我国低煤阶煤层气成因类型及成藏模式研究

基于国内外低煤阶煤层气的富集特点和成藏理论的追踪,对我国低煤阶煤层气的成因类型和成藏模式展开了研究。结果表明,我国低煤阶煤层气藏成因类型有热成因、生物成因和混合成因;煤储层特征包括埋藏浅、含气量低、厚度大、渗透率高且易改造及与其它油气共生等特点;前人从岩性、构造条件及煤储层所处位置、水文地质条件等对低煤阶煤层气的成藏模式进行了划分。基于以上研究,认为应以动态的观点来认识和探讨以有利成煤相带为煤层气富集的物质基础、以构造体为煤层气运移压差和以水动力条件为气源补给和封盖的条件的低煤阶煤层气成藏模式。以东北依兰盆地为例,结合我国低煤阶煤层气盆地的地质特征和前人研究成果,建立了我国低煤阶煤层气的成藏富集模式,即原生成因和次生成因叠合下的斜坡区成煤优势相带高富水区的煤层气富集模式。     

我国低煤阶煤层气地质特征及最新进展

为了更好地加快我国低煤阶煤层气勘探开发,在借鉴国外成熟低煤阶开发技术基础上,总结了适合我国低煤阶地质特征的相应技术。目前我国的煤层气开发已经从试验阶段进入了小规模商业化生产阶段,但大部分勘探开发工作都集中在沁水盆地高煤阶地区,低煤阶地区的勘探开发尚处于起步阶段。而低煤阶地区煤层厚度大、渗透性好、资源量大以及常规油气与煤层气共生的特点,加之国外低煤阶盆地成功的商业开发,使其具有十分良好的前景,是我国煤层气下一步勘探开发重点。当前形成适应我国低煤阶储层的技术体系成为我国低煤阶煤层气勘探开发成功的关键因素。     

我国低煤阶煤煤层气地质研究综述

针对当前我国低煤阶煤煤层气尚未实现区块、盆地层次上商业化开采的现状,为加深对以"可采性"为核心的低阶煤层气开采地质条件的认识,从低煤阶煤煤层气成因、煤储层特性、煤层气成藏模式等方面,系统总结了我国低煤阶煤煤层气基础地质特征研究的最新进展,并指出了研究过程中所存在的问题及今后的发展趋势。结果表明:低煤阶煤煤层气具有3类成因及多气源补充的特点;煤储层宏观裂隙张开程度及连通性好,基质孔隙度较大,具有吸附时间短、解吸效率高、扩散量低,扩散系数和扩散率较高,渗透率偏低的特征;气源补给与保存条件是控制低阶煤含气量的关键。目前低煤阶煤煤层气勘探开发仍需解决4个方面的地质问题:1以现有的工艺技术水平界定低煤阶煤煤层气形成工业气流的含气性参数下限;2通过储层敏感性评价及主控地质因素研究实现储层可改造性预测;3三相态时空分布规律及各相态的地质控制因素是探寻低煤阶煤煤层气富集规律及有利地质条件的核心问题;4建立以"可采性"为核心的低煤阶煤煤层气可采地质模式与地质选区评价体系。     

准噶尔盆地煤层气勘探开发与地质研究进展

准噶尔盆地煤层气资源极为丰富,已开展近30个煤层气勘查项目,施工煤层气井270余口,建成白杨河、四工河、乌鲁木齐河东煤层气开发先导试验区,正在着力推进煤层气规模化开发利用,多个区块呈现出煤层气单井高产势头,针对多、厚、大倾角煤层顺煤层钻井、储层改造、优化排采技术不断推广应用,带动了新疆煤层气产业起步发展。系统总结准噶尔盆地煤层气成藏特殊地质条件,科学分析前期煤层气勘探开发的现状与趋势,全面梳理煤层气勘探开发所面临的地质难题,以期为新疆地区乃至中国中低煤阶煤层气的高效开发提供借鉴。盆地周缘构造隆升、水力逸散、煤层气风氧化带深延是制约煤层气资源分布和勘探开发潜力的不可忽略的地质因素,盆地腹地包括煤层气在内的深部煤系气资源潜力巨大,开展煤系油气地质综合研究、拓展煤系气勘探开发领域势在必行。盆地边缘多个区块煤层气富含CO₂且呈现随煤层埋深增大CO₂体积分数增高的异常现象,拟以水动力场和水化学场耦合作用为主线,气体差异构成与禀赋为线索,鉴别多源多阶气体来源、混合度及成藏贡献,揭示CO₂异常富集成因,探索流体场主导作用下的煤层气多源...     

