不同煤阶控制下的煤系储层物性研究

为了揭示不同煤阶控制下煤系气运移的关键储层物性特征及差异性,选取国内具有代表性的鄂尔多斯北部高煤阶含煤区块、鄂尔多斯东缘临兴地区中煤阶含煤区块和二连盆地白音华煤田低煤阶含煤区块为研究对象,基于显微裂隙、扫描电镜、压汞、低温液氮吸附等实测数据,对不同煤阶储层孔隙类型、孔隙结构、孔渗性进行了分析,根据优势孔裂隙的发育程度将储层分为纳米级孔隙优势发育型、微米级孔裂隙优势发育型、纳米级-微米级孔裂隙均等发育型、微米-厘米级孔裂隙优势发育型,并对不同煤阶储层差异性原因进行了研究。结果表明,高煤阶地区煤储层为纳米级孔隙优势发育型,致密砂岩储层为纳米级-微米级孔裂隙均等发育型,泥页岩储层为微米级孔裂隙优势发育型; 中煤阶地区煤储层为纳米级孔隙优势发育型,砂岩储层为纳米级-微米级孔裂隙均等发育型,泥页岩主要为微米级-厘米级裂隙优势发育型; 低煤阶地区煤储层为纳米级-微米级孔隙均等发育型,砂岩储层为微米级孔裂隙优势发育型。煤储层中孔含量低、砂岩储层孔隙和喉道连通性差、泥页岩储层中孔含量低是阻碍煤系气渗流和运移的直接原因。煤系储层物性由好到差依次为低煤阶储层、中煤阶储层、高煤阶储层。随煤阶增高,煤储层大孔和小孔含量降低,微孔含量增加,中孔变化较小; 砂岩储层和泥页岩储层大孔和中孔含量降低,小孔、微孔含量呈增加趋势。不同煤阶煤储层物性差异主要与煤变质程度有关; 砂岩储层和泥页岩储层物性差异,主要由成岩作用造成。     

沁水煤田东北部15号煤储层物性及特征研究

基于沁水煤田东北部煤层气开发资料,采用煤层气地质理论和数理统计方法,对研究区15号煤储层物性及特征进行了分析。结果表明,煤层的稳定可采性,为煤层气开发的提供了良好储层条件。煤的高变质及差异,使得煤岩类型及组分有所不同|煤层高含气量,为煤层气开发提供了良好气源条件。欠压煤储层,使得煤层气的压力吸附正效应、驱动煤层气产出的动能均较弱且煤层含气饱和度较低,不利于煤层气井的高产、稳产和采收率的提高|煤中孔裂隙较发育,但连通性差。过渡孔高度发育,为煤层气储集提供了有利空间。小-微型裂隙发育,但充填较严重,煤层渗透率较低|吸附时间较长,不利于煤层气井高产和缩短煤层气开发周期。     

岳城井田3号煤储层物性特征研究

煤储层物性特征是影响煤层气开发效果的重要方面和研究重点,以沁水煤田东南部岳城井田为工程背景,基于井田煤与煤层气地质、勘探开发及相关测试资料,采用煤层气地质理论及数理统计方法对井田3号煤储层物性特征进行研究。研究结果表明：岳城井田3号煤层为结构简单、破坏较轻、展布稳定的厚煤层;煤层的“生、储、盖”条件较好且地处甲烷带,煤层气含量及甲烷含量普遍较高;煤层孔裂隙系统发育且连通性好,渗透率高;煤储层压力及压力梯度值较低、能量弱,为低压(欠压)煤储层;煤对煤层气具有很强的吸附能力、吸附量大,具有良好的煤层气储集空间。     

新疆库拜煤田煤储层物性特征及勘探开发前景

为了评价煤层气勘探开发潜力和指导矿井安全生产,对新疆库拜煤田主要煤储层的空间展布、封闭性、含气性、煤体结构、岩石物理、孔隙、微裂隙等物性特征进行了研究。结果表明:A_5~#、A_7~#煤储层适于煤层气勘探开发。因此库拜煤田具有广阔的勘探开发前景。     

