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鄂尔多斯盆地东缘临兴中区煤系气富集地质条件及成藏模式

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天然气工业 2022年第11期42卷 25-36页

作者：蔡益栋高国森刘大锰邱峰中国地质大学(北京)能源学院非常规天然气地质评价与开发北京市重点实验室

鄂尔多斯盆地东缘临兴区块中部(以下简称临兴中区)含煤岩系分布范围广、厚度大及有机质热成熟度高,是极具潜力的煤系气勘探目标。但是,对煤系气储层地质条件及富集成藏机制认识不清制约了该地区煤系气的高效勘探。为此,在对临兴中区煤... 详细信息

鄂尔多斯盆地东缘临兴区块中部(以下简称临兴中区)含煤岩系分布范围广、厚度大及有机质热成熟度高,是极具潜力的煤系气勘探目标。但是,对煤系气储层地质条件及富集成藏机制认识不清制约了该地区煤系气的高效勘探。为此,在对临兴中区煤系气生储盖特征分析的基础之上,结合煤系储层含气性特征,剖析了煤系气的分布特征及其共生关系,综合构造、岩浆热作用、沉积和水动力等控制因素,探讨了该区煤系气的成藏模式。研究结果表明:①充足的气源供应、相互叠置煤系储层的广泛分布以及良好的盖层条件为临兴中区煤系气的富集成藏提供了基础条件;②受构造特征和含气性特征的影响,煤系气分布可划分为3个区带,其中紫金山隆起区以煤层气自生自储为主,环紫金山向斜区以煤层气、致密砂岩气、页岩气三气自生共储为主,平缓构造区以煤层气、致密砂岩气两气自生共储为主;③构造演化、岩浆活动、沉积地质及水文地质等因素对临兴中区煤系气富集成藏均有影响。结论认为,研究区煤系气成藏类型主要为岩浆热侵—断层逸散型、向斜—水动力封堵型和岩性—水动力封堵型,研究成果为该区煤系气的精细勘探指明了方向。

关键词：鄂尔多斯盆地临兴中区二叠系石炭系煤系气储层地质富集特征成藏模式

煤成气多层系富集机制与全含气系统模式--以鄂尔多斯盆地东缘临兴区块为例

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天然气工业 2022年第6期42卷 52-64页

作者：李勇吴鹏高计县杜佳吴见麻振涛陈建奇中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京市100083 中联煤层气有限责任公司

鄂尔多斯盆地发育以煤成气为主要气源的多层系常规和非常规含气系统,不断在新区、新层系、新类型和新领域中取得勘探突破。为了进一步提升盆地油气勘探效率,重新认识油气地质理论,在系统剖析盆地东缘临兴区块下古生界、上古生界和中生... 详细信息

鄂尔多斯盆地发育以煤成气为主要气源的多层系常规和非常规含气系统,不断在新区、新层系、新类型和新领域中取得勘探突破。为了进一步提升盆地油气勘探效率,重新认识油气地质理论,在系统剖析盆地东缘临兴区块下古生界、上古生界和中生界含气层系分布规律基础上,探讨奥陶系—三叠系的含气序列,刻画了多层含气系统形成条件及富集特征,揭示了煤成气在源岩层系滞留、源外层系富集的成藏过程,并建立了全含气系统模式。研究结果表明:①研究区发育煤系烃源岩主控的石炭系—二叠系连续型煤层气、页岩气、铝土岩天然气和准连续型致密砂岩气,圈闭条件主控的不连续型三叠系岩性—构造气藏,输导条件主控的奥陶系马家沟组碳酸盐岩气藏;②多层系气藏垂向叠置分布,形成煤系及其上覆下伏层系全含气系统,该系统受沉积、储层和输导体系等综合控制,发育连续型、堆叠型、侧叠型、孤立型等含气层;③全含气系统形成的基础是煤系生烃持续充注,核心是天然气“生—运—聚—散”动态变化,体现为常规构造—岩性气藏和非常规连续型气藏有序共生、垂向叠置,需要立体勘探开发。结论认为:①盆地天然气勘探应从源储耦合、有序聚集的视角寻找煤系及其上覆下伏地层的滞留气、近距离充注气和远距离运移气,以期实现多层系、多类型天然气有效开发;②研究成果有效指导了临兴区块天然气立体开发,为鄂尔多斯盆地和其他含煤盆地天然气持续勘探提供了参考。

