延长组陆相页岩含气量及其主控因素——以鄂尔多斯盆地柳坪171井为例

运用直接解吸法和间接法计算柳坪171井延长组长7段、长8段、长9段页岩游离气含量、吸附气含量和总气量,结合分析延长组页岩岩矿组分、有机地球化学特征、孔隙结构与孔隙体积,确定了延长组陆相页岩含气量及主控因素,并对含气量与主控因素之间关系做了定性及半定量研究。结果表明:延长组页岩含气量以吸附气量为主,其中长7段页岩含气量为3.71~6.26m3/t,游离气百分比为22.53%~35.29%,平均为29.22%;长8段页岩含气量为3.68~5.19m3/t,游离气占总含气量的24.43%;长9段页岩含气量最高,为5.57~7.80m3/t,游离气含量比例为31.64%。随着有机碳含量的增加,可供天然气吸附的比表面增大,页岩吸附气量也增大,同时有机质成熟度的提高促进有机组分纳米级孔隙的产生,从而增加页岩气储集空间,因此有机碳含量、镜质体反射均与含气量呈正相关关系。与海相页岩不同,延长组陆相页岩石英主要来源于陆源碎屑,含气量与石英含量呈负相关关系。黏土矿物含量与含气量呈弱正相关,主要表现在伊蒙混层、伊利石对页岩气的吸附能力。含气量与微孔体积相关性不明显,与中孔和宏孔均具有正相关关系。     

大宁—吉县区块深部煤层气相态控制因素及含量预测模型

鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块深部煤层气资源丰富,近年来的开发实践打破了深部煤层气资源难以开发利用的传统认识。目前,深部煤层气勘探开发仍存在一系列地质难题尚未解决,特别是煤层的含气性控制因素及游离气含量预测等,严重制约着深部煤层气的资源评价与高效开发。综合利用煤层气开发地质资料和实验测试手段,对比分析大宁—吉县区块中—深部煤层(1 000～1 500 m)与深部煤层(大于1 500 m)的含气性差异,揭示了深部煤层含气性的内在与外在控制因素,建立了不同相态煤层气的含气量预测模型与垂向分布模式。研究结果表明：深部煤储层整体处于含气过饱和状态,其游离气占比为17%～43%,且随着储层压力升高呈增大的趋势,游离气含量与含水饱和度呈负相关关系。在达到吸附饱和之前,煤储层压力对煤层吸附甲烷有促进作用,而温度和水分则会抑制甲烷的吸附作用。相对于低阶煤而言,高阶煤对甲烷的吸附能力更强,这主要与煤岩的物质组成、孔隙结构、甲烷分子与煤表面之间发生的物理化学反应等因素相关。受多种因素共同制约,煤层中的吸附气含量随着埋深的增大呈现出“快速升高—增速减缓—缓慢下降”的变化趋势,游离气含量呈现出“稳定升高—增速...     

深部煤层气游离气含量预测模型评价与校正——以鄂尔多斯盆地东缘深部煤层为例

鄂尔多斯盆地深部煤层气资源量丰富,实现规模开发有助于油气增储上产,助力双碳目标落实。围绕深部煤层游离气含量预测这一关键问题,以盆地东缘埋深在1 911.60～1 924.84 m煤层的保压取心数据为依托,基于已有游离气含量预测模型的验证与评价,提出了新的游离气含量预测模型。研究结果表明,9件保压密闭取心样品的含气量在4.22～16.35 m³/t,其中游离气含量为1.24～2.56 m³/t,占总含气量的11.00%～36.17%。含气量差异受灰分含量影响明显,高灰分和高密度样品的含气量偏低,在垂向上呈现中间煤层过饱和、上下煤层欠饱和的特点。综合实验和理论计算储层实际温压条件下的甲烷气体密度、含水饱和度和孔隙度等参数,结合吸附态甲烷占据的孔隙空间,构建了基于吸附膨胀效应的深部煤层游离气含量预测模型。采用该模型预测的游离气含量在1.29～2.69 m³/t,占总含气量的10.01%～38.54%,含气比(实际含气量与理论最大吸附气量的比值)在33.86%～148.26%,与保压取心样品实测含气量的吻合程度高。相关模型可应用...     

鄂尔多斯盆地东缘北段煤层含气量变化规律及控制因素

依托鄂尔多斯盆地东缘含煤地层发育情况、埋藏史、构造演化史、岩浆活动等地质背景,选取北段保德区块、神府区块府谷区、临兴杨家坡区、临兴中区4个相邻煤层气区块作为研究对象,依托4个区块共48块煤样含气量和镜质组反射率测试数据,结合录井、试井、地震等资料,探讨了不同因素对煤层气含气量的控制作用.研究结果显示,对于浅部煤层含气量...     

