检索结果-南通市图书馆

作者：王硕中国矿业大学

学位级别：硕士

水文地质条件是影响煤层气开发的重要因素之一,深入研究煤层气井产出水地球化学特征,对控制产能和优化排采制度具有重要意义。论文以樊庄区块3#煤层煤层气排采井为研究对象,结合多年份、多井位产出水地化测试结果,揭示了煤层气井产出水... 详细信息

水文地质条件是影响煤层气开发的重要因素之一,深入研究煤层气井产出水地球化学特征,对控制产能和优化排采制度具有重要意义。论文以樊庄区块3#煤层煤层气排采井为研究对象,结合多年份、多井位产出水地化测试结果,揭示了煤层气井产出水地化特征时空展布规律;基于水力冲洗的煤层气排采过程水岩作用模拟实验,探究了排采过程水岩作用下煤样孔径结构及实验溶液的变化趋势,阐明了产出水地球化学演化机制;在进一步分析产出水地化特征与煤层气井产能之间关系的基础上,提出了3种煤层气井产气产水模式。主要认识如下:研究发现,樊庄区块水文地质条件总体上有利于煤层气富集。其东部为强径流区,西部为滞留区。北部边界为阻水段,东边界为导水段,南边界东段为导水段,西段为阻水段。各地层水之间纵向流通的能力差,以滞留区和弱径流区为主。3#煤层煤层气井产出水矿化度较高,2011 a平均矿化度2266.42 mg/L,2013a平均矿化度2123.47 mg/L,2015 a平均矿化度1954.37 mg/L,2017 a平均矿化度2162.8 mg/L。平面上,随着打井数目的增多、大气降水的补给,叠加构造条件影响,致使高矿化度中心发生转移。产出水化学阳离子以Na+K离子为主,阴离子以HCO离子为主,主要为HCO-Na型。氯钠系数绝大多数都大于1,年均脱硫、变质系数呈上升趋势,年均氯镁、钙镁、碳酸盐平衡系数呈下降趋势。开展基于水力冲洗的煤层气排采过程水岩作用模拟实验,结果显示,1500mg/L-0.5m L/min实验条件下,水岩作用最强。随着矿化度、流速增加,煤样微孔、小孔、大孔峰面积总体呈下降趋势,中孔峰面积呈上升趋势。微孔、小孔通过连通作用向中孔转化,大孔通过胶结作用使得各颗粒分解并重新充填,向中孔转化。煤层水通常呈现高Na、HCO、Cl,低SO、Ca、Mg含量的特征,这与一系列的水岩作用密切相关,包括溶解、氧化、阳离子吸附交替、脱硫酸、脱碳酸、微生物等。离子发生变化的同时,氢氧同位素亦随之变化。分析煤层气井产出水地化参数与产能特征可以发现,Ca+Mg、SO、碳酸盐平衡系数、钙镁系数与高产井有较好的相关性。Mg+Ca、SO、碳酸盐平衡系数总体随着日产气量增加呈下降趋势,钙镁系数总体随产气量增加呈上升趋势。提出了研究区煤层气井三种产气产水模式,即向斜翼部低产水高产气模式、岩溶水高产水中/低产气模式、构造导水高产水低/不产气模式,其对应的产出水地球化学特征及模型的空间扩展特征各不相同。

关键词：煤层气产出水地球化学产能水力冲洗产出模式

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滇东恩洪区块煤层气地质特征及可采性评价

滇东恩洪区块煤层气地质特征及可采性评价

作者：李勇威中国矿业大学

学位级别：硕士

作为一项重要基础工作,煤层气地质特征和可采性研究对煤层气勘探开发意义重大。本文以具有高应力、多煤层、复杂煤体结构等特殊煤层气地质特征的滇东恩洪区块为研究对象,基于煤层气储层特征和含气性特征,分析了主力煤储层煤体结构分布特... 详细信息

