藏的因素比较多，对不同地区成藏主控因素进行分析，才能对煤层气富集区及选区进行合理的预测。分析沁水煤层气田烃源、储层、保存等情况，认为该区煤层热演化程度高，生烃潜力大，煤层含气量高，含气饱和度大；煤层割理发育，孔隙裂隙连通性好，煤层渗透率大于0.50×10-3μm2，能够满足煤层气开采的需要；煤层顶底板岩性致密，突破压力高，气田位于地下水交替滞缓区或滞流区，同时根据δ13C₁分析表明煤层气藏具有原生特点，煤层气保存条件好，有利于煤层气高产富集。     

沁水盆地西山煤田煤层气成藏特征

在分析构造及热演化史基础上，探讨了沁水盆地西山煤田中煤阶煤层气的储层物性和成藏过程，结果表明，西山地区煤层具有吸附量大、含气量高、含气饱和度大、资源量大和资源丰度高等特点；虽然成藏过程较为复杂，但煤层埋藏史与生烃史配置良好，有利于煤层气富集保存，又由于发育有由岩浆诱发成因的煤层构造裂隙而使储层渗透率提高。认为该地区具有良好的煤层气勘探潜力和开发前景。     

沁水盆地煤岩储层单井产能影响因素

沁水盆地煤层气资源丰富，最新一轮的资源评价结果表明，该区埋深2 000 m以浅的煤层气地质资源量可达3.98×10¹² m³。中联煤层气有限责任公司、中国石油天然气集团公司、蓝焰公司等单位相继在盆地南部的潘庄、寺庄、樊庄等区块获得了煤层气产能；然而该盆地目前煤层气井年产能仍小于20×10⁸ m³，距煤层气大规模产能建设目标差距甚远。由于影响煤层气高产的因素较复杂，导致各井排水采气生产特征差异较大，稳产周期与产能也复杂多变。基于此，重点分析了煤层气井单井产能的主要影响因素。结果表明：盆地煤层气产量较高的井主要分布于煤层厚度大于5 m，含气量大于19 m³/t，含气饱和度高于70%，渗透率为1.0×10^-3 μm²左右，临界解吸压力大于1.8 MPa且地层水动力条件相对较弱的区域。     

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煤层气成藏研究包括煤层气从煤层气生成、储集、运移到聚集的整个过程。通过对国内外近十年来的勘探研究成果进行分析，从煤层气资源、生成、物性、保存、解吸、地压等6个成藏基本条件进行研究，总结出我国煤层气富集的基本规律。指出研究煤层气生成、储层非均质性、煤层气富集成藏机制、分布规律和高效勘探开发技术是我国煤层气近期研究的发展方向。     

沁水盆地晋城地区煤层气成因

沁水盆地晋城地区山西组和太原组煤岩中煤层气δ¹³C₁值为-2.963%～-3.539%,明显低于模拟实验和经验公式计算的原生煤层气δ¹³C₁值(-2.701%),由此判断其为次生煤层气.由于该区煤层气组分中,甲烷含量占绝对优势(>98%),不存在甲烷和CO₂碳同位素的交换,而且其保存条件良好,也不可能受到次生生物作用的影响,所以,煤层的解吸-扩散-运移作用才是晋城地区次生煤层气形成的真正原因.     

沁水盆地南部煤层气藏的地球化学特征

指出沁水盆地南部煤层气的地球化学特征是甲烷含量超过95%,δ\+\{13\}C\-1值变化于-61.7‰～-28.7‰之间,而大部分甲烷的δ\+\{13\}C\-1值偏轻,为-40‰～-30‰之间,太原组甲烷的δ\+\{13\}C\-1则更轻。认为这主要是由于构造热事件及水动力条件综合作用的结果,构造热事件不仅促成二次生气,而且改善了煤储层物性,大大增强了CH\-4与CO\-2交换作用及甲烷的解吸-扩散-吸附的动态平衡过程,强烈的水动力条件也是导致煤层甲烷碳同位素变轻的重要原因,太原组甲烷碳同位素更轻主要是由于流动的地下水的溶解作用造成的。     

沁水盆地晋城地区煤层气田固井实践

分析了晋城地区煤层气井的地质特点及固井现状,从5个方面指出了影响该地区固井质量的原因。针对这种情况,在固井中,采用低密度水泥浆,严格控制水泥浆的失水量,提高水泥浆的粘度和切力,并采用低返速顶替技术,使得固井质量优质。     

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吐哈盆地是一个富煤盆地，主要在侏罗系发育八道湾组和西山窑组两套含煤层系，八道湾组煤层主要发育在盆地的西部和中部，西山窑组煤层主要发育在盆地的中部和东部，大部分地区煤层发育层数多，厚度大（单层最大厚度147m）。浅埋区的煤层主要为褐煤和长焰煤，煤的Langmuir压力较高(4.96～22.62m3/t)。在许多石油钻井中煤层的气测显示活跃，气体的主要组分是甲烷，证实了煤层气的大量存在。吐哈盆地具有勘探开发煤层气的广阔前景，卡拉图地区、托克逊凹陷南部艾1井-鲁南1井区和沙尔湖地区煤层气富集条件好，地理位置优越，是吐哈盆地煤层气勘探开发的有利区。