胜利盆地伊敏组煤层气成藏分析及有利区评价

胜利煤田是二连盆地群中最具有代表性的小型含煤湖盆之一,通过对胜利煤田伊敏组6煤层的煤层气地质特征进行分析,将成藏条件概括为:单层厚度大于10 m,埋深大于300 m;灰分含量小于20%;顶底板泥岩厚度大于5 m,水力封堵条件良好;地温异常发育区;封闭正断层发育区。综合评价了研究区的煤层气富集有利区,为二连盆地低煤阶煤层气资源评价以及勘探区优选提供了参考。     

高煤阶煤层气富集机理的深化研究

高煤阶煤层气资源相对丰富是中国煤层气资源的重要禀赋之一,实现高煤阶煤层气大规模商业化开发突破是中国煤层气产业的世界贡献.以沁水盆地为代表的高煤阶煤层气生产基地是目前中国煤层气产量的主体来源,基于沁水盆地等高煤阶煤层气勘探开发工程实践数据和大量研究工作积累,开展了高煤阶煤层气富集机理的系统深化研究.研究工作表明:区域岩浆...     

我国煤层气地质特征与工程技术适应性进展

我国煤层气储层由于成煤年代早、板块构造挤压等因素,导致储层物性差、渗透率低,但因深成热变质、区域动力变质及岩浆接触热变质作用相互叠加,使煤层含气量偏高。通过勘探开发实践,我国已建立适合中高煤阶煤层气的煤层气开发工程技术系列,重点包括三维地震物探技术、直井+定向井丛式钻井技术、大规模水力加砂压裂技术、智能化排采控制技术、低成本地面集输工艺技术等,但煤层气开发仍存在产能到位率低、气井产量低、稳产能力差、产业规模发展慢等问题,核心原因仍为地质条件差、勘探开发技术仍不成熟,基于大数据动态数据库分析评价的"地质工程一体化"技术有望为煤层气科学勘探开发提供途径。     

煤层气田增产与提高采收率技术研究进展

在低碳经济及常规油气资源愈渐匮乏的形势下,非常规天然气作为清洁能源得到世界各国的重视。自2004年进行规模性煤层气地面开发以来,中国已在沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘建立了高煤阶、中低煤阶煤层气开发产业化基地。随着煤层气田开发持续,所面临的产量递减问题也逐渐得到重视。提高煤层气采收率技术基于地质基础与工程技术两方面进行理论研究与现场试验,获得了精细地质描述、层间压力干扰、煤系气综合开发等煤层气开发地质理论与二次(重复)压裂、高能气体压裂、CO2/烟道气驱、水平井对接等的煤层气开发工程技术,使煤层气田保持增产、稳产,较大幅度提高了煤层气田的采收率及经济效益。     

中国与美国煤层气开发潜力比较研究

通过对美国主要煤层气开发盆地的地质特性与中国主要煤层气勘探开发地区(盆地)的地质条件进行对比研究，中国煤层受成煤期沉积环境和成煤期后构造活动的影响很大，煤层的非均质性表现非常明显。今后主要侧重于主生气期与主构造活动期的匹配关系研究，以及加大煤层气开发工程技术的研究和应用。     

低煤阶煤层气藏水文地质条件的物理模拟

采集低煤阶煤岩样品,利用煤层气成藏模拟装置模拟了低煤阶煤层气藏的水文地质条件,探讨了动力条件及地下水化学特征对煤层气保存、富集及成藏的影响.结果表明：强烈的水动力交替作用使煤层气藏中的甲烷碳同位素变轻,甲烷含量降低,N₂和CO₂含量增大,这对煤层气成藏不利;低煤阶褐煤倾向于低矿化度,有利于生物气的生成和低煤阶煤层气的富集成藏.     

