控制煤层气含量及可采性的主要地质因素

煤层气作为一种非常规天然气,无论是赋存还是产出都受一系列地质因素控制。一方面,虽然煤层气属自生自储型天然气,但并非所有煤层都储集有足够量的气体;另一方面,即使储集有足够量气体的煤层也并非都能产出工业性气流。煤层气含量及煤层可采性是决定煤层气能否成藏的重要条件。文中提出,控制煤层气含量的主要地质因素有:煤变质程度,埋藏深度,煤层顶,底板岩性,以及断裂构造情况等,其中煤变质程度起着根本性作用。控制煤层气可采性的主要地质因素有:煤层渗透性,煤的等温吸附特征及煤的含气饱和程度,其中煤层渗透率是最主要的影响因素。煤层含…     

一次值得借鉴的压裂施工

华北油田所辖的廊东油是典型的高压低渗砂岩油藏，具有岩性致密，泥质含量大，强水敏性等地质特征。投产初期，单井产量较高，但生产一，二年后，压力下降快，产量递减也快，以致长期处于低效开发状态，“七五”期间曾进行压裂增产，但效果并不理想，１９９４年１２月，华北局与加拿大法玛期特公司合作，对安６９－４５井进行水力压裂，取得了理想的增产效果。该文简要介绍该区块的地质持征和低效开发状况，具体介绍安６９－４５井压     

一次值得借鉴的压裂施工

华北油田所辖的廊东油田是典型的高压低渗砂岩油藏，具有岩性致密、泥质含量大、强水敏性等地质特征。投产初期，单井产量较高，但生产一、二年后，压力下降快，产量递减也快，以致长期处于低效开发状态。“七五”期间曾进行压裂增产，但效果并不理想。１９９４年１２月，华北局与加拿大法玛斯特公司合作，对安６９－４５井进行水力压裂，取得了理想的增产效果。该文简要介绍该区块的地质特征和低效开发状况，具体介绍安６９－４５井压裂施工技术和保证施工质量、提高压裂效果的做法。     

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煤层含气量及煤层可采性是决定煤层气能否成藏的重要条件。研究表明，控制煤层气含量的主要地质因素有：煤变质程度，埋藏深度，煤层顶、底板岩性，以及断裂构造情况等，其中煤变质程度起着根本性作用。控制煤层气可采性的主要地质因素有：煤层渗透性、煤等温吸附特征及煤的含气饱和程度，其中煤层渗透率是最主要的影响因素。     

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煤层气可采性是煤层气地质评价选区研究的核心内容，是煤层气开采的决定因素、根据煤层气产出机理定义了煤层气的可采性，用实际生产数据和数值模拟结果分析了渗透率、相对渗透率、等温吸附曲线形态和含气饱和度等地质参数对煤层气可采性的影响。分析结果表明，这一系列地质参数对煤层气可采性影响显著，应是煤层气可采性研究和综合评价的重点。     

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩复杂油气藏的特性

油藏地质与开发地质综合分析表明,塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩油气藏具有不同于常规油气藏的特性,具有油气分布的广泛性、油气性质的多样性、油气聚集的成层性与非均质性、油气产出的不稳定性等特性。储层强烈的非均质性、油气成藏与调整的多期性是形成油气藏特殊性的两大基本地质条件。塔里木盆地奥陶系大面积含油气、油气水分布复杂、少数高产稳产井支撑大部分产量的特殊碳酸盐岩油气藏具有普遍性,需要采取针对性的勘探开发一体化组织方式。     

产出剖面厚层层内细分技术

随着油田开发的不断深入，传统的产出剖面测井技术已不能满足油田厚层开发的需要，特别是聚合物驱开发井由于采用的是单层开发方式，解决层内细分问题就变得尤为重要，因此，产出剖面的厚层层内细分是动态测井技术研究的重点和攻关方向。文章着重阐述了解决在机采井条件下产出剖面厚层层内细分技术所使用的连续潮井仪、细分方法、资料解释方面的潮量精度要求，不同的地质分析所要求的不同细分方法及解释成果。该技术成果已在大庆、胜利等油田应用中收到良好的效果。     

