沁水盆地陷落柱特征及其对气藏的影响

沁水盆地广泛发育岩溶陷落柱,对气藏形成与分布产生了较大影响。为分析其对气藏的影响,通过对陷落柱的形成条件、发育特征及分布规律等方面的研究发现,沁水盆地陷落柱主要形成于喜马拉雅期;在平面上成群集中分布,多为半截柱,直径为100~300 m,大多切穿主煤层的3号煤层;陷落柱内发育了大量破碎带及松散堆积,为煤层及砂岩中的天然气向外运移提供了通道;陷落柱形成并切穿煤层以后,使煤层压力降低,为柱内及附近的煤层气解析提供了条件;陷落柱还沟通了煤系地层上、下相邻的含水层,致使不同地层之间水动力发生联系,使得解析出来的天然气以游离态或伴随地下水循环运移至上覆地层中。因此,除个别情况起到输导作用在浅层形成新的气藏外,陷落柱对煤系地层中的气藏常起到破坏作用,在其周围形成煤系地层含气量低值区,致使天然气中甲烷含量降低,氮气和二氧化碳含量增高,但陷落柱的影响范围较局限。     

煤系地层陷落柱成因机理与分布规律研究

煤层气勘探的效益问题,是近斯国内外各界共同关心的特点,沁水盆地的陷落落柱已成为影响该盆地煤层气勘探成效的重要因素之一,为了提高勘探成效,本文对煤系地层隐落柱的分布规律,成因机理以及陷落柱对煤层含气性影响程度等方面者进行了分析与研究,认为陷落柱一般呈成群集中,定向带状分布,一般是在具有活跃水动力条件的可深性岩层地区,并伴有膏溶,重力与溶洞扩溶等作用的条件下形成的,在认识这些规律的基础上,提出了避开陷落柱,提高勘探效益的建议。     

煤层气测井资料解释技术在中原油田的应用

由于煤层气的储存机理不同于天然气的储存机理,将天然气的测井资料解释技术强加于煤层气的测井解释上是行不通的.为找到一种合乎煤层气自身规律的解释方法,中原油田结合以往常用的岩石物理模型原理,提出了双体积模型的方法,采用煤系地层和非煤系地层两个不同的模型来分别计算一口井中非煤系地层和煤系地层中各种岩性的特征值,并且主要针对于煤系地层找出了煤层各主要参数值的求取方法.经过实际应用,证实该方法对煤层的分析评价十分有效.     

浅谈沁水盆地郑庄区块陷落柱形成机理及分布规律

陷落柱的存在使煤层的连续性受到破坏,并且沟通了相邻富水层,已成为制约煤层气勘探开发成效的重要因素之一。为了提高勘探成效,规避风险,对沁水盆地郑庄区块煤系地层陷落柱的成因机理和条件、剖面形态及其地震反射特征、分布规律和影响因素等方面进行了系统分析与研究,认为该区在由南西向北东倾伏的大型鼻状构造背景控制下,陷落柱分布呈现北东向带状分布、东西成群出现的特点,主要是受奥陶系石灰岩沉积的不均质性、该区地下水强径流方向和区域构造背景控制,而与局部褶皱走向无关。     

三矿井田煤层气影响因素及赋存特征

在煤层和煤系地层中,产生并赋存着煤层气。本文在研究煤层气富集的主要影响因素的基础上,提出了煤层气的赋存特征,并预测了扩区的煤层气分布。      

录井技术在煤系地层评价中的应用

随着油气藏勘探开发的深入，煤层气的开发与利用成了当务之急。为此从不同录井技术的特点出发．运用钻时、气测和核磁共振t2弛豫谱录井方法，以辽河油田小龙湾地区煤系地层为研究对象，结合应用实例探讨了如何运用这些录井方法对煤系地层进行系统识别与描述，建立了煤系地层的识别方法．并对煤层的物理性质进行了评价，特别是对煤系地层中煤层气产层的产气能力进行了划分。生产实践表明，以上录井方法用于该地区煤系地层评价，可做出准确的解释判断，为录井技术在其他地区煤层气的开发与利用提供了可供借鉴的经验。     

