多层次模糊评价模型在低煤阶煤层气区块优选中的应用——以澳大利亚东部A区块为例

相比于中高阶煤层气,低煤阶煤层气具有煤岩煤化作用低、含气量低、灰分含量高以及储层物性好等特点,针对于低煤阶煤层气区块的优选研究对于降低开发成本、促进产业发展等具有重要意义。以澳大利亚东部地区的低煤阶煤层气区块为研究对象,应用多层次模糊数学思路,结合区块低煤阶煤层气特征,优选累计厚度、含气量、灰分含量、可采储量、孔隙度、渗透率、含气饱和度、临界解吸比和原始地层压力作为评价指标,建立低煤阶煤层气的开发效果多层次模糊评价模型。在此基础上,结合评价指标权重系数与研究区三维地质模型构建低煤阶煤层气开发效果评价参数。以稳定期日均产气量3万m3、0.6万m3作为衡量标准,确定研究区的开发效果评价参数门限值为0.507和0.317,进行研究区开发有利区划分,实现基于多层次模糊评价模型的低煤阶煤层气区块开发有利区优选中的应用。在实际应用中,高中低产区内的已开发井的单井产气量与优选结果高度吻合,表明多层次模糊评价对于低煤阶煤层气有利区块优选具有很好指导意义。     

澳大利亚M区块低煤阶煤层气井产能主控因素及合理开发方式

为了研究低煤阶煤储层资源,结合低煤阶煤层气井的生产特征和气田地质模型资料,建立了低煤阶煤层气井数值模型,并进行了产能影响因素敏感性分析,明确了影响煤层气井产能的主控因素,基于储层物性划分,开展了低煤阶煤层气合理开发方式的优化研究。结果表明：合采井纵向穿过J和T共2套煤层组,纵向储层控制程度高、排水量大,有助于降压解吸,增加单井产量;影响低煤阶煤层气井产能的主控因素有累计净厚度、渗透率、含气量、井距和含气饱和度;埋深< 250 m的储层最优井距为1 500 m,埋深为250～350 m的储层最优井距为1 200 m,埋深为350～400 m和埋深为400～450 m的储层最优井距为1 000 m,埋深450～600 m的储层最优井距为800 m,埋深> 650 m的储层最优井距为700 m。该项研究为气田的有利区筛选和开发优化提供了理论基础和技术支撑。     

吐哈盆地低煤阶煤层气勘探前景

从吐哈盆地与美国波德河盆地煤层气成藏对比分析入手,分析了波德河盆地低煤阶煤层气勘探成功的原因:高渗煤层中实际含气量大于测试含气量。结合吐哈盆地的优势,提出吐哈盆地的煤层气勘探应当游离气、吸附气兼顾并重;同时对3个重点区块进行了评价,优选出跃1井区块。     

火山岩侵入对低煤阶煤层气藏的影响

阜新盆地王营—刘家凹陷瓦斯涌出量远远超过煤层气吸附量,且成因复杂。对王营—刘家煤层气藏地质背景、气藏特征、气藏形成的关键因素进行了分析。研究表明气藏受辉绿岩墙影响非常显著,岩墙侵入不仅促使煤层气大量二次生成,也使得阜新组底部的油页岩成熟生气,作为主要气源补给,使地下水沿露头和岩墙向凹陷深部双向补给,构成滞流水及承压水封闭体系,并沟通水力联系,提供了煤层气扩散—运移通道;研究还证实了王营—刘家煤层气藏存在大量游离气,封闭性断层阻止了煤层气大量逸散,天然焦分布区域是王营—刘家凹陷煤层气开发的首选目标区,煤层气高产井沿岩墙呈环带状展布。因此,在低煤阶煤层气勘探中,可适当借鉴常规天然气勘探思路,采取常规天然气评价选区与煤层气地质研究相结合的办法。     

澳大利亚东部S区块煤层气储层特征及有利区预测

开发技术较成熟、需求量大等为澳大利亚东部S区块的低煤阶煤层气开发提供了良好的条件,但是缺乏系统性的关于低煤阶煤层气储层特征的研究。利用研究区的低煤阶煤层气区块的钻井、测井以及煤岩取心分析等资料开展煤层发育、煤质特征、储层物性、含气性以及保存条件等储层特征的研究。在此基础上,利用多层次模糊评价方法预测S区块的开发有利区。结果表明：澳大利亚东部S区块发育有6套中-高灰分长焰煤,累计厚度25 m,宏观上煤质以半亮煤-亮煤为主,显微组分中镜质组含量最高;孔隙结构以中孔和大孔为主,割理和裂缝较发育,渗透率为399.85 mD;含气质量体积平均为3.65 m³/t;良好的水文地质条件以及温度压力系统也在一定程度上保证了煤层气的富集。开发有利区分布主要受到含气量、累计厚度以及渗透率等因素控制。综合认为：澳大利亚东部S区块低煤阶煤层气资源具有较好的开发潜力。     