作为一项重要基础工作,煤层气地质特征和可采性研究对煤层气勘探开发意义重大。本文以具有高应力、多煤层、复杂煤体结构等特殊煤层气地质特征的滇东恩洪区块为研究对象,基于煤层气储层特征和含气性特征,分析了主力煤储层煤体结构分布特征,确定了含气量预测方法,揭示了含气性主控因素,计算了煤层气地质资源量。结合研究区煤层气勘探开发现状,选取类比法、等温吸附法和数值模拟法对研究区煤层气采收率进行计算,提出两种煤层气排采方案,结合采收率和可采资源量评价了研究区煤层气资源可采性。分析发现,构造复杂程度和煤层厚度是研究区煤体结构分布的主控因素。通过断层分形维值和厚度等值线图预测了主力煤层煤体结构平面分布特征,并根据I+II类煤占比划分了区域煤体结构分区。基于研究区煤层灰分产率和煤级变化,选取等温吸附-含气饱和度法进行了含气量预测。结果显示,研究区煤层气地质资源丰度为0.82亿m/km,埋深1000m以浅的地质资源量占比79.67%,I+II类煤中煤层气地质资源量占比约90.24%。表现出较好的资源潜力和煤层气开采条件。通过类比法、等温吸附法和数值模拟法对煤层气采收率进行计算,最终以可靠性和真实性最高的数值模拟结果为基准,确定了不同煤体结构分区煤层气采收率。其中,不利区采收率3.96～6.77%,较有利区16.10～25.33%,有利区37.42%。研究区煤层气可采资源量为151.79亿m,主力煤层占比58.23%;可采资源丰度为0.280亿m/km,主力煤层占比60.71%。通过数值模拟,在不利区采用新型丛式井排采,有利区和较有利区采用递进排采,煤层气井单井日产气量提高且稳产期增长。综合考虑煤层气可采资源量、采收率和单井产气状况,研究区表现出较好的煤层气开发前景。

关键词：恩洪区块多煤层煤体结构含气性采收率

老厂矿区3#煤储层力学特性及对水力压裂过程的变形响应

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老厂矿区3#煤储层力学特性及对水力压裂过程的变形响应

作者：房孝杰中国矿业大学

学位级别：硕士

煤储层变形伴随压裂全过程,受诸多因素影响,是煤层气勘探开发领域的重要研究课题,对揭示煤储层破坏机理、评价压裂效果、优化压裂方案等具有重要意义。本文以滇东老厂矿区3#煤层为研究对象,在分析煤层气地质背景和目标煤层物理力学性质... 详细信息

煤储层变形伴随压裂全过程,受诸多因素影响,是煤层气勘探开发领域的重要研究课题,对揭示煤储层破坏机理、评价压裂效果、优化压裂方案等具有重要意义。本文以滇东老厂矿区3#煤层为研究对象,在分析煤层气地质背景和目标煤层物理力学性质的基础上,通过单轴压缩、三轴压缩、水力压裂物理模拟实验,探讨了煤基质变形特征与煤层层理、含水饱和度、应力状态和压裂排量间的相互关系,提出了径轴应变比的概念和数学模型,揭示了煤储层在压缩和压裂过程中的变形破坏规律。研究区3#煤层为半暗-半亮型煤,以镜质组为主,R介于2.14%～3.28%,为贫煤～无烟煤三号。孔隙类型以过渡孔与微孔为主,微裂隙较发育,以剪切裂隙为主,大部分被方解石、黏土矿物等充填,连通性较差。煤储层渗透率多低于0.1 m D,为中低渗储层。煤体结构以原生结构煤为主,碎裂煤次之。煤层与其顶底板泥质粉砂岩力学性质差异较大,具备良好的储层改造条件。研究发现,煤岩压缩变形特征和力学性质受层理交角、含水饱和度和围压控制。层理交角由0°增至90°,抗压强度和峰值应变先减小后增大。低层理交角煤样以张裂破坏为主;中等层理交角煤样沿层理面起裂,以剪切破坏为主;高层理交角煤样沿基质起裂,以剪切破坏为主。随含水饱和度增大,裂隙复杂程度提高,抗压强度减小,峰值应变保持稳定,应力-应变曲线的波动幅度增大。随围压增大(0～15 MPa),抗压强度、残余强度、弹性模量增大,弹性阶段应变增加。提出了径轴应变比的概念和数学模型,用以表征煤样在变形破坏过程中沿不同方向应变的相对关系,其波动幅度及变化趋势可反映特定地质背景或压裂条件对煤基质变形行为的影响。围压增大,径轴应变比减小,两者呈负对数关系;径轴应变比与应力差、压裂排量正相关,在水力压裂过程中呈陡峰状,径向应变略早于轴向应变启动,反映了煤样在压裂过程中主要沿应力薄弱方向变形破坏。根据实验中煤样变形特征将压裂过程划分为4个阶段,Ⅰ-稳定阶段,Ⅱ-变形启动阶段,Ⅲ-失稳破坏阶段,Ⅳ-破坏后阶段。煤样变形在水压上升期出现拐点,在破裂压力处达到峰值,主要发生于阶段Ⅱ和Ⅲ,意味着煤样的变形曲线可用于预测压裂破坏;破裂压力与应力差负相关,与压裂排量正相关;应力状态-压裂排量-声发射能量-径轴应变比-裂隙发育情况之间存在一定内在联系,在应力保持稳定的情况下,压裂排量增大,声发射能量和径轴应变比增加,煤样容易沿应力薄弱方向形成规模较大的简单裂隙;将煤基质和内部裂隙系统视为整体,可利用变形参数评价压裂改造效果。该论文有图78幅,表15个,参考文献123篇。

