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地应力条件下的多层叠置独立含气系统的调整研究

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中国矿业大学学报 2015年第1期44卷 70-75页

作者：杨兆彪秦勇中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

对在应力场条件下的多层叠置独立含气系统相应调整进行研究.通过对研究区大量水力压裂试井数据统计分析后认为:研究区广泛发育多层叠置独立含气系统,各煤层压力系数在层域呈现波动变化,且部分煤层普遍超压.最小主应力梯度增大,煤层渗透... 详细信息

对在应力场条件下的多层叠置独立含气系统相应调整进行研究.通过对研究区大量水力压裂试井数据统计分析后认为:研究区广泛发育多层叠置独立含气系统,各煤层压力系数在层域呈现波动变化,且部分煤层普遍超压.最小主应力梯度增大,煤层渗透率降低,压力系数增大.各煤层最小主应力梯度表现出波动性,表明各煤层地应力特征有所区别,这与压力系数所表现出的波动性具有一致性.研究结果表明:研究区煤储层在深度300m左右为地应力转换带,在此深度以上,水平应力起主导作用,煤储层物性可能较好,相邻煤层容易形成流体压力主导型的独立含气系统;而在此深度以下,垂直应力起主导作用,煤储层物性变差,相邻煤层流体不易沟通,容易形成地应力主导型的独立含气系统.地应力转换深度的变浅,易形成受地应力调整控制的多层叠置独立含气系统.

关键词：多层叠置独立含气系统地应力压力系数超压转换深度

黔西比德-三塘盆地煤层群含气系统类型及其形成机理

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中国矿业大学学报 2011年第2期40卷 215-220,226页

作者：杨兆彪秦勇高弟中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 贵州省煤田地质局贵州贵阳550009

黔西比德-三塘盆地上二叠统煤层群具有特殊的煤层气含气系统.基于实测资料分析,根据煤层群垂向层位含气量波动性强弱和含气量梯度大小作为划分研究区煤层群含气系统类型的指标,将研究区划分为3类煤层气系统.研究表明:中部区域波动性最... 详细信息

黔西比德-三塘盆地上二叠统煤层群具有特殊的煤层气含气系统.基于实测资料分析,根据煤层群垂向层位含气量波动性强弱和含气量梯度大小作为划分研究区煤层群含气系统类型的指标,将研究区划分为3类煤层气系统.研究表明:中部区域波动性最为复杂,含气量梯度中等;东部区域波动性较简单,含气量梯度最大;西部区域含气量梯度最小,波动亦简单,3类系统总体上显示为随层位降低煤层含气量增加.控制含气量波动性变化的主要因素是含煤地层的层序结构,东、西区域灰岩和细砂岩发育,封闭性较弱,含气系统较为简单;中部地区泥质岩发育,封闭性好,存在多套含气系统.钻孔抽水资料佐证了中部地区存在多套含气系统,各系统内部视储层压力随埋深增加而增大,这是煤层群含气量总体随埋深增加而增大的间接控制因素.

关键词：比德三塘盆地煤层群含气系统层序水头高度

煤层气井产出水环境效应及其成因:以黔西松河区块GP井组为例

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地球科学 2023年第3期48卷 1246-1258页

作者：秦彬超杨兆彪高为中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心贵州贵阳550009

随着煤层气产业的规模化发展,煤层气井产出水的环境效益备受重视.以贵州西部松河井组8口煤层气试验井为例,动态跟踪了2018年5批次产出水的地球化学数据,采用模糊综合评价法和单因素分析法进行了产出水环境效应评价并进行成因分析,得出... 详细信息

