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煤岩气：概念、内涵与分类标准

石油勘探与开发 2024年

作者：李国欣张水昌何海清何新兴赵喆牛小兵熊先钺赵群郭绪杰侯雨庭张雷梁坤段晓文赵振宇中国石油天然气股份有限公司中国石油勘探开发研究院中国石油油气和新能源分公司中国石油长庆油田公司中石油煤层气有限责任公司中联煤层气国家工程中心中国石油天然气集团有限公司非常规油气重点实验室

近年来，准噶尔、鄂尔多斯等盆地深层煤岩储层中的天然气勘探开发取得重大突破。针对目前工业界和学术界对这种新类型非常规天然气表述不一致的现状，在前人研究的基础上定义了“煤岩气”概念，并系统对比剖析其赋存状态、运储形式、差... 详细信息

近年来，准噶尔、鄂尔多斯等盆地深层煤岩储层中的天然气勘探开发取得重大突破。针对目前工业界和学术界对这种新类型非常规天然气表述不一致的现状，在前人研究的基础上定义了“煤岩气”概念，并系统对比剖析其赋存状态、运储形式、差异聚集和开发规律。在地质上，煤岩气不同于传统意义上的煤层气，具有游离气与吸附气并存、富含游离气，自生自储-微距运移并可有他源的聚集，煤岩割理裂缝发育、游离气差异富集等特点，埋深超过2000m的深层煤岩气具有“高压力、高温度、高含气、高饱和、高游离”的“5高”地质特征；在开发上，与页岩气、致密气特征相似，人工改善储层连通性后，无需排水降压，高势能游离气弹性驱动产出、压降后吸附气解吸接替，可依靠地层自然能量开采，游离气与吸附气连续接力长周期产气。按照埋深、煤阶、压力系数、储量规模、储量丰度和气井产量等，提出了煤岩气的分类标准和资源/储量估算方法。初步估算埋深超过2 000 m的中国煤岩气地质资源量超过30×1012m3，是国家重要的战略资源。提出鄂尔多斯、四川、准噶尔和渤海湾等盆地是煤岩气的规模富集有利区，梳理了技术与管理挑战并指出攻关方向，为中国煤岩气管理与勘探开发奠定理论、评价和生产实践基础。

关键词：煤岩气煤层气吸附气游离气分类标准储量估算方法

准噶尔盆地白家海凸起侏罗系煤岩气地球化学特征与成因

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天然气地球科学 2024年

作者：项威蒋文龙刘超威韩杨郭文建王韬中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院

准噶尔盆地蕴含丰富的煤岩气资源，其中白家海凸起勘探过程中在侏罗系西山窑组煤层中发现大量的煤岩气，展现出巨大的开发潜力。为进一步厘清准噶尔盆地白家海凸起侏罗系煤层天然气的成因及分布规律，基于白家海凸起CAI61H井以及CT1H井... 详细信息

准噶尔盆地蕴含丰富的煤岩气资源，其中白家海凸起勘探过程中在侏罗系西山窑组煤层中发现大量的煤岩气，展现出巨大的开发潜力。为进一步厘清准噶尔盆地白家海凸起侏罗系煤层天然气的成因及分布规律，基于白家海凸起CAI61H井以及CT1H井所钻遇的侏罗系西山窑组煤岩气的组成特征以及碳同位素的分布特征，与周缘凹陷与凸起钻遇的不同层系的天然气进行对比分析研究。研究表明：白家海凸起侏罗系西山窑组煤岩气与常规自生自储型煤岩气相异，其主要来源为白家海凸起及其周缘凹陷或凸起下伏的石炭系地层，属于他源型煤岩气。其气体来自于石炭系地层烃源岩干酪根的热裂解作用，且其所裂解产生的天然气在白家海凸起侏罗系西山窑组煤层成熟度有所差异，表现出多期次成藏的特征。

关键词：煤岩气他源型煤岩气多期次成藏碳同位素轻烃

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

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中国煤系气形成分布、甜点评价与展望

天然气工业 2024年

作者：刘翰林邹才能尹帅赵群陈艳鹏马锋邓泽东振李士祥李勇郭秋雷蔺嘉昊路冠文关春晓孙粉锦中国石油勘探开发研究院西安石油大学地球科学与工程学院中国石油深圳新能源研究院有限公司中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院中国地质大学(武汉)资源学院中国石油长庆油田公司第三采气厂

为了给中国煤系气勘探开发提供借鉴和参考，基于非常规油气地质学理论及最新研究成果，构建了煤系气甜点区（段）评价方法。研究结果表明：(1)构建了包含4个要素共计15项指标的煤系气地质—工程甜点评价体系，其中的第一个要素是煤系富... 详细信息