长平井田3号煤层气储层物性及特征研究

煤层气储层物性及特征是煤层气地质理论最重要的基础研究内容,影响着煤层气的开发条件和效果。基于长平井田地质、煤层气地质、煤层气勘探开发及测试资料,采用煤层气地质理论及数理分析方法,对井田内3号煤层气储层物性及特征进行了研究。结果表明:长平井田3号煤层具有良好的含煤性和含气性,是煤层气开发的良好对象和气源保障;煤层的孔裂隙破坏相对严重,煤的孔隙度低、透气性差,不利于煤层气高效渗流产出;煤储层能量弱、压力较低,属于低压煤储层;煤对甲烷具有较强的吸附能力和储集能力。     

煤储层开发动态地质评价理论与技术进展

项目组以沁水盆地、鄂尔多斯盆地等为研究对象,取得了煤层气高产井区地质控制模式、煤储层物性动态规律与数学模型、多层叠置含煤层气系统、煤层气开发解吸阶段数值描述等4项理论认识;形成了煤层水及孔隙低场核磁共振表征、煤层气有利建产区地质综合评价、多层叠置含气系统煤层气递进排采地质设计、煤储层开发地质动态评价等4项评价技术;研发了多煤层多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统、煤层气直井流体参数探测仪、煤层含气量天然源超低频电磁探测仪等3套装备,初步形成了适合于研究区地质条件的煤层气开发地质保障技术体系框架,为满足煤层气大规模开发需求提供了参考。     

煤层气成藏机理及形成地质条件研究进展

煤层气成藏机理及形成地质条件研究对合理评估煤层气资源和指导煤层气开发具有重要意义。煤层气成藏是煤层气在含煤盆地生成、赋存、运移和保存的动态地质演化过程,每个阶段均受多种地质因素控制。基于近年来国内外相关领域研究成果,从煤层气成藏过程和流体特征角度出发,依次总结煤层气成因机理、煤层气储集及运移机理和煤层气藏形成地质条件。结果表明:丰富的有机碳是煤层气形成的物质基础,生物成因煤层气的形成主要依赖于煤层中微生物群落特征,热成因煤层气的形成依赖于煤变质程度;吸附解吸机理是研究煤层气储集的基础理论,固-液吸附解吸理论可以更好地解释含水煤层气体吸附解吸现象;扩散机理和渗流机理是煤层气运移的微观理论,基于时间变化的扩散模型和非达西渗流模型更适合解释我国低渗储层煤层气的运移过程;煤层气藏形成的地质条件归纳为沉积条件、构造条件和水文地质条件,沉积条件控制煤岩组成、煤层厚度和顶底板特征等影响煤层气的成藏过程,构造条件通过构造活动、煤层埋深、岩浆活动和构造类型等影响煤层气的成藏过程,水文地质条件对煤层气成藏具有双重作用。总之,我国含煤盆地地质构造复杂,煤层气成藏受多种地质因素控制,煤层气藏主控因素分析应结合...     