地震属性和瞬变电磁技术在煤田勘探中的应用

煤层的富水区严重威胁煤矿的生产安全,探明富水区的分布和断层、陷落柱等含水构造的发育情况,可以有效地指导煤矿的水害防治工作。地震属性可以有效识别断层、陷落柱等地质异常体,但难以对地层富水性进行探测。断层、陷落柱的电阻率主要取决于岩层的破碎程度及富水性,富水断层、陷落柱的电阻率远小于非富水断层和周围非富水地层,这是利用瞬变电磁探测含水断层、陷落柱和富水区的地球物理依据。本文结合华南某煤矿的应用实例,证明结合地震属性与瞬变电磁数据对探测煤田富水异常区效果良好。     

煤层气成因研究

对于煤层气来自于煤及煤系地层的问题提出了不同的观点。通过观察煤层气的碳同位素组成(CH₄和CO₂)、煤岩及烃源岩的热模拟产物及碳同位素组成、煤层气中异常高的汞含量,分析了煤层气储集地层的大地构造环境及煤矿气体突出和森林火灾,发现气体突出和森林火灾前有卫星热红外异常。根据美国煤层气的勘探实践经验,推断煤层气可能来自深部地壳或上地幔,甲烷气体是通过上地幔脱气作用或中地壳的费托合成而生成的,而不是来自煤及其煤系地层。根据这一成因模式,可以探索预防煤矿瓦斯爆炸的新方案,重新考虑煤层气勘探目标。     

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湖北省交通经济较发达，能源相对紧张，开发利用省内煤层（成）气资源已十分必要。湖北省主要发育有三套煤系，即下二叠统梁山煤系、上二叠统龙潭煤系、上三叠－下侏罗统香溪煤系。梁山煤系和龙潭煤系煤岩变质程度较高，生气量大，赋存大量以吸附态为主的煤层气，香溪煤系煤质较差，极不稳定，但该煤系暗色泥、页岩发育，演化程度较高，有利于形成煤成气。资源量测算结果表明，煤层气主要分布于黄石、蒲圻、长阳、荆当等矿区；而煤成气资源量以当阳复向斜最大。经综合对比分析，建议蒲圻矿区的双丘井田为煤气首轮试验选区。     

三维地震资料在煤田陷落柱解释中的应用

在进行煤矿生产过程中,一个比较严重的安全隐患就是陷落柱,为了能够非常精确的对陷落柱进行解释,不仅需要对陷落柱的发育特征进行有效分析,还应该同地震勘探资料进行有效结合,这样才可以更加准确的对陷落柱地震波相应特征以及陷落柱的展布规律进行描述,并且对陷落柱地震波特征隧道间距的变化情况进行描述,希望给相关人士一定借鉴参考意义。     

深部煤层气资源开发潜力

煤成气理论指导下煤系“源外型”大气田的陆续发现有效促进了中国天然气工业的发展,而“源内型”煤层气却发展缓慢。研究认为“源内型”深部（2 000 m以深）煤层气同样具有巨大的勘探潜力。以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例,通过石炭系-二叠系含煤地层取心系统开展实验研究,结果表明煤系岩石普遍含气,其中煤层中存在原地游离气且煤层气资源丰度最高为3.86×10⁸ m³/km²;结合地层埋藏和热演化史,认为层状非均质地层中泥岩和灰岩的喉道半径较小,毛管阻力封堵形成了以砂岩和煤岩为主的煤系岩性圈闭,煤岩（性）圈闭是其中游离气形成的主控因素;煤岩心含水饱和度介于6.5 %～30.1 %,较低的含水饱和度使常规煤层气开采过程中的“排水减压”变成了“排气降压”,有利于深部煤层气的动用;原生-碎裂型煤体结构也是储层压裂改造的有利特征。研究认为深部煤层气是煤系“甜点”资源,辅以科学合理的技术和经济手段可实现有效开发。     

煤层气井沙试3井钻井液体系的研究与应用

吐哈盆地沙尔湖区块的储层是煤层气地层,井深在600～900 m之间,煤层面积大,煤层厚,具有良好的开发前景.该区块煤层的压力系数低,裂缝发育,易垮塌,因此防漏防塌是钻井液技术的重点.沙试1井采用聚合物钻井液钻井,发生恶性漏失,严重破坏了煤层.经过调研,决定在沙试3井采用可循环微泡钻井液体系,并在室内对可循环微泡钻井液的配方进行了优选.在沙试3井二开井段的现场应用中,将微泡钻井液密度降低到0.70～0.80 g/cm3,同时提高微泡堵漏浆中的堵漏剂浓度,有效地封堵了漏层.煤层平均取心收获率达到80%以上,取得了良好的效果,为煤层气井的钻探提供了可借鉴的经验.     