为了给中国煤系气勘探开发提供借鉴和参考，基于非常规油气地质学理论及最新研究成果，构建了煤系气甜点区（段）评价方法。研究结果表明：(1)构建了包含4个要素共计15项指标的煤系气地质—工程甜点评价体系，其中的第一个要素是煤系富气甜点地质参数，应重点评价煤系储层性质及地质力学层变形演化、规模及保存条件；(2)第二个要素是互层性煤系气渗流能力，要深刻揭示煤系气成藏模式、游离气与吸附气动态转换、天然裂缝发育特征、互层结构跨层渗流及复合断裂系统渗流异质性等；(3)第三个要素是含气量预测，应构建适合高频旋回互层结构煤系且与产能释放能力相匹配的含气量评价模型，准确评估煤系气资源量；(4)第四个要素是煤系合压储层改造，要重点评价岩石力学属性、地应力及脆性，结合动态监测技术优化合压效果，形成四维压裂技术方案；(5)煤系气甜点优选应综合考虑烃源性、储集性、含气性、保存性、成缝性、储改性和经济性。中国煤系气未来的发展趋势：(1)深层煤层气及铝土岩气将成为煤系气勘探开发的新对象、新方向；(2)深部煤系非常规天然气聚集成藏理论逐步形成；(3)强化多尺度孔缝表征、跨层渗流、合压增透、数智化新型天然气工厂排采模式等方面的研究；(4)联合多学科持续开展各类煤系气资源甜点综合评价，以助力煤系气勘探开发向深部进军。

关键词：煤系气煤岩气甜点评价要素地质参数渗流能力含气性评价合压储层改造

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煤层气有关术语辨析

中国矿业大学学报 2024年

作者：傅雪海康俊强陈义林段超超卢杰林张宝鑫中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室

在煤层气勘探开发报告、文章及新闻报道中时常出现诸如“煤岩气”“煤层气藏”“含气量临界深度与深部”“含气量高饱和-超饱和”“低、中、高煤阶煤层气”“可燃基煤层瓦斯含量”等不规范词汇.通过查阅相关标准和教材,对上述术语进行... 详细信息

在煤层气勘探开发报告、文章及新闻报道中时常出现诸如“煤岩气”“煤层气藏”“含气量临界深度与深部”“含气量高饱和-超饱和”“低、中、高煤阶煤层气”“可燃基煤层瓦斯含量”等不规范词汇.通过查阅相关标准和教材,对上述术语进行了辨析.认为煤层气是以甲烷为主的烃类气体,不存在“低、中、高煤阶煤层气”;“煤岩气”“煤层瓦斯”实际就是煤层气;煤层气为连续型非常规天然气,没有明显的圈闭,浮力、水动力不起主导作用,不存在真正意义上的气、水界面和遮挡条件,存在富集区或“甜点区”;吸附气含量存在转换深度,含气量不一定存在转换深度;煤储层的深部以地应力临界深度划分较为科学,一是煤储层力学状态发生了改变,二是煤储层压裂裂缝展布方向发生了变化;吸附气饱和度不能代表含气饱和度,浅部低阶煤储层水溶气、游离气占比分别随平衡水分含量、孔隙度增加呈指数形式增大;挥发分和灰分是煤中的原始组分在特定条件下的转化产物,不能称之为挥发分含量和灰分含量,只能称为挥发分产率和灰分产率.研究成果对规范煤层气术语和相态含气量分析均具有指导意义.

关键词：煤层气煤岩气煤层气藏含气饱和度转换深度基准

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吐哈盆地台北凹陷侏罗系煤系全油气系统特征

石油勘探与开发 2024年第3期51卷 453-466页

作者：支东明李建忠杨帆陈旋武超王波张华胡军靳继坤中国石油吐哈油田公司新疆哈密839009 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油杭州地质研究院杭州310023

基于吐哈盆地中下侏罗统近源勘探最新成果,以全油气系统理念和思路重新认识台北凹陷侏罗系水西沟群烃源岩、储层条件和生储盖组合,深入解析煤系全油气系统。结果表明:(1)水西沟群八道湾组、西山窑组煤系烃源岩和三工河组泥质烃源岩表现... 详细信息

基于吐哈盆地中下侏罗统近源勘探最新成果,以全油气系统理念和思路重新认识台北凹陷侏罗系水西沟群烃源岩、储层条件和生储盖组合,深入解析煤系全油气系统。结果表明:(1)水西沟群八道湾组、西山窑组煤系烃源岩和三工河组泥质烃源岩表现为长时间生烃、具有多个生烃高峰和油气兼生的特点,为侏罗系煤系全油气系统提供充足的油气来源;(2)多期浅水辫状河三角洲—浅湖沉积为斜坡区、洼陷区发育常规砂岩、致密砂岩、煤岩、泥页岩等多类型储层,为油气成藏聚集提供多种储集空间;(3)3期油气充注与构造演化、多类型储层有效配置,形成常规-非常规油气序次成藏聚集的特点,从构造高部位到洼陷区发育远源常规构造油气藏、构造-岩性油气藏,近源低饱和度构造-岩性油气藏和源内致密砂岩气聚集、煤岩储层气、页岩油等类型油气聚集。其中,源内致密砂岩气、煤岩气是当前勘探拓展的重点领域,洼陷区页岩油气值得未来探索研究。煤系全油气系统新认识将进一步丰富完善全油气系统地质理论,为吐哈盆地油气资源的整体勘探部署提供新思路。