随着煤层气产业的规模化发展,煤层气井产出水的环境效益备受重视.以贵州西部松河井组8口煤层气试验井为例,动态跟踪了2018年5批次产出水的地球化学数据,采用模糊综合评价法和单因素分析法进行了产出水环境效应评价并进行成因分析,得出以下结论:松河井组煤层气产出水地球化学特征主要表现为Na^(+)、HCO_(3)-、Cl^(-)浓度高,矿化度较高,产出水型为Na-Cl和Na-HCO_(3)-Cl.本文采用模糊综合评价法计算得出8口煤层气试验井产出水均属于Ⅴ级重度污染,并得出主要污染指标为TDS、Na^(+)以及Cl^(-),F元素、Mn元素轻微超标,在此基础上进行单因子分析,评价结果为重度污染.综合2种评价方法得出主要污染指标为TDS、Na^(+)、Cl^(-)以及Ba2+.污染程度在一定范围内随时间变化表现出轻微波动且具有微弱的降低趋势,研究区煤层气井产出水污染等级高且随时间变化而波动变化,是地质因素、工程因素叠加影响的耦合结果.煤系地层中各种元素富集的高地质背景为根本影响因素,控制着微量元素的种类和含量,其次压裂液返排率的变化对其有显著影响作用,季节性降水则加强水岩作用,促进了元素的溶出.

关键词：贵州西部煤层气井产出水环境效应模糊综合评价成因分析地球化学

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黔西地区晚二叠世煤层变质规律及机理研究

煤炭学报 2012年第3期37卷 424-429页

作者：窦新钊姜波秦勇屈争辉杨兆彪吴艳艳煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院山东青岛266555

在煤镜质组反射率测试的基础上,结合大量的煤田勘探资料分析,总结了黔西地区晚二叠世煤层变质规律,综合区域构造演化背景、野外地质、微观构造和流体包裹体测试分析对煤层变质机理进行了深入探讨。研究结果表明:黔西地区晚二叠世煤层煤... 详细信息

在煤镜质组反射率测试的基础上,结合大量的煤田勘探资料分析,总结了黔西地区晚二叠世煤层变质规律,综合区域构造演化背景、野外地质、微观构造和流体包裹体测试分析对煤层变质机理进行了深入探讨。研究结果表明:黔西地区晚二叠世煤层煤种齐全,变质程度普遍偏高,整体上具有南北高中间低、东部高西部低的特点,分别以盘关向斜和水城两个低变质区域为中心向四周递增;黔西地区晚二叠世煤层深成变质作用是其主控类型,J3-K1期间叠加了区域岩浆热变质作用,燕山运动作用下形成的不同的构造形态决定了煤层的不同的埋藏深度,进而决定了煤层的变质程度,水城-紫云断裂等深大断裂只是形成于上地壳的脆性变形构造,并且处于强烈的挤压应力场中,并非岩浆侵入通道,岩浆侵入煤系促进煤层变质只存在于局部地区。

关键词：黔西地区晚二叠世煤层变质规律变质机理镜质组反射率流体包裹体

潞安矿区3号煤储层现代地应力特征及地质意义

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煤炭学报 2020年第4期45卷 1427-1435页

作者：曹腾飞杨兆彪崔宝库郝少伟中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 潞安矿业集团公司山西长治046204 潞安金源煤层气公司山西长治046000

基于潞安矿区19组注入压降试井数据,系统分析了该区现代地应力平面及垂向分布特征,探讨了现代地应力对煤储层渗透率的控制作用。研究结果表明:潞安矿区3号煤储层整体为中-低应力区,应力场类型在垂向上呈非均匀分布,埋深400~610 m区域为... 详细信息

