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新疆地区煤层气勘探开发工艺技术难点与对策

地质通报 2024年

作者：杜世涛杨曙光李瑞明王刚廖方兴单彬赵明梁鹏陈飞张特特新疆维吾尔自治区煤田地质局一六一煤田地质勘探队新疆维吾尔自治区煤田地质局煤层气研究开发中心新疆维吾尔自治区煤田地质局

“十三五”期间，新疆煤层气规划产量完成率仅27.45%，重创了自治区煤层气产业发展信心。新疆煤层气资源丰富，勘探开发已取得较大成效，产业迎来政策支持、资金注入、政府激励和专业机构挂帅4大发展契机。在此背景下，梳理新疆煤层气... 详细信息

“十三五”期间，新疆煤层气规划产量完成率仅27.45%，重创了自治区煤层气产业发展信心。新疆煤层气资源丰富，勘探开发已取得较大成效，产业迎来政策支持、资金注入、政府激励和专业机构挂帅4大发展契机。在此背景下，梳理新疆煤层气勘探开发条件、发展现状和面临的实际问题，认为煤层气增储上产面临的某些工艺技术瓶颈，包括煤层气勘探未充分关注煤系气，复杂构造条件严重影响整个生产过程，深部煤层气地质条件控制程度十分有限，忽略了较薄煤层的勘探开发潜力以及煤与煤层气开发利用不协调。结合国内外煤层气开发经验、新疆煤层气勘探开发成果和工作实践认识，提出了4个方面的破解对策：一是薄煤层、页岩气、致密砂岩气与主力厚煤层煤层气同勘共采提高单井利用率和产能；二是通过数据整合和系统深度研究，提升程技术与特殊地质条件的适配，实现工程—地质一体化和深部煤层气开发；三是老井（枯竭井）创造性灵活构架组合方案低成本提产；四是采用“上煤下气”和“先气后煤”理念，推动瓦斯治理与煤层气开发协调发展。从直接提高产量、破解客观制约煤层气井技术束缚、节约成本和能源科学规划利用的思路实施整体策略，以期对新疆煤层气产业振兴起到立竿见影的效果。

关键词：新疆煤层气发展契机增储上产瓶颈破解对策

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准噶尔盆地南缘三工河组层序地层与沉积特征

资源与产业 2011年第1期13卷 114-119页

作者：杨曙光田继军新疆煤田地质局煤层气研发中心新疆乌鲁木齐830009 新疆大学地质与勘查工程学院新疆乌鲁木齐830046

本文应用层序地层学方法,通过钻井、测井、古生物、野外露头剖面、勘探线等的分析,将准噶尔盆地南缘侏罗系中下统划分为1个三级层序,并以地层叠置样式、岩性、岩相的变化细分出低位、湖侵和高位体系域,在连井剖面层序对比的基础上建立... 详细信息

本文应用层序地层学方法,通过钻井、测井、古生物、野外露头剖面、勘探线等的分析,将准噶尔盆地南缘侏罗系中下统划分为1个三级层序,并以地层叠置样式、岩性、岩相的变化细分出低位、湖侵和高位体系域,在连井剖面层序对比的基础上建立了研究区三工河组层序地层格架。通过钻井、测井、古生物、野外露头剖面等资料的分析识别出侏罗系中下统主要发育扇三角洲、三角洲、湖泊、沼泽等主要相类型,并首次系统分析了准噶尔盆地南缘三工河组沉积相的构成、演化与分布规律,这对于指导研究区煤炭、油气的勘探具有重要意义。

关键词：准噶尔盆地南缘三工河组层序沉积

国内外低煤阶煤层气地质差异性与聚气模式探讨

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天然气地球科学 2020年第8期31卷 1082-1091页

作者：王刚杨曙光李瑞明伏海蛟新疆维吾尔自治区煤田地质局煤层气研究开发中心新疆乌鲁木齐830091 新疆维吾尔自治区煤田地质局新疆乌鲁木齐830091 中国地质大学(武汉) 湖北武汉430074