关键词：吐哈盆地台北凹陷中下侏罗统全油气系统煤系致密油气煤岩气页岩油

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JN1H井煤岩气长水平段钻井井壁稳定技术

钻井液与完井液 2023年第3期40卷 356-362页

作者：王在明陈金霞沈园园朱宽亮李战伟侯怡邓威中国石油冀东油田分公司钻采工艺研究院河北唐山063000

针对鄂尔多斯东缘本溪组8#煤层长水平段钻完井过程中井壁易失稳、井眼延伸难度大的问题,开展了煤岩气钻井井壁稳定技术研究。对可能钻遇的顶板碳质泥岩、夹矸、上部煤层和下部煤层等岩心,开展了X-衍射、电镜扫描、CT扫描、三轴力学等相... 详细信息

针对鄂尔多斯东缘本溪组8#煤层长水平段钻完井过程中井壁易失稳、井眼延伸难度大的问题,开展了煤岩气钻井井壁稳定技术研究。对可能钻遇的顶板碳质泥岩、夹矸、上部煤层和下部煤层等岩心,开展了X-衍射、电镜扫描、CT扫描、三轴力学等相关实验。实验表明,非煤层黏土矿物含量在35%以上,主要由高岭石和伊利石组成,只含不到5%的伊蒙混层,煤层的黏土矿物含量在10%~18%之间,以高岭石为主,含25%左右的伊蒙混层;岩心裂缝宽度范围在25~1000 μm之间,主要分布在25、40、64、100、160、250、400 μm几个数值附近;最大坍塌压力当量密度是1.36g/cm^(3),在中下部煤层位置;从“封堵防塌、井眼清洁、润滑防卡”三个方面设计了钻井液配方,评价结果表明,中压滤失量为1.6 mL,高温高压(70℃)滤失量为4.4 mL,400 mD、100 D砂盘PPT滤失量小于15 mL,表明配方具有良好的封堵性能。井壁稳定技术在JN1H井进行了现场应用,完成2019 m水平段施工,钻完井周期为28.25 d,钻完井过程顺利,实现了煤岩气长水平段钻井井壁稳定。

关键词：煤岩气长水平段井眼稳定封堵钻井液

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煤岩气水平井地震地质工程一体化研究

煤岩气水平井地震地质工程一体化研究

第二届中国石油物探学术年会

作者：崔晓杰李斐张盟勃王永刚倪娜

基于三维地震资料横向分辨率高、所含信息丰富的优势,结合鄂尔多斯盆地深层煤岩地质控制因素及压裂需求,文中形成了基于地震角度出发的深层煤岩气水平井"三优两准,两快一广"地震地质工程一体化支撑方法。实践表明:地震对于深层煤岩气水... 详细信息

基于三维地震资料横向分辨率高、所含信息丰富的优势,结合鄂尔多斯盆地深层煤岩地质控制因素及压裂需求,文中形成了基于地震角度出发的深层煤岩气水平井"三优两准,两快一广"地震地质工程一体化支撑方法。实践表明:地震对于深层煤岩气水平井"部署-入靶-导向-压裂"的一体化支撑,注重各专业学科融合,提高了预测精准度、工程实施符合度。该方法在鄂尔多斯盆地深层煤岩气水平井实施中取得良好的应用效果,煤岩气水平井煤岩钻遇率达90%以上,保障了煤岩气增储上产工作的顺利开展,此地震地质工程一体化方法对今后地震在煤岩气领域作用的发挥有重要的指导意义。

关键词：地震地质工程煤岩气水平井一体化

来源： cnki会议评论

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鄂尔多斯盆地深层煤岩气水平井安全钻井技术

石化技术 2024年第6期31卷 295-297页

作者：韩成福牛逵刘振郭百利胡祖彪张延兵川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司陕西西安710018 川庆钻探工程有限公司长庆指挥部陕西西安710018

鄂尔多斯盆地苏里格区块本溪组8#煤层夹矸发育,使煤层结构复杂化,给煤岩气水平井安全钻进带来很大困难。对比施工情况,通过地质导向避免进入夹矸,以及研究在夹矸中安全钻进是煤岩气水平井安全施工必须攻克的难题。在分析煤矸石特性的基... 详细信息

鄂尔多斯盆地苏里格区块本溪组8#煤层夹矸发育,使煤层结构复杂化,给煤岩气水平井安全钻进带来很大困难。对比施工情况,通过地质导向避免进入夹矸,以及研究在夹矸中安全钻进是煤岩气水平井安全施工必须攻克的难题。在分析煤矸石特性的基础上,梳理水平段钻遇煤矸石的难点,综合考虑物理防塌和化学抑制等因素,结合工程技术措施,给出钻遇煤矸石的针对性措施及建议,为煤岩气水平井安全高效施工提供参考。

关键词：煤岩气煤矸石水平井封堵性抑制性

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