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山西煤成气勘查开采新进展及发展对策

非常规油气 2024年第3期11卷 1-9页

作者：苏育飞山西省煤炭地质勘查研究院有限公司太原030031

山西省煤成气资源储量丰富,产业体系完整,工业基础雄厚,形成了沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘2大产业化开发基地,在全国煤成气开发格局中具有重要的引领作用和示范意义。针对山西煤成气存在的勘探程度低、技术适应性差、投资回报慢和开发... 详细信息

山西省煤成气资源储量丰富,产业体系完整,工业基础雄厚,形成了沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘2大产业化开发基地,在全国煤成气开发格局中具有重要的引领作用和示范意义。针对山西煤成气存在的勘探程度低、技术适应性差、投资回报慢和开发规模小等突出问题,在系统阐述山西煤成气资源及勘查开采进展基础上,分析研判了山西煤层气勘查开采在高质量发展中存在的问题,提出了以新理念推动山西煤成气产业高质量发展的对策,认为可以从加大公益性勘查投入、持续增加优质区块供给,加强监督管理服务、助力油气勘查开发,加强技术交流互鉴、推动产量产能建设以及构建稳定作业环境、加强产业政策扶持支持等4方面深入开展工作,不断提升煤成气产业发展活力与动力。

关键词：煤成气勘查开采高质量发展公益性勘查监督管理技术交流稳定作业

宁武盆地深部煤储层地温场特征及其对含气性的影响

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煤田地质与勘探 2023年

作者：郗兆栋唐书恒刘忠屈晓荣张鹏豹苏育飞张迁中国地质大学(北京)能源学院中国石油华北油田勘探开发研究院山西省煤炭地质勘查研究院

温度是影响深部煤储层含气性的重要因素，继而影响深部煤层气的开发效果。因此，明确煤储层地温条件及其对深部煤储层含气性的影响是系统认识深部煤层气富集特征及生产规律的关键。宁武盆地太原组9号煤层埋深大于1 000 m的面积占比超过... 详细信息

温度是影响深部煤储层含气性的重要因素，继而影响深部煤层气的开发效果。因此，明确煤储层地温条件及其对深部煤储层含气性的影响是系统认识深部煤层气富集特征及生产规律的关键。宁武盆地太原组9号煤层埋深大于1 000 m的面积占比超过90%，盆地腹部煤层埋深基本大于1 500 m，最大埋深超过2 500 m，属于典型的深部煤层气。以宁武南区块为例，基于井温测井数据、实验测试数据、录井资料及试井资料，确定宁武南煤储层地温场特征及其对含气性的影响效应。结果显示，宁武南区块9号煤储层温度分布在15.5～40℃，与煤层埋深具有显著的正相关性，地温梯度分布在1.27～1.95℃/hm，平均为1.52℃/hm，显示出低地温场特征。研究区煤储层含气饱和度分布在40.1%～93.7%，平均为71.7%，显示出深部煤储层低含气饱和度的特征。随着埋藏深度的增加，较低的地温梯度使得研究区煤储层温度增加缓慢，导致在相似埋深下，温度对研究区深部煤储层吸附能力的负效应显著低于大宁—吉县、临兴等深部煤层气区块，使得研究区煤储层吸附气向游离气的转换深度加深且转换比例降低。低地温条件是影响研究区深部煤层含气性的重要因素之一，继而影响其可开采程度。在深部煤层气的勘探开发中应重视煤储层地温条件的研究。

关键词：宁武盆地深部煤层气地温梯度含气性

沁水盆地榆社-武乡区块深部煤层气赋存条件及开发甜点预测

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大庆石油地质与开发 2023年第4期42卷 9-19页

作者：李伟申建李超文稔东苏育飞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 山西省煤炭地质勘查研究院山西太原030031

沁水盆地榆社-武乡区块深部煤层气富集成藏受多因素耦合作用,深部条件的特殊性使其选区不能完全参照浅部地质评价技术,亟需从地质-工程角度对区块进行开发甜点区优选,满足实际生产需要。以3#煤层为目的层,从构造与水动力、地应力、煤储... 详细信息

沁水盆地榆社-武乡区块深部煤层气富集成藏受多因素耦合作用,深部条件的特殊性使其选区不能完全参照浅部地质评价技术,亟需从地质-工程角度对区块进行开发甜点区优选,满足实际生产需要。以3#煤层为目的层,从构造与水动力、地应力、煤储层含气性、孔渗性、煤体结构及力学性质等条件出发,剖析深部煤层气富集特点,运用多层次模糊数学评价法对区块进行甜点优选。结果表明:3#煤层煤体结构以Ⅰ类原生结构煤为主,具有泊松比小、弹性模量大、脆度指数高、含气性良好的特点,煤层厚度0.25~5.19 m,平均1.59 m,含气量16.5~25.5 m^(3)/t,平均19.84 m^(3)/t;研究区褶皱与断层较为发育,煤层顶板岩性以泥岩为主,地下水径流条件差;深部地应力状态表现为σV(垂直压力)>σH(最大水平压力)>σh(最小水平压力);3#煤层属低孔、低渗储层,微小孔发育,渗透率平均为0.183×10^(-3)μm^(2);根据综合评价得分划分4类甜点区,其中区块中西部和L1302井附近为开发甜点区。研究成果对榆社-武乡区块深部煤层气下一步勘探开发具有指导意义。

