我国煤层气勘探研究的回顾与展望

近十多年我国广泛开展了煤层气远景资源评价和煤层气地质勘探选区研究,其中不少选区进行了专门的煤储层岩石物理研究和煤层气勘探.初步找到了沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地东缘两块煤层气保存富集条件较好的区块,经小型井网试采的结果证明其具有工业开发价值.对煤储层的渗透率、煤层气封闭条件等有了较深刻的认识,提出煤层气藏的概念;对煤层气成藏的地质条件也有了一些认识,但这些研究还只是初步的,特别是对煤层气藏不均一性的认识还很肤浅.我国的煤层气地质储量进一步扩大在很大程度上依赖于煤层气成藏地质理论的成熟程度.随着西气东送管线的建成投产,煤层气消费市场会迅速扩大.在未来十年内,我国的煤层气工业可望达到大规模开发利用的地步.     

试论煤层气藏概念与成藏要素

通过对前人煤层气藏概念的调研和对煤层气性质及成藏要素的研究, 认为: 煤层气藏是在压力封闭作用下, 吸附煤层气达到相当数量的煤岩体或煤层, 是煤层气聚集和煤层气勘探开发的基本地质单元。煤层气藏的成藏要素主要包括煤层条件、压力封闭和保存条件。煤层条件是煤层气藏形成的物质基础, 压力封闭是煤层气藏的必要条件, 保存条件是煤层气藏从形成到现今能够存在的前提。      

我国烟层气勘探研究的回顾与展望

近十多年我国广泛开展了烟层气远景资源评价和煤层气地质勘探选区研究,其中不少选区进行了专门的烟储层岩石物理研究和煤层气勘探,初步找到了沁心盆地南部和鄂尔斯盆地东缘两块煤层气保存富集条件较好的区块,经小型井网试采的结果证明其具有工业开发价值。对煤储层的涌透率、以气封闭条件等有了较深刻的认识,提出煤层气藏的概念;对煤层气成藏的地质条件也有一些认识,但这些研究还只是初步的,特别是对煤层气藏不均一性的认识还     

煤层气藏分析的参数与流程

煤层气藏特有的赋存状态、圈闭形式和不均一性决定了煤层气藏分析在煤层气勘探乃至开发中的重要地位.煤层气资源条件、煤储层岩石的不均一性程度是煤层气藏分析的重要方面.煤层气藏的分析评价应适应煤层气勘探开发的进程.在勘探初期评价选区阶段应以煤层气藏的地质条件分析为主.在进入井网试采阶段应突出煤层气藏分析, 特别是煤层气藏的不均一性分析.      

煤层气藏的封闭及其研究意义——华北石炭—二叠系煤层气藏封闭特征浅析

煤层气是一种以吸附气为主的天然气,其保存与散失的矛盾仍十分突出．毛细封闭、质量浓度差封闭和压力封闭是煤层气藏封闭的主要表现形式．根据这３种不同封闭机理对煤层气藏的作用特点的不同,可以分为以压力封闭和围岩中毛细封闭为主的他封闭型,以毛细封闭和质量浓度差封闭为主的自封闭型,以及３种封闭共同作用的混合封闭型．自封闭型煤层气藏的封闭特征主要取决于煤储层自身的孔裂隙系统发育特征,其含气量通常较高．而他封闭型煤层气藏的含气饱和度受下列因素的制约：（１）连续沉积的围岩岩性及其厚度;（２）相邻煤层气藏中煤层气（或烃）质量浓度的高低;（３）构造条件是否简单稳定;（４）水文地质条件是否稳定;（５）区域不整合界面与煤层气藏之间的垂直距离及其连通状况．煤层气藏的外部封闭按规模可分为３级：第１级封闭是煤系围岩对煤系内若干煤层气藏的封闭;第２级封闭是煤系内其他岩系对某一煤层气藏及其顶底板构成的封闭;第３级封闭是顶底板围岩对某一特定煤层气藏的封闭．煤层气藏封闭条件的优劣是决定煤层气藏保存与高产的关键因素之一,而水文地质条件是影响煤层气藏封闭的关键．认识华北不同地质条件下各煤层气藏封闭特征的差异、寻找封闭条件良好的煤层气藏是今后煤层气勘探     

煤层甲烷成藏的地质条件及评价预测——以华北石炭纪—二叠纪煤区为例

尽管煤层气藏与常规天然气藏存在诸多重要差异 ,特别是在煤储层的吸附性能及其不均一性等方面 ,但煤层气成藏同样需要良好的封闭保存条件、相对稳定而简单的构造条件、较高的煤层气资源丰度、较高的含气饱和度、十分有利的煤层气藏围岩封闭与合适的水文条件、较高的煤储层渗透率。煤层气藏评价的主要方面包括 :煤层气藏的资源条件、封闭保存条件、煤储层的渗透性。运用煤层气藏的概念与评价方法体系有助于推动煤层气勘探选区的技术进步 ,也有利于在靶区内优化井网的部署     