基于潞安矿区19组注入压降试井数据,系统分析了该区现代地应力平面及垂向分布特征,探讨了现代地应力对煤储层渗透率的控制作用。研究结果表明:潞安矿区3号煤储层整体为中-低应力区,应力场类型在垂向上呈非均匀分布,埋深400~610 m区域为走滑断层应力场(σH>σv>σh);埋深610~800 m区域为正断层应力场(σv>σH>σh)。潞安地区现代地应力场测压系数与埋深关系的关系式为:131.67/H+0.1659≤K≤544.72/H+0.2380,整体表现为“浅部离散,深部收敛”的特征。煤储层渗透率与水平主应力、水平主应力差和有效应力密切相关。煤储层渗透率与最大/最小水平主应力及其应力梯度存有较好的幂函数关系,煤储层渗透率都随最大、最小水平主应力及其应力梯度的增加而快速减小。水平主应力差通过控制煤储层裂隙开合来影响渗透率,当矿区应力场最大主应力方向与煤储层优势裂隙组发育方向一致时,煤储层中的裂隙受拉张作用,煤储层渗透率提高;当矿区应力场最大主应力方向与煤储层优势裂隙组发育方向不一致时,煤储层中的裂隙受到挤压,煤储层渗透率降低。因此,二岗山、文王山断层之间区域渗透率普遍高于二岗山、文王山断层之外区域渗透率。煤储层渗透率随有效应力的增加呈指数降低。在同等条件下,煤储层压力高的地区,有效应力低,渗透率一般较高;煤储层压力低的地区,有效应力高,渗透率一般较低。潞安矿区3号煤储层压力状态整体呈低压的特点可能是该区渗透率低,煤层气产气量不高的重要影响因素之一。

关键词：潞安矿区煤层气现代地应力煤储层渗透率有效应力

黔西比德-三塘盆地煤储层NMR T_2谱及气水相渗特征与控制因素

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中国矿业大学学报 2014年第5期43卷 841-852页

作者：郭晨秦勇杨兆彪卢玲玲颜青中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221116

通过核磁共振(NMR)与气水两相相对渗透率实验,描述黔西比德-三塘盆地煤储层NMR T2谱与气水相渗特征,并结合压汞、最大镜质体反射率以及煤物质组成等基础测试,从煤级、显微组分、孔隙结构等角度分析主要控制因素,最后通过与沁水盆地高煤... 详细信息

通过核磁共振(NMR)与气水两相相对渗透率实验,描述黔西比德-三塘盆地煤储层NMR T2谱与气水相渗特征,并结合压汞、最大镜质体反射率以及煤物质组成等基础测试,从煤级、显微组分、孔隙结构等角度分析主要控制因素,最后通过与沁水盆地高煤阶煤储层、美国中-低煤阶煤储层相关结论进行对比,揭示本区煤层气开发潜力.研究结果表明:本区煤储层以无烟煤为主,NMR T2谱呈双峰态分布,不可动峰明显而可动峰微弱,揭示束缚水饱和度高,有效孔隙度较低,两峰相互分离,截止值T2c为10ms,对应孔隙直径约为100nm,表明扩散孔(100nm)之间连通性差.T2谱特征与压汞孔隙结构具有良好的匹配性,即微小孔发育、中大孔不发育,中孔比例极低,孔隙类型以半封闭孔为主,连通性较差,说明煤级控制之下的孔隙结构决定了T2谱的形态特征.气水相渗特征受控于孔隙结构、煤级、显微煤岩组分等因素,本区相渗条件总体优于沁水盆地南部,但相比于美国中-低阶煤储层,仍然表现出残余水饱和度高、残余水条件下气体相对渗透率低、气水两相流区间窄等特点,揭示本区煤层气开发面临着我国高煤阶煤储层普遍存在的解吸与渗流瓶颈问题.

关键词：比德一三塘盆地 NMR T2谱气水相渗孔隙结构煤层气开发

超临界条件下煤层甲烷视吸附量、真实吸附量的差异及其地质意义

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天然气工业 2011年第4期31卷 13-16,122页

作者：杨兆彪秦勇高弟陈润中国矿业大学资源与地球科学学院煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室贵州省煤田地质局中国矿业大学低碳能源研究所

煤层甲烷高压等温实验一般已属于超临界条件,由其吸附数据计算出的视吸附量不能反映真实吸附量,两者存在差异,因而由视吸附量建立的煤层气产能评价及含气性评价需要重新进行厘定。为深入研究这一差异性,基于前人成果并结合一般气体状态... 详细信息