关键词：煤系气连续型天然气煤系非常规天然气全含气系统富集机制立体勘探鄂尔多斯盆地

废弃工作面各区带煤/岩层孔裂隙模拟及煤系气资源评价

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废弃工作面各区带煤/岩层孔裂隙模拟及煤系气资源评价

作者：程鸣中国矿业大学

学位级别：硕士

煤矿工作面废弃后,上覆下伏岩层中仍分布有大量的煤系气资源。为了研究废弃工作面各区带煤/岩层孔裂隙发育特征,估算废弃工作面煤系气资源量,本次以山西晋城矿区岳城煤矿1302废弃工作面为例,基于数值模拟研究,划分了煤系气储存空间各区... 详细信息

煤矿工作面废弃后,上覆下伏岩层中仍分布有大量的煤系气资源。为了研究废弃工作面各区带煤/岩层孔裂隙发育特征,估算废弃工作面煤系气资源量,本次以山西晋城矿区岳城煤矿1302废弃工作面为例,基于数值模拟研究,划分了煤系气储存空间各区带范围,物理模拟研究了各区带煤、泥页岩和砂岩的孔裂隙特征,通过对原煤/岩和破裂煤/岩进行高压压汞分析,对比分析了原煤/岩和碎裂煤/岩的孔隙特征的差异性,提出了废弃工作面不同区带煤系气资源量的计算模型,评价了岳城煤矿1302废弃工作面煤系气资源量。研究结果表明:(1)废弃工作面煤系气储气空间可划分为应力集中区(Ⅰ区)、穿层裂隙发育区(Ⅱ区)、离层裂隙发育区(Ⅲ区)、重新压实区(Ⅳ区)和底板裂隙区(Ⅴ区)五个区带;(2)不同区带煤、泥页岩和砂岩的孔裂隙特征不同,其中Ⅱ区穿层裂隙发育程度最高,煤系气渗透性最好,是废弃工作面煤系气资源开发的潜力区;(3)煤、泥页岩和砂岩初始孔隙度比值为1:0.66:0.57,孔裂隙弹性形变的压缩系数比值为1:0.36:0.5,煤、泥页岩和砂岩碎裂后的孔隙体积均不同程度地减小,平均孔隙度衰减率比为1:0.49:0.67;(4)废弃工作面煤系气资源评价流程划分为地质背景及矿井资料调查、评价模型选取、影响区区带划分及体积计算、关键参数获取和资源评价及验证5个阶段;(5)采用“直接加法”计算模型估算了岳城煤矿1302废弃工作面煤系气资源总量为1.15×10m,I、II、III、IV和V区占比分别为0.74:0.11:0.03:0.03:0.09,具有较大的开发潜力。论文研究成果对于废弃工作面各区带煤/岩层孔裂隙发育特征分析及煤系气资源评价具有指导作用。该论文有图44幅,表16个,参考文献150篇。

关键词：煤系气废弃工作面区带孔裂隙资源量岳城煤矿

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贵州省煤系气成藏条件及勘探方向

天然气地球科学 2022年第5期33卷 799-806页

作者：高为易同生颜智华金军贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心贵州贵阳550008 贵州省煤田地质局贵州贵阳550008 贵州省煤田地质局159队贵州盘州561600

基于近年来的勘探认识,阐述了贵州省煤系气主要发育层系的基本特征,研究了主要层系的煤系气成藏地质条件,分析了不同层系的煤系气勘探潜力。结果表明:二叠系龙潭组和石炭系旧司组是贵州煤系气勘探研究的主要层系。龙潭组广泛发育薄至中... 详细信息

基于近年来的勘探认识,阐述了贵州省煤系气主要发育层系的基本特征,研究了主要层系的煤系气成藏地质条件,分析了不同层系的煤系气勘探潜力。结果表明:二叠系龙潭组和石炭系旧司组是贵州煤系气勘探研究的主要层系。龙潭组广泛发育薄至中厚煤层群,煤阶较高,煤层含气性远高于非煤层,烃源岩空间展布不稳定;不同岩性储层物性差异显著,三角洲相砂岩和泥页岩脆性较弱,潮坪—潟湖相砂岩和泥页岩具有较好脆性;垂向叠置含气系统发育,有利区段优选及合层改造难度较大,合采兼容性问题突出。龙潭组主要发育“源储一体型”独立煤层气藏、“源储紧邻型”煤系气(煤层气+煤系页岩气+煤系致密砂岩气)组合气藏2种主要类型,2种次要气藏类型为“源储一体型”煤系“两气”(煤层气+煤系页岩气)组合气藏、“下生上储型”煤系“两气”(煤层气+煤系致密砂岩气)组合气藏。旧司组发育以页岩为主、薄煤层交互且沉积厚度较大的中等富气储层,各类储集层含气性和脆性中等,均质性相对较好,有利于合层改造,主要发育“源储一体型”独立煤系页岩气藏和“源储一体型”煤系“两气”(煤系页岩气+煤层气)组合气藏2类气藏类型。