高煤阶与低煤阶煤层气藏物性差异及其成因

利用扫描电镜、煤层气成藏物理模拟及热变模拟实验手段,系统研究了高煤阶、低煤阶煤储层在孔隙特征、渗透性、吸附/解吸特征等方面的根本性差异,并深入剖析了该差异的形成机制。研究结果显示,高煤阶气藏的孔隙度低,渗透性差,吸附平衡时间长且较分散,初期相对解吸率与相对解吸速率低;低煤阶气藏孔隙度高,渗透性好,吸附平衡时间短而集中,初期相对解吸率与相对解吸速率高。煤的化学分子结构、物理结构及显微组分的差异是导致其差异的主要原因。因此,高煤阶煤层气藏解吸效率较低,开发难度较大,而低煤阶煤层气藏开发较容易。同时,构造热事件对高煤阶煤储层的改造作用很显著,有利于高煤阶煤层气藏开发。     

准噶尔盆地南缘中低煤阶煤层气富集成藏规律

准噶尔盆地南缘（准南）中低煤阶煤层气资源丰富但勘探程度相对较低,气体富集和主控因素认识不足,制约了开发。基于对准南地区构造、沉积、水文、物性和含气量分布的精细解剖,总结了煤层气富集成藏规律。准南煤系主要发育在天山山前断褶带,EW向断层和背斜密集;煤系沉积以冲积扇和河流相为主,煤层层数多且与砂岩叠置发育;煤层倾角大（部分地区大于50°）,风氧化带深延（大于400~600 m）;构造切割作用明显,多个水文地质单元发育;煤岩孔径较大,孔隙连通性好。针对研究区“深部低煤阶、急倾厚煤层、多层砂煤组、构造断煤区”的特点,提出了符合东部阜康等地区“急倾斜煤层自吸附-水力封堵型”,中部构造密集区“断冲褶皱带多煤层压力封闭型”,和西部大埋深地区“构造-岩性圈闭煤系多源气混合型”富集成藏模式。在煤层气开发中应优选相对构造高点和缓倾斜,并考虑地表水与地下水的稳定过渡带。多层次模糊评价表明东部四工河-乌鲁木齐河区段的煤层气资源、储层和保存条件均相对有利,可优先开发。     

海拉尔盆地旧桥凹陷低煤阶煤层气资源潜力分析

海拉尔盆地旧桥凹陷是典型的低煤阶区,煤层气勘探程度较低,缺乏煤层气地质和资源潜力的相关研究。基于煤层气参数井地质和实验测试资料,并结合国内外低煤阶区相关研究,对旧桥凹陷煤层的厚度、含气量和等温吸附特征进行了对比分析,估算了该凹陷煤层气的资源丰度、理论采收率和单井最终可采储量,提出了未来煤层气勘探建议。研究表明:旧桥凹陷煤系伊敏组和大磨拐河组发育多套厚煤层,但因煤层生气和吸附能力有限,平均含气量仅为0. 00～3. 23 m~3/t,单煤层的资源丰度不满足煤层气单层开发的需求;相比之下,多煤层累计资源丰度较高,在煤层气理论采收率超过60%的情况下,单井开采尽可能多的厚煤层,仍然具有较高的最终可采储量和经济效益,资源潜力较大;旧桥凹陷未来煤层气勘探的重点在于地下水活跃的潜在次生生物气富集区和煤层埋深较大、气体保存条件较好的地区。研究结果对于旧桥凹陷煤层气开发具有一定的指导意义。     

低煤阶煤层气藏水动力条件的物理模拟实验

水动力条件是影响低煤阶煤层气成藏的重要因素之一。利用煤层气成藏模拟装置模拟了低煤阶煤层气藏水动力条件。研究表明, 强烈的水动力交替作用使煤层气藏中的H2S 含量降低、甲烷碳同位素变轻、甲烷含量降低、氮气和二氧化碳含量增大。这些变化对煤层气成藏造成不利影响。同时, 对鄂尔多斯盆地东缘水动力条件进行了分析, 对比了煤层气藏保存条件的差异。     

海拉尔盆地呼和湖凹陷大二段低煤阶煤层气成藏条件及有利勘探区预测

海拉尔盆地呼和湖凹陷大磨拐河组煤层主要发育褐煤,是中国低阶煤层气资源重点勘探目标区.由于该区受多期构造运动控制,煤层发育条件比较复杂,煤层气成藏条件与富集机理认识不清,为下一步煤层气勘探部署增加了难度.为了研究呼和湖凹陷大二段煤层气分布规律并指导勘探部署,在煤层发育及含气特征研究的基础上,通过对HM2井大二段已发现煤层...     

