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鄂尔多斯盆地石炭系本溪组煤岩气地质特征与勘探突破

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石油勘探与开发 2024年第2期51卷 234-247,259页

作者：赵喆徐旺林赵振宇易士威杨威张月巧孙远实赵伟波史云鹤张春林高建荣中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油长庆油田勘探开发研究院西安710018

通过对鄂尔多斯盆地石炭系本溪组煤岩分布、煤岩储层特征、煤质特征、煤岩气特征以及煤岩气资源和富集规律等方面开展系统研究,评价其勘探潜力。研究表明:①煤岩气是有别于煤层气的优质天然气资源,在埋深、气源、储层、含气性、碳同位... 详细信息

通过对鄂尔多斯盆地石炭系本溪组煤岩分布、煤岩储层特征、煤质特征、煤岩气特征以及煤岩气资源和富集规律等方面开展系统研究,评价其勘探潜力。研究表明:①煤岩气是有别于煤层气的优质天然气资源,在埋深、气源、储层、含气性、碳同位素组成等方面具有独特特征;②本溪组煤岩分布面积达16×10^(4)km^(2),厚度2~25m,以原生结构的光亮和半亮煤为主,挥发分和灰分含量低,煤质好;③中高阶煤岩TOC值为33.49%~86.11%,平均值为75.16%,演化程度高(Ro为1.2%~2.8%),生气能力强,气体稳定碳同位素值高(δ^(13)C_(1)值为-37.6‰~-16.0‰,δ^(13)C_(2)值为-21.7‰~-14.3‰);④深层煤岩发育气孔、有机质孔和无机矿物孔等基质孔隙,与割理、裂缝共同构成良好储集空间,储层孔隙度为0.54%~10.67%,平均值为5.42%,渗透率为(0.001~14.600)×10^(-3)μm^(2),平均值为2.32×10^(-3)μm^(2);⑤纵向上发育5种煤岩气聚散组合,其中煤岩-泥岩聚气组合与煤岩-灰岩聚气组合最为重要,封闭条件好,录井全烃气测峰值高;⑥构建了广覆式分布的中高阶煤岩持续生气、煤岩基质孔和割理裂缝规模储集、源-储一体赋存、致密岩盖层密闭封堵的煤岩气富集模式,存在煤岩侧向尖灭体、透镜体、低幅度构造、鼻状构造和岩性自封闭5种高效聚气类型。⑦依据煤岩气地质特征评价划分出8个区带,估算埋深超过2000m的煤岩气资源量超过12.33×10^(12)m^(3)。上述认识指导风险勘探部署,两口井实施后分别获得工业气流,推动进一步部署预探井和评价井,获得规模突破,提交超万亿方预测储量和超千亿方探明储量,对中国天然气效益增储和高效开发具有重大意义。

关键词：煤岩气煤层气中高阶煤割理鄂尔多斯盆地石炭系本溪组风险勘探

鄂尔多斯盆地本溪组煤岩气地质特征与勘探突破

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石油勘探与开发 2024年

作者：赵喆徐旺林赵振宇易士威杨威张月巧孙远实赵伟波史云鹤张春林高建荣中国石油长庆油田勘探开发研究院中国石油勘探开发研究院

通过对鄂尔多斯盆地石炭系本溪组煤岩分布、煤岩储层特征、煤质特征、煤岩气特征以及煤岩气资源和富集规律等方面开展系统研究,评价其勘探潜力。研究表明:(1)煤岩气是有别于煤层气的优质天然气资源,在埋深、气源、储层、含气性、碳同位... 详细信息

通过对鄂尔多斯盆地石炭系本溪组煤岩分布、煤岩储层特征、煤质特征、煤岩气特征以及煤岩气资源和富集规律等方面开展系统研究,评价其勘探潜力。研究表明:(1)煤岩气是有别于煤层气的优质天然气资源,在埋深、气源、储层、含气性、碳同位素组成等方面具有独特特征;(2)本溪组煤岩分布面积达16×104km2,厚度2～25 m,以原生结构的光亮和半亮煤为主,挥发分和灰分含量低,煤质好;(3)中高阶煤岩TOC值为33.49%～86.11%,平均值为75.16%,演化程度高(Ro为1.2%～2.8%),生气能力强,气体稳定碳同位素值高(δ13C1值为-37.6‰～-16‰,δ13C2值为-21.7‰～-14.3‰;(4)深层煤岩发育气孔、有机质孔和无机矿物孔等基质孔隙,与割理、裂缝共同构成良好储集空间,储层孔隙度0.54%～10.67%,平均值为5.42%,渗透率(0.001～14.600)×10-3μm2,平均值为2.32×10-3μm2;(5)纵向上发育5种煤岩气聚散组合,其中煤岩-泥岩聚气组合与煤岩-灰岩聚气组合最为重要,封闭条件好,钻井全烃气测峰值高;(6)构建了源-储一体赋存,广覆式分布的中高阶煤岩持续生气,煤岩基质孔和割理裂缝规模储集,致密岩盖层密闭封堵,煤岩侧向尖灭体、透镜体、低幅度构造、鼻状构造和岩性自封闭5种富集类型高效聚气的富集模式。(7)依据煤岩气地质特征评价划分出8个区带,估算埋深超过2 000 m的煤岩气资源量超过12.33×1012m3。上述认识指导风险勘探部署,两口井实施后分别获得工业气流,推动进一步部署预探井和评价井,获得规模突破,提交超万亿方预测储量和超千亿方探明储量,对中国天然气效益增储和高效开发具有重大意义。