关键词：深部煤层气含气性储层可改造性地质选区多层次模糊数学评价法榆社-武乡区块沁水盆地

煤系气叠置含气系统与天然气成藏特征——以沁水盆地榆社—武乡示范区为例

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天然气工业 2023年第5期43卷 12-22页

作者：陈尚斌侯晓伟屈晓荣王阳周宝艳朱炎铭苏育飞刘正煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室·中国矿业大学中国矿业大学资源与地球科学学院合肥工业大学资源与环境工程学院山西省煤炭地质勘查研究院

中国煤系气资源丰富,其中沁水盆地是中国煤系气分布的主要盆地之一,明确煤系气叠置含气系统分布特征,有助于实现煤系气的共探合采。为此,以沁水盆地榆社—武乡示范区石炭系—二叠系含煤地层为研究对象,在分析煤系气地质特征的基础上,划... 详细信息

中国煤系气资源丰富,其中沁水盆地是中国煤系气分布的主要盆地之一,明确煤系气叠置含气系统分布特征,有助于实现煤系气的共探合采。为此,以沁水盆地榆社—武乡示范区石炭系—二叠系含煤地层为研究对象,在分析煤系气地质特征的基础上,划分了煤系气叠置含气系统,研究了煤系气的源岩—储层共生组合特征、储层分布特征、共生成藏特征,并详细分析了示范井的压裂合采效果,预测了示范井产量。研究结果表明:①研究区目标煤系空间上发育3个独立叠置含气系统,其中含气系统Ⅰ是以15号煤和富有机质泥岩为主要烃源岩的“泥岩—煤—泥岩”组合;含气系统Ⅱ是以11号、12号煤和富有机质泥岩为主要烃源岩的“泥岩—砂岩—煤—泥岩”组合和以8号煤与富有机质泥岩为主要烃源岩的“泥岩—煤—砂岩—泥岩”组合;含气系统Ⅲ是以3号煤和富有机质泥岩为主要烃源岩的“泥岩—煤—砂岩”组合;②煤系气储层具有单层厚度薄、累计厚度大的空间展布特征,各含气系统中气藏组合类型以煤层气为主,页岩气和致密砂岩气发育较差;③示范井煤系气合采甜点含气层段发育于含气系统Ⅱ和Ⅲ,具备压裂合采基础,运用电缆桥塞与射孔联作投球分层压裂工艺配套技术实现了深部煤系气的有效开采。结论认为:①叠置含气系统兼容性是控制煤系气开采的关键因素,未来仍需不断优化排采制度以提高煤系气的合采产能;②研究成果对深化煤系气共生成藏机理、优选合采甜点层段、释放深部煤层气资源和实现煤系气高效合采均具有理论和实践意义。

关键词：煤系气叠置含气系统共生成藏压裂合采榆社—武乡示范区沁水盆地

沁水盆地榆社武乡区块深部煤层气地质特征研究及可改造性评价

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中国煤炭地质 2023年第5期35卷 46-57页

作者：苏育飞宋儒山西省煤炭地质勘查研究院有限公司山西太原030031 山西省地质勘查局山西太原030006

位于沁水盆地中东部的榆社武乡区块,煤层气资源储量丰富,煤层埋深大于1000m的区域占整个区块的三分之二,高温、高压及低渗的储层特征对煤储层的孔渗性、吸附性以及含气性等地质条件具有极大影响,从而影响到煤层气的后期开发。以榆社武... 详细信息

位于沁水盆地中东部的榆社武乡区块,煤层气资源储量丰富,煤层埋深大于1000m的区域占整个区块的三分之二,高温、高压及低渗的储层特征对煤储层的孔渗性、吸附性以及含气性等地质条件具有极大影响,从而影响到煤层气的后期开发。以榆社武乡区块为研究对象,在对其深部煤储层物性及含气性等地质特征进行深入研究的基础上,划分了研究区深部煤层气可改造性等级;同时,基于研究区改造性等级划分结果,认为优等可改造区采用小井网的定向井组即可实现扩产目的,良好可改造区采用水平井和直井耦合模式可实现扩产目的,而差等可改造区要可实现扩产需采用水平井为主的开发方式,为研究区深部煤层气下一步规模开发提供了地质支撑。

关键词：深部煤层气增储扩产可改造性

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含水率对深部岩石抗拉强度影响的规律与机制

矿业研究与开发 2022年第2期42卷 94-100页

作者：常海明赵东蔡婷婷苏育飞袁钧太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030031 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030031 山西省煤炭地质勘查研究院山西太原030031