关键词：贵州省煤系气煤层气成藏特征气藏类型综合勘探开发

煤-砂岩复合储层煤系气渗流模型及数值模拟研究

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矿业研究与开发 2019年第4期39卷 43-47页

作者：李立功康天合张晓雨郭俊庆太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024

煤系气在复合储层中的渗流比单一储层复杂的多,目前煤系气渗流模型及规律的研究主要以单一储层为主,对煤系气在复合储层中的渗流模型及渗流规律研究较少。据此,建立煤-砂岩复合储层煤系气合采渗流模型,并采用COMSOL数值模拟软件对建立... 详细信息

煤系气在复合储层中的渗流比单一储层复杂的多,目前煤系气渗流模型及规律的研究主要以单一储层为主,对煤系气在复合储层中的渗流模型及渗流规律研究较少。据此,建立煤-砂岩复合储层煤系气合采渗流模型,并采用COMSOL数值模拟软件对建立的数学模型进行了数值求解;比较有无层间窜流时煤-砂岩复合储层煤系气合采储层压力变化规律。模拟结果显示:层间窜流的存在对煤层和砂岩层储层压力变化情况均有明显影响。在近井筒区域,煤系气由砂岩层向煤层窜流,考虑层间窜流后煤层储层压力下降幅度较不考虑有明显减小,砂岩层储层压力较不考虑明显增大;在远井筒区域,煤系气由煤层向砂岩层窜流,考虑层间窜流后煤层储层压力较不考虑有明显减小,砂岩层储层压力较不考虑时有明显增大。建立的煤-砂岩复合储层煤系气合采渗流模型为研究煤系气合采问题奠定基础,具有重要的理论价值。

关键词：复合储层煤系气渗流模型层间窜流数值模拟

孤北地区石炭-二叠系煤系气储层物性特征分析

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中国煤炭地质 2020年第11期32卷 6-9,39页

作者：穆瑞峰王平丽徐春华赵永福刘海燕刘莹山东科技大学山东青岛266590 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司油气勘探管理中心山东东营257000

孤北地区煤系气产量丰富,储层类型多样,是济阳坳陷深层天然气较为富集的地区之一。基于碎屑岩粒度分析、岩心常规分析、连井剖面分析等方法,通过对孤北地区储层岩性特征与分布、孔隙度与渗透率、埋深、粒度中值以及煤系气聚集的地质基... 详细信息

孤北地区煤系气产量丰富,储层类型多样,是济阳坳陷深层天然气较为富集的地区之一。基于碎屑岩粒度分析、岩心常规分析、连井剖面分析等方法,通过对孤北地区储层岩性特征与分布、孔隙度与渗透率、埋深、粒度中值以及煤系气聚集的地质基础等研究,利用济阳坳陷孤北地区孤北古1、孤北古2、孤北古3井等相关资料,阐述孤北地区储层物性特征。结果表明:孤北地区石炭-二叠系平均孔隙度为8.6%,平均渗透率为0.7×10^-3μm^2,为特低孔低渗型储层;主要储集层为二叠系上石盒子组奎山段、万山段、下石盒子组,山西组砂岩,其中奎山段储层最优。

关键词：石炭-二叠系储层物性煤系气孤北地区

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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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

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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煤层气封闭体系及其与煤层气富集的关系

天然气工业 2016年第10期36卷 19-27页

作者：欧阳永林孙斌王勃田文广赵洋曹海霄中国石油勘探开发研究院廊坊分院中国石油大学(华东)石油工程学院

研究封闭体系对煤层气富集的控制作用对于指导煤层气勘探开发具有重要的意义。为此,分析了煤层气富集与封隔层(包括区域盖层、区域底板和直接顶底板)、后期构造调整、地层产状等地质要素的关系,结果发现具有区域性泥岩盖层及底板分布稳... 详细信息