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。     

煤层气地震勘探中的静校正方法

静校正技术是煤层气地震数据处理的核心技术。基于沁水盆地煤层气地震资料的特点,本文简析了不同静校正方法的原理,通过对实际资料的深入分析和对静校正方法的反复研究与试用对比,探索得到一套综合利用折射波静校正、初至波剩余静校正和反射波剩余静校正等技术的有效方法,很好地解决了该区煤层气资料的静校正问题,为深化研究该区煤层的地质构造特征以及进行煤储层的裂缝预测和含气性检测奠定了良好基础。     

煤层气及煤层气系统的概念和特征

进一步的煤层气地质研究需要精确的煤层气概念和系统的研究方法和思路。通过总结近年来的煤层气研究新资料和文献，结合实际勘探开发经验，认识到煤层气生成是多成因多来源的，并以多种形式赋存于煤层中。煤层气是赋存于煤层中的天然气，而煤层气系统是由煤层和其中的煤层气及煤层气藏形成所必需的一切地质要素和作用所组成的天然系统，煤层是煤层气系统的焦点。     

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煤层气富集单元划分是探索煤层气成藏规律、进行煤层气资源和选区评价、制定科学的煤层气勘探程序、提高煤层气勘探成功率的基础。中国煤层气的形成条件与分布环境十分复杂，因此富集单元研究对中国煤层气的勘探评价尤为重要。据煤层气的特殊性和复杂性，结合我国煤层气的分布情况，建立了我国煤层气富集单元划分系列，将煤层气富集单元划分为含气区、含气盆地、富气区、富气带和煤层气藏（田）五级。     

低煤阶煤层气成藏模式和勘探方向

中国低煤阶煤层气资源丰富，但勘探和认识程度较低，煤层气成藏的主控因素和富集规律认识不足。在分析国内外不同盆地、不同区块低煤阶煤层气含气量随埋深变化趋势差异的基础上，从现今和古水文地质条件两个方面，探讨了中国低煤阶煤层气成藏的前提条件，分析了成煤环境对含气量的影响。研究结果表明：①低阶煤（R_o<0.65%）主要分布于埋深<1 200 m的中-新生界煤系地层中，低煤阶煤层气主要是次生生物成因气；②低煤阶煤层气含气量随埋深总体呈现先增加后降低的趋势，普遍存在"最佳深度"这一特征，现今淡水入渗或古淡水入渗水文地质条件是次生生物气生成的前提条件；③除淡水入渗水文地质条件控制低煤阶煤层气的生成与富集外，煤岩组分、煤层厚度、煤岩顶底岩性以及煤岩物性等储层特征对含气量也有重要影响；④低煤阶煤层气存在盆缘斜坡带新近成藏和小型断陷古成藏两类成藏模式，指示了低煤阶煤层气勘探的两个方向。     

煤层气的开采机理研究

煤层气为自生自储型非常规天然气资源。为了更好地开发煤层气,需要深入研究煤层气的开采机理。煤层气赋存于煤岩层的割理和基质孔隙中,以吸附状态为主,且与地层水共存。煤层气从孔隙壁面上解吸下来之后,才能被开采。开采地层水导致地层压力下降,进而导致煤层气解吸成为自由气,解吸后的煤层气沿割理渗流至井底后被采出地面。煤层气的开采过程包括脱气、解吸和渗流3个阶段。扩散不是煤层气的开采机理。     

准噶尔盆地东北缘深层煤层气勘探前景

准噶尔盆地东北缘地处陆梁隆起北部至乌伦古坳陷,侏罗系西山窑组和八道湾组煤层厚度大、分布较广,埋藏2 000 m以深。准东地区白家海凸起彩探1H井西山窑组深层煤层气试获工业气流后,拓宽了准东北缘煤层气勘探新领域。综合分析区内多口探井勘探和试气资料,发现煤层在地震剖面上连续强反射、测井响应明显、录井气测异常突出、含气性好,认为准噶尔盆地东北缘具有较好的深层煤层气勘探前景。提出准北1井区、陆6井区和乌参1井区西山窑组,伦5井区八道湾组为深层煤层气勘探有利区。建议开展煤样取心工作、开展煤岩地球化学特征和岩性、物性、电性、含气性等“四性”关系分析,为区内深层煤层气勘探提供科学依据。