豫西石炭二叠系煤层气资源前景研究

以丰富的资料对豫西地区石炭-二叠系煤层的沉积特征、含气性和储集层的渗透性进行了系统的研究,认为该区具有煤层气生成的物质基础和赋存的地质条件。以影响煤层气资源勘探开发的地质因素为重点,详细论述了煤层含气性和储集层渗透性,认为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,煤储集层渗透性主要受煤体结构类型、割理发育性和滑动构造改造程度的控制。豫西地区石炭-二叠系煤层气资源勘探开发的关键地质因素不是煤层气资源的丰度和资源量,而是煤层的储集层条件。综合煤储集层渗透性特征及煤层气赋存地质条件,认为煤层气资源勘探开发前景有利区为平顶山、宝丰和临汝含煤区,较有利区为禹县南部、新安和陕渑含煤区,不利区为偃龙—荥巩、登封—新密和禹县北部含煤区。平顶山含煤区应作为煤层气勘探开发试验部署的首选区。图2表3参3(宁正伟摘)     

高阶煤层气高效开发工程技术优选模式及其应用

高阶煤层气井的平均单井产气量低已成为制约我国煤层气产业发展的主要瓶颈之一,直接导致了煤层气开发经济效益低。为此,基于不同煤储层的地质条件,选择适用于煤层气高效开发的工程技术是提高当前高阶煤层气开发效益的关键。在剖析影响高阶煤层气开发效果的地质因素的基础上,建立了高阶煤层气开发的地质模式,并针对不同的地质模式优选出了相应的开发工程技术。结果表明:(1)影响高阶煤层气开发效果的主要地质因素按其影响程度从小到大依次为:煤体结构、煤岩变质程度、地应力、临储比;(2)据此划分了直井压裂、裸眼多分支水平井、U型和顶板仿树形水平井、鱼骨状和单支型水平井等4种工程地质模式。结论认为:直井压裂和裸眼多分支水平井仅适用于煤体结构好、变质程度高的地区;而低成本、后期可维护、占地面积少的单支型水平井和鱼骨状水平井适用范围广,是适宜大力推广的井型。     

物质平衡方程式在封闭型有气藏中的应用

川南气田现处于开发后期,开发难度越来越大,气矿目前剩余地质储量主要分布在有水气藏中。本文针对川南气田为封闭碳酸盐岩有水裂缝性气藏,通过对物质平衡方程式的简化处理,充分考虑气藏产出水体的影响,利用线性回归确定气藏的原始地质储量,为开发后期有水气藏的挖潜生产,工艺措施选择提代一个较为可靠的储量参数值计算方法。     

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。     

中国非常规天然气资源基础与开发技术

中国非常规天然气资源丰富,合理有效地开发可为中国经济的可持续发展提供能源保障。致密砂岩气藏远景资源量超过12×1012 m3,已经实现规模开发;煤层气勘探在高阶煤中取得突破;页岩气研究刚刚起步,四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等具有良好的页岩气成藏和开发条件;在中国南海多处发现天然气水合物存在的证据。但是,由于非常规天然气地质条件具有复杂性和特殊性,现有的部分勘探开发技术适用性差、不够成熟,加之低渗透储层单井产量低等因素,严重制约了非常规天然气开发利用的步伐。因此应加强以下工作：研发不同类型致密砂岩气藏的开发技术;优选煤层气有利目标区及扩大勘探开发规模;研发适合高阶煤层气田的高效勘探开发关键技术;调查页岩气资源分布并查明成藏主控因素;开展天然气水合物资源评价。     

