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鄂尔多斯盆地东部上石炭统铝土岩系储集层特征及形成模式

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石油勘探与开发 2024年第1期51卷 39-47页

作者：李勇王壮森邵龙义弓嘉勋吴鹏中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中联煤层气有限责任公司北京100011

基于岩心观察、岩石薄片、X射线衍射、扫描电镜、低温气体吸附和等温吸附等实验,分析鄂尔多斯盆地东部上石炭统铝土岩系岩性和孔隙特征,以揭示铝土岩系储集层形成演化过程。研究表明:(1)提出以铝的氢氧化物、铁矿物和黏土矿物三单元的... 详细信息

基于岩心观察、岩石薄片、X射线衍射、扫描电镜、低温气体吸附和等温吸附等实验,分析鄂尔多斯盆地东部上石炭统铝土岩系岩性和孔隙特征,以揭示铝土岩系储集层形成演化过程。研究表明:(1)提出以铝的氢氧化物、铁矿物和黏土矿物三单元的铝土岩系岩石学命名分类方案;(2)铝质泥岩产状主要为致密块状和碎屑状,(泥质)铝土岩多呈致密块状、豆状、鲕状、多孔土状和碎屑状,溶蚀孔、晶间孔和微裂缝是主要储气空间,孔隙度一般小于10%,以介孔为主;(3)华北地区铝土岩系纵向上总体上可分为5段,即铁岩(山西式铁矿,A段)、铝质泥岩(B段)、铝土岩(C段)、铝质泥岩(含碎屑)(D段)和暗色泥岩-煤岩段(E段);(4)在岩溶平台、缓坡和洼地分别发育潜穴/漏斗状、透镜状、层状/块状铝土岩沉积,岩溶平台及缓坡处有利于地表水淋滤,岩溶改造作用强,孔隙发育,储集层厚度大且物性好,但连贯性差,低洼处物性较差但储集层相对连续稳定。铝土岩天然气富集受源岩-储集层-裂缝综合控制,相关认识可为该层段和类似铝土岩系天然气勘探开发提供地质依据。

关键词：华北克拉通鄂尔多斯盆地东部上石炭统铝土岩系储集层特征形成模式天然气成藏

煤层结构数字井筒反演及有机质丰度评价方法实践

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特种油气藏 2024年

作者：黄红星杨秀春陈国辉朱文涛师斌斌何睿赵浩阳中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司中国石油煤层气有限责任公司北京润泽创新科技有限公司

煤层气是典型的自生自储型气藏类型之一，甲烷气体主要由煤层中有机碳热演化生成并大量吸附于孔隙表面，有机成分含量对于煤层生气及储气能力十分重要。但煤层气储层结构复杂，有机煤岩组分结构和无机夹矸层交互叠置发育，层内非均质性... 详细信息

煤层气是典型的自生自储型气藏类型之一，甲烷气体主要由煤层中有机碳热演化生成并大量吸附于孔隙表面，有机成分含量对于煤层生气及储气能力十分重要。但煤层气储层结构复杂，有机煤岩组分结构和无机夹矸层交互叠置发育，层内非均质性强，单井纵向煤层结构可视化难度大，制约了煤层气单井有机质丰度评价及高效开发。全直径CT扫描是近年来针对大尺度岩心的一种重要实验技术，应用该技术扫描得到的煤岩灰度值与其构成关系密切，灰度值越高则煤岩灰分、密度以及矿物含量越高，反之则越低。以大宁—吉县区块目的煤层为研究对象，通过全直径CT扫描技术与测井解释技术相结合，探究了岩石灰度与伽马、密度以及声波时差等测井数据的关系，建立了煤层结构数字井筒反演数学模型，并结合灰度与有机组分的关系，提出了全直径CT扫描单井有机质丰度评价方法。将研究区A1井反演获得纵截面与全直径CT扫描真实灰度截面对比，二者相似度高，反演灰度值与CT真实灰度值散点图分布规律一致，表明反演模型能够有效反映煤层内部非均质性结构变化。数字井筒反演及有机质丰度评价方法可为研究区煤层气井压裂选段及产能预测提供有力的技术支撑。