不同煤阶煤孔隙特征及其吸附能力响应

我国是煤炭资源大国,煤层气储量规模相当可观,但煤储层又具有低孔、低渗的不足,照搬国外或常规石油天然气的开采程序和方法已被证实是走不通的。应结合实际,根据不同地质条件、不同煤阶的开采程序,进行孔隙特征研究。煤孔隙特征、连通性和吸附能力对煤层气开采影响尤为重要,为研究煤孔隙结构特征随煤变质程度的变化关系及其吸附能力的响应特点,采取不同地区不同变质程度煤样,进行压汞测试和等温吸附实验。实验结果表明,煤孔隙度和平均孔径均随变质程度增加呈现降低—升高—降低的趋势;煤中孔隙连通性随煤变质程度增加逐渐变差;随煤变质程度增加,其最大吸附能力也呈现降低—升高—降低的总体趋势。     

潘庄煤层气区块15号煤储层物性特征研究

煤储层物性特征是影响煤层气开发成效的关键因素,文章基于潘庄煤层气区块地质、煤层气地质及煤层气勘探开发资料,采用煤层气地质理论对该区15号煤储层物性特征进行了研究。结果表明:研究区15号煤储层具有较好的含煤性和含气性,可为煤层气开发提供较好开发对象和气源保障;煤的孔裂隙系统相对发育,煤层渗透性好、渗透率高,有利于煤层气吸附、储集、扩散及渗流; 15号煤储层地层能量普遍较弱,煤储层压力为"欠压"状态,不利于驱动煤层气高效产出;煤中具有良好的吸附储集煤层气空间,煤对煤层气的吸附能力强、吸附量大,但煤层气解吸速率较低。     

黔西地区煤储层物性差异及其成因机制分析

为了探究黔西地区煤层气勘探开发潜力,采用多种测试手段,系统分析了该地区2种典型区块(织纳和盘关)的煤储层在孔隙结构、吸附性、孔渗特征等方面的差异,并深入剖析了该差异的形成机制。结果表明:黔西地区煤储层物性差异的主控因素是煤的变质程度,而煤的变质程度又受控于煤层的沉积埋藏史和后期的构造热事件;沉积埋藏史决定了织纳和盘关两区之间的煤阶差异,而后期的构造热事件是织纳和盘关地区内部煤阶差异的主控因素。不同的沉积埋藏史及构造热事件产生了不同的煤化作用史,导致了煤岩在物理、化学结构上的差异,从而决定了黔西地区煤储层物性的差异。     

二连盆地群低煤阶煤储层裂隙地质建模与精细描述

以二连盆地群霍林河盆地低煤阶煤储层为研究对象,通过在露天煤矿选取典型剖面进行实例解剖,辅以光学显微镜、CT扫描等室内测试分析的研究方法,精细描述研究区煤储层裂隙系统发育特征,构建目标煤储层垂向上空间裂隙发育模型,为后续工程开发提供参考。研究结果表明：霍林河盆地煤储层大裂隙系统及微裂隙均表现出良好定向性,外生节理倾角多近乎直立,内生裂隙及微裂隙多垂直于层面发育。显微裂隙主要为原生张性裂隙,未见具有构造特征的剪性裂隙。外生节理发育的程度与方向、内生裂隙形态特征受构造影响明显,但微裂隙发育程度主要受煤岩组分影响,受构造影响不明显。大裂隙系统少见充填,微裂隙充填度较大,在40%～50%,储层连通性整体较好。煤CT三维重建成像表明无机矿物充填空隙和未被充填空隙都具有分层分布特征,整体孔裂隙发育,Ⅳ煤组无机矿物充填较ⅢA煤少。     

