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微构造对煤层气的控藏机理与控产模式

煤炭学报 2022年第2期47卷 893-905页

作者：闫霞徐凤银张雷聂志宏张伟冯延青张双源中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095 中石油煤层气有限责任公司北京100028

煤层气单井产量差异性强,实际开发效果与预期差距较大。分析微构造对煤储层地质条件和对煤层气开发生产的影响,剖析不同微构造部位压裂改造效果、压降漏斗形态、煤粉产出、气水动态对地质-工程因素的响应,讨论“动态气藏”形成及微构造... 详细信息

煤层气单井产量差异性强,实际开发效果与预期差距较大。分析微构造对煤储层地质条件和对煤层气开发生产的影响,剖析不同微构造部位压裂改造效果、压降漏斗形态、煤粉产出、气水动态对地质-工程因素的响应,讨论“动态气藏”形成及微构造控藏机理,明确了微构造的控产特征。研究表明:微构造、煤层气地质条件与开发动态特征的耦合作用,造就了不同微构造部位产气效果的明显差异。在长期开发过程中,不断解吸的煤层气顺着优势降压方向运移汇聚至微构造高部位形成“动态气藏”。与常规天然气圈闭控藏机理不同,“动态气藏”是开发生产过程中气水分异和运移聚集形成的新生气藏,这一机理得到生产实践验证。正是受控于这一机理,即使浅埋藏泄压区或背斜轴部煤层含气量不高,但若处于微构造高部位也可能获得高产。因此,相比其他地质因素,微构造对开发过程的影响更为重要。煤储层流场(气场和水场)在不同解吸阶段的变化规律与微构造形态有关:在浅埋藏和正向微构造条件下,煤储层将优先解吸产气;在正向构造背景的负向微构造、独立负向构造、地下水径流区、断层及陷落柱附近、开放性围岩或压裂连通高含水层的井,其产水量较大;在正向构造背景的负向微构造部位,煤层气井可为周边井做贡献且后期高产,形成高产水高产气型井;在独立向斜部位,煤层气井可为周边井做贡献,形成高产水低产气型井;其他4种地质条件下的井为“无效排水”的高产水低产气型井。据此,划分出6类煤层气井,其中5类井与微构造密切相关。在正向微构造与斜坡,以高稳产和缓慢递减A型井为主;产量突停B型井起源于煤粉卡泵,主要分布在构造陡变部位;在负向构造部位,以持续高产水低产气D型井为主;在采空区、断层附近,以间断产气E型井为主。该成果改变了背斜轴部原位贫气等传统认识,有助于提高煤层气甜点评价和井位布署准确性,为预测未开发区相似地质条件煤层气井产能及开发规律提供了新的思路和依据。

关键词：煤层气微构造控藏机理动态气藏控产特征

贵州下寒武统牛蹄塘组页岩储层特征及其分布规律

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天然气工业 2014年第8期34卷 8-14页

作者：易同生赵霞贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心

为合理评价贵州省下寒武统牛蹄塘组页岩气的资源开发潜力,利用野外地质调查及页岩气井勘探成果资料,结合钻井岩心样品测试、现场解吸及等温吸附实验等分析结果,研究了牛蹄塘组页岩储层发育的特征及其分布规律.结果表明：①该区牛蹄塘组... 详细信息

为合理评价贵州省下寒武统牛蹄塘组页岩气的资源开发潜力,利用野外地质调查及页岩气井勘探成果资料,结合钻井岩心样品测试、现场解吸及等温吸附实验等分析结果,研究了牛蹄塘组页岩储层发育的特征及其分布规律.结果表明：①该区牛蹄塘组页岩主要分布于黔北、黔中及黔南黔东南地区,岩性主要为含粉砂-粉砂质、碳质泥岩页岩;②牛蹄塘组页岩干酪根以腐泥型和偏腐泥混合型为主,生烃能力较强,有机碳含量介于0.7％～14.6％,有机质成熟度较高（Ro普遍大于2.5％）,处于过成熟演化阶段;③牛蹄塘组页岩脆性矿物含量高,黏土矿物以伊利石和伊蒙混层为主,具较好的破裂潜力,页岩孔隙度中等,渗透率极低,且两者呈线性负相关关系;④黔北西部、黔中地区牛蹄塘组页岩气富集区主要位于毕节-大方-黔西一带,含气量范围为1.5～2.5m3/t,黔北东部、黔东地区牛蹄塘组页岩现场解吸气量整体较好,而黔南、黔东南地区页岩气富集区位于丹寨-麻江-黄平一带,含气量范围为0.01～1.13 m3/t.