全球低煤阶煤层气资源丰富,煤层厚度大、含气量偏低、渗透性好、单井产量高,成为煤层气地质评价与产业发展的重点。国外低煤阶煤层气产量已占煤层气总产量的80%,而中国仅为1.8%。通过国内外低煤阶煤层气资源分布、勘探开发进展、地质差... 详细信息

全球低煤阶煤层气资源丰富,煤层厚度大、含气量偏低、渗透性好、单井产量高,成为煤层气地质评价与产业发展的重点。国外低煤阶煤层气产量已占煤层气总产量的80%,而中国仅为1.8%。通过国内外低煤阶煤层气资源分布、勘探开发进展、地质差异性、成藏共性特点及聚气模式等研究,得出以下结论:中国低煤阶煤层气资源丰富,主要赋存于新疆侏罗系、内蒙古东部白垩系及中国东北地区古近系煤层;在以挤压、碰撞为主的构造演化背景下,中国低煤阶煤层物性显著变差,湿润气候区降雨或干旱气候区山前冰川融水的补给使煤层产生次生生物气,但区域动力变质、岩浆接触热变质所产生的热成因气,使新疆、中国东北地区低煤阶煤层含气量普遍偏高;地质差异性导致中国低煤阶煤层气风化带深、聚气模式多样、产气量偏低;气候条件、构造演化对低煤阶煤层气聚集影响显著,“淡水补给生气”、“圈闭聚气”是国内外低煤阶煤层气成藏且气井高产的共性主控因素,但生气、聚气阶段的差异会形成不同特点的煤层气藏;中国低煤阶煤层气“甜点”区评价应注重一定埋深、高煤层水矿化度、单斜/向斜的承压水滞留区或断块、背斜等圈闭部位。

关键词：低煤阶煤层气地质差异次生生物气气候条件聚气模式

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新疆伊犁盆地伊宁凹陷中下侏罗统沉积相分析

新疆地质 2013年第F12期31卷 176-180页

作者：张宇航王德利杨曙光新疆煤田地质局综合地质勘查队新疆乌鲁木齐830009 新疆煤田地质局煤层气研究开发中心新疆乌鲁木齐830091

以沉积学理论为指导，利用野外露头、钻井岩心等资料，研究伊宁凹陷中下侏罗统沉积相特征，分析沉积体系对聚煤的影响。认为研究区主要发育冲积扇、扇三角洲和湖泊3种沉积体系类型。八道湾组和西山窑组湖扩体系域至高位体系域时期，滨... 详细信息

以沉积学理论为指导，利用野外露头、钻井岩心等资料，研究伊宁凹陷中下侏罗统沉积相特征，分析沉积体系对聚煤的影响。认为研究区主要发育冲积扇、扇三角洲和湖泊3种沉积体系类型。八道湾组和西山窑组湖扩体系域至高位体系域时期，滨岸平原和扇三角洲平原上广泛发育泥炭沼泽，为煤炭的聚集提供了有利条件。

关键词：伊犁盆地伊宁凹陷沉积相中下侏罗统

新疆库拜煤田铁列克矿区地应力分布及其对煤层气开发的影响

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现代地质 2022年第5期36卷 1324-1332页

作者：魏永恒葛燕燕王刚王文峰田继军李鑫吴斌张晓新疆大学地质与矿业工程学院新疆乌鲁木齐830047 新疆维吾尔自治区煤田地质局煤层气研究开发中心新疆乌鲁木齐830046 新疆维吾尔自治区煤田地质局一六一地质勘探队新疆乌鲁木齐830046

地应力、煤储层渗透率和煤储层压力等是影响煤层气开发的重要因素。通过分析新疆库拜煤田铁列克矿区注入/压降试井及原地应力测试数据,结合铁列克矿区煤层气井日产气量分析,研究了新疆库拜煤田铁列克矿区地应力变化规律及其对煤层气开... 详细信息