关键词：煤储层压缩实验力学特性水力压裂变形特征

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黔西六盘水煤田煤层气资源特征与有利区优选

黔西六盘水煤田煤层气资源特征与有利区优选

作者：张春朋中国矿业大学

学位级别：硕士

六盘水煤田煤层气资源量大,资源丰度高,是我国重要的煤层气富集区。但由于该区是典型的多煤层地区,构造煤和高应力发育,煤层气资源赋存的地质条件复杂多变,使得目前比较常见的选区方法和选区指标很难在该区直接应用。本论文以六盘水煤... 详细信息

六盘水煤田煤层气资源量大,资源丰度高,是我国重要的煤层气富集区。但由于该区是典型的多煤层地区,构造煤和高应力发育,煤层气资源赋存的地质条件复杂多变,使得目前比较常见的选区方法和选区指标很难在该区直接应用。本论文以六盘水煤田为研究对象,系统总结了前人的研究成果,在大量煤田地质勘探资料和煤层气井资料基础上,结合实验室测试分析数据,对研究区资源条件、解吸渗流条件、工程条件以及煤储层能量展布特征进行了系统研究和分析;在此基础上,运用一票否决+递阶优选法和煤储层能量系统法进行了煤层气有利区优选,分析对比优选结果,提出了一套适合研究区的多煤层煤层气地质选区指标体系和方法。研究区构造复杂,整体显示为中至高地应力状态、正常—异常高压的储层压力状态。区内煤层气成分主要为甲烷,平均含气量12.24m3/t,具有明显的向斜控气特征,煤层含气量随层位呈波动性变化,风化带深度大约为150m。采用体积法计算了13个主要次级向斜的煤层气资源量及资源丰度,分析了资源分布特征。结果表明,青山向斜、盘关向斜、格目底向斜、郎岱向斜和土城向斜的煤层气资源量较大;盘关向斜、平关向斜、土城向斜、旧普安向斜、大河边向斜的煤层气丰度较高;六枝向斜、杨梅树向斜、补郎向斜和蟠龙向斜资源量和资源丰度都较低,煤层气资源条件较差。研究认为,在六盘水煤田等多煤层地区进行煤层气有利区优选时,应先采用一票否决+递阶优选法,在最大程度保留整个向斜总体特征的基础上,将不适合煤层气开采的向斜排除,优选出煤层气赋存条件较好的向斜;进而采用煤储层能量系统法,在剩余向斜中定量评价煤层气有利区三元判识参数,依次选出有利区、较有利区和一般区。评价结果显示,土城为最有利向斜,格目底和盘关为较有利向斜,青山、小河边和旧普安为一般向斜,六枝、郎岱、大河边、平关、补郎、蟠龙和杨梅树等为不利向斜。

关键词：六盘水煤田多煤层煤层气资源特征递阶优选法煤储层能量系统法有利区

煤热演化模拟过程中微量元素赋存特征及迁移规律

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煤热演化模拟过程中微量元素赋存特征及迁移规律

作者：刘宁宁中国矿业大学

学位级别：硕士

煤是多种微量元素的载体,研究煤中微量元素在热演化过程中的赋存状态和迁移规律,不仅可以为还原聚煤环境提供支撑,还可为煤系矿产中关键金属元素的开发利用提供理论依据。本文以准格尔煤田官板乌素煤矿6#煤层为研究对象,运用煤岩学、矿... 详细信息