宁武盆地南部煤层气富集的主控因素

宁武盆地是我国典型的中煤阶构造残余盆地,勘探证实其南部具有很好的煤层气勘探潜力,但煤层气富集的主控因素尚不清楚。为此,分析了盆地南部主要含煤地层的沉积环境、煤质特征、热演化程度与煤阶分布、煤储层物性等地质特征,通过构造特征、地应力分布特征、封盖条件分析,结合前期勘探成果,综合研究后认为:宁武盆地南部煤层气的富集受构造部位、应力场以及煤层顶底板封闭条件控制,构造上斜坡带煤层气富集高产,构造应力场低值区煤层渗透性好,封闭条件好的地区煤层气保存条件好。进而预测出W02井以东、W04井以南地区具有获得高产煤层气井的有利条件,是有利的煤层气富集区。     

鄂尔多斯盆地东缘三区块煤层气井产能主控因素及开发策略

根据鄂尔多斯盆地东缘三区块煤层气田83口排采井的资料,系统分析了地质条件、工程技术和排采制度等因素对煤层气井产能的影响,并在此基础上提出了相应的开发策略。结果表明:煤层厚度、地下水流体势、含气量、渗透率和临储比是影响研究区煤层气井产能的主要地质因素;井距、压裂液量和加砂量是影响煤层气井产能的主要工程技术因素;井底压力下降速度、动液面下降速度、套压直接影响煤层气井产能。在此基础上,采用灰色关联分析法得出研究区煤层气井产能影响因素的大小次序,并从有利区优选、井网部署、压裂设计和排采制度4个方面,提出了适合于研究区煤层气地质特征的开发策略:在有利区优选方面,构建了煤层气开发有利区评价指标,将研究区划分为I—Ⅳ类单元;在井网部署方面,I类和Ⅱ类单元井距应控制在335~370 m;Ⅲ类和Ⅳ类单元井距应控制在370~400 m;在压裂施工设计方面,I类和Ⅱ类单元煤层气井的压裂液量应控制在800~1 200 m3;加砂量应控制在35~60 m3;Ⅲ类和Ⅳ类单元煤储层地质条件相对较差,对于不同地质条件,提出了不同的压裂措施;排采制度方面,将煤层气排采产气过程划分为5个阶段,并针对不同排采阶段,提出了具体的排采控制方法。     

断陷盆地断层-岩性油藏成藏主控因素——以饶阳凹陷留107区块为例

通过对饶阳凹陷留107区块断层-岩性油藏的解剖,明确了该类型油气藏的成藏主控因素。留107区块位于饶阳凹陷中部富油气的肃宁构造与大王庄构造的结合部,为东西两侧受断层夹持的NE向单斜构造,储油层为古近系沙河街组一段上亚段-东营组三段三角洲前缘河口坝、分流河道及河流相砂体。留107区块断层-岩性油藏富集程度高,开发效果好,其成藏与富集的关键因素是：①区块西北侧低部位断层在主生排烃期（馆陶组-明化镇组沉积期）持续性活动,沟通了油气源,区块东、西两侧高部位断层在主生排烃期前就停止了活动,起到封挡作用;②小于35%的中低砂/地比和断层与砂体的走向斜交,有利于断层-岩性油藏的形成和富集,并形成平面上多个油藏、纵向上多套层系的成藏特征;③区域性稳定的盖层控制了油气的主要聚集层位。     

沁水盆地煤层气水平井产能影响因素分析——以樊庄区块水平井开发示范工程为例

多分支水平井是近年来发展起来的煤层气开发新技术,从沁水盆地南部已实施的60多口水平井开发效果来看,单井产量差异较大。以华北油田在樊庄区块水平井开发实践为基础,通过对单井地质条件、钻井工程和排采控制3个方面的综合研究,认为煤层含气量高低、钻井进尺多少、分支展布是否合理,以及排采过程的连续性是影响煤层气水平井产能的主要因素。根据地质条件优化井位部署和分支轨迹设计,水平分支的钻井过程注重储层保护,是煤层气水平井实现高产的重要保障。     

