胡家河-小庄井田4号煤层煤层气赋存特征研究

根据煤田及煤层气勘探井资料,对研究区的煤层气赋存特征进行了系统分析。结果表明:研究区延安组煤系含水层处于地下水径流区,煤层气的保存条件较差;主采4号煤储层具有孔隙度低、渗透性好、储层压力小和吸附、解吸能力较强的特征;煤层变质程度低,为低阶煤,生气能力较低,含气量低,含气量平面具有西高东低、南北上呈间隔状分布的特征;属埋深中等、低丰度的中型煤层气田。     

新疆低煤阶煤层吸附能力对煤层气开发影响因素分析

煤的吸附特征是评价煤储层储集特征、煤层气解吸、扩散和渗流的基础,吸附-解吸性能对煤储层含气性和煤层气井的产能具有重大影响,是评价煤储层开发潜力的重要参数。通过采集样品采用等温吸附实验获取煤储层吸附参数,评价新疆主要煤田煤层的吸附特征,发现新疆煤层以低煤阶为主,低煤阶煤储层储气能力较好,且易于解吸,有利于煤层气的开发,煤层气开发潜力好,希望对新疆低煤阶煤层气开发具有指导意义。     

浅议山西煤层气储层特征及含气性

本文根据煤田地质勘查资料和煤储层孔、裂隙及等温吸附测试结果,通过对不同煤级煤的等温吸附测试成果、含气性特征、储层压力特征及孔裂隙特征分析研究,阐述了煤的Langmuir体积、Langmuir压力受R_(o,max)密切相关;煤层含气量和含气饱和度随煤层埋藏深度增加而增加;煤中宏观裂隙与宏观煤岩类型相关,显微裂隙在低变质程度煤中发育优于高变质程度煤层;煤储层渗透率受煤层埋藏深度、应力状态等因素制约。     

晋城矿区胡底区块3号煤层气储层物性特征分析

煤层气储层物性及特征影响着煤层气的生成、储集和产出,文章基于研究区煤层气勘探开发资料、矿井开采资料及参数测试等,对区内重要的3号煤层气储层物性及特征参数进行了详细的分析。研究得出:3号煤层地处甲烷带,煤层含气量、含气饱和度及资源丰度较高,具备良好的煤层气资源潜力;煤中孔裂隙系统相对发育,孔裂隙充填不甚严重,煤层渗透率较高;煤对甲烷吸附能力强、吸附量大、吸附时间较其他煤阶长;煤储层压力多以稍欠压和接近正常压力为主。研究结果可为本区井上下煤层气抽采提供可靠技术参数。     

赵庄井田3号煤层气储层物性分析

对赵庄井田3号煤层气储层物性进行分析和研究得出:3号煤层除具有典型的煤层含气量高、煤层含气饱和度低、煤层渗透率低、煤储层压力低等"三低一高"特征外,还具有煤储气空间良好、煤吸附甲烷能力强且吸附量大、煤的吸附时间长等特征。总体而言,3号煤层气储层物性相对较差,对其进行煤层气开发难度较大。     

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。     

江西省乐平地区煤层气储层特征及勘探潜力分析

本文通过对江西省乐平地区煤储层发育展布、煤层埋深、煤岩特征、煤层含气量、变质程度和顶底板岩性特征分析,认为研究区构造有利于煤层气保存,发育多套煤层,平面上煤层展布较稳定,含气量总体较好,埋深适中,盖层较好,总体煤储层条件较好,具有一定煤层气勘探潜力。安源组煤层是研究区煤层气勘探重点层系。     