关键词：煤岩气煤层气中高阶煤割理鄂尔多斯盆地石炭系本溪组风险勘探

割理对煤岩加载过程能量演化特征影响数值模拟

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煤炭学报 2020年第3期45卷 1061-1069页

作者：侯连浪刘向君梁利喜张平谢斌李丹琼西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 中联煤层气有限责任公司北京100015

能量是导致岩样破坏的本质因素,割理发育是煤岩的显著特征,为分析割理对煤岩加载过程能量演化特征的影响,使用RFPA软件对不同割理数量、不同割理密度及不同割理角度3类二维数值模型开展单轴压缩数值模拟试验,使用MATLAB软件计算了数值... 详细信息

能量是导致岩样破坏的本质因素,割理发育是煤岩的显著特征,为分析割理对煤岩加载过程能量演化特征的影响,使用RFPA软件对不同割理数量、不同割理密度及不同割理角度3类二维数值模型开展单轴压缩数值模拟试验,使用MATLAB软件计算了数值模型的分形维数用以表征割理结构复杂性,分析了割理数量、割理密度及割理角度对能量应变曲线及破坏点能量的影响,探讨了割理结构复杂性对煤岩能量演化特征的影响。研究表明:以弹性能曲线从“下凹”变为“上凸”的“拐点”为1个分界点,以应力曲线及弹性能曲线的最高点(即试样破坏位置)为另外1个分界点,可将整个加载过程可分为能量聚集、能量耗散与能量释放3个阶段;无论割理在煤岩内部的分布均匀与否,随着试样内部割理总量增多,总能量曲线及弹性能曲线随着加载过程进行而上升的速度越慢,耗散能随轴向应变增大而增大的速度相近,外力只需对试样做功较少即可使得试样破坏,岩石弹性变形所具有势能降低,但用于破坏试样内部结构、产热以及岩石发生运动所消耗的能量基本保持不变;割理角度为0°和90°两种情况下总能量和弹性能随着轴向应变增大而增大的速度最快,60°时总能量和弹性能增大速度最慢,不同割理角度情况下耗散能增大速率无显著规律;随着割理角度逐渐增大,样品总能量及弹性能均先降低后升高,呈现为近似的“U”字型,耗散能先基本保持不变,而后出现小幅增大;总能量及弹性能随着割理结构复杂性增强而减小,耗散能随割理结构复杂性的变化无显著变化;煤岩内割理角度的对其压缩过程能量存储影响最大,割理集中分布对压缩过程能量存储的影响较割理均匀分布显著。

关键词：煤岩割理能量盒维数

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煤层气勘探开发中的割理研究

煤田地质与勘探 1997年第1期25卷 29-32页

作者：樊明珠王树华地矿部华北石油地质局规划设计研究院

介绍了割理的识别准则、组合类型、面割理和端割理的严格定义、割理的研究内容。

关键词：煤层气割理勘探开发天然气

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沁水盆地煤层割理的充填特征及形成过程

地质学报 2008年第10期82卷 1376-1381页

作者：刘洪林康永尚王烽邓泽中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007 中国石油大学资源与信息学院北京102249

煤层作为煤层气的源岩和储集层,与常规天然气储层不同在于煤储层是一种双孔隙岩层,由基质孔隙和裂隙组成,且有自身独特的割理系统,基质孔隙和割理的大小、形态、孔隙度和连通性等决定了煤层气的储集、运移和产出,其中以割理系统对煤层... 详细信息

煤层作为煤层气的源岩和储集层,与常规天然气储层不同在于煤储层是一种双孔隙岩层,由基质孔隙和裂隙组成,且有自身独特的割理系统,基质孔隙和割理的大小、形态、孔隙度和连通性等决定了煤层气的储集、运移和产出,其中以割理系统对煤层气的产出最为重要。本文以沁水煤田为例,对煤层割理、割理填充物类型、充填方式、自生矿物形成时代进行了研究,总结了填充物形成的先后顺序,并根据填充物的形成时代、煤层埋藏史等提出了割理形成的3种机制:埋藏增压机制;岩浆诱发机制;抬升卸压机制。