关键词：贵州早寒武世页岩气储集层特征富集区分布规律等温吸附含气量

鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气生产特征及开发对策——以大宁—吉县区块为例

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煤炭学报 2018年第6期43卷 1738-1746页

作者：聂志宏巢海燕刘莹黄红星余莉珠中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095 中石油煤层气有限责任公司北京100028

我国埋深在1 000~2 000 m的深部煤层气地质资源量为22.5×1012m3,占总资源量的61.2%,如何提高深部煤层气单井产量,形成针对性的开发对策是研究和攻关的热点。通过统计分析大宁—吉县区块地质参数和试采井生产数据,表明深部煤储层具有渗... 详细信息

我国埋深在1 000~2 000 m的深部煤层气地质资源量为22.5×1012m3,占总资源量的61.2%,如何提高深部煤层气单井产量,形成针对性的开发对策是研究和攻关的热点。通过统计分析大宁—吉县区块地质参数和试采井生产数据,表明深部煤储层具有渗透率低、微孔发育、可采系数低的特点,丛式井具有长期低产、上产缓慢和排采期长的生产特征,L型水平井具有上产期短,产气量高的生产特征。以此为基础建立了深部煤层气产能评价指标体系,影响深部煤层气产气效果的因素主要包括地质条件、工程技术及质量与管理三大类。因此,提高深部煤层气单井产量要做好以可采性为重点的高产区评价及预测,开展压裂施工参数优化和井型井网井距互相匹配的地质工程一体化设计,加强工程质量管理,降低储层伤害、实现长期持续排采。

关键词：深部煤层气生产特征开发对策可采系数压裂

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柳林地区煤层气勘探开发模式研究

天然气地球科学 2014年第9期25卷 1462-1469页

作者：李勇汤达祯许浩孟艳军煤层气开发利用国家工程研究中心煤储层实验室中国地质大学能源学院北京100083

柳林地区是全国煤层气开发先导示范区,勘探开发技术逐渐完善。基于区域地质规律,分析了煤层气组成、地应力和地温场特点以及不同储层的差异;结合开发方案和技术选择,从开发效果、开发层位、钻完井设计等方面进行了规律探究。山西组煤层... 详细信息

柳林地区是全国煤层气开发先导示范区,勘探开发技术逐渐完善。基于区域地质规律,分析了煤层气组成、地应力和地温场特点以及不同储层的差异;结合开发方案和技术选择,从开发效果、开发层位、钻完井设计等方面进行了规律探究。山西组煤层气CH4含量、兰氏体积和含气饱和度均较太原组高;地应力和地温场在垂向上呈现分带,以700～850m埋深最小水平主应力最高,地层呈挤压状态;不同煤层物性差异大,水动力变化是层间矛盾的主要因素。在开发效果上,山西组直井较太原组好,太原组产水量普遍较高;水平井产能效果最好,且产量相对稳定。钻井设计中创新性地采用双煤层多分支水平井,充分调用了资源潜力。在煤层气勘探开发实践中,以平衡产能为导向,由地应力、地温场和储层压力3个要素组成地质能量内循环,激励渗透率、产气量和产水量组成的响应外循环;同时以合理的气水排采制度控制内循环,其中钻井和储层改造是释放产能的驱动,合理的排采方案是维系开发平衡的驱动。

关键词：柳林地区煤层气地应力储层评价平衡产能

黔西石炭系旧司组页岩气成藏特征及勘探开发启示

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煤炭科学技术 2018年第8期46卷 155-163页

作者：陈捷易同生金军贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心贵州贵阳550009 贵州省煤田地质局159地质队贵州盘县561600 贵州省煤田地质局贵州贵阳550009

为综合评价贵州省主要页岩层系的页岩气开发潜力,探索页岩气富集成藏关键控制因素及富集规律,以威宁-水城下石炭统旧司组页岩为研究对象,通过该分析区内2口调查井和2口发现井的资料,结合区域地质从构造特征入手分析并提出页岩气富集成... 详细信息

为综合评价贵州省主要页岩层系的页岩气开发潜力,探索页岩气富集成藏关键控制因素及富集规律,以威宁-水城下石炭统旧司组页岩为研究对象,通过该分析区内2口调查井和2口发现井的资料,结合区域地质从构造特征入手分析并提出页岩气富集成藏模式。研究表明:黔西下石炭统旧司组(C1j)页岩平均厚度400 m、含气量为1.5~3.0 m^3/t、有机质成熟度平均2.67%、脆性矿物含量大于60%,垂向至少沉积3套页岩气开发潜力层段;页岩气勘探开发思路由传统的盆地富集向次级断裂控制的凹陷聚集、由负向构造向正向构造转变;"凹陷-隆起-断裂-斜坡"页岩气组合成藏模式是页岩气甜点区优选的有利单元,"逆断层-背斜组合成藏模式"在南方复杂构造区页岩气勘探开发具有指导意义。

关键词：复杂构造过渡相页岩气成藏特征

博乐盆地石炭系地层“涌水携气”现象与页岩气成藏模式探讨

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煤炭技术 2024年第1期43卷 107-113页

作者：来鹏杨曙光张娜王刚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

为了搞清博乐盆地石炭系地层“涌水携气”现象与页岩气成藏模式,根据录井数据分析和现场岩芯观察,结合盆地构造演化特征、烃源岩地化特征、含气性特征、地层压力特征对该现象成因进行了分析,进而对博乐盆地页岩气气藏聚集模式进行了探讨... 详细信息

