宁武盆地南部煤层气富集的主控因素

宁武盆地是我国典型的中煤阶构造残余盆地,勘探证实其南部具有很好的煤层气勘探潜力,但煤层气富集的主控因素尚不清楚。为此,分析了盆地南部主要含煤地层的沉积环境、煤质特征、热演化程度与煤阶分布、煤储层物性等地质特征,通过构造特征、地应力分布特征、封盖条件分析,结合前期勘探成果,综合研究后认为:宁武盆地南部煤层气的富集受构造部位、应力场以及煤层顶底板封闭条件控制,构造上斜坡带煤层气富集高产,构造应力场低值区煤层渗透性好,封闭条件好的地区煤层气保存条件好。进而预测出W02井以东、W04井以南地区具有获得高产煤层气井的有利条件,是有利的煤层气富集区。     

鄂尔多斯盆地东缘石炭-二叠纪煤系层序-古地理与聚煤作用

为了揭示克拉通陆表海盆地层序界面形成机制及等时地层格架内古地理背景下煤层聚集特征,以鄂尔多斯盆地东缘为例开展了本溪组-山西组层序地层和聚煤作用研究.识别出区域不整合面、盆地基底沉降差异形成的海侵方向转换面（BTR）、正常海退形成的冲刷面（NSS）和暴露面（NES）及其对应的整合面（NCC）、强制性海退形成的河流侵蚀面（FEU）和暴露面（FES）及对应的整合面（FCC）4种层序界面类型,将研究煤系划分为3个三级层序、6个四级层序.认为基准面周期性变化控制了沉积体系的演化、废弃和聚煤作用的发生,而聚煤基底沉积环境和聚煤期盆地基底沉降速率控制了煤层厚度及其平面上的稳定性,提出了等时地层格架内古地理背景下的综合聚煤模式.结果表明：区域广泛分布的厚煤层形成于Ⅱ型层序界面及Ⅰ型层序最大海退面（初始海泛面）附近;澙湖-潮坪为主的沉积背景下有利聚煤中心位于剩余可容空间相对较低的潮坪环境,潮坪-三角洲-澙湖为主的沉积背景下有利聚煤中心位于基底沉降速率快、剩余可容空间中等的潮坪环境,浅水河流三角洲沉积背景下有利聚煤中心位于基底沉降速率快、剩余可容空间相对较高的三角洲平原间湾湖泊和局限海环境。     

基于脉冲衰减法的煤岩渗透率应力敏感性研究

为了弄清不同应力加载条件下的煤岩渗透率应力敏感性关系规律,采用脉冲衰减方法通过分别改变围压和孔压条件下观察煤岩渗透率随应力的变化,并对应力敏感的产生机理从孔隙结构角度进行分析。研究结果表明:脉冲衰减法较适合于较低渗透率煤岩渗透率应力敏感性试验;煤岩随着不同应力变化都表现出强的应力敏感性,整体呈指数衰减,煤岩对围压变化比孔压变化的应力敏感性更强。在围压先升再降过程中,升压过程较降压过程表现更强敏感性。煤岩渗透率应力敏感产生机理主要是由于应力的变化引起煤岩割理与孔隙吼道的变化;相对渗透率大样品主要以割理和大孔隙为主,渗透率小样品主要为小孔和吼道发育;当所受应力变大时,后者更易孔隙压缩、通道受阻、渗透率急剧变小、敏感性更强。     

低煤阶厚煤层水平井方位及选层——以吉尔嘎朗图地区为例

为解决低煤阶厚煤层水平井钻井方位及层位优选难题,基于低阶煤应力敏感性机理和多斜交裂缝水平井产气模型,定量研究了水平应力差、裂缝对水平井方位的影响。通过弱面理论、断裂力学建立起煤层气井井壁稳定计算模型,提出针对厚煤层的测(录)井-脆性指数综合选层方法。研究表明:① 沁南煤岩压缩系数为0.038~0.077,鄂东煤岩压缩系数为0.025~0.074;低阶煤比高阶煤的压缩系数大,含水湿样比干样的压缩系数大;升压时的煤岩压缩系数比降压时大,裂缝样压缩系数降幅大于自然样;② 水平应力差会导致渗透率各向异性,压缩系数和水平应力差是影响水平井方位的两个最重要因素,低煤阶水平应力差大于8 MPa或高煤阶水平应力差大于14 MPa后,最优方位近似平行于最小水平主应力方向。裂缝与井眼夹角大于60°后产气最优,缝宽大于3 mm后产气量对缝宽的敏感度明显降低;③ 面割理倾角小于25°时,沿面割理倾向的安全钻井液密度窗口最大,沿面割理走向的安全钻井液密度窗口最小;倾角大于25°后,沿面割理倾向的安全钻井液密度窗口仍最大,走向与倾向之间的安全钻井液密度窗口最小;④ 吉尔嘎朗图地区水平井优选方位为NE90°~114°,JM-X井生产实践表明该选层方法能有效指导厚煤层选层。     