关键词：煤层气煤储层割理填充物

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煤层割理及其在煤层气勘探开发中的意义

煤田地质与勘探 1995年第4期23卷 27-30页

作者：张胜利中国地质大学能源系

对华北一些煤层割理的宏观和微观特征如类型、充填特征、在煤层中的分布等进行了系统研究，在此基础上探讨了割理在煤层气勘探开发中的意义。

关键词：割理煤层割理煤层气勘探开发

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沁水盆地煤层割理系统特征及其形成机理

天然气工业 2008年第3期28卷 36-39页

作者：刘洪林李贵中王烽王勃中国石油勘探开发科学研究院廊坊分院中国地质大学能源学院北京

煤层作为煤层气的源岩和储集层,与常规天然气储层的不同在于煤储层是一种双孔隙岩层,由基质孔隙和裂隙组成,且有自身独特的割理系统。基质孔隙和割理的大小、形态、孔隙度和连通性等决定了煤层气的储集、运移和产出,其中又以割理系统对... 详细信息

煤层作为煤层气的源岩和储集层,与常规天然气储层的不同在于煤储层是一种双孔隙岩层,由基质孔隙和裂隙组成,且有自身独特的割理系统。基质孔隙和割理的大小、形态、孔隙度和连通性等决定了煤层气的储集、运移和产出,其中又以割理系统对煤层气的产出影响为最大。以沁水煤田为例,对煤层割理、割理填充物类型、充填方式、自生矿物形成时代进行了研究,总结了填充物形成的先后顺序,并根据填充物的形成时代、煤层埋藏史等归纳出了割理形成的3种机制:埋藏增压机制、岩浆诱发机制和抬升卸压机制。

关键词：沁水盆地煤层气煤层储集层割理形成机理填充物

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煤层气井割理煤岩井壁稳定性影响因素分析

煤炭科学技术 2018年第4期46卷 117-122页

作者：孙正财刘向君梁利喜熊健西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500

针对煤储层强度低、割理又发育、钻井过程中井壁失稳严重的现象,采用现场取样统计分析、扫描电镜等试验方法,研究了该区煤岩宏微观结构及力学强度参数、变形破坏特征,并利用通用离散元数值模拟软件在充分反映煤岩割理结构基础上分析煤... 详细信息

针对煤储层强度低、割理又发育、钻井过程中井壁失稳严重的现象,采用现场取样统计分析、扫描电镜等试验方法,研究了该区煤岩宏微观结构及力学强度参数、变形破坏特征,并利用通用离散元数值模拟软件在充分反映煤岩割理结构基础上分析煤层气井井壁稳定性的影响因素。研究结果表明:该区煤岩割理发育,面割理和端割理近似垂直且多以网状和树枝状分布;煤岩力学参数离散性强,在单轴和三轴条件下煤岩应力应变曲线类似,都经历压密、弹性、屈服、脆性破坏4个阶段;在不考虑渗流作用时,井周最大剪切应力和剪切位移随井底压力变化规律一致,都呈先减小后增大趋势。井径越大,井周发生剪切位移越大,越容易失稳;井径一定时,割理密度越大,煤层井周块体越容易发生剪切滑落,井眼越不稳定,实现煤层气井安全、高效钻井。

关键词：煤层气井壁稳定割理离散元

滇东-黔西地区晚二叠世煤层割理研究及其在煤层气勘探中的意义

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云南地质 2000年第4期19卷 352-362页

作者：顾成亮桂宝林滇黔桂油田分公司勘探开发科学研究院云南昆明650200

介绍了割理识别准则、面割理和端割理的区分及严格定义、割理级别、割理的研究内容、割理的形成以及割理对煤层渗透性的控制作用。对滇东黔西地区晚二叠世煤层数个向斜井下二十五块煤样 ,经制煤片 ,运用定性、定量分析和显微镜下观测... 详细信息

介绍了割理识别准则、面割理和端割理的区分及严格定义、割理级别、割理的研究内容、割理的形成以及割理对煤层渗透性的控制作用。对滇东黔西地区晚二叠世煤层数个向斜井下二十五块煤样 ,经制煤片 ,运用定性、定量分析和显微镜下观测相结合的方法 ,对煤裂隙 (割理 )进行系统的研究和比较 ,得出结论 :数个向斜中 ,盘关向斜和格目底向斜煤样煤层裂隙 (割理 )普遍发育良好。

关键词：煤层气割理研究