地应力、煤储层渗透率和煤储层压力等是影响煤层气开发的重要因素。通过分析新疆库拜煤田铁列克矿区注入/压降试井及原地应力测试数据,结合铁列克矿区煤层气井日产气量分析,研究了新疆库拜煤田铁列克矿区地应力变化规律及其对煤层气开发的影响,分析了铁西矿区和铁东矿区煤储层地应力特征及其对煤储层物性的影响。结果表明:(1)地应力状态在垂向上发生变化,埋深处于550~650 m、650~850 m和850~1200 m时,地应力状态类型依次为σ_(H)>σ_(v)>σ_(h)、σ_(H)≈σ_(v)>σ_(h)和σ_(v)>σ_(H)>σ_(h);(2)埋深850 m处既是垂直主应力和最大水平主应力的转换点也是渗透率趋势变化点,指示了地应力对渗透率的控制作用;(3)渗透率和煤储层压力与地应力分别呈负相关和正相关关系;(4)地应力对产能的负效应大于地应力对产能的正效应,使典型日产气量随着地应力的增大而减小;(5)铁西矿区和铁东矿区中部煤储层碎粒煤较发育、吸附孔体积和含气量均较大,是煤层气开发的有利区带。研究成果可为库拜煤田下一步煤层气开发提供理论指导。

关键词：煤层气地应力煤储层渗透率煤储层压力含气量铁列克矿区

库拜煤田煤系致密砂岩储层气测显示特征与含气量估算

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煤炭技术 2022年第3期41卷 94-98页

作者：吕宁葛燕燕田继军李鑫王刚高文博新疆大学乌鲁木齐830002 新疆煤田地质局煤层气研究开发中心乌鲁木齐830091

为快速、准确评价库拜煤田煤系致密砂岩储层含气性,结合煤系致密砂岩储层气测显示特征,将煤储层理论含气量与实测现场解吸气量进行相关性定量分析,建立了以"地层含气量"为指标的煤系储层含气量定量评价模型。在该模型的基础上,初步估算... 详细信息

为快速、准确评价库拜煤田煤系致密砂岩储层含气性,结合煤系致密砂岩储层气测显示特征,将煤储层理论含气量与实测现场解吸气量进行相关性定量分析,建立了以"地层含气量"为指标的煤系储层含气量定量评价模型。在该模型的基础上,初步估算了库拜煤田侏罗系致密砂岩储层含气量,并从构造演化、压力特征、封堵模式等方面分析了库拜煤田煤系致密砂岩储层地质特征。结果表明:(1)库拜煤田煤系致密砂岩气气显示次数多、单层厚度大、品位中等;(2)灰色关联分析显示,砂体厚度是影响致密砂岩储层含气量的主控因素;(3)库拜煤田下侏罗统塔里奇克组致密砂岩储层含气性最好,具有良好的勘探开发潜力。

关键词：煤系气致密砂岩气气测录井地层含气量评价模型灰色关联分析

倾斜煤层煤层气与煤炭地下气化协调开发技术构想

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 152-165页

作者：韦波杨曙光李鑫王双明师庆民杨兰和王刚傅雪海苏红梅贾超胡振鹏赵琛新疆维吾尔自治区煤田地质局一五六煤田地质勘探队新疆乌鲁木齐830047 新疆大学地质与矿业工程学院新疆乌鲁木齐830047 新疆亚新煤层气投资开发(集团)有限责任公司新疆乌鲁木齐830009 新疆维吾尔自治区煤田地质局煤层气研究开发中心新疆乌鲁木齐830091 西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221000 新疆维吾尔自治区能源安全监测中心新疆乌鲁木齐830002

煤层气(CBM)开发与煤炭地下气化(UCG)是我国煤基天然气生产的重要来源,新疆前陆冲断带倾斜煤层发育区煤与煤层气资源丰富。为深入剖析倾斜煤层CBM与UCG协调开发可行性,系统剖析了现有CBM与UCG关键技术及其对CBM−UCG协调开发的借鉴意义,... 详细信息