新疆三塘湖盆地低煤阶煤层气成因探讨

针对新疆三塘湖盆地煤层气生产试验井产量较低的问题,通过对煤层特征分析、含气量测试、甲烷同位素化验等实验数据进行分析,结合盆地煤及煤层气成因模板及数值模拟,根据煤层气地质理论、结合地质分析,对盆地汉水泉、条湖、淖毛湖三大凹陷煤层气成因类型进行了判别分析。结果表明：汉水泉、条湖凹陷深部煤R_o为0.80%,其中,1000m以浅9号煤层生烃强度为18.6m³/t,26～35号煤层R_o平均为0.52%,生烃强度平均为39.2m³/t,主要为热成因气;淖毛湖区块R_o为0.26%～0.50%,平均为0.34%,含气量为4～10m³/t,以生物成因气为主,背斜轴部附近为高含气区。该研究可为该区块进一步科学高效开发提供参考。     

中国低煤阶煤层气地质特征

低煤阶煤层气是中国煤层气勘探开发一个相当重要的潜在接替领域.中国含煤盆地的地质构造背景复杂,多数煤田经历了不同期次、不同性质构造及其组合以及应力-应变对煤储集层的改造,煤层气的富集成藏有自身的特点:厚度大、层数多、含气量低、渗透性较好、煤层气资源量和资源丰度大,厚度大而分布广泛的煤层及巨大的煤炭资源弥补了含气量小的缺点,使得低煤阶煤层气具有良好的勘探开发前景.低煤阶煤层气藏开发过程中解吸引起的基质收缩效应造成储集层渗透率增大,从而有利于低煤阶煤层气的开发,易形成工业性气流.低煤阶煤层气成藏过程简单,多为一次沉降,一次调整,如果构造、成煤环境及水文地质等主控因素能够有利匹配,有可能形成煤层气高产富集区.     

低煤阶煤储层物性演化特征及其对储层评价的影响

“第一次煤化作用跃变”使煤储层的物性在煤化作用早期阶段发生了显著的变化。鉴于这一物性动态变化特征,为厘定煤化作用跃变前后低煤阶有利煤储层的评价参数和标准,在系统采集中国主要盆地低煤阶煤岩样品的基础上,通过系列实验分析手段,研究了早期煤化作用过程中低煤阶煤储层的物质组成、孔隙-裂隙系统、储层物性等方面的变化规律。在煤化作用早期阶段,孔隙类型的变化主要表现为原生孔的破坏与收缩、后生孔和割理的形成。储集空间由以发育大孔和中孔为主的孔隙型分布,逐渐变化为以发育孔隙、裂隙为主。从褐煤到低煤阶烟煤,随着煤化作用进行,煤储层的孔隙度呈现出先快速降低之后缓慢增高的趋势;渗透率整体呈现增高的趋势;甲烷的吸附能力逐渐增强,吸附气比例逐渐增加。在详细描述"第一次煤化作用跃变"前后低煤阶煤储层的孔隙类型、孔径分布、孔隙度、渗透率及气体赋存方式的基础上,提出了褐煤与低煤阶烟煤储层评价参数权重与隶属度的差异化处理方法,以期为中国低煤阶煤层气的勘探开发提供科学依据。     

低煤阶煤层气勘探思路

世界范围内低阶煤层气勘探开发已获得了巨大的成功，中国拥有丰富的低煤阶煤层气资源，具有广阔的勘探前景。从分析美国粉河、尤因塔盆地的勘探开发基础资料入手，得出这2个盆地低煤阶煤层气有多种气源存在、储层物性好、早期勘探立足于成藏背景优越地区的局部构造可取得较好成效的认识；进而在分析低煤阶煤层气成因的基础上，指出我国东北、西北含煤盆地和煤、油共生的湖盆具备形成多源气的地质条件，是寻找低煤阶煤层气的有利地区，其中准噶尔盆地是近期勘探的现实地区。同时也指出，在勘探思路上，必须坚持将煤层气勘探与常规气勘探进行有机结合，即走综合立体勘探的道路，才能取得理想的勘探效果。     

