韩城地区煤储层物性特征及其煤岩学控制机理

作     者：房媛 

作者单位：中国地质大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：汤达祯

授予年度：2015年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：韩城地区 煤岩类型 孔裂隙 吸附性 测井反演 

摘      要：储层物性研究是煤层气勘探开发的重要组成部分,煤岩学控制机理是煤层气开发地质中的关键科学问题。为精细描述韩城煤层气勘探开发示范区煤储层物性并研究其煤岩学控制机理,本文在利用多种新型研究方法和测试手段的基础上,开展精细化、定量化、系统化和科学化的煤储层表征,研究煤岩学控制下的储层物性发育特点,并结合测井资料反演宏观煤岩类型,分析3#、5#、11#煤层物性特点,建立孔渗模型。1.在显微镜和扫描电镜煤岩观测的基础上,通过低温液氮测试,根据吸附脱附曲线划分孔的几何模型,分析孔径得到煤样以微小孔为主;根据NMR的T谱曲线形态特征,得出不同孔径的比例,判断孔裂隙系统的连通性、束缚流体和自由流体的比例,佐证煤样以吸附孔为主,渗流孔较少。2.分别选取BET和D-R两种吸附模型计算比表面,结合煤样等温吸附实验所得兰氏体积进行对比分析,实现利用比表面积对煤样吸附能力进行评价。在BET模型下通过吸附物质分析所得比表面积大小明显小于真实值,二氧化碳吸附数据可表征孔径1.5nm以下的孔比表面积,D-R模型与兰氏体积相关性较好。3.采用多种新兴技术手段及数学方法,在扫描电镜、显微镜下观察的基础上,进一步定量分析裂隙长度、宽度、密度等参数;根据分形理论得到裂隙的分形特征;利用X-CT层析扫描,对煤样断层切片进行三维重构,直观地展现出孔裂隙空间分布、接触特征、矿物充填等情况。4.分析煤岩学差异所导致的孔裂隙发育特点,探讨宏观煤岩类型、显微组分、煤质等因素对孔裂隙发育特征和煤储层吸附特性的控制作用。从光亮煤、半亮煤到半暗煤和暗淡煤,裂隙发育程度逐渐变弱,渗流孔和吸附孔之间连通性变差。光亮、半亮煤多发育微小孔,比表面积较高,微裂隙密度高,延伸性、连通性好,具有更好的吸附和渗流性能。5.不同宏观煤岩类型的煤样测井响应有较大差异,应用声波时差测井、密度测井、中子测井及井径扩径率控制,反演宏观煤岩类型,建立孔渗模型。统计3#、5#、11#煤层发育特点并进行孔渗分析,3#煤层以光亮煤和半亮煤为主,5#煤暗淡煤居多,11#煤半亮和半暗煤较多。