研究封闭体系对煤层气富集的控制作用对于指导煤层气勘探开发具有重要的意义。为此,分析了煤层气富集与封隔层(包括区域盖层、区域底板和直接顶底板)、后期构造调整、地层产状等地质要素的关系,结果发现具有区域性泥岩盖层及底板分布稳定、成藏期后构造抬升—回返幅度小,地层平缓且处于均势状态的地区煤层气易于富集。进一步结合多年来国内外煤层气的勘探开发实践,提出了封闭体系的概念,即具有阻止气体向上、下运移的封盖层和侧向稳定带组成的地质单元,在封闭体系环境中不仅煤层气富集,而且煤系气也可以富集成藏。最后根据煤层(系)气的封闭体系要素配置关系,划分了"三明治"式煤层气藏、煤层气—砂岩气共生气藏及煤成砂岩气藏等3种气藏类型,提出了煤层气勘探思路应由单纯的煤层气勘探向煤层气与煤系气立体勘探的方向转变,同时建立了煤层(系)气地质选区评价指标体系,指出在准噶尔盆地与鄂尔多斯盆地东缘开展煤层气与煤系气立体勘探有可能取得良好的应用效果。

关键词：煤层气煤系气富集封闭体系封隔层区域盖层顶底板断层平缓地层立体勘探

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煤层气合采地质研究进展述评

煤田地质与勘探 2022年第3期50卷 42-57页

作者：郭晨秦勇易同生马东民王生全师庆民鲍园陈跃乔军伟卢玲玲西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室陕西西安710054 西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院陕西西安710054 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 贵州省煤田地质局贵州贵阳550008 中国煤炭地质总局航测遥感局陕西西安710199

煤层气合采是提高多煤层区煤层气开发效率的重要途径,但成藏作用的特殊性决定合采方式与产能效果复杂多变,高效开发面临较大挑战。我国煤层气地质工作者围绕多煤层煤层气成藏与合采可行性开展大量基础研究与工程实践,取得丰富的阶段性成... 详细信息

煤层气合采是提高多煤层区煤层气开发效率的重要途径,但成藏作用的特殊性决定合采方式与产能效果复杂多变,高效开发面临较大挑战。我国煤层气地质工作者围绕多煤层煤层气成藏与合采可行性开展大量基础研究与工程实践,取得丰富的阶段性成果,为深化煤层气开发地质理论、推动产业发展提供有力支撑。从叠置煤层气系统成藏机理、合采地质约束条件、合采可行性判识方法、合采储层伤害4个方面,系统分析评述我国煤层气合采地质领域的最新研究进展,以期为后续研究开展、工程实施与产业建设提供参考。主要认识可概括为:(1)深化了叠置煤层气系统成藏的层序控气机理以及成岩作用与地应力的后期改造效应;构建了煤系地下水环境化学封闭指数,为判识含气系统叠置性及流体动力条件提供了新的参数,结合流体压力剖面识别出3类含气系统叠置地质模式(增长型、衰减型和稳定型);进一步将叠置煤层气系统理念扩展到煤系气范畴,提出煤系复合储层叠置含气系统“共采兼容性”理论与方法体系,并应用于煤系气合采先导示范工程,取得初步应用成效;(2)华北石炭-二叠系(太原-山西组)与黔西-滇东上二叠统(长兴-龙潭组)是煤层气合采研究与工程实践的热点区域(层域),压力系统及渗透性差异是合采中最受关注的地质因素。华北山西组、太原组的水动力系统与供液能力差异是制约合采效果的重要因素,黔西-滇东地区合采煤层的最大层间跨度、累计煤厚、煤体结构受到更多关注,表层水干扰是制约织金区块煤层气合采效率的关键;(3)产能分析、物理模拟、数值模拟、产出水地球化学分析是煤层气合采可行性与干扰判识的重要方法,提出了基于产出水地球化学解析合采井产出水源和判识干扰程度的基本思路、技术图版和评价流程及基于产能曲线分峰剥离的产层贡献分析方法,技术方法的不断成熟、创新为煤层气合采方案、工艺优化与效率提升提供了有力支撑;(4)煤层气合采对地质条件与工程扰动更为敏感,易诱发储层伤害,涉及产层暴露诱发的贾敏效应与气锁伤害,压力系统与渗透性差异诱发的应力与速度敏感伤害。均一化储层改造、分压力系统开采(分时间或分空间)、精细化排采设计与管控是降低储层伤害的有效途径。

关键词：煤层气合采地质研究进展叠置含气系统干扰判识储层伤害产出水煤系气