黄陵矿区煤矿井下围岩喷涌气体致灾机理及防治措施

鄂尔多斯盆地南缘黄陵矿区黄陵一号等煤矿在采掘过程中出现井下围岩大量气体喷涌现象,导致矿井停采停掘,对煤矿安全生产构成严重威胁。为了揭示喷涌气体的成因及致灾机理,以地面钻孔补充勘探和钻探资料及围岩气体地球化学参数测试数据为基础,采用气样地球化学特征分析、热演化史模拟、烃源岩对比、运移通道识别等多种方法,查明围岩气体的砂岩储集层平面及剖面分布特征,研究区内异常致灾围岩气体的成因类型和来源,分析围岩气体异常喷涌的致灾机理,建立以顶底板砂岩探抽为主的分源综合立体抽采防治模式。研究结果表明:(1)该区煤矿井下围岩气体喷涌具有突发性、隐蔽性、涌出集中和涌出量大等特点,涌出气体主要成分为甲烷,气体主要来源于围岩;(2)顶、底板围岩气体主要为原油伴生热解成因的油型气,生气源岩为上三叠统延长组长7等段腐泥型主力烃源岩,经燕山运动形成的北东向基底断层及其周围大规模垂直裂缝运移而来;(3)油型气主要储集砂岩层呈区带式分布,受构造和岩性双重控制;(4)针对围岩油型气以游离态储集在砂岩中、由采动裂隙导通涌出的特点,采用分源综合立体抽采的防治模式进行围岩气灾害治理,取得了良好的治理效果。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界天然气成因及来源

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区上古生界天然气化学组成、稳定碳氢同位素等综合分析结果表明,该区天然气以烃类气体为主,干燥系数介于0.80~0.94,表现为湿气特征;δ¹³C₁和δ¹³C₂值分别为-36.2‰~-31.7‰和-27.8‰~-23.3‰,δD_CH4值为-199‰~-172‰,烷烃气碳、氢同位素总体呈现正序特征,属于有机成因气。天然气成因鉴别和气-源对比表明,该区上古生界天然气主体属于煤成气,来自太原组-山西组煤系烃源岩,但泊尔江海子断裂南北两侧天然气的来源存在差异性,南侧十里加汗区带天然气来自原地的太原组-山西组高成熟烃源岩;而北侧什股壕区带天然气则主要由断裂以南十里加汗等地区运移而来,且后期遭受一定程度的破坏而发生逸散。     

鄂尔多斯盆地马岭油田长81储层不同流动单元可动流体赋存特征及其影响因素

鄂尔多斯盆地马岭油田长8₁储层是典型的低孔—低渗透油藏,渗透率的强非均质性制约了油气储层品质的提高。通过开展核磁共振实验,结合恒速压汞和高压压汞、图像粒度、铸体薄片等微观实验研究储层的微观孔隙结构特征,同时选取砂厚、孔隙度、渗透率、含油饱和度、流动带指数5个参数,借助SPSS数据分析软件,将马岭油田长8₁段储层的流动单元划分为E、G、M、P等4类,进而分析不同类型流动单元微观孔隙结构特征及其对可动流体饱和度的影响,结合生产动态数据分析不同类型的流动单元产能的差异。结果表明：不同流动单元的微观孔隙结构有着明显的差异,是造成可动流体饱和度差异的主要因素。其中,喉道半径分布形态及主流喉道半径大小起了决定性作用。生产动态数据表明,在油气田勘探开发阶段E类和G类流动单元的产能最高,应根据不同流动单元的微观孔隙结构差异性特征,实施合理有效的开发方案。     

鄂尔多斯盆地西南部延长组7段致密油充注影响因素分析

通过岩心观察、试油资料分析、岩石薄片鉴定、CT三维成像与主控因子分析等技术手段,研究了鄂尔多斯盆地延长组7段(长7段)致密油的源—储组合特征,明确了致密油充注的主控因素。结果表明:鄂尔多斯盆地长7段发育源夹储、源—储互层与储夹源3种源—储岩性组合类型;不同源—储岩性组合内部发育薄层、中厚层与厚层3类烃源岩;构造裂缝、层理缝与微观孔喉网络为长7段主要的源—储通道。烃源岩厚度与源—储岩性组合是影响致密油充注的主要因素,源—储通道的影响相对较弱。厚层优质烃源岩是致密油充注的物理基础,剩余压力为致密油充注的主要动力,源—储岩性组合是致密油充注的空间场所。中厚层烃源岩与源夹储及源—储互层型岩性组合发育的区域为致密油有利的充注区。     

鄂尔多斯盆地靖边气田前石炭纪古地貌解释新模式

近年来,鄂尔多斯盆地靖边气田在原有古地貌解释模式下部署的多口勘探开发井钻探均告失利,二维地震储层预测准确率下滑至70%以下,制约了该区天然气勘探的进程。为此,在综合分析已有古地貌恢复方法优缺点的基础上,根据印模法、残余厚度法的基本原理,结合钻井、测井资料,创建了一种考虑古构造影响的定量古地貌恢复方法,并利用该方法对该气田进行古地貌恢复与侵蚀沟槽重新解释。研究结果表明:(1)该区下古生界储层沟槽解释模式由原来的"东西向大型侵蚀沟槽、南北向毛细沟槽模式"修正为"东西侵蚀主沟槽与局部侵蚀潜坑并存"新模式;(2)较之于原预测结果,下古生界侵蚀主沟槽东西向长度缩短近1/2,毛细沟槽发育范围较小,局部被半径介于1~15 km的潜坑替代;(3)据重新解释的成果,该区下古生界气藏可扩大含气面积305 km~2,预计可建天然气产能4.5×10~8 m~3/a。2016—2017年,利用该研究成果在原解释的沟槽内部署井位30口,目前已完钻8口井,7口井下古生界奥陶系马家沟组马五1+2亚段储层保存完整,其中5口井试气的平均无阻流量为14.3×104 m~3/d,证实新方法能准确地对该区古地貌进行定量化表征、提高储层预测的准确率。     