贵州中岭-坪山区块多煤层煤层气可采性评价

煤层气资源可采性评价是煤层气勘探开发的前提和基础,是各种地质因素有效配置的结果。多煤层发育的黔西地区具有丰富的煤层气资源,其可采性值得关注,为了评价黔西地区煤层气资源的开发潜力,以中岭-坪山为研究区块,在分析构造特征、多煤层发育基本特征、煤层含气量、煤层吸附性的基础上,采用水头高度等效煤储层压力-等温吸附法,评价了等效储层压力、临界解吸压力、含气饱和度及采收率。研究表明,区内上二叠统龙潭组薄—中厚煤层发育,煤层数量多达50余层,可采煤层10～12层;煤层含气量较高,为8.25～15.44 m~3/t,平均11. 71 m~3/t;等效储层压力梯度较低,为0.59～0.95 MPa/hm,平均为0.80 MPa/hm;临界解吸压力分布在1.07～1.87 MPa,平均为1.56 MPa;含气饱和度较高为62%～82%,平均为72%;计算得出煤层气理论采收率分布在27.54%～48.66%,平均40.4%,高于全国平均水平,表现出较好的煤层气可采性特点,资源开发潜力大。含气量、储层压力等值线图及计算结果显示,含气量、储层压力、临界解吸压力、含气饱和度在平面上分布具有一致性,即高含气量区,等效储层压力高,临界解吸压力高,含气饱和度也高。煤层气富集区是未来开发的首选区域,由于区内煤层发育具有多且薄的特点,多煤层合采是大幅提高气井产量及资源采收率的有效途径,可作为贵州省煤层气开发的首选开发方式。     

赵石畔井田煤层气赋存特征分析

煤层气赋存特征研究,对煤层气的开发利用具有非常重要的意义。依据赵石畔井田煤炭资源勘查获得的地层、构造、煤层、煤质、煤层气等成果,通过对3#煤层地质特征、煤储层特征及煤层含气性的研究,结合3#煤层显微煤岩鉴定结果、煤的镜质组反射率、煤层含气量、等温吸附曲线、含气饱和度等参数,计算得到临界解吸压力及地解比。分析认为,3#煤层含气量低,属低饱和气藏,低地解比区,不利于煤层气勘查和独立气田开采,宜结合矿井生产进行抽采。     

贵州毕节煤田可乐矿区M18煤储层地质特征研究

通过对毕节煤田可乐矿区M18煤岩煤质特征、煤储层压力及温度、煤层渗透性、煤层等温吸附特征、煤层含气性的研究,结果表明:区内18号煤层在西部为贫煤,中东部为无烟煤,为低渗透率煤储层,储层压力系数为0.6—0.9,属于欠压地层。煤层平均含气量为14.17m3/t,含气量较高。     

贵州珠藏向斜煤系含水系统对煤层气赋存的影响

为了揭示贵州省织纳煤田珠藏向斜煤系含水系统对多层叠置含气系统中煤层气赋存及开采的影响,利用地勘探阶段获取的水文地质参数和匹配的含气性测试成果,分析表明珠藏向斜属于开放-半开放且局部伴随自封闭型的煤系含水系统,具有渗入-沉积的水压系统特征,垂向上多层叠置含气系统间的含水层水头高度也同样表现为多层叠置含水系统;依据含水空间特征、水力性质及富水程度认为红梅井田具有2个含水系统,而少普、肥二和肥三井田则可划分出3个含水系统,且各含气系统含气量的区域分布与煤系含水系统的水动力空间展布形态具有较为一致的对应性;利用K-R-q图解对比研究了珠藏向斜原位条件及合层排采时的含水系统特征,结果表明：珠藏向斜煤层气储层所处含水系统对煤层气的储存较为有利,煤系各含水系统含水性弱,导致合层排采的煤层供水能力有限,不能有效扩展降压漏斗,使得气井的供气源受限,在近井地带难以向远端扩延,最终影响后期产气量。在上述研究的基础上,认为单纯的合层排采并不能解决储层渗流通道疏通较差和降压范围较窄的现状,需要考虑其他增产措施。     

青山矿区水文地质控气特征研究

青山矿区煤层埋藏适中,可采煤层层数多、煤层总厚度大;煤体结构较为完整,渗透性较好,煤层气保存条件良好,含气量高,资源丰度大。通过对研究区内的水文地质与煤层含气性的耦合分析,对区内水文地质控气特征进行了研究。结果表明:青山矿区为向斜型水力封闭的含煤盆地,水力封闭和水力封堵是造成区内煤层气富集的主要原因;不同岩性及其组合之间水力联系微弱,造成了多层叠置独立含气系统。     