"对榆社—武乡区块千米以深的不同含水状态下的细砂岩、泥岩、煤和中砂岩的抗拉强度特性进行了研究。结果表明:通过自由吸水测试,深部岩石在浸水5 d后,其吸水率无明显变化,煤饱和吸水率最高,为6.13%,细砂岩饱和吸水率最低,为0.68%,两者... 详细信息

"对榆社—武乡区块千米以深的不同含水状态下的细砂岩、泥岩、煤和中砂岩的抗拉强度特性进行了研究。结果表明:通过自由吸水测试,深部岩石在浸水5 d后,其吸水率无明显变化,煤饱和吸水率最高,为6.13%,细砂岩饱和吸水率最低,为0.68%,两者相差11倍多;随着含水率的增加,试件的抗拉强度均有很大程度的下降,饱和水状态下,细砂岩、泥岩、煤、中砂岩的抗拉强度分别下降了72.21%、54.98%、77.48%、68.60%,下降形式呈负指数型函数,其中水对煤的影响最大,含水饱和度为50%时,其抗拉强度损失58%,而细砂岩抗拉强度仅损失14%;随着含水率的增加,泥岩、煤、中砂岩的抗拉强度下降呈现先快后慢的形式,细砂岩则表现出先慢后快的形式,基于液桥力理论对此现象做出了解释;从应力-位移曲线可以看出干燥状态下的细砂岩、泥岩和中砂岩表现为典型的脆性破坏,煤则表现为静态破坏,随着含水率升高,岩石有由脆性向延性转换的趋势;在破坏图中,同种岩石在不同含水率状态下破坏形式有着明显的差别,含水状态下,岩石裂纹扩展路径变多,对于细砂岩和煤,除贯穿圆心的主裂纹外,新生了几条与主裂纹或端面加载处贯通的伴生裂纹,对于含水率为1.66%的泥岩,贯穿主裂纹由直线式转换为折线式,对于中砂岩,加载端会产生被压碎的三角区。

关键词：深部岩石含水率抗拉强度破坏模式

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沁水煤田中东部地区深部煤层气开发潜力评价

煤炭科学技术 2018年第5期46卷 185-191页

作者：苏育飞张庆辉屈晓荣山西省煤炭地质勘查研究院山西太原030006

为了促进山西省深部煤层气产业进一步发展,基于对山西省煤层气资源勘查开发现状的分析,对沁水煤田中东部榆社-武乡地区构造、煤层基本特征、煤层气含量及储层物性特征的分析研究,认为该研究区构造稳定,深部煤层气开发潜力巨大。研究结... 详细信息

为了促进山西省深部煤层气产业进一步发展,基于对山西省煤层气资源勘查开发现状的分析,对沁水煤田中东部榆社-武乡地区构造、煤层基本特征、煤层气含量及储层物性特征的分析研究,认为该研究区构造稳定,深部煤层气开发潜力巨大。研究结果表明:研究区3号和15号煤层含气量平均值分别为18.63 m^3/t和17.58 m^3/t;经估算,全区3号和15号煤层气潜在资源量约2 278×10~8m^3;同时,通过对煤系"三气"的共探技术的总结和评价,发现裸眼多参数测井和随钻气测录井是发现和评价煤系页岩气等非常规天然气重要的勘查手段。根据研究结果,提出了山西省深部煤层气的勘查方向和研究重点。

关键词：深部煤层气煤层气开发煤系“三气” 煤层气含量

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山西省海陆过渡相煤系“三气”共探共采展望

中国煤层气 2016年第6期13卷 7-11页

作者：苏育飞山西省煤炭地质勘查研究院山西030006

山西省煤系"三气"资源丰富,其丰富的煤层气、页岩气、致密砂岩气资源条件及相同的赋存层位,为煤系"三气"综合勘探开发奠定了基础。鉴于三者层位相邻或呈互层状产出,三种气藏的叠置性,许多专家学者提出了共探共采的概念,但对于山西省页岩... 详细信息

山西省煤系"三气"资源丰富,其丰富的煤层气、页岩气、致密砂岩气资源条件及相同的赋存层位,为煤系"三气"综合勘探开发奠定了基础。鉴于三者层位相邻或呈互层状产出,三种气藏的叠置性,许多专家学者提出了共探共采的概念,但对于山西省页岩气-煤层气-致密砂岩气共探共采的可行性如何、如何划分共探共采体系、如何进行共同勘探与共同开发,目前尚无可靠理论方法与实际依据。本文将从山西省"三气"的地质特征、富集规律、勘探开发方法等方面探讨其共探共采的理论可行性。

关键词：煤系三气煤层气页岩气致密砂岩气共探共采

沁水盆地煤系页岩气地球化学特征及储层特征研究

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沁水盆地煤系页岩气地球化学特征及储层特征研究