内蒙古东部低煤阶含煤盆地群的煤层气勘探前景

在研究具有煤阶低、煤层含气量低、含气饱和度高、煤层厚度大和资源丰度大特点的美国粉河、尤因塔盆地的煤层气成功勘探经验基础上,重新认识了我国内蒙古东部低煤阶含煤盆地群的煤层气资源潜力。指出晚侏罗世-早白垩世是我国内蒙古东部重要的聚煤期,且热演化程度低、煤阶低、含气量普遍不高,但地层厚度大、煤层厚度大,资源丰度高,初步预测煤层气资源量超过2万亿m3。认为在内蒙古东部低煤阶含煤盆地开展煤层气勘探,必须加强保存条件研究,加强高含气饱和度地区预测研究,重视二次生物成因气和加强盆地的水动力因素的研究,才能有所突破。     

二连盆地吉尔嘎朗图凹陷低煤阶煤层气勘探

二连盆地群低煤阶煤层气资源丰富但勘探程度相对较低,煤层气富集和主控因素认识不足,制约了开发实践。以吉尔嘎朗图凹陷为重点,对二连盆地群的构造、沉积、水文、物性和含气量分布进行精细解剖,总结了煤层气富集成藏规律。二连盆地群具有断陷小湖盆和残留盆地的特点,分割性强。煤系主要发育中、下侏罗统阿拉坦合力群及下白垩统巴彦花群赛汉塔拉组两套含煤建造,以辫状河三角洲相为主,煤层层数多且与砂泥岩叠置发育,煤层倾角平缓。针对研究区"浅部低煤阶、平缓厚煤层、多层砂煤组"的特点,建立了符合吉尔嘎朗图"斜坡区正向构造带富集模式",提出在煤层气勘探中应注意优选埋深适中、相对高渗、高含气量的"甜点区",并需要规避断层,在向斜两翼、背斜和单斜地层中寻找高产区。优选部署的吉煤4井在埋深430~470 m煤层段获得大于2 000 m~3/d的产气量,证实中国低含气量、厚煤层的褐煤区煤层气可以获得高产工业气流,有助于推进低煤阶煤层气资源的勘探进程。     

吐哈和三塘湖盆地水文地质条件对低煤阶煤层气的影响

水文地质条件是低煤阶煤层气富集成藏过程中重要的主控因素之一,对煤层气赋存、运移影响很大,对煤层气的开采至关重要.分析了吐哈和三塘湖盆地的煤层水文地质特征,并与国外类似盆地进行对比,认为第四纪以来,中国西北地区气候干旱,煤层水文地质条件总体较差,形成了类似加拿大阿尔伯塔盆地的“干煤层”,极大影响了煤层气的形成.     

氧化还原电位对低煤阶煤生物甲烷生成的影响

氧化还原电位（Eh）是煤层生物甲烷生成的重要控制因素之一。为了解其对煤层生物甲烷产出的影响以及产甲烷的动力学过程,在实验室采用-102 mV、-153 mV、-208 mV、-284 mV、-315 mV这5个氧化还原电位值,对河南义马低煤阶煤样品进行了生物甲烷模拟产出实验,采用气相色谱仪对不同反应阶段生成气体的成分及生成量进行检测,同时对菌种源中微生物进行培养计数。结果表明：①不同Eh条件下的实验均有甲烷的生成,氧化还原电位较低时产甲烷菌的繁殖更加快速,在-284 mV时生物甲烷的浓度最大,-102 mV时最小;②通过平板计数法,分析了产甲烷过程和细菌生长动力学机理--整个产甲烷生成过程也是微生物生长代谢的过程,间接证明了产气量大小变化的原因。结论认为,Eh对于煤层生物甲烷的生成具有重要的控制作用。     

叠加改造型盆地油气勘探区带划分思路与方法

合理的区带划分对含油气盆地勘探评价与部署具有重要作用,但从当前的情况来看,对具有多旋回演化与复杂成藏过程的中国中西部叠加改造型盆地的区带划分研究甚少,缺乏相对统一方案。基于区带的涵义及其外延,针对叠加改造型盆地具有多套组合、多期改造、多类含油气系统复合的特点,提出了以“原型控源、迭加控藏”为主线的划分思路、方法和流程。区带划分,需要从盆地整体研究出发,分析盆地建造—改造过程中原始成藏地质要素分布及其后续的油气生成、运移与聚集,明确盆地中不同成藏组合在迭加改造过程中的含油气系统类型及其分布,揭示每类含油气系统油气聚集成藏的主控因素,并由此确定区带的类型及其边界。区带名称视含油气系统类型采用“（古）今构造单元+层系或组合+成藏主控因素”组合命名。区带划分方案对深化盆地油气富集规律认识,指导勘探实践具有指导作用。