黔西肥田区块地下水动力条件与煤层气有序开发

黔西是我国南方煤层气资源最为丰富的地区,客观认识多层叠置含煤层气系统控制下的煤层群有效排水降压和有序开发方法,是实现该区煤层气高效开发的关键。笔者以黔西织纳煤田肥田区块为研究对象,精细分析了含煤地层水文地质条件以及垂向上不同层段开发条件的差异性,基于抽水试验数据提取了视储层压力、压力梯度、单位涌水量、渗透系数、影响半径等有用信息,比较了不同层段水文地质条件在三维空间上的差异,采用模糊数学综合评判法建立了煤层气开发优先度评价因子,据此对不同层段煤层气开发潜力和开发顺序进行了探讨。认为肥二井田和肥三井田总体开发条件优于肥一井田,其中肥二中煤组、肥三上煤组和中煤组是较有利开发层段,各层段递进开发顺序为：肥三井田上段→肥二井田中段→肥三井田中段→肥三井田下段→肥二井田下段→肥二井田上段→肥一井田上段/中段→肥一井田下段。     

滇东黔西多煤层地区煤层气“层次递阶”地质选区指标体系构建

针对滇东黔西多煤层、高地应力和构造复杂等地质特点,在明确提出煤层气地质选区过程中的有利区、甜点区和甜点段概念的基础上,阐明了3者之间"层次递阶"的关系。有利区指从滇东黔西的众多次级向斜中优选有利向斜,甜点区指从有利向斜中优选煤层气开发"靶区",甜点段是在煤层气开发"靶区"内从垂向上优选组合层段。针对研究区次级向斜多,勘探程度差异大,许多参数无法统一的特点,在有利区优选指标体系中提出了煤层气地质资源量、地质资源丰度和可采资源量相结合的关键指标,煤层气地质资源量和地质资源丰度为一票否决指标;针对研究区构造复杂和高地应力的特点,在甜点区优选指标体系中提出了断层分维值、构造曲率及埋深相结合的关键指标,断层分维值为一票否决指标;针对研究区多煤层发育,易诱发层间干扰的特点,在甜点段优选指标体系中提出了煤体结构、临界解吸压力差和储层压力梯度差相结合的关键指标,煤体结构为一票否决指标;并在各个阶段均提出了相应的参考指标,最终构建了针对研究区特点具有区域特色的煤层气地质选区指标体系。     

Experimental study on effects of CBM temperature-rising desorption

To study the effects of CBM (coal bed methane) temperature-rising desorption, isothermal adsorption/desorption experiments on three ranks (anthracite, coking coal and lignite) of coal at different temperatures were designed based on the traditional CBM decompression desorption. The experimental results indicate that temperature-rising desorption is more effective in high-rank coal, and ever-increasing temperature of high-rank coal reservoir can reduce the negative effects of coal matrix shrinkage in the process of production and improve the permeability of the coal reservoir as well. It is also revealed that the technique of temperature-rising desorption applied in higher-rank coal reservoir can enhance CBM recovery ratio. This study provided theoretical support for the application of temperature-rising desorption technique in practical discharging and mining projects, which can effectively tackle the gas production bottleneck problem.     

祁东井田71煤层煤层气开发潜力评价

针对煤层气开发潜力评价过程中的常规参数难以定量描述气体解吸完整过程的缺点,以祁东井田为例,在对该区地质特点和储层特征进行分析的基础上,结合等温吸附曲线提取临储压差、临废压差、有效解吸量、解吸效率等指标,分析了研究区煤层气的解吸过程并建立了煤层气开发潜力的定量评价方法。结果表明:祁东井田71煤层为碎粒结构煤,塑性大,渗透率低,需要通过水平井分段压裂的方式进行开发;该储层产气过程中只经历敏感解吸阶段,最大解吸效率为8.23 m³/（t·MPa）,见气后短时间内可获得较高产量的工业性气流,解吸量最高可达7.5 m³/t,具有较高的产气潜力;该煤层临储压差高达4.83 MPa,表示井底见气前要经历长时间的降压过程,随后产气量快速上升,应该采用平稳缓慢的排采方式,避免压力波动和煤粉产出。     