煤是多种微量元素的载体,研究煤中微量元素在热演化过程中的赋存状态和迁移规律,不仅可以为还原聚煤环境提供支撑,还可为煤系矿产中关键金属元素的开发利用提供理论依据。本文以准格尔煤田官板乌素煤矿6#煤层为研究对象,运用煤岩学、矿物学、地球化学及统计学等多学科理论方法,研究微量元素在煤热演化模拟过程中的赋存特征和含量变化,揭示微量元素迁移规律。研究区6#煤层为低硫、低磷、中灰分、高挥发分煤,R为0.55%,宏观煤岩类型为半暗型～半亮型。显微组分主要为惰质组,其次为镜质组,壳质组及无机组分较少。无机组分以粘土矿物为主,碳酸盐和氧化硅类矿物次之,主要矿物有高岭石、方解石、黄铁矿和菱铁矿等。开展了煤热演化模拟实验,发现煤中水分含量和挥发分产率随温度升高而降低,固定碳含量增大,灰分产率变化较小。镜质组含量随温度升高而增大,并在350℃后成为主要的显微组分;惰质组与壳质组逐渐减少,且壳质组在350℃后不再被检出。本研究温度范围内,煤中矿物未显著变化,仅部分矿物失水或分解。以6#煤中含量高于中国煤均值的微量元素为对象,结合逐级化学提取和数理统计分析,研究了原煤及半焦中微量元素赋存状态。发现原煤中Li、Ga、Sr、Zr、Th、REY主要以硅铝酸盐结合态赋存;U主要以硅铝酸盐结合态及有机结合态赋存;In和Pb主要以碳酸盐结合态赋存。随热模拟温度升高,不同相态微量元素均发生一定程度的迁移,Zr、REY、Th、U转为以有机结合态为主;Pb、In转为以硅铝酸盐结合态为主;Li、Ga、Sr仍以硅铝酸盐结合态为主。对比分析原煤和夹矸中微量元素的分布特征,发现存在明显的差异化富集现象,表明微量元素迁移并在两介质中分别富集。热模拟过程中样品损失率随温度升高而增大,半焦中微量元素浓度升高,产出水中降低,表明微量元素在生烃过程中未发生大规模迁移,仍主要赋存于固态产物。以微量元素的迁移率为评价微量元素在热模拟过程中迁移能力的依据,发现Li、Ga、Y、Zr、La、Pr、Er、Tm、Pb、Th等元素迁移能力较强,迁移率随温度升高而增大,Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Yb、Lu等元素的迁移能力受温度影响较小。350℃是影响煤岩煤质、矿物和微量元素赋存的重要转折点。当温度低于350℃时,上述煤地质学特征未发生明显变化;当温度达到350℃后,煤中水分、挥发分快速减少,惰质组与镜质组含量此消彼长现象显著,微量元素的主要赋存状态发生转变。影响煤热演化过程中微量元素迁移的因素包括热模拟实验条件、煤样品自身的特性、矿物的热稳定性、微量元素自身的特性和微量元素的赋存状态。本论文有图39幅,表13个,参考文献126篇。

关键词：煤热演化模拟微量元素赋存特征迁移规律

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黔西珠藏向斜主要煤储层临界解吸压力研究

黔西珠藏向斜主要煤储层临界解吸压力研究

作者：梁冲冲中国矿业大学

学位级别：硕士

本文以黔西珠藏向斜为研究对象,在统计大量煤田地质勘探资料和煤层气井勘探资料的基础上,结合实验测试数据,分析了研究区不同含气系统的吸附-解吸特征及临界解吸压力分布规律;利用灰色理论确定了不同含气系统临界解吸压力的主控因素,建... 详细信息