关键词：煤层气全直径CT扫描测井解释数字井筒单井有机质丰度

大宁-吉县区块深部煤层气井排采制度研究与实践

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煤炭学报 2024年

作者：陈明王大猛余莉珠孙俊义冯鑫张康古现锋王立伟尹泽松张欢中石油煤层气有限责任公司临汾分公司

与中浅层煤层气相比，深部煤层气在赋存方式、产气机理、举升工艺等方面存在较大不同。排采作为煤层气开发过程中的重要一环，直接影响投产后深部煤层气井的产气效果，探究与其相适应的精细化排采制度十分必要。基于大宁-吉县区块地质... 详细信息

与中浅层煤层气相比，深部煤层气在赋存方式、产气机理、举升工艺等方面存在较大不同。排采作为煤层气开发过程中的重要一环，直接影响投产后深部煤层气井的产气效果，探究与其相适应的精细化排采制度十分必要。基于大宁-吉县区块地质条件与储层物性分析，针对主力产层8#煤开展等温吸附试验，分析深部煤层气含气性和赋存方式；考虑气井生产规律和配套采气工艺，分析先导试验29口深部煤层气井生产动态数据，初步划分深部煤层气井生产阶段，明确了不同阶段主要任务和生产特征；结合“人造气藏”开发理论和气井全生命周期生产制度设计理念，整体将气井全生命周期划分为5个生产阶段，探索形成了1套标准模板；开展现场试验，按照设计的精细化排采制度进行生产，评价深部煤层气井排采制度适用性。研究结果表明：（1）8#煤层整体发育稳定，煤体结构为原生结构煤，等温吸附实验显示兰氏体积普遍大于20 m3/t，兰氏压力大于2.8 MPa，深部煤层气储层含气饱和度较中浅层增加29.6%，以饱和-过饱和赋存状态为主，游离气占比可达20%～30%；（2）利用煤岩兰氏曲线及曲率变化、弯曲情况，得到大宁-吉县区块8#煤启动压力、转折压力、敏感压力分别为8～10 MPa、5～7 MPa和2～3 MPa，进一步通过29口气井生产动态数据生产时间与水平段长归一化处理，初步认定深部煤层气井目前经历了4个生产阶段，第Ⅰ阶段为压后放喷返排，第Ⅱ阶段主要表现为投产初期快速上产，第Ⅲ阶段主要任务是摸索合理配产，第Ⅳ阶段为产气递减阶段，圈定气井各阶段压力、产气量、产液量、返排率等参数变化范围；（3）依托气井全生命周期生产的客观规律，以控压开采为核心，将深部煤层气井生产阶段划分为5个阶段，分别为返排阶段、上产阶段、稳产阶段、递减阶段和低产阶段，同时量化了各阶段的控制指标与技术界限，因尚未有气井进入低产阶段，低产阶段有待进一步验证；（4）4口试验井平均稳产时间已达360天，远超先导试验井平均水平，首年平均单井产气量增加71.35%，精细化排采制度初步显示出较好的适应性。

关键词：深部煤层气排采制度含气量生产动态储层保护

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煤层顶板间接压裂裂缝扩展机制及影响因素

煤炭科学技术 2024年第2期52卷 171-182页

作者：李勇陈涛马啸天吴翔中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中联煤层气有限责任公司北京100016

碎软低渗煤层在我国普遍发育,制约煤层气单井产气量提高和产业发展。间接压裂是通过在邻近层产生垂直裂缝沟通煤层进而实现煤层有效改造的一种压裂方式,可以有效应对钻井塌陷、煤粉产出、压裂液滤失和煤层厚度薄等不利因素。通过间接压... 详细信息