漠河盆地含煤地层漠河组聚煤规律

文章主要从区域地质、区内地质构造以及含煤地层沉积特征等方面入手,对漠河盆地内部的漠河组含煤地层进行沉积聚煤规律的分析,并在此基础之上预测漠河组含煤地层的找煤前景。     

新疆低煤阶煤层气勘探选区评价标准的探讨

新疆煤层气资源丰富,加强煤层气主控因素和优选有利的勘探目标是新疆煤层气获得突破的关键因素。作者针对新疆低煤阶煤层气的特点,探讨了新疆煤层气地质选区评价的关键因素及新疆低煤阶煤层气地质选区评价方法。煤层气地质选区评价方法可分为两步走,第一步为综合选区阶段,应用一票否决制进行有利区选择,第二步为有利区预测阶段,根据有利区预测标准,应用预测公式进行分级,评价煤层气勘探目标区,为新疆煤层气产业大发展打好基础。     

中美煤层气资源分布特征和开发现状对比及启示

为了对我国煤层气发展前景作出较为客观的评价,在深入对比中美煤层气地质条件和资源分布特征的基础上,对两国煤层气开发现状进行了研究,提出了我国煤层气发展的战略定位。研究结果表明:美国煤层气地质条件整体优于我国,其煤层气储层渗透率一般大于5×10-3μm~2,产层多数常压或超压;我国煤层气储层渗透率普遍小于1×10-3μm2,产层大多低压。美国煤层气可采资源主要富集在前陆盆地中,新生代、中生代、古生代各占1/3,煤阶方面,中、低煤阶各占近1/2,高煤阶资源极少;我国煤层气可采资源主要富集在克拉通盆地中,中、古生代各占近1/2,新生代资源极少,高、中、低煤阶各占1/3。综合分析认为:煤层气是我国天然气生产的重要补充,预测未来煤层气地面开发年产量可望达到(100~200)×10~8m~3。     

二连盆地群低煤阶煤储层孔隙发育特征研究

以二连盆地群霍林河盆地和白音华盆地低煤阶煤储层为研究对象,通过对煤储层物性特征、压汞曲线类型、孔径分布特征、孔隙结构类型划分的分析,研究低煤阶煤储层孔隙结构对煤层气吸附解吸的影响。结果表明:二连盆地群低煤阶煤储层孔隙系统发育良好,孔隙度较大,孔隙度Ⅳ煤组ⅢA煤3-1煤;孔隙结构以小微孔、大孔为主,孔径小于100 nm的小微孔和孔径大于1 000 nm的大孔对孔容贡献最大;基于孔隙孔径分布比例及孔径对煤层气储集和渗流的作用,把研究区孔隙结构类型划分为ⅡC封闭吸附型、ⅡO开放吸附型、ⅠC封闭渗流型、ⅠO开放渗流型4类,其中ⅡO开放吸附型最有利于煤层气的富集和产出;将霍林河盆地Ⅳ煤组、ⅢA煤储层和白音华盆地3-1煤储层相比较,ⅢA煤孔隙结构最有利于煤层气储集和开发。     

层序地层学在陆相盆地煤层气资源评价中的应用研究

以准噶尔侏罗纪聚煤盆地为例，将层序地层学理论引入陆相盆地煤层气资源评价领域。研究表明：陆相盆地单煤层仍具有区域可比性；赋煤体系域的岩性、岩性配置，决定煤层气的封盖条件；通过控制煤储层形成环境、成煤特征和岩性组合，得出层序地层构型影响煤层气成藏地质要素和煤层气成藏潜势。     

绳索取芯技术在低煤阶煤层气井钻井施工中的应用

海拉尔盆地呼和湖凹陷煤层薄,煤阶低,以褐煤为主,给取芯工作带来很大难度,常规绳索取芯技术已不符合该地区煤层气参数井钻进要求,因此根据呼和湖凹陷地质特征,优选适宜的绳索取芯钻具结构及技术措施。     

鄂尔多斯盆地东缘石楼区煤层气勘探开发前景

本文作者对鄂尔多斯盆地东缘石楼区石炭、二叠系煤层的沉积特征和含气性进行了系统的研究,认为该区内具有生成煤层气的物质基础和赋存地质条件。以影响煤层含气性为重点,详细论述了煤层含气性特征,导致煤层含气性变化较大的主要地质因素是煤的演化变质程度、上覆有效地层厚度和上覆盖层条件。综合本区煤储层特征及煤层气赋存地质条件,煤层气勘探开发前景可划分为有利区、较有利区两类。