本文以黔西珠藏向斜为研究对象,在统计大量煤田地质勘探资料和煤层气井勘探资料的基础上,结合实验测试数据,分析了研究区不同含气系统的吸附-解吸特征及临界解吸压力分布规律;利用灰色理论确定了不同含气系统临界解吸压力的主控因素,建立了GM(0,5)预测模型,并对16、23号煤层临界解吸压力进行了预测。研究区内,不同含气系统主采煤层均具有较强的吸附能力。在垂向上,VL和PL呈现波动式变化,16号煤层临界解吸压力在各井田分布规律不同;在平面上,16号煤层临界解吸压力与含气性分布规律基本一致。分析认为:临界解吸压力本质上受沉积环境等宏观因素以及煤物质组成等微观因素的共同作用,宏观因素制约微观因素,二者相互耦合共同控制煤储层的含气性和吸附性特征,同时受实验条件的影响,三者共同决定了临界解吸压力的大小。利用灰色系统理论,分别计算了不同含气系统临界解吸压力控制因素的灰色关联度。其中,埋深和储层压力对三个含气系统临界解吸压力影响均比较大,而其它因素只对个别含气系统产生较大影响;同时,依次在各含气系统内选取关联度最大的5个影响因素建立了GM(0,5)预测模型,预测结果符合精度要求和全区一般规律,所建模型能够用于研究区不同含气系统临界解吸压力值的预测。

关键词：煤层气珠藏向斜含气系统临界解吸压力影响因素

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平顶山八矿异常地热特征及其地质控制因素

平顶山八矿异常地热特征及其地质控制因素

作者：张霖洲中国矿业大学

学位级别：硕士

平顶山矿区属于地温异常矿区,多个井田随着采掘向深部推进,高温热害愈发严重,对煤炭开采工作造成了十分不利的影响。本文以河南平顶山八矿为研究对象,在收集煤田地质勘探资料、钻孔测温资料及矿井生产资料的基础上,结合煤岩样品的热物... 详细信息

平顶山矿区属于地温异常矿区,多个井田随着采掘向深部推进,高温热害愈发严重,对煤炭开采工作造成了十分不利的影响。本文以河南平顶山八矿为研究对象,在收集煤田地质勘探资料、钻孔测温资料及矿井生产资料的基础上,结合煤岩样品的热物性测试,分析了研究区地温场分布特征及其异常显现,探讨了地质因素对地温场的影响作用,阐明了异常地温场的形成机理,提出了研究区控热地质模式,为该区煤炭资源勘探开发过程中的热害防治,以及类似矿区的地热资源评价和勘探开发提供了依据。平顶山八矿内不同种类岩石的热导率、放射性生热率均存在一定差异。含煤地层中煤的热导率最低,其它碎屑岩的热导率与Si O含量存在正相关关系,而寒武系碳酸盐岩的热导率较高,这与方解石和白云石的高热导率有关。区内二叠系煤系碎屑岩放射性生热率较高,而煤与寒武系岩石的放射性生热率明显较低,这与岩石的泥质含量密切相关。平顶山八矿大地热流计算值为65.74～78.31m W/m,矿区的基底抬升是大地热流较高的主要原因,含煤地层放射性生热产生的热流仅约占大地热流值的1.9%。由于上下部地层热导率存在差异,主体构造李口向斜与郭庄背斜使大地热流发生了“再分配”,呈现背斜处热流较高,向斜处热流较低的特点。这一规律也反映在地温梯度上,研究区平均地温梯度变化范围为2.22～4.34℃/hm,其中大于3℃/hm的高地温异常区受褶皱控制,主要分布于矿区南部。除此之外,八矿的高地温异常区与断层引起的地下水活动关系十分密切,这种情况从钻孔测温曲线的形态变化上可以明显反映出来。综合分析认为,研究区控热地质模式表现为:整个矿区的基底抬升与深部热储导致的高大地热流,在褶皱构造的控制下向背斜处聚集,形成了地温场的基本分布格局;来自远源补给并经深部热循环的承压寒武系灰岩水,由断层导通上升,从而形成了八矿南部的区域性高地温异常。该论文有图52幅,表11个,参考文献173篇。

关键词：地温场地热异常地质因素控热模式平顶山八矿

无烟煤储层CO2注入过程中渗透率动态变化的实验研究 ——以黔西珠藏向斜为例

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无烟煤储层CO2注入过程中渗透率动态变化的实验研究 ——以黔西珠...

