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吸附性气体对煤岩基质变形和渗透率的影响

大庆石油地质与开发 2021年第1期40卷 146-153页

作者：陈军斌熊鹏辉索根喜徐怀民聂向荣赵文景西安石油大学石油工程学院陕西西安710065 西安石油大学陕西省油气井及储层渗流与岩石力学重点实验室陕西西安710065 陕西省煤层气开发利用有限公司陕西西安710119 陕西省煤层气工程技术研究中心陕西西安710119

为了研究吸附性气体对煤岩基质变形和渗透率的影响,利用CT扫描技术刻画了煤岩吸附CO2后煤岩裂隙空间尺寸的展布特征;采用煤层气吸附/解吸系统,测试了CO2、N2和CH4的吸附/解吸参数;基于煤岩三轴渗流测试系统,测试了不同应力条件下气体渗... 详细信息

为了研究吸附性气体对煤岩基质变形和渗透率的影响,利用CT扫描技术刻画了煤岩吸附CO2后煤岩裂隙空间尺寸的展布特征;采用煤层气吸附/解吸系统,测试了CO2、N2和CH4的吸附/解吸参数;基于煤岩三轴渗流测试系统,测试了不同应力条件下气体渗流特征。研究结果表明:基于CT图像直接观察了煤岩吸附CO2后煤岩裂隙受到基质膨胀而压缩的现象,试样裂隙几何尺寸压缩率为24.10%;揭示了煤岩吸附气体后渗透率降低的两个主要机理,一是煤岩基质膨胀压缩了渗流通道,二是吸附在煤岩颗粒表面的气体分子占据了部分渗流通道;当气体压力小于1.5 MPa时,滑脱效应会夸大气体吸附对煤岩渗透率的影响,并提出了利用非吸附性气体He消除滑脱效应的方法;煤岩吸附气体量越大,渗透率降低程度越大,由大到小依次为CO2、CH4和N2,煤岩渗透率和气体压力呈幂指数关系。研究结果对煤层气提高采收率技术和CO2在煤层中的封存技术具有理论指导意义。

关键词：煤层吸附变形渗透率滑脱效应

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大佛寺井田煤层气储层伤害及其原因分析

资源与产业 2018年第4期20卷 47-51页

作者：高占胜杨波刘己胜陕西省煤层气开发利用有限公司陕西西安710119 陕西省煤层气工程技术研究中心陕西西安710119

利用X衍射、电镜扫描等方法,参照行业标准SY/T 5358—2010 《储层敏感性流动实验评价方法》,对大佛寺井田主力煤层气储层进行了速敏、水敏和压敏实验评价,以期减小大佛寺矿区煤层气开发过程中对储层的伤害,实现煤层气的高效开发。研究表... 详细信息

利用X衍射、电镜扫描等方法,参照行业标准SY/T 5358—2010 《储层敏感性流动实验评价方法》,对大佛寺井田主力煤层气储层进行了速敏、水敏和压敏实验评价,以期减小大佛寺矿区煤层气开发过程中对储层的伤害,实现煤层气的高效开发。研究表明,大佛寺井田煤储层速敏损害程度弱偏中,主要是煤粉运移所导致;水敏损害程度极大,高岭石在水中分散、运移和堵塞孔隙喉道,是影响储层水敏性的主要因素;压敏损害程度大,而且一旦受到围压伤害之后,即便围压恢复,渗透率恢复的概率也很小。由此建议,在煤层气井排采过程中,控制降液面强度和产液量,减小煤粉运移而导致的速敏效应,降低近井筒地带压敏伤害,使用接近于原煤层水矿化度的钻井液和压裂液,防止水敏伤害。

关键词：煤层气敏感性水敏速敏压敏大佛寺井田

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大佛寺区块煤层气勘探开发现状及建议

中国煤层气 2017年第6期14卷 33-37页

作者：陈龙徐建民张河马壮许聪赵世亮陕西省煤层气开发利用有限公司陕西710119 陕西省煤层气工程技术研究中心陕西710119 陕西新泰能源有限公司陕西710119

大佛寺井田位于鄂尔多斯盆地东缘,煤层气资源量约31.70亿m^3,资源丰度平均0.41亿m^3/km^2,局部可达0.70亿m^3/km^2以上,具有巨大的开发利用价值,同时也是彬长矿区最具开发潜力的区域。本文分析并总结了大佛寺井田地层、水文地质、区域... 详细信息

大佛寺井田位于鄂尔多斯盆地东缘,煤层气资源量约31.70亿m^3,资源丰度平均0.41亿m^3/km^2,局部可达0.70亿m^3/km^2以上,具有巨大的开发利用价值,同时也是彬长矿区最具开发潜力的区域。本文分析并总结了大佛寺井田地层、水文地质、区域构造、煤储层特征、含气性特征及煤层气勘探开发现状,指出了存在的问题并提出了新的开发思路,对下一步煤层气开发具有一定的借鉴作用。

关键词：大佛寺井田煤层气储层特征开发潜力

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煤储层无水压裂技术现状及展望

钻采工艺 2024年第1期47卷 80-86页

作者：王梓麟时婧玥徐栋詹顺何朋勃李兵白坤森中国石油煤层气有限责任公司工程技术研究院陕西省西安市710082 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司