深部煤层气勘探开发进展与研究

我国煤层气资源主要分布于深部。鄂尔多斯、准噶尔等盆地部分煤层气井勘探成功表明深部煤层气资源在含气量、含气饱和度、储层压力及临界解吸压力等关键参数方面较浅部有利,开展深部煤层气研究及勘探是重要前瞻性课题。鄂尔多斯盆地东南缘延川南煤层气田的勘探,尤其是万宝山构造带延3井组的成功开发是我国深部煤层气开发获得突破的1个典型实例。一般来说,影响深部煤层气开发的因素较复杂,是一个系统工程,通常可以将这些因素划分为资源地质条件和开采技术条件两大类。延川南煤层气田开发的经验表明,影响深部煤层气井产能的主要因素是受地质条件控制的压裂技术与排采技术,提高深部煤层气单井产量的途径是做好富集高渗区选区评价和预测,加强以压裂为核心技术的工程工艺攻关研究及做好排采管理。     

不同煤储层条件下煤岩微孔结构及其对煤层气开发的启示

在现场宏观观测的基础上,采用显微镜下观测、镜质组反射率测试及低温氮吸附方法,对沁水盆地和淮北煤田不同矿区煤岩的变质变形作用与微孔结构特征进行了深入研究。结果表明：高变质强变形-较强变质煤储层（Ⅰ类）和中变质较强变形煤储层（Ⅲ类）有利于煤层气的富集,不利于煤层气的扩散和渗流;高变质弱变形煤储层（Ⅱ类）和中变质弱变形煤储层（Ⅳ类）较有利于煤层气的富集,也有利于煤层气的渗流;低变质强变形煤储层（V类）有利于煤层气的富集,但不利于煤层气的解吸和渗流。由此,沁水盆地南部及淮北煤田中南部是煤层气勘探开发的有利区域。     

煤层气井产气机理及排采控压控粉研究

煤层气吸附/解吸特征、渗流机理和排采控制是煤层气井生产的重要因素。为此,进行了煤层气吸附解吸实验和渗流特征实验,结果表明:煤层气吸附/解吸是可逆的,存在"解吸滞后现象";煤层气渗流呈现二级渗流特征,即煤的基质孔隙内流体的渗流呈非达西渗流和天然裂隙及大孔隙内流体的渗流呈达西渗流;煤层气排采过程中,随着排水降压,规模开发可导致"气水分异",局部高点气产量高、水产量低,相对低点产水量高、产气量低。同时,煤层气井排采过快、洗井修井、停抽关井、液面低于煤层顶面等易造成污染,致使气水产量锐减,其伤害机理主要是煤粉堵塞伤害、应力敏感伤害和气锁/水锁伤害。基于伤害特点及伤害机理,结合多年的排采经验,确立了以定压排采、控制合理工作压差和控制煤粉适度产出等排采工作制度。     

煤体结构与甲烷吸附/解吸规律相关性实验研究及启示

甲烷(CH_4)在煤体中的流动包含"渗流—扩散—吸附/解吸"3个环节,相比粉状煤,采用块状煤体进行CH_4吸附/解吸实验能够更有效地表征煤层中气体的流动状态。为此,依托渭北煤田韩城矿区煤样,利用自行设计的块煤吸附/解吸实验装置,研究了低压下块状同体积原生结构煤、碎裂煤和糜棱煤的CH_4等温吸附/解吸特性;采用显微CT和扫描电镜分析了3种煤样的孔裂隙结构和显微构造,探讨了煤体结构对CH_4吸附/解吸的影响。结果表明:不同煤体结构煤的CH_4吸附/解吸特性有显著差异。结构致密的原生结构煤,孔隙度较低,导致CH_4吸附/解吸平衡时间长,吸附量低,解吸率低;相比原生结构煤,脆性变形碎裂煤张裂隙发育且相互贯通,孔隙度变大,连通性好,导致CH_4吸附/解吸平衡时间变短,吸附量升高,解吸率增大;韧性变形糜棱煤孔隙数量虽增多,但裂隙被揉皱闭合,形成孤立分布的孔隙结构,渗透性变差,导致CH_4吸附/解吸平衡时间最短,解吸速率最快,说明大多数CH_4仅吸附在块煤内构造变形作用下形成的粒间孔隙中。可知,碎裂煤储层是煤层气开发的有利区域;而致密原生结构煤和糜棱煤储层可尝试通过多尺度压裂、注热等技术手段实施储层改造以增加煤体裂隙通道,达到气井增产增效的目的。