作者：赵凯中国矿业大学

学位级别：硕士

已有的研究成果表明,CO2注入煤层过程中,有效应力和基质膨胀同时控制着储层渗透率的动态变化。为了明确煤中CO2敏感矿物对渗透率变化的影响程度,本文以黔西无烟煤储层为研究对象,对取自珠藏向斜6#、16#、21#、23#煤层的DY、RF、XL、QS... 详细信息

已有的研究成果表明,CO2注入煤层过程中,有效应力和基质膨胀同时控制着储层渗透率的动态变化。为了明确煤中CO2敏感矿物对渗透率变化的影响程度,本文以黔西无烟煤储层为研究对象,对取自珠藏向斜6#、16#、21#、23#煤层的DY、RF、XL、QS样品进行了基础参数测试、水岩反应和岩心驱替等实验。在此基础上,揭示了CO2注入过程中煤层渗透率的动态变化机理。样品基础参数测定结果表明,研究区宏观煤岩类型为半暗-半亮型,Ro,-x在3.34%-3.54%之间,属高煤级无烟煤。煤岩显微组分以镜质组为主,其体积含量在84.29%-90.13%之间,工业分析的固定碳含量在70.73%-83.72%之间;DY的孔隙结构发育最差,RF、QS样品发育较好,XL样品发育极好;CH4的等温吸附实验结果与孔隙结构的优劣保持一致;同时,DY样品对CO2和CH4的吸附并无较大的差异性。手标本、光学显微镜、扫面电镜观察表明,碳酸盐类矿物、部分粘土矿物常呈薄膜状分布于煤中裂隙层面之上,黄铁矿、部分粘土矿物以弥散或聚集形式分布于植物胞腔或气孔之中;水岩实验表明,地层水中HC03-的浓度控制着敏感矿物的溶蚀情况,这些矿物中以方解石最为敏感,其次是石膏、白云石,粘土矿物仅发生阳离子交换作用而不改变晶格结构。以RF样品为代表的岩心驱替实验表明,驱替过程中因基质吸附膨胀作用,使得出口端液体的流量随时间呈指数下降形式变化,可用相关模型进行验证。驱替前后的覆压孔渗实验结果表明,驱替后岩心的孔渗得到了极大的改善;对驱替溶液进行ICP阳离子检测表明,岩心孔渗性质的改善是由于裂隙中的CO2敏感矿物溶蚀所致。最后,根据实验中的相关规律,对CO2注入工程实践提出了优化建议。

关键词： CO2注入吸附膨胀水岩反应无烟煤渗透率

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滇东老厂矿区煤层气地质特征及甜点区段优选

滇东老厂矿区煤层气地质特征及甜点区段优选

作者：王肖中国矿业大学

学位级别：硕士

作为一项重要基础工作,煤层气有利区块评价与优选结果直接决定着煤层气开发的成败。本文以高应力、多煤层、复杂煤体结构条件发育的滇东老厂矿区为研究对象,在查清煤层气地质条件配置关系的基础上,基于含煤性、含气性、储层可改造性三... 详细信息

作为一项重要基础工作,煤层气有利区块评价与优选结果直接决定着煤层气开发的成败。本文以高应力、多煤层、复杂煤体结构条件发育的滇东老厂矿区为研究对象,在查清煤层气地质条件配置关系的基础上,基于含煤性、含气性、储层可改造性三个方面,提出研究区煤层气勘探开发甜点区、段优选指标及模式,平面上优选甜点区,垂向上优选甜点段,建立适用于多煤层区煤层气勘探开发甜点选区选段技术体系,以期为后续煤层气勘探开发工程提供支撑。老厂矿区煤层结构一般较简单,3#、7+8#、9#、13#、16#、19#煤层全区稳定发育,其厚度、结构、层间距等变化较大。煤体结构受构造作用影响明显,16#煤层Ⅰ+Ⅱ类煤比例最高,显示16#煤层可改造性和渗透性较好。各主采煤层含气量均呈现“东北、东南部高,西部低,浅低深高”的变化趋势,表现为典型的背斜控气特征。老厂矿区具有高地应力的特征,应力状态主要表现为大地动力场类型,地应力与埋深之间具有较好的线性关系。利用分形维数特征相似维对老厂矿区构造复杂程度进行了分区:雨旺区块、道班房区块的中上部区域为构造程度简单区,与之对应的断层分维值最小;分维值较大的地方主要分布在道班房区块的西北和南部区域,以及雨旺区块外部的西北、东北区域,相应的分维值较大,最大分维值超过1.5。老厂矿区构造曲率与煤储层渗透率、含气性、地应力状态等具有较好的相关性。构造曲率在-12.5×102.5×10时,储层渗透率相对较好;构造曲率大于12.5×10和小于-12.5×10时,渗透率明显较差。在构造曲率值小于-10×10和大于10×10时,无论是最小水平主应力还是最大水平主应力,均随着构造曲率绝对值的增大而增大。总体而言,研究区地应力具有随着构造曲率绝对值增加而增高的趋势,在-100×10范围内为地应力相对低值区。利用关键要素递阶优选方法,结合研究区实际情况,选取煤层埋深、累积厚度、累积含气量、构造特征、地应力、地形条件作为平面甜点区优选指标,优选出Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类平面甜点区。综合分析含煤性、含气性、储层可改造性等三方面特征,基于合层排采思想,结合区内地应力、煤体结构等研究成果,提出以煤体结构、煤岩及顶底板力学性质比值、储层压力梯度差值、临界解吸压力差值、煤层间距、渗透率比值六个参数作为垂向甜点段的优选指标。结果显示,16#、19#煤层为垂向最有利甜点段,7+8#煤层为有利甜点段,3#、9#、13#煤层为不利层段。