中国煤层气产业已迈入全新发展阶段,水力压裂技术不断创新的同时,也面临着水资源消耗量巨大,煤储层伤害严重,裂缝扩展不充分等问题,寻求一种可替代的无水或少水压裂技术势在必行。文章研究总结出三种当前适用于煤储层的无水压裂技术(超... 详细信息

中国煤层气产业已迈入全新发展阶段,水力压裂技术不断创新的同时,也面临着水资源消耗量巨大,煤储层伤害严重,裂缝扩展不充分等问题,寻求一种可替代的无水或少水压裂技术势在必行。文章研究总结出三种当前适用于煤储层的无水压裂技术(超临界二氧化碳压裂、液态氮气压裂、泡沫压裂),对其作用机理、理论创新以及国内现场应用的现状进行分析阐述。对各项压裂技术的优缺点特性开展了评价,结果表明无水压裂技术能减轻煤储层伤害,避免黏土膨胀和水锁效应,有效促进复杂缝网生成,缩短见气时间,实现产量显著提升,可很好应用于煤储层二次压裂改造,具备良好的环境效益和技术可行性;但同时也存在支撑剂携带困难,设备运维成本较高等问题。最后对煤储层无水压裂技术的发展提出展望,建议逐步开展煤储层无水压裂技术现场先导性试验,优化施工参数,研发地面—井下低温特殊工艺设备,推进开展低密度支撑剂和压裂液增稠剂的优选实验,巩固提升泡沫压裂液体系在高温高压环境下的稳定性能。

关键词：煤储层无水压裂煤层气超临界二氧化碳压裂液态氮气压裂泡沫压裂

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

煤层气井产出水环境效应及其成因:以黔西松河区块GP井组为例

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地球科学 2023年第3期48卷 1246-1258页

作者：秦彬超杨兆彪高为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221008 贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心贵州贵阳550009

随着煤层气产业的规模化发展,煤层气井产出水的环境效益备受重视.以贵州西部松河井组8口煤层气试验井为例,动态跟踪了2018年5批次产出水的地球化学数据,采用模糊综合评价法和单因素分析法进行了产出水环境效应评价并进行成因分析,得出... 详细信息

随着煤层气产业的规模化发展,煤层气井产出水的环境效益备受重视.以贵州西部松河井组8口煤层气试验井为例,动态跟踪了2018年5批次产出水的地球化学数据,采用模糊综合评价法和单因素分析法进行了产出水环境效应评价并进行成因分析,得出以下结论:松河井组煤层气产出水地球化学特征主要表现为Na^(+)、HCO_(3)-、Cl^(-)浓度高,矿化度较高,产出水型为Na-Cl和Na-HCO_(3)-Cl.本文采用模糊综合评价法计算得出8口煤层气试验井产出水均属于Ⅴ级重度污染,并得出主要污染指标为TDS、Na^(+)以及Cl^(-),F元素、Mn元素轻微超标,在此基础上进行单因子分析,评价结果为重度污染.综合2种评价方法得出主要污染指标为TDS、Na^(+)、Cl^(-)以及Ba2+.污染程度在一定范围内随时间变化表现出轻微波动且具有微弱的降低趋势,研究区煤层气井产出水污染等级高且随时间变化而波动变化,是地质因素、工程因素叠加影响的耦合结果.煤系地层中各种元素富集的高地质背景为根本影响因素,控制着微量元素的种类和含量,其次压裂液返排率的变化对其有显著影响作用,季节性降水则加强水岩作用,促进了元素的溶出.

关键词：贵州西部煤层气井产出水环境效应模糊综合评价成因分析地球化学

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深部煤层气地质条件特殊性与储层工程响应

石油学报 2023年第11期44卷 1993-2006页

作者：陈世达汤达祯侯伟李永洲陶树许浩李松唐淑玲蒲一帆张彬中国地质大学(北京)能源学院北京100083 国家煤层气工程中心煤储层物性实验室北京100083 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

鄂尔多斯盆地东缘、新疆等地区中深部/深部煤层气的试采成功大大推进了中国深部煤层气的开发进程。为进一步推动深部煤层气的规模性高产,有必要依托当前钻探成果和开发实践动态,系统梳理深部地质条件的特殊性及其储层工程响应。研究结... 详细信息