鄂尔多斯盆地低煤阶煤储层孔隙特征及地质意义

对采自鄂尔多斯盆地侏罗系煤层气勘探开发地区的煤样,采用压汞、低温液氮试验、显微镜观测等手段,研究了煤储层孔隙类型、孔隙连通性、孔隙形态及煤心煤样的裂隙密度、裂隙连通性、裂隙发育特征。研究表明：鄂尔多斯盆地南部煤储层的似孔喉比比较小（一般小于15）,退汞效率比较高（大于50%）,采收率较高,排驱压力一般大于0.7 MPa,最大进汞饱和度小于65%,煤的孔隙度小于12%,煤储层渗透率小于0.01×10-3μm2,产能较高,对煤层气开发比较有利。煤层气井的煤心煤样观测显示,盆地内煤层多为原生结构煤,盆地南部焦坪、大佛寺一带煤中裂隙较发育,连通性中等,对煤层气开发相对有利。     

低煤阶煤储层产气潜力定量评价

为研究低煤阶煤储层的产气潜力,以彬长矿区大佛寺井田4号煤储层为例,引用临储压差、临废压差、有效解吸量、解吸效率等指标,并结合低煤阶储层含气量低、厚度大、渗透性好等特点,运用煤层气数值模拟软件对低煤阶煤储层产气潜力进行定量评价。研究结果表明：大佛寺井田4号煤层的临储压差为1.27MPa、临废压差为0.76～1.26MPa、有效解吸量为1.25～2.35m3/t,最大解吸效率为1.99～2.46m3/(t·MPa),相对于中高煤阶煤储层都偏低|但由于4号煤层厚度大、渗透率高,抽采数值模拟显示5年平均日产气量达965m3,具有形成工业气流煤层气井的产气潜力|现场单井排采实践也验证了4号煤层定量评价结果的可靠性。论文认为应将煤层厚度和渗透率指标纳入低煤阶煤储层定量评价指标体系中。     

滇东-黔西地区现今地应力场与二叠系煤储层渗透率特征

现今地应力状态(大小和方向)和煤储层渗透率是影响煤层气勘探开发的重要地质因素.基于震源机制解反演、水力压裂等方法确定了滇东-黔西地区现今地应力状态,揭示了二叠系煤层地应力大小垂向变化规律,并在此基础上剖析了滇东-黔西地区二叠系煤储层渗透率发育特征及其控制因素.研究结果表明:滇东-黔西地区水平最大主应力(SH,max)方...     

不同煤阶煤储层应力敏感性差异及其对煤层气产出的影响

通过开展鄂尔多斯盆地东缘高中低煤阶不同含水饱和度煤储层应力敏感性实验,研究了煤储层渗透率动态变化规律及其对煤层气产出的影响。实验结果证实:不同煤阶煤储层渗透率随有效应力的增加均呈现负指数函数降低的规律。在有效应力小于5 MPa时,煤储层渗透率随有效应力增加快速下降73%~95%,平均87%,煤储层应力敏感性最强;有效应力在5~10 MPa时,渗透率随有效应力增加而较快下降5%~18%,平均10.4%,煤储层应力敏感性较强;而当有效应力大于10 MPa后,渗透率随有效应力的增加下降速度减缓,应力敏感性减弱。实验结果表明中高煤阶煤储层应力敏感性随有效应力增加要弱于低煤阶。随着煤样含水饱和度的增加,煤储层应力敏感性也逐渐增强。根据煤储层渗透率动态变化规律提出了煤层气井排采过程中应遵循缓慢—保压—持续的排采工作制度,才能获得煤层气最大产出量。     