关键词：老厂矿区多煤层地应力构造条件递阶优选甜点区段

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老厂雨旺区块煤储层特征及水力压裂优化设计

老厂雨旺区块煤储层特征及水力压裂优化设计

作者：王博中国矿业大学

学位级别：硕士

本文以老厂雨旺区块为研究对象,从含煤性、含气性及储层物性方面分析了研究区的基本地质特征;探讨了煤岩脆性、断裂韧性、层间弹性模量差异以及地应力等因素对煤储层压裂改造的影响作用,并据此建立了煤储层可压性综合指数,对研究区主要... 详细信息

本文以老厂雨旺区块为研究对象,从含煤性、含气性及储层物性方面分析了研究区的基本地质特征;探讨了煤岩脆性、断裂韧性、层间弹性模量差异以及地应力等因素对煤储层压裂改造的影响作用,并据此建立了煤储层可压性综合指数,对研究区主要煤储层可压裂性进行了评价;在合理优化各压裂施工参数的基础上,提出了适合研究区煤储层地质特点的压裂方案。雨旺区块可采煤层15层,总可采煤厚6.473.34m,主要可采煤层为3#、7+8#、9#、13#、16#、19#煤。煤层埋深20.27135.16m,总体自NW向SE逐渐变深。孔隙类型主要以小孔和微孔为主,孔隙连通性较好,煤层吸附性强,储气能力较好。煤储层渗透性较差,渗透率多低于0.1mD。各煤层含气量分布差异较大,受区内构造及煤层埋深影响,9#、13#、19#煤层的含气量较高。测井解释结果显示,7+8#、16#、19#煤的煤体结构较好,有利于储层改造。煤岩脆性是评价储层可压裂性的重要参数。弹性模量越高,泊松比越小的煤岩脆性越好,压裂后越容易形成缝网,煤岩的可压裂性越强。断裂韧性反映裂缝向前延伸的能力,断裂韧性越大,越不利于裂缝的延展。围岩与煤层弹性模量差异越大,越有利于控制缝高。研究区内地应力大小与构造发育情况相关,构造复杂区域地应力相对较高,如雨旺区块北部,高应力区域破裂压力较大,压裂设计时应选取合适的排量。综合考虑煤岩脆性、断裂韧性、层间弹性模量差异以及地应力的影响,提出了基于脆性指数、断裂韧性指数、围岩与煤层弹性模量比值和水平地应力差值的可压性综合指数,对主要煤储层可压裂性进行了评价。结果显示,19#煤的可压裂性较好,7+8#煤次之。针对19#和7+8#煤储层水力压裂方案,利用三维模拟软件FracproPT对各压裂施工参数进行了模拟研究。结果显示,随总液量增大,压裂裂缝的缝长、缝高、缝宽相应增大。随排量增大,缝长呈现出先增大后减小的趋势,总体在排量为3m/min时保持较高缝长;缝高与排量有正相关关系;缝宽随排量增加呈现出先减小后平缓增大的趋势。随前置液百分比的增大,缝长和缝高先增大后减小,缝宽呈现出逐渐减小的趋势。随砂比的增加,缝高和缝宽逐渐增大,缝长逐渐减小,5%%0%2%2%5%的逐级加砂工艺使裂缝具有较好的导流能力。依据上述成果,提出了适合研究区地质条件的煤储层水力压裂方案,优化后的施工参数具有较好的水力压裂效果。

关键词：雨旺区块煤储层特征可压裂性水力压裂优化