碎软低渗煤层在我国普遍发育,制约煤层气单井产气量提高和产业发展。间接压裂是通过在邻近层产生垂直裂缝沟通煤层进而实现煤层有效改造的一种压裂方式,可以有效应对钻井塌陷、煤粉产出、压裂液滤失和煤层厚度薄等不利因素。通过间接压裂物理模拟试验和扩展有限元数值模拟分析,揭示煤层顶板间接压裂裂缝扩展影响因素,明确裂缝扩展机制,以期为间接压裂技术提供指导。通过直接压裂煤层和不同起裂位置、垂向应力和施工排量影响下间接压裂试验表明,起裂压力高,更易产生长裂缝,且受原生裂缝影响程度减小;但起裂点距离煤层越远,起裂所需能量越大,高破裂压力会对煤层造成粉碎性破坏;大施工排量下,起裂压力对应升高,起裂时间变短,原生裂缝影响程度变小。考虑地应力、起裂位置、岩石力学和施工排量等参数的数值模拟结果显示,在模型参数设置条件下,最大水平主应力和垂向应力差在煤层与顶板有效应力差>3 MPa、弹性模量差层和岩性组合适合间接压裂,起裂位置距离煤层最优距离为<6 m,施工排量需要根据力学性质、断裂能密度等参数确定最优范围。

关键词：碎软低渗煤层间接压裂储层改造裂缝扩展数值模拟压裂模拟地应力

大宁-吉县区块深层煤层气井间压窜主控因素分析及防治对策研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：陈明孙俊义王立伟余莉珠田浩年王大猛古现锋尹泽松张欢中石油煤层气有限责任公司临汾分公司

随着深层煤层气水平井的规模建产，其井间压窜问题也日益突显，严重影响邻近生产井的正常生产，为了避免与减缓井间压窜事件的发生以及促进压窜井的高效复产，以鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块深层煤层气水平井为研究对象，系统开展井... 详细信息

随着深层煤层气水平井的规模建产，其井间压窜问题也日益突显，严重影响邻近生产井的正常生产，为了避免与减缓井间压窜事件的发生以及促进压窜井的高效复产，以鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块深层煤层气水平井为研究对象，系统开展井间压窜评估。首先，依据压窜井压窜前后的产气、产液、氯离子浓度等生产及实验参数变化特征，建立井间压窜影响程度的量化指标，将其压窜影响程度按由弱至强划分为3级，依次为Ⅰ（弱干扰）、Ⅱ（中等干扰）、Ⅲ（强干扰）。然后，基于大宁-吉县区块客观地质条件和开发生产实践认识，运用多因素的灰色关联分析法，评价了开发部署（井间距离、水平段位置、垂深）、地质（天然裂缝强度）、工程（平均单簇用液规模、射孔簇数、单段用液规模、施工排量）、排采（母井生产时间）等4大类9小项影响因素，最终确定井间距离、母井生产时间、平均单簇用液规模、天然裂缝为大宁-吉县区块深层煤层气水平井压窜的主要控制因素，并基于此形成了对应的预防对策。最后，基于井间压窜影响程度的强弱及压窜主控因素分析，按照压窜井由弱至强的排液需求，从而针对性、差异化的形成了常规排液、强排措施、连油分段排液、更换采气工艺等4类高效复产措施。现场试验表明，该研究成果对大宁-吉县区块深层煤层气减小井间压窜及高效复产具有重要的指导意义。

关键词：深层煤层气大宁-吉县区块压窜分级分类灰色关联防治对策

鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气开发先导试验效果与启示

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煤田地质与勘探 2024年第2期52卷 1-12页

作者：聂志宏徐凤银时小松熊先钺宋伟张雷刘莹孙伟冯延青刘世瑞闫霞孙潇逸吴满生中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095 中国石油学会北京100724 中石油煤层气有限责任公司北京100028 中国石油天然气股份有限公司青海油田分公司甘肃敦煌736202

鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块深部煤层气勘探开发取得突破对煤层气产业带来重大影响,引起业内广泛关注和跟进。前期一些学者对深部煤层气勘探开发理论技术难点与对策开展了研究,但缺乏对典型气田开发先导试验系统总结。通过深入剖析... 详细信息

鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块深部煤层气勘探开发取得突破对煤层气产业带来重大影响,引起业内广泛关注和跟进。前期一些学者对深部煤层气勘探开发理论技术难点与对策开展了研究,但缺乏对典型气田开发先导试验系统总结。通过深入剖析深部煤层气地质特征与效益开发难点,总结大宁-吉县区块开发先导试验项目取得的进展和成效,明确开发规律并提出效益开发对策。结果表明:(1)深部煤层具有广覆式发育、含气性好、游离气含量高、保存条件好、煤体结构好、脆性指数高、顶底板封盖性强等地质特征,但微构造发育、渗透性极差、矿化度高等因素制约了深部煤层气效益开发;(2)不同地质条件下气井生产特征差异较大,通过先导试验落实气井产能和适应性开发技术对策,采用滚动开发模式可有效降低煤层强非均质性带来的开发风险;(3)开展地质-工程一体化井网优化设计,构建井网与缝网高度弥合的人造气藏,可实现资源动用和采收率最大化;(4)“长水平段+多段多簇+大砂量”的大规模、大排量极限体积压裂技术可增大有效改造体积和井控储量,大幅提高单井产量;(5)深部煤层气井具有“见气时间短、上产速度快、初期产量高、递减快”的生产特征,可实现短期快速规模上产,但气田长期稳产需持续新井投入;(6)前期开发成本偏高,实现效益开发需不断提高工程作业效率、降低开发成本。综合认为,深部煤层气资源品质好,可动用性强,具备快速推广复制条件,大宁-吉县区块深部煤层气开发实践可为国内其他区块深部煤层气规模动用提供技术借鉴,对加快深部煤层气规模勘探开发具有重要意义。

关键词：鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块深部煤层气先导试验开发规律极限体积压裂技术

书写陆地非常规天然气壮丽篇章——中联煤层气有限责任公司晋城分公司发展纪实

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中国电业与能源 2022年第4期 84-85页

作者：秦培尧王兵杰中联煤层气有限责任公司

这是一个企业的故事,也是一群人的故事,更是中国油气开发者们共同的故事。时间回溯到1996年,专营煤层气勘探、开发和生产的中联煤层气有限责任公司(以下简称“中联公司”)成立,此时的中国煤层气勘探开发未有先例,一切都要从零开始摸索... 详细信息

这是一个企业的故事,也是一群人的故事,更是中国油气开发者们共同的故事。时间回溯到1996年,专营煤层气勘探、开发和生产的中联煤层气有限责任公司(以下简称“中联公司”)成立,此时的中国煤层气勘探开发未有先例,一切都要从零开始摸索。山西太行山脉上的沁水盆地蕴藏着丰富的煤炭资源和煤层气资源,为了开发这里的煤层气,中联公司成立了晋城分公司,沁水盆地南部就成了中国煤层气开发的前哨站,也成为中联公司煤层气开发的主战场。

关键词：中联非常规天然气从零开始煤层气开发煤炭资源煤层气勘探煤层气资源开发者

大宁—吉县区块深层煤岩气赋存产气特征与储量估算方法指标探讨

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中国石油勘探 2024年第4期29卷 142-155页

作者：李明宅曹毅民丁蓉邓泽蒋轲李永洲姚晓莉侯淞译惠卉孙晓光伊伟孙潇逸曹昕欣中石油煤层气有限责任公司中国石油勘探开发研究院中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司

