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鄂尔多斯盆地东缘某区块煤系力学地层学特征及煤系气开发潜力评价

鄂尔多斯盆地东缘某区块煤系力学地层学特征及煤系气开发潜力评价

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作者：杨宗楠河南理工大学

学位级别：硕士

我国煤层气开发已经历40余年,而低产井的大量存在严重制约了煤层气产业化进程。相较于煤层气开发,煤系气开发具有多重优势,且前期工程实践证明将煤层气开发转变为煤系气开发是促使煤层气井增产的有效途径。鄂尔多斯盆地东缘某区块煤层... 详细信息

我国煤层气开发已经历40余年,而低产井的大量存在严重制约了煤层气产业化进程。相较于煤层气开发,煤系气开发具有多重优势,且前期工程实践证明将煤层气开发转变为煤系气开发是促使煤层气井增产的有效途径。鄂尔多斯盆地东缘某区块煤层气井低产问题严重,而该区煤系气开发潜力巨大,通过实施煤系气开发解决部分井的低产问题将具有重要意义。然而,该区针对煤系气开发的前期地质研究较浅,影响煤系气开发的主控因素尚不明确,同时未能形成配套的开发潜力评价体系,尚不能为技术实施提供有力支撑。因此,本文以该区块为研究区,采用力学地层学的基本理论和方法对区内煤系力学地层学特征展开研究,结合煤层气井产量分析得出主控因素,通过多层次模糊数学法构建甜层评价体系,在此基础上建立甜点区评价模型并对研究区煤系气开发潜力进行综合评价,得出以下结论:(1)研究区开发煤系为二叠系的太原组8号煤层段和山西组5号煤层段,岩层的岩性主要包含煤、泥岩、碳质泥岩、泥质砂岩、细砂岩、灰岩等。煤系整体在空间上的分布受单斜构造影响朝北西方向倾斜。岩石学特征表现为埋深自南向北逐渐加深,厚度自南向北逐渐变薄,5煤段岩层以泥岩和细砂岩为主,煤岩组合关系主要以泥煤互层、和砂泥互层为主,8煤段岩层以细砂岩、灰岩和泥岩为主,煤岩组合关系主要为:上灰下煤、上灰下泥、上灰下泥和煤。岩体力学特征表现为杨氏模量、剪切模量、抗压强度、抗拉强度、脆性指数和破裂压力等参数在不同类型储层中的数值大小由高到低排序依次为致密岩层、泥页岩层和煤层,而泊松比和临界应变能释放率等参数与前者排序相反,储层的可改造性强弱依次为致密岩层>泥页岩层>煤层。流体力学特征表现为具有较好的含气性,煤层的含气量高,泥页岩和致密岩层同样具有一定的含气量且在煤层附近数值较高,并且含气量随着储层的埋藏深度的增加而增加。含气量和地应力是影响研究区煤层气井产量的主控因素,其他参数与产量之间的联系不明显。(2)甜层评价体系中各类储层的可改造性权重最高,资源丰度其次,可采性所占权重相对较低,其中含气量、地应力差异系数、脆性指数和孔隙压力系数等因素对煤系气开发影响较大占有较高的权重。通过甜层评价体系计算结果划分出甜度值高于0.67者为甜层,甜度值介于0.33与0.67之间者为中间层,甜度值低于0.33者为酸层。以MXQ-01井为例评价出的甜层主要以煤层和泥岩等烃源岩为主,其次为砂岩。甜层中煤层和碳质泥岩的资源条件好,泥岩、泥质砂岩和砂岩的可改造性较强,且甜层普遍具有较好的可采性。而酸层主要为灰岩含水层及其附近突水系数较高的岩层。(3)甜点区的评价值是甜层的甜度与厚度耦合的结果,通过该方法计算得出的评价结果中以煤层气为开发对象的5号煤层甜点区主要位于研究区东部,8号煤层甜点区主要分布在研究区西北、东北以及东部区域;以煤系气为开发对象的5煤段甜点区位于在研究区北部区域,8煤段甜点区位于研究区西部和东部边缘区域。研究区煤系气开发首先应选择5号煤层甜点区的煤层气资源,其次为5煤段甜点区的煤系气资源,最后为8号煤层甜点区的煤层气资源。图20幅,表9个,参考文献64篇。

关键词：煤系气力学地层学特征多层次模糊数学法甜层甜点区

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