六盘水煤田盘关向斜煤层气开发地质评价

开发地质条件研究将为贵州六盘水煤田盘关向斜煤层气勘探开发提供科学依据。为此，以煤田地质勘探和矿井瓦斯资料为基础，结合井下煤层割理裂隙观测和室内等温吸附实验等方法手段，总结了煤层气地质背景，揭示了煤储层特征和含气性特征，估算了理论采收率和煤层气资源量。研究结果表明：盘关向斜为水压向斜煤层甲烷气气藏，2000 m以浅煤层气资源量达1778×108m3；该区煤层气资源量丰富、埋深和煤级适中、含气量较高、渗透性较好，具备煤层气开发的基本条件；盘关向斜煤层主要属勉强可以抽放煤层和易于抽放煤层，部分为较难抽放煤层，煤系下部煤层透气性较上部煤层为好；煤层气利用方式则可选择发展以甲烷为原料的化工工业。     

中国低煤阶煤层气多元成藏特征及勘探方向

我国低煤阶含煤盆地地质背景复杂,煤层气富集成藏具有自身的特殊性,煤层气勘探一直处于小型试验阶段。为了促进我国低煤阶煤层气的勘探开发,在系统分析、总结我国含煤盆地类型、煤层气成因、赋存状态、富集模式的基础上,梳理了目前勘探开发工作面临的挑战与科研攻关目标,并提出低煤阶煤层气的有利勘探方向。结果表明:(1)我国低煤阶煤层气具有盆地类型多元、煤层气成因类型多元、赋存状态多元、富集类型多元的成藏特征;(2)低煤阶煤层气勘探面临目标区优选、深层煤系气共探共采系统评价、钻完井及增产改造工艺等3个方面的挑战;(3)应加强对煤层气成藏过程及动力学机制、气源成因及其资源贡献、吸附态和游离态煤层气空间分布规律及地质控制因素等的研究攻关,开展煤层气资源有效性和可采性评价,形成一套深部煤系气勘探开发评价方法。结论认为:(1)我国浅层煤层气资源有利勘探区包括二连盆地吉尔嘎朗图、霍林河、白彦花等凹陷,海拉尔盆地伊敏、呼和湖、陈旗等凹陷,鄂尔多斯盆地彬县、焦坪、黄陵、乌审旗东部等地区,以及准噶尔盆地南缘地区;(2)深层煤层气资源则主要分布在准噶尔、吐哈、三塘湖、海拉尔和三江等盆地或盆地群。     

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。     

中国高煤阶地区的煤层气勘探理论与实践

通过对中美两国煤层气生成地质条件的对比,认为中国煤层气形成和富集有着不同于美国的特征。我国华南和华北地区广泛分布高煤阶煤层,煤层气资源丰富。在成煤后期多个方向和期次的构造运动改造下,部分高煤阶煤层的渗透性有可能得到改善。通过地质研究,可以在高煤阶地区找到高产富集区。在这种思路指导下,在我国沁水含煤盆地南部无烟煤地区发现了大型高煤阶煤层气田——沁水煤层气田。这不仅丰富了煤层气富集成藏理论,对于拓展煤层气勘探领域也具有重要意义。      

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近年来低煤阶煤层气在美国粉河、尤因它盆地进行大规模商业性开采，引起包括中国在内的许多国家关注。中石油煤层气勘探项目经理部对我国西北、东北、内蒙古、滇黔桂地区中、新生代低煤阶含煤盆地煤层气成藏条件及资源分布进行了研究，发现我国低煤阶煤层气资源非常丰富，是我国煤层气勘探不可忽视的重要资源。2003年优选吐哈盆地沙尔湖凹陷进行了积极探索，取得了很好的效果，初步分析了低煤阶煤层气成藏控制因素，指出低煤阶煤层气藏一般埋藏浅，含气量低，但煤层渗透性好。勘探目标选择应注意对煤层气保存条件的分析，寻找高饱和含气区。另外，低煤阶煤层气开发还需要煤层有一定的厚度，这样才能保证较高的资源丰度、单井产量，达到长期稳产的目的。     

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。     

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。     

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.