煤层甲烷高压等温实验一般已属于超临界条件,由其吸附数据计算出的视吸附量不能反映真实吸附量,两者存在差异,因而由视吸附量建立的煤层气产能评价及含气性评价需要重新进行厘定。为深入研究这一差异性,基于前人成果并结合一般气体状态方程,给出了甲烷视吸附量和真实吸附量在不同压力点下的关系式,对具体等温吸附数据进行了计算。结果显示:真实吸附量和视吸附量差值随压力增大而增大,煤储层吸附性越强差值越大;同时,以视吸附量代替真实吸附量求取的临界解吸压力和实测饱和度均要大些。据此认为,依据视吸附量预测深部含气量会远远低估深部煤储层的含气性,超临界条件下,深部游离气含量数值可能要远远大于以往的认识。该结论对于重新认识煤储层真实吸附性及含气性具有重要意义。

关键词：超临界煤层甲烷视吸附量真实吸附量差异地质意义临界解吸压力实测饱和度

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煤中超临界甲烷等温吸附模型研究

天然气地球科学 2014年第5期25卷 753-760页

作者：赵龙秦勇杨兆彪申建韩贝贝张政中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

为了从数学模型上深入了解煤层气在煤中吸附的物理机理,利用参数具有物理意义的吸附模型,如Langmuir、Freundlich、Toth、Langmuir-Freundlich、扩展的Langmuir、BET、D-R、D-A模型,分别对3个不同煤级样品的空气干燥基和干燥无灰基甲烷... 详细信息

为了从数学模型上深入了解煤层气在煤中吸附的物理机理,利用参数具有物理意义的吸附模型,如Langmuir、Freundlich、Toth、Langmuir-Freundlich、扩展的Langmuir、BET、D-R、D-A模型,分别对3个不同煤级样品的空气干燥基和干燥无灰基甲烷等温吸附数据进行拟合,对BET模型、D-R模型、D-A模型中涉及的p0,采用虚拟饱和蒸气压的概念,用3种方法计算。通过对模型参数拟合值的分析,比较了空气干燥基和干燥无灰基煤的吸附特征,对微观吸附机理进行了解释。比较了各模型对单煤级和3个煤级作为整体的拟合效果,认为B-BET-1模型、B-BET-2模型对于3个煤级样品均没有物理意义,D-R-3模型和D-A-3模型不能用于描述长焰煤的吸附特性,T-BET-3模型异常高的最大吸附量所反映的吸附机理尚待研究。综合分析,认为T、L-F、E-L、B-BET-3、TBET-1和T-BET-2模型用于描述煤中甲烷超临界吸附较为理想。

关键词：煤层气超临界吸附虚拟饱和蒸气压

钻孔剖面多煤层物性X-CT响应及其地质意义

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高校地质学报 2012年第3期18卷 511-515页

作者：杨兆彪秦勇兰凤娟中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室徐州221008 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266555

基于钻孔剖面不同煤层的X-CT物性响应,分析了煤层物性及其在垂向序列上的非均质性特征。发现研究区3号、14号、23号、26号煤层的孔隙-裂隙较为发育,煤中孔隙呈星散状产出,裂隙不甚发育,且多被矿物充填。通过CT切片"顺层偏差"来定量表征... 详细信息

基于钻孔剖面不同煤层的X-CT物性响应,分析了煤层物性及其在垂向序列上的非均质性特征。发现研究区3号、14号、23号、26号煤层的孔隙-裂隙较为发育,煤中孔隙呈星散状产出,裂隙不甚发育,且多被矿物充填。通过CT切片"顺层偏差"来定量表征煤层的非均质性,发现研究区含煤地层4个三级层序主煤层的CT偏差在垂向上呈单峰分布,以层序Ⅲ最大,指示其非均质性最强,同时也说明CT方法可用以定量表征煤层的非均质性特征。发现煤样CT偏差的垂向分布与海水进退旋回具有高度的一致性,说明在海水进退控制下的成煤环境是影响煤层非均质性的关键因素。

关键词：煤储层 CT 三维重构非均质性