裂陷盆地岩浆活动对煤层气的富集作用——以辽河、阜新盆地为例

中国东部中、新生代裂陷盆地在成盆期或成盆期后大多都发生过不同程度的岩浆活动。以煤、油、气共生的辽河盆地东部凹陷和我国首次在矿井中发现、研究、开发煤层气藏的阜新盆地王营井田为例,系统地阐述了火山活动在古近系沙河街组三段对褐煤、长焰煤和气煤在平面及垂向分布的控制,进而导致各赋煤区气源条件的不同;估算了王营井田在区域深成变质过程释放甲烷气的基础上,接触变质作用所形成的附加甲烷量;指出由于岩浆侵入形成了天然焦和高变质裂隙煤,使煤层物理性质及储集能力发生了大的变化;强调了岩墙等不同产状的岩浆侵入岩体对煤层气的封闭作用。最后得出岩浆活动是中国东部中、新生代裂陷含煤盆地煤层气富集乃至成藏的重要因素之一的结论。     

鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气勘探突破及未来面临的挑战与对策——以临兴—神府区块为例

煤层气作为非常规油气领域的重要接替能源其潜力巨大,其中,鄂尔多斯盆地深部煤层发育规模良好,但盆地东缘复杂的地质和工程条件制约了煤层气勘探开发的进程。以临兴—神府区块为例,基于已钻井资料、岩心分析资料及排采动态数据,对鄂尔多斯盆地深部煤层沉积和成藏地质特征、生产特征及压裂开采工艺等科学问题进行了探讨。研究结果表明深部煤层中半亮煤、半暗煤均有发育,以原生结构为主;深部煤层气藏具有含气饱和度高、储层能量足、煤体结构有利的特点;厘定了深部煤层气的“甜点区”评价的两个核心指标,即资源性(煤储层能量)和可压性(构造、垂向裂隙带、顶底板与煤层应力差);建立了分形理论定量化+数值模拟表征裂缝复杂程度的新方法,形成了“密切割+大排量+组合支撑剂+前置酸+变黏滑溜水”极限体积水平井分段压裂技术体系;落实了深部煤层的两个产气量控制参数(含气饱和度、含气量),根据产气量特征可将生产井分为压后自喷、排采即见气和常规排采3类。深部煤层气的规模效益开发亟需攻关深部煤层的排烃赋存过程、确定“甜点”富集区的边界条件、研究深部煤层的力学性质与体积改造等基础问题,持续强化地质—工程—排采一体化技术管理,创新企地融合和管理模...     

利用测井资料评价煤层煤质及含气量的方法研究 ——以和顺地区为例

确定煤层煤质和含气量是煤层气储层测井评价的重要内容。根据沁水盆地和顺地区的煤心实验数据,提取敏感的测井响应,用回归分析方法,分别得到利用自然伽马测井值计算煤工业组分的计算方法和利用声波时差和密度组合参数来计算含气量的计算方法,并指出了该方法在和顺地区的有效性及局限性。     

海陆过渡相泥页岩含气性主控因素分析 ——以鄂尔多斯盆地临兴中区太原组为例

以鄂尔多斯盆地临兴中区为例,结合岩心实验测试结果,从含气泥页岩厚度、有机质丰度、储层物性、岩石组合类型等方面分析海陆过渡相泥页岩含气性影响因素.结果表明:(1)海陆过渡相含气泥页岩具有"单层薄、累计厚度大、分布范围广"的特点,表明海陆过渡相沉积环境可提供页岩气生成的物质基础;(2)受海陆过渡相环境的影响,有机碳含量垂向...     

海陆过渡相页岩气储层特征与主控因素 ——以鄂尔多斯盆地大宁—吉县区块二叠系山西组为例

鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县地区二叠系山西组山2段为海陆过渡相沉积,其中山23亚段具有页岩厚度大、夹层少而薄的特点,是目前中国海陆过渡相页岩气勘探开发的重点目标层段,但其储层特征等相关研究相对较少,特别是优质储层发育的主控因素有待进一步明确.综合利用有机地球化学分析、矿物成分分析以及储层微观刻画等技术手段,对大宁—吉县区...     

陆相断陷盆地成油气单元初探——以渤海湾盆地车西洼陷为例

从生、储、盖层、遮挡物及构造特征等方面研究了渤海湾盆地车西洼陷沙河街组含油气系统中的油气运移和聚集,结合洼陷鼻状构造、弧形断昙及砂体展布特征的分析,探讨了油气分布规律。将生、储、盖层与圈闭统一到一个基本成藏单元——成油气单元,并根据地质构造发育特征将其细分为一、二、三级,认为在含油气系统中油气的运移和聚集存在一个主要指向,油气分布及油气藏的形成受成油气单元的控制,表现为油气分布既有放射状分布特征,又有环带状分布形态,放射状与环状分布的径、环向复合构成了不同样式的油气分布格局,在一定程度上揭示了断陷盆地生油岩、砂体分布、构造特征与油气藏形成的内在联系。     