煤层气(CBM)开发与煤炭地下气化(UCG)是我国煤基天然气生产的重要来源,新疆前陆冲断带倾斜煤层发育区煤与煤层气资源丰富。为深入剖析倾斜煤层CBM与UCG协调开发可行性,系统剖析了现有CBM与UCG关键技术及其对CBM−UCG协调开发的借鉴意义,分析了倾斜煤层CBM与UCG协调开发优势、技术路径、面临的主要问题和未来研究方向,得到以下认识:①“CBM开发疏干效应”“UCG热作用解吸效应”“UCG采动卸压效应”下CBM−UCG协调开发可形成相互促进的良性循环;②提出了直井+顺煤层倾向井“先抽后烧”、顺煤层倾向井组合“边抽边烧”、定向L型CBM井+顺煤层倾向UCG井“边烧边抽”、下部煤层布置沿倾向UCG井+上部煤层布置定向L型CBM井“先抽后烧再抽”、复杂井型“井工厂式”布置等协调开发技术路径;③CBM与UCG协调开发面临地质选区评价理论基础研究薄弱、缝网条件下UCG热作用扩展范围不清、倾斜煤层UCG过程岩层移动卸压范围不明等理论问题;同时面临CBM−UCG协调开发“井工厂式”钻井技术、CBM井与UCG井协调开发生产制度、CBM与UCG协调开发地质动态测控、CBM井密封性与耐高温性保护等工程问题;④要强化倾斜煤层CBM与UCG协调开发地质选址评价研究、开发动态理论研究、工程协调技术先导性试验研究,确保协调开发安全、有序、可控、高效。

关键词：煤层气煤炭地下气化倾斜煤层协调开发技术路径

新疆准南煤田乌鲁木齐河东矿区煤层气中CO_(2)高异常成因分析

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煤炭技术 2023年第11期42卷 118-123页

作者：来鹏杨曙光张娜杜世涛新疆维吾尔自治区煤田地质局煤层气研究开发中心乌鲁木齐830091 新疆维吾尔自治区煤田地质局一六一煤田地质勘探队乌鲁木齐830046

准南煤田乌鲁木齐河东矿区是新疆在煤层气多年勘查过程中发现的地质资源较好区块,但在参数井煤层气成分分析结果表明41#、42-43#、45#煤层煤层气成分中的二氧化碳浓度普遍偏高,从河东矿区构造地质背景入手,重点针对该区存在的火烧区,结... 详细信息

准南煤田乌鲁木齐河东矿区是新疆在煤层气多年勘查过程中发现的地质资源较好区块,但在参数井煤层气成分分析结果表明41#、42-43#、45#煤层煤层气成分中的二氧化碳浓度普遍偏高,从河东矿区构造地质背景入手,重点针对该区存在的火烧区,结合水文地质特征,分析煤层气中CO_(2)高异常的成因,分析煤层地下自燃对煤层气成分的影响以及各成分之间的关系,并且从向斜成藏角度解释了深部受火烧影响煤层CO_(2)含量较高,而其他未受火烧影响的煤层CO_(2)含量正常。研究发现河东矿区煤层中CO_(2)的主要来自受火烧区煤层自燃及围岩受火烧高温炙烤产生和次生生物气的形成过程中产生2个方面。受到八道湾向斜构造的影响,煤层气及成分中的CO_(2)在河东矿区形成典型的向斜成藏富集模式,即CO_(2)通过从地表向下渗流的地下水,不断向轴部运移,位于轴部的储层压力升高,形成超压滞留水区,因而CO_(2)在深部得以富集,形成高异常。

关键词：河东矿区煤层气二氧化碳成因分析

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新疆煤层气提浓工程经济效益评价

煤 2011年第7期20卷 45-46页

作者：杨曙光霍少磊新疆煤田地质局煤层气研发中心新疆乌鲁木齐830000

新疆煤层气资源丰富,但多数处于偏远地区,不宜采用管道输送,采用瓦斯液化提浓的方法势在必行,利用净现值法对5 000 m3/h煤层气液化装置进行了详细的经济性分析,得出投资回收期约为2～3 a的结论,为新疆的煤层气开发利用提供很好的借鉴作用。

关键词：煤层气提浓经济效益评价