基于基质孔隙超压环境的煤系气资源量评价方法研究 ——以宿南向斜为例

作     者：陈培红 

作者单位：河南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：苏现波;宋金星

授予年度：2018年

学科分类：081803[工学-地质工程] 0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：宿南向斜 煤系气储层 基质孔隙 超压环境 资源量计算 

摘      要：煤系气作为一种非常规能源,在现今天然气供需关系严重失衡的背景下,其开发前景非常可观。然而煤系气的赋存的压力环境十分复杂,现有方法获得的储层压力并不等同于气相压力,只有对超压环境有了充分的认知,在准确获得气相压力的前提下,才能对煤系气资源量进行准确计算。为此,本文对宿南向斜下石盒子组的煤样、页岩样进行XRD、FE-SEM、压汞、低温氮吸附、二氧化碳吸附等实验,对研究区下石盒子组煤系页岩的孔隙特征进行了系统研究,煤系气储层主要包括煤层气储层和煤系页岩气储层,其中煤系页岩气储层发育粒间孔、粒内孔、有机质孔等,多为纳米-微米级孔隙;孔隙分布特征复杂,压汞测试表明孔体积随孔径的变化存在单峰型、双峰型和多峰型三种类型,100 nm以上孔隙为孔体积的主要贡献者,100 nm以下孔隙为比表面积的主要贡献者;低温氮吸附结果表明孔体积和比表面积分布在5 nm孔径出现明显的变化,5 nm以下孔比表面积占主导地位,5 nm以上孔体积占主导地位;二氧化碳吸附测试发现2 nm之下还有大量的微孔存在。通过毛管力测试和煤系气吸附/解吸实验,分析了煤储层基质孔隙超压环境的形成机制,构建了基于基质孔隙超压环境的煤系气资源量计算方法,并对宿南向斜下石盒子组的煤系气资源量进行了计算评价。结果表明:（1）煤系气储层内液态物质客观存在造成了毛管力的存在,在基质孔隙内形成特殊的压力环境,其由毛管力和储层压力两部分构成。当小于第二极限孔径的孔隙内存在液塞时,基质孔隙超压环境形成。（2）宿南向斜SN-01区块下石盒子组未考虑超压环境的煤系气资源量为15.46×10～8 m,资源丰度为3.66×10～8 m/km;考虑超压环境的煤系气资源量为21.50×10～8 m,资源丰度为5.10×10～8 m/km,其计算结果高于未考虑超压环境的计算结果。