致密砂岩油可动量及其主控因素———以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7为例

中国致密油地质储量超过100×10⁸ t,但确定可采资源量难度较大。通过改进耗散型石英微天平分析仪（QCM-D）实现地层条件下岩心的单位原油吸附量、利用高压压汞和N₂吸附手段对含油孔隙下限和有效比表面积测试,最后结合密闭取心含油量测试结果,对鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组可动油开展评价。结果显示长7致密砂岩表面吸附油厚度15.6 nm,吸附质量13 mg/m²;含油孔径下限为18 nm左右,比表面积平均为1 m²/g; 孔隙度6%~10%,游离态原油比例为14.3%~48.6%,结论与核磁共振实验测定结果具有可比性。控制致密砂岩原油可动量的地质因素包括原油密度、黏度、有效孔隙表面积、有效孔隙体积以及储层矿物组成,针对特定区域和层系,可动量主要受孔比表面积控制。     

不同煤体结构煤储层与煤层气井产出煤粉特征的关系——以鄂尔多斯盆地东缘柳林区块为例

不同类型煤体结构煤储层对煤层气井产出煤粉的影响不同。以鄂尔多斯盆地东缘柳林区块为研究区,为了查明不同煤体结构煤储层分布及其对煤粉产出的影响,基于测井资料构建了主成分分析-支持向量机(PCA-SVM)煤体结构预测模型,应用PCA-SVM模型预测了柳林区块3+4号煤层不同煤体结构煤的分布。根据煤层气井产出煤粉监测和测试结果,分析了煤层气井产出煤粉特征,探讨了煤储层的煤体结构与煤层气井产出煤粉特征的关系。研究结果表明：研究区3+4号煤层煤体结构类型以Ⅱ类煤为主,Ⅰ类煤次之,Ⅲ类煤最少。垂向上,3+4号煤层不同煤体结构煤分层发育,平面上,3+4号煤层的Ⅰ类煤主要分布在研究区中部和东南部,Ⅱ类煤和Ⅲ类煤主要发育在研究区北部和西南部。研究区内的主要构造控制了3+4号煤层煤体结构的平面分布,Ⅰ类煤主要发育在离断层和褶皱较远的构造简单区,Ⅱ类煤主要发育在背斜轴部及伴生断层附近,研究区北部的Ⅲ类煤主要受聚财塔大断层的控制,南部的Ⅲ类煤主要受褶皱和断层双重构造作用的影响。煤体结构类型决定了产出煤粉特征,构造煤是煤粉产出的主要控制因素。不同类型煤体结构煤储层产出煤粉质量浓度大小为Ⅲ类煤>Ⅱ类煤>...     

基于模糊物元的煤层气高产富集区预测——以沁水盆地为例

沁水盆地煤层气开发的后备区块准备不足,需要开展煤层气有利富集区块的优选工作。为此,分析了影响沁水盆地高产富集的关键因素：煤层厚度、实测含气量、含气饱和度、原始渗透率、煤层海拔深度、临界解吸压力、水文地质条件等;采用模糊物元评价方法,利用生产现场资料结合实验室测试数据,绘制出了量化指标预测等值线,并分析了不同地区煤层气高产的可能性。依据评价结果,优选出阳泉-寿阳、长子-屯留、沁水北-安泽和阳城北等4个煤层气产能建设的后备区块（其中又以阳城北有利区与阳泉-寿阳南有利区高产的潜力最大）,为沁水盆地煤层气后期的勘探开发提供了目标区。     

中低煤阶煤层气储量复算及认识——以鄂尔多斯盆地东缘保德煤层气田为例

保德煤层气田位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠折带北段,属于典型的中低煤阶煤层气田。2011年,该气田探明煤层气地质储量183.63×10⁸ m³,技术可采储量91.82×10⁸ m³,截至目前,气田已规模开发6年。由于储量计算参数发生了明显变化,需要重新评估储量的动用情况和可动用性。2018年9月,按照储量规范,结合煤层气自身的产出机理和开发特点,利用动态资料,采用体积法复算了地质储量,采用产量递减法和类比法重新标定采收率,对2011年提交的探明储量进行了复算。复算增加煤层气探明储量29.86×10⁸ m³;采收率标定结果为52%,较2011年增加2%;标定技术可采储量110.94×10⁸ m³,较2011年增加19.12×10⁸ m³。储量复算工作需重点说明计算参数的变化情况,在技术可采储量计算以及采收率确定过程中,在已开发的区域需要按照地质条件进行分类计算。