黔西土城向斜煤储层覆压孔渗试验研究

为研究土城向斜中阶煤煤储层孔隙度、渗透率、应力敏感性特征及对煤层气开采的影响,采集土城向斜1号、3号、5号、15号、17号、291号、292号煤层煤心煤样,以覆压孔渗试验为手段,对比各煤储层孔隙度和渗透率随有效应力的变化规律,利用孔隙度应力损害率、渗透率应力损害率及渗透率曲率等参数,分析了各煤储层有效应力敏感性。结果表明：煤储层随有效应力的增大,孔隙度及气体渗透率均呈负指数降低;试验煤储层应力敏感性系数为0.035～0.073 MPa-1,3号煤层应力敏感性回归系数最大;孔隙度应力损害率随有效应力的增加而增加,埋深较浅的3号煤层的应力损害率相对较大;渗透率应力损害率随有效应力的增加而呈指数增加,3号煤层的渗透率损害率明显大于其余煤样;煤储层渗透率曲率随着有效应力的增加,应力敏感性呈指数减弱;在相同有效应力下,3号煤层应力敏感性大于5号、15号、29号煤层,1号、17号煤层应力敏感性最弱。     

长平井田15号煤储层物性分析

为提高煤层气开发成效,基于井田地质、煤层气地质、煤层气勘探及测试等资料,采用煤层气地质理论和数理统计分析法,对长平井田15号煤储层物性进行了探究.结果表明:15号煤层为中厚～厚煤层,煤层气含量整体较高;煤孔隙度与渗透率低,为低孔、超低渗-低渗煤储层;煤储层压力及压力梯度低,为低压(欠压)煤储层;煤吸附甲烷能力较强,吸附...     

沁水盆地南部15号煤储层物性特征分析

为了探讨沁水盆地南部研究程度尚低的15号煤储层在煤岩煤质、孔-裂隙、渗透性、吸附性等方面的特征,运用矿物测试、宏观微观观察、压汞、低温液氮等温吸附测试等方法并结合煤层气井数据分析,对15号煤与3号煤进行对比研究。结果表明:15号煤显微组分特征有利于孔-裂隙发育和产气率,吸附性较好、含气量较高,裂隙较为发育;矿物种类多、含量高,矿物充填了孔-裂隙,严重降低了孔隙结构优度和渗透率。因此矿物充填,低渗透率和孔隙结构差是制约15号煤煤层气开发的主要因素。     

不同赋存深度煤的物性特征

浅部矿产资源日益枯竭,深部地下开采将成为常态。因此,对不同赋存深度,尤其是超千米深煤岩开展系统研究具有重要的工程意义。现有研究大多通过改变围压、温度等条件来模拟岩体所处的外在环境,并未采用真实赋存深度样品开展研究,同时忽略了原位岩体初始结构、物质组成和性质的差异。对取自平顶山矿区已组煤层300,600,700,850和1 050 m五个不同深度的煤岩开展系统试验,研究不同赋存深度煤岩成分、细观结构、瓦斯吸附及声学特性。测试结果表明:随着赋存深度增加,煤的组成和结构发生改变,变质程度增大,结构更为致密,瓦斯吸附能力增强,超声波在其内传播发生散射和折射的几率减少,损耗能量降低,纵波波速增大。该成果可为后续开展不同赋存深度煤岩宏观力学特性相关研究提供借鉴。     

准东地区煤储层物性与煤层气可采性关系研究

通过研究准东地区煤层气资源量和资源丰度、煤层渗透性、埋藏深度及煤的吸附性等影响煤层气可采性的主要储层参数特征,利用模糊数学评判法计算准东煤层气可采性模糊评判系数为0.746 8。准东地区具备煤层气开采条件,开发前景较好。     

不同煤阶煤体甲烷吸附特性的对比分析

以新疆拜城矿区及库拜矿区煤体作为研究对象,以高低阶煤体孔隙特征及吸附规律研究为出发点,采用实验室测试等方法研究不同煤阶煤体物质组成、孔隙结构等对其吸附解吸特征的影响规律。结果表明,高阶煤体密度高于低阶煤体,但孔隙率低于低阶煤体;高低阶煤煤体密度均随镜质组含量增加而降低,随矿物含量增加而增加;通过液氮吸附试验发现高低阶煤煤体比表面积相差较小;等温吸附试验结果表明煤体最大吸附量与镜质组反射率呈正相关关系,与镜质组含量呈正相关关系,与惰质组含量呈负相关关系。试验结果可为后续新疆低阶煤煤层气开发提供一定借鉴意义。