致密气和煤层气联合开发选区量化评价新方法

现有的致密气和煤层气联合开发选区评价方法存在着方法通用性不强、储量与储层物性等参数不能反映两气联采产量差异等问题。为此,以建立致密气和煤层气两气联采通用量化评价指标体系为目的,定义了两气联采有利区综合评价系数,以两气联采产量为评价目标,采用正交设计结合数值模拟手段,确定影响联采产量的关键参数及其对产量的影响程度,建立了两气联采开发选区量化评价新方法,并将新方法应用于鄂尔多斯盆地东缘KNW矿区的两气联采开发选区评价实践中。结果表明:(1)新方法建立和确定了两气地质赋存模式、关键评价参数及正交试验方案设计、评价参数对产量的影响程度、两气联采有利区综合评价系数等;(2)采用优选出的12个关键参数对KNW矿区两气联采开发选区的量化评价结果显示,该矿区南部、北部KNW-37井区为单采煤层气有利区,矿区内的KNW-10、KNW-33、KNW-9井区为单采致密气有利区,矿区中部和西南部为两气联采有利区。结论认为,所提出的致密气和煤层气联合开发选区量化评价新方法具有通用性,对两气联采开发选区具有参考意义。     

鄂尔多斯盆地下古生界构造-沉积演化、古地理重建及有利成藏区带划分

鄂尔多斯盆地下古生界是重要的天然气勘探层位,相继发现了奥陶系顶部风化壳、古隆起周缘中组合和马家沟组盐下等多套含气层系,证明了盆地下古生界具有良好的勘探开发潜力,也揭示出深化古地理重建工作的急迫性。在分析鄂尔多斯盆地构造-沉积演化过程的基础上,对早古生代重点时期的古地理进行了重建,进而提出了成藏区带划分的新思路。研究表明,鄂尔多斯盆地经历了太古宙—元古宙裂陷沉积、寒武纪—奥陶纪沉积-剥蚀、石炭纪—三叠纪拗陷稳定沉积、侏罗纪—白垩纪挤压成藏和晚白垩纪—现今调整定型等5大阶段。盆地下古生界古地理格局经历了早-中寒武世的古陆消减、沉积增长、边缘裂陷阶段和早奥陶世的隆-坳相间阶段,并控制了优质成藏区带的分布。结合近期勘探研究进展,依据源-储组合和空间分布,划分出了基于主控因素的4类成藏区带：潮缘滩白云岩成藏区、奥陶系盐下台内丘滩成藏区、西部双滩带白云岩和页岩成藏区以及岩溶-滩相白云岩成藏区。不同区带显示出了不同的成藏条件和主控因素,需要选择针对性的勘探策略。     

鄂尔多斯盆地乌审旗古隆起对岩溶气藏的控制机理

随着鄂尔多斯盆地北部中国石化大牛地区块一系列深井的钻探成功,发现乌审旗古隆起对奥陶系马家沟组的成藏起着重要的控制作用。在充分利用盆地北部钻井、地震和分析化验资料的基础上,研究乌审旗古隆起的形成与演化对下古生界成储和成藏的控制作用。结果表明：(1)乌审旗古隆起形成于新元古代,一直持续活动到奥陶纪末,具有“水上、水下交替发育”的特点,可分为5个演化阶段;(2)乌审旗古隆起在早古生代的持续活动造成了其东侧断裂系统发育,这些断裂为加里东期—海西期马家沟组岩溶作用提供了通道,形成深层岩溶储层;(3)乌审旗古隆起上沉积水体较浅,利于微生物岩的形成和准同生白云石化,可以形成白云岩孔隙型储层;(4)乌审旗古隆起东侧的断裂是成藏期天然气运移的主要通道,断裂沟通了多套储层,具有“三向供烃、断裂控储、立体成藏”的特征。该研究为鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系的立体勘探提供了一种新模式。     

鄂尔多斯盆地低渗-致密气藏水平井全生命周期开发技术及展望

基于鄂尔多斯盆地天然气开发实践,系统描述了低渗-致密气藏地质特征。依据水平井开发的主要对象、技术参数和生产指标等因素,将水平井开发历程划分为实践探索、攻关试验、规模应用和优化提升4个阶段。详细阐述了鄂尔多斯盆地水平井开发的技术内涵,系列开发技术包括多学科甜点优选技术、多层系大井丛整体部署技术、多专业融合导向技术、精细化压裂改造技术以及全生命周期生产管理。综合评价了不同气藏水平井的开发效果及潜力,认为致密气水平井具有良好的开发效果和前景;明确了加强多学科全过程联合研究是水平井技术发展的主要方向,也是实现低品位天然气资源规模、效益开发的关键。今后面对深、薄、低丰度等更为复杂的开发对象,将针对性地优化、提升苏里格等老气田水平井技术,攻关形成庆阳、宜川等新气田水平井配套技术,超前储备页岩气、煤层气等新型天然气资源水平井有效开发技术,为鄂尔多斯盆地天然气上产及稳产提供技术保障。