深层煤岩气是煤层气勘探新领域,如何科学地估算深层煤岩气储量成为面临的新问题。从总结大宁—吉县区块深层煤岩气勘探开发成果出发,通过论证深层煤岩气的成藏特征、赋存模式、产气规律和生产特点,分析深层煤岩气独特的吸附气+游离气赋... 详细信息

深层煤岩气是煤层气勘探新领域,如何科学地估算深层煤岩气储量成为面临的新问题。从总结大宁—吉县区块深层煤岩气勘探开发成果出发,通过论证深层煤岩气的成藏特征、赋存模式、产气规律和生产特点,分析深层煤岩气独特的吸附气+游离气赋存特征、游离气→游离气+吸附气→吸附气的产气机制及其与浅—中浅层煤层气的明显差异,进而指出现行储量规范在估算方法、单元划分、估算参数、起算下限、资料录取等方面对估算深层煤岩气储量存在的不适应性。在上述研究的基础上,提出深层煤岩气储量估算建议:采用体积法和容积法两种方法估算储量,并根据游离气占比选择相应的估算方法;游离气需单独划分储量估算单元;夹矸起扣厚度为0.3~0.5m;R_(o)≤1.0%,煤层净厚度下限大于或等于1.0m;R_(o)>1.0%,煤层净厚度下限大于或等于0.8m;按深度段和井型分别确定单井产气量下限;勘探早期阶段,直井采收率为30%~45%,水平井采收率为35%~55%。研究为开展深层煤岩气勘探开发和储量估算提供了技术参考。

关键词：深层煤岩气地质特征吸附气游离气产气规律储量参数采收率

鄂尔多斯盆地临兴地区本溪组铝土岩储层特征及其发育控制因素

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地质科技通报 2024年

作者：吴见杨昊宇徐延勇蒋庆灵袁隐伏海蛟王小明庞智英吴鹏中国地质大学(武汉)资源学院中联煤层气有限责任公司

近年来，鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩气勘探取得重大突破，吸引了国内外的广泛关注。同期，临兴地区本溪组铝土岩气也取得一定进展，但对于该区铝土岩储层特征及其发育控制因素认识不清，制约了勘探进程。【目的】为了明确临兴地... 详细信息

近年来，鄂尔多斯盆地陇东地区太原组铝土岩气勘探取得重大突破，吸引了国内外的广泛关注。同期，临兴地区本溪组铝土岩气也取得一定进展，但对于该区铝土岩储层特征及其发育控制因素认识不清，制约了勘探进程。【目的】为了明确临兴地区本溪组铝土岩的储层特征与控制因素，【方法】本文通过开展全岩XRD衍射、铸体薄片、扫描电镜、高压压汞、氮气吸附、二氧化碳吸附、常规孔渗检测等分析手段，对铝土岩储层的矿物组成、孔隙结构、储层物性等进行精细表征，并结合地震测井等资料对铝土岩储层发育的控制因素进行探讨。【结论】研究表明：临兴地区本溪组铝土岩中含铝矿物主要为硬水铝石，孔隙类型主要为粒内溶孔、粒间溶孔、基质溶孔、晶间孔隙以及微裂隙，偶见有机质孔隙。此外，铝土岩孔隙体积主要由介孔和宏孔提供，孔峰分布范围主要为30～70 nm、80～130 nm以及4～13 μm。再次，铝土岩储层物性条件一般，孔隙度平均为3.28%，渗透率平均为1.398×10-3μm2，但底部硬水铝石含量较高层段仍具有较好的物性条件。最后，临兴地区铝土岩储层发育受控于古地貌形态、古沉积环境和成岩作用，其中，洼地和沟槽的古地貌形态和封闭—半封闭的间歇沼泽和泻湖沉积环境控制了铝土岩的富集和分布，成岩作用则是在沉积环境基础上控制了铝土岩储层储集空间类型和物性条件。

关键词：临兴地区本溪组铝土岩储层储层特征储层发育控制因素