鄂尔多斯盆地东缘、新疆等地区中深部/深部煤层气的试采成功大大推进了中国深部煤层气的开发进程。为进一步推动深部煤层气的规模性高产,有必要依托当前钻探成果和开发实践动态,系统梳理深部地质条件的特殊性及其储层工程响应。研究结果表明,煤层气成藏关键参数的深度效应主要在于3方面:①埋深增大,温度场、压力场和应力场等地层环境参数的大小趋于增高、梯度趋于收敛,深部应力场类型发生转换、水平应力的各向异性减弱;②深部多为高饱和或超饱和气藏,游离气的工业开发价值大幅提升,但当前开采深度的高阶煤储层仍以吸附气为主;③深部高应力环境下煤岩自身组构因素被弱化,原位渗透率及力学性质趋于均质收敛,流体产出严重依赖于人工渗流通道。地层环境下,深部煤层水力裂缝扩展的水平定向性弱,变形破坏韧性增强,易形成由高而短的裂缝构成的复杂缝网,低排量施工面临裂缝生长受限、支撑性差等问题,压裂应保证在近井地带最大化地实现全方位体积改造,由"压得开"转向"压得碎、撑得住";深部高饱和—超饱和的含气特点可保证投产初期的强地层能量和高渗透率优势得以充分利用,但只有降至一定压力节点后吸附气方可形成产能接替效应。研究认为,深部地质—工程一体化攻关研究应聚焦煤层气成藏运聚过程和不同相态气体富集的地质配置,探索地层环境下储渗系统优化改造技术和优化原理,明确排采诱导的煤储层相态再平衡过程、物性变化模式和产气规律,谋求地质条件、增产措施、排采管控和储量动用的最佳耦合。

关键词：深部煤层气地层环境储层物性可改造性进展趋势

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煤系非常规天然气一体化压裂液研究与应用

煤田地质与勘探 2022年

作者：徐栋王玉斌白坤森朱卫平刘川庆李兵何朋勃中石油煤层气有限责任公司工程技术研究院中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司

为了解决目前压裂液体系应用灵活性差、性能不可调问题，研究了一体化压裂液体系。以3种一体化稠化剂为研究对象，结合现场防膨剂、助排剂和破胶剂，开展了一体化压裂液体系增黏、减阻、悬砂、耐温抗剪切、破胶、添加剂配伍性、防膨和... 详细信息

为了解决目前压裂液体系应用灵活性差、性能不可调问题，研究了一体化压裂液体系。以3种一体化稠化剂为研究对象，结合现场防膨剂、助排剂和破胶剂，开展了一体化压裂液体系增黏、减阻、悬砂、耐温抗剪切、破胶、添加剂配伍性、防膨和表面张力实验评价，分析了一体化压裂液现场应用效果。结果表明，一体化压裂液体系黏度灵活可调，黏度随一体化稠化剂浓度增加而增大，黏度调整区间3～200mPa·s，高黏液体悬砂性能优异，1.0%浓度的一体化压裂液在60℃、100S-1剪切条件下黏度>100 mPa·s；一体化压裂液体系与各类添加剂配伍性良好，易破胶，减阻率>70%，防膨率>70%，表面张力气层压裂改造工艺对造缝、减阻、防膨、携砂、快速返排等性能的不同要求，应用上在鄂尔多斯盆地东缘现场煤层气、页岩气、致密砂岩气井均取得了成功应用。一体化压裂液推动了非常规气压裂工艺试验，提高了压裂改造效果，表现出了对各类气层以及压裂改造工艺良好的适应性。

关键词：压裂液一体化非常规天然气煤系现场应用

黔西北地区石炭系祥摆组页岩微观孔隙结构及分形特征

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现代地质 2022年第4期36卷 1065-1073页

作者：姜秉仁邓恩德韩明辉马子杰贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心贵州贵阳550081 贵州盘江煤电集团技术研究院有限公司贵州贵阳550081

为研究海相含煤地层页岩的微观孔隙特征,选取黔西北地区石炭系祥摆组页岩作为研究对象,利用扫描电镜(SEM)和液氮吸附实验研究孔隙特征,同时研究其分形特征,并探讨孔隙结构的影响因素。研究结果表明:研究区石炭系祥摆组页岩在扫描电镜下... 详细信息

为研究海相含煤地层页岩的微观孔隙特征,选取黔西北地区石炭系祥摆组页岩作为研究对象,利用扫描电镜(SEM)和液氮吸附实验研究孔隙特征,同时研究其分形特征,并探讨孔隙结构的影响因素。研究结果表明:研究区石炭系祥摆组页岩在扫描电镜下可观察到4类微观孔隙(粒内孔、粒间孔、有机质孔、微裂缝),其中微裂缝、有机质孔发育较丰富,具有较强的生成烃类气体能力和良好的储集性能;液氮吸附等温线在形态上呈反“S”形,表明中孔在微观孔隙中最为发育,滞后回线类型主要为H2型的细颈广体的墨水瓶孔;BJH总孔体积和BET比表面积值均较大,平均值分别为0.0155 cm^(3)/g和13.20 m^(2)/g,平均孔径为6.22 nm,纳米级微观孔隙大量发育,为烃类气体提供丰富的储集空间;页岩样品微观孔隙结构分形维数D较大,主体大于2.7232,反映出孔隙结构复杂、非均质性较强;BET比表面积与TOC、石英含量呈一定的负相关性,与分形维数呈一定的正相关性;平均孔径值与石英含量正相关性较好,与分形维数负相关性较好,与黏土矿物含量呈一定的负相关性。石炭系祥摆组页岩微观孔隙的BET比表面积较大、平均孔径较小,微观孔隙结构较为复杂。

关键词：黔西北祥摆组富有机质页岩微观孔隙结构分形理论