为了搞清博乐盆地石炭系地层“涌水携气”现象与页岩气成藏模式,根据录井数据分析和现场岩芯观察,结合盆地构造演化特征、烃源岩地化特征、含气性特征、地层压力特征对该现象成因进行了分析,进而对博乐盆地页岩气气藏聚集模式进行了探讨,研究认为在博乐盆地页岩气具有裂缝型和原地型2种成藏模式,其中裂缝型成藏的页岩气主要来源于有机质含量较高的烃源岩生烃,通过开启性断层和裂隙的沟通运移而来,而自身TOC含量一般较低,气藏中以游离气为主,“涌水携气”现象是裂缝型气藏的具体表现。原地型成藏是在盆地中心附近由于烃源岩本身具有较好的生烃条件,生成的页岩气未发生明显运移在原地自生自储,TOC含量控制气藏分布与规模。综合分析2种模式来看,裂缝型气藏模式具有成本低、勘探难度较小,易于实施等优势,是博乐盆地页岩气下一步勘探寻找的方向。

关键词：博乐盆地涌水携气页岩气成藏模式

H2S水溶液对低阶煤孔隙结构影响的实验研究

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煤炭学报 2020年第4期45卷 1436-1444页

作者：程晓茜田继军王海超张玉垚郝慧丽张治恒新疆大学地质与矿业工程学院新疆乌鲁木齐830047 新疆煤层气工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830047

基于新疆诸多低阶煤矿(井)区煤层、煤系水中硫化氢(H2S)含量较高的特殊地质现象,以沙尔湖煤矿低阶煤为研究对象,采用样品制备—酸化前高压压汞和场发射扫描电镜实验—H2S水溶液配置—样品浸泡酸液—酸化后高压压汞和场发射扫描电镜实验... 详细信息

基于新疆诸多低阶煤矿(井)区煤层、煤系水中硫化氢(H2S)含量较高的特殊地质现象,以沙尔湖煤矿低阶煤为研究对象,采用样品制备—酸化前高压压汞和场发射扫描电镜实验—H2S水溶液配置—样品浸泡酸液—酸化后高压压汞和场发射扫描电镜实验的实验步骤,物理模拟了H2S水溶液与煤岩体的酸化作用过程,对比研究了H2S水溶液酸化前后低阶煤孔隙结构的变化规律。研究表明:H2S水溶液酸化后煤样孔隙体积增大,增幅达23.09%,其中大孔体积增幅达66.10%,中孔体积增大4.86%,孔隙连通性明显改善;酸化前后孔隙类型均以开放孔为主,酸化后开放孔体积明显增大,增幅达21.18%;酸化前后总孔比表面积变化不大,微孔和过渡孔的孔比表面积增幅分别为0.42%和1.37%,大孔的孔比表面积增大60.00%;H2S水溶液酸化后,热力学模型的分形维数减小,表明孔隙表面变平滑,Menger海绵模型的分形维数增大,表明煤样孔隙空间形态及结构变复杂。H2S水溶液对煤孔隙结构的改善机理主要体现在两个方面:一方面是酸化作用引起碳酸盐岩类矿物与酸液发生溶蚀作用,导致充填于孔隙中的碳酸盐类矿物被溶蚀,从而产生孔隙体积增大的正效应;另一方面是酸化作用导致煤中黏土矿物等膨胀、分散,生成的细小颗粒堵塞孔隙,造成孔隙体积减小的负效应。但总体上溶蚀作用产生的正效应大于堵塞孔隙产生的负效应,从而使得H2S水溶液酸化后总孔隙体积增大,孔隙连通性得以改善。

关键词：低阶煤 H2S水溶液酸化孔隙体积分形维数

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阜康白杨河矿区合层排采影响因素分析

煤炭与化工 2017年第10期40卷 1-5页

作者：雍晓艰周梓欣新疆煤炭综合勘查院新疆乌鲁木齐830091 新疆煤田地质局煤层气研究开发中心新疆乌鲁木齐830091

新疆煤储层普遍具有多煤层的地质特点,因此目前新疆的煤层气开发多采用合层排采技术,但已施工的合采井产气量高低不一。阜康白杨河矿区煤层气勘探程度高,39、41、42三套主力煤层的煤层气资源丰富且易于产出。以阜康白杨河为例,研究了储... 详细信息

新疆煤储层普遍具有多煤层的地质特点,因此目前新疆的煤层气开发多采用合层排采技术,但已施工的合采井产气量高低不一。阜康白杨河矿区煤层气勘探程度高,39、41、42三套主力煤层的煤层气资源丰富且易于产出。以阜康白杨河为例,研究了储层压力、渗透率、顶底板岩石特征、临界解吸压力、储层供液能力等对合层排采的影响,分析了合层排采的可行性,以期在新疆后续的煤层气开发中起到借鉴和启示作用。

关键词：煤层气合层排采储层压力渗透率临界解吸压力供液能力

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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