煤系天然气的资源类型、形成分布与发展前景

煤系天然气是煤系中煤、炭质泥页岩和暗色泥页岩生成的天然气,是天然气工业中极其重要的组成部分,具有巨量的资源规模,包括连续型煤层气、页岩气、致密气和圈闭型煤系气藏等资源类型。通过梳理国内外煤系天然气勘探开发进展,重点论述了圣胡安、苏拉特、西西伯利亚、鄂尔多斯盆地煤系气的形成与分布特征,明确煤系天然气是天然气供应的重要战略领域,主要取得3项认识:①欧亚东西向聚煤带和北美南北向聚煤带是全球两个主要聚煤区,晚石炭世—二叠纪、侏罗纪和晚白垩世末期—新近纪是3个主要聚煤期;②"连续型"和"圈闭型"是煤系天然气的两种主要成藏模式,提出生气强度大于10×10~8 m~3/km~2是形成煤系大气田的基本条件,揭示中高阶煤层气向斜富集、低阶煤层气源盖配置的成藏规律;③预测全球煤系天然气剩余资源潜力巨大,源外煤系气仍集中分布在中亚—俄罗斯、美国、加拿大等国家或地区,源内煤层气集中分布在12个主要国家,预测中国2030年煤系天然气产量有望超过1 000×10~8 m~3,其中常规煤系气产量为(500～550)×10~8 m~3,煤系致密气产量为(400～450)×10~8 m~3,煤层气产量有望达到(150～200)×10~8 m~3。图4表2参43     

新戊二醇间歇精馏过程的模拟、优化与应用

应用PRO/II化工模拟软件对新戊二醇(NPG)精馏过程进行模拟,模拟结果与实际生产数据相吻合,相对误差在0.80%~3.85%之间。模拟分析了蒸馏时间、回流比、蒸汽流量等参数对新戊二醇精馏过程的影响规律,提出了减少塔顶馏出液中新戊二醇含量、精馏时间的工艺优化方案,与原生产工艺相比,塔顶馏出液中NPG的损失量由1.13%降至0.80%,精馏时间可缩短1h。以工艺优化方案一为依据对生产装置进行改造,改造后与改造前相比,精馏时间缩短了0.4h。     

我国煤层气产业政策解读及建议

我国煤层气资源丰富，煤层气产业处于起步阶段，急需国家出台系列政策加以扶持。为此，对我国目前已出台的促进煤层气产业发展的有关政策进行了解读，分析了这些政策出台后的效果：促进了科技投入，专业化科研队伍不断壮大；促进了煤矿的安全生产；促进了煤层气产业的快速发展。指出了目前制约我国煤层气产业发展的主要问题：煤炭生产和煤层气开发缺乏统一协调发展的模式，缺乏统一的煤层气勘探开发标准和规范，矿权秩序混乱，整装的大型煤层气田存在分散性、盲目性开发等。进而提出了我国煤层气产业应走地面开发与井下抽采相结合的道路、加强科技投入、制定国家统一的煤层气勘探开发标准和规范、倡导煤炭企业与煤层气企业加强联合、进一步出台政策促进煤层气产业协调有序发展等建议。     

大宁地区煤层气成藏控气因素分析

大宁地区是鄂尔多斯盆地东部石炭-二叠含煤层系的主要分布区，煤层气资源量约为1.8×10¹²m³。通过研究该区上石炭统太原组和下二叠统山西组主力煤层厚度、埋深、煤岩煤质特征及演化程度、煤层吸附性、煤储层物性及含气性、煤层气保存条件和资源分布等因素，得出了以下结论：大宁地区煤层气成藏控气条件有利，具有煤层厚度大、分布面积广、煤储层孔裂隙发育、含气量高，煤层吸附饱和度高、顶底板封盖性能好、水动力条件优越等特点，是中煤阶煤层气勘探的有利目标区。     

对先采气后采煤问题的思考

随着近年煤层气（瓦斯）地面钻井开发技术的成熟，人们提出了通过地面钻井的方法先采气后采煤的开采新理念。这一开采模式的推广，不仅能够改善煤矿生产安全状况，而且还可以将瓦斯这一煤矿最大安全隐患转变成资源加以充分利用，变害为宝。但推广这一理念还需要从模式、体制、技术、政策等方面深入研究。文章阐述了先采气后采煤研究的重要意义，提出了先采气后采煤需要解决的主要问题以及由天然气开发研究机构与煤炭行业研究机构协作开展研究的建议。     

鄂尔多斯盆地南部侏罗系煤层气成因探究

鄂尔多斯盆地南部侏罗系具有较好的煤层气勘探潜力,但煤层气成因有待深入研究,弄清楚其成因类型能够有效指导该区下一步勘探开发方向。基于区域地质条件、煤层气样品组分、稳定同位素等分析,对其成因进行了探讨。结果表明,研究区浅部的彬县、焦坪、黄陵地区煤层气δ13 CCH4一般介于-81‰~-57‰,煤层气干燥系数一般大于100,δDCH4一般介于-236‰~-234‰,煤层气为晚期生物成因,同时,地层水矿化度低,煤岩孔隙度较高,渗透性较好,具备生物气生成的地质条件;深部合水-宁县地区煤层气δ13 CCH4一般介于-49‰~-35‰,煤层气干燥系数一般小于100,是典型的热成因气,地层水矿化度高,呈酸性,不利于生物气的生成。