二连盆地煤层气勘探目标评价

二连盆地是由众多早白垩世断陷湖盆群组成的大型陆相沉积煤、油共生盆地,含有丰富的煤层气资源。为了查明二连盆地煤层气分布特征和勘探潜力,首先,从区域地质背景和聚煤特征等方面分析了二连盆地煤层气成藏条件,并对各凹陷煤层气地质条件进行了分析对比和排队,优选出了11个煤层气勘探有利凹陷;其次,通过研究煤炭储量较大的白音华凹陷的煤层厚度、埋深、煤岩煤质特征、煤储层物性、煤层气保存条件和资源分布等因素,认为白音华凹陷煤层气成藏条件较好,并进一步指出该凹陷东部煤层厚度大、分布稳定、埋藏适中、煤层气富集且保存条件好,是今后首选的煤层气勘探目标。      

勃利盆地七台河断陷煤层气富集特征及有利区优选

勃利盆地七台河断陷煤层气资源丰富,但勘探程度低,富集成藏规律和成藏机制认识不足,制约了勘探实践。本文基于对七台河断陷区煤层气地质条件的精细解剖,揭示了研究区煤层气富集特征及成藏机制。研究发现七台河断陷煤层气成藏条件良好,其中下白垩统城子河组煤层层数多、总厚度大,发育多个富煤中心,热演化程度较高,煤储层物性较好,煤层含气量总体西高东低,构造、水文、封盖等保存条件较好,具备良好的煤层气成藏基础,存在向斜-水力封堵型、断层封闭-水力封堵型、断层-多煤层自封闭型3种煤层气成藏模式,埋藏适中、缓—滞留水环境下的“逆断层封闭区”、“次级构造高点”和“煤层中部分层”是煤层气富集成藏有利部位。在此基础上,建立了多层次模糊数学煤层气选区评价模型,进行了有利区评价,优选出青龙山—桃山区、马场区等7个煤层气有利区。     

晋城煤层气藏成藏机制

通过晋城煤层气的规模开发、压裂煤层气井的解剖、井下煤层瓦斯抽放、构造地应力场研究、煤储层大裂隙系统“CT”式解剖与煤层气封闭保存条件研究, 发现3#煤储层内部存在大量煤层气包, 构造微破裂作用促使煤层气包之间广泛合并联通, 煤层气包内部储层的非均质性弱化, 渗透率增加, 煤层气包内部的游离气体比例增加, 流体压力系统边界逐渐清晰并形成煤层气藏. 揭示煤层气藏的成藏机制, 认识煤层气藏的内部细节特征, 促进了该区的煤层气开发技术进步, 提高了井下煤层瓦斯的抽放效率.      

沁水盆地南部煤层气田煤层气成藏条件分析

煤层气藏具有其自身的形成条件和气藏特征。本文从煤层气藏的形成和保存条件出发,以沁水盆地南部煤层气田为实例,从沉积、构造、煤岩演化程度、顶底板条件、水动力、地应力等方面论述了煤层气成藏特征及高产富集因素,对下一步勘探具有重要指导意义。      

煤层气开发中的层间矛盾问题——以柳林地区为例

直井分层压裂及合层排采能有效降低煤层气勘探开发成本,提高煤层气产能,但层间矛盾的干扰制约了这一排采工艺的推广。借鉴常规油气层间矛盾问题相关理论,首次提出并总结了煤层气开发中层间矛盾的概念、特点和影响因素。通过分析柳林地区典型井产能曲线特征,剖析了该区层间矛盾的特征和原因。结果表明:柳林地区合层排采太原组煤层（8号+9号）和合层排采山西组与太原组煤层（3号+4号+5号与8号+9号）时,层间矛盾问题严重;引起该层间矛盾的原因有煤层物性特征和煤层顶底板水文地质条件因素,其中8号煤层顶板水文地质条件是引发该区层间矛盾的主要因素。      

深部煤层封存CO_2的地质主控因素探讨

目前世界上多数国家都以CO2捕获和封存作为CO2减排的有效措施之一。向深部不可采煤层中封存CO2能一举两得,既可实现CO2减排的目的,又能置换出煤层甲烷气体。从实验室研究角度出发,分析了煤级、温度、压力、水分及氮气对煤吸附CH4、CO2的影响,并结合煤层气开发选区评价方法,探讨了影响煤层封存CO2的地质主控因素,认为煤种、煤厚、煤层埋深、渗透率是主要控制因素,而地质构造、水文地质、甲烷气含量等为次一级控制因素。综合分析认为,我国煤层封存CO2的潜力很大,而华北地区是深部煤层封存CO2的首选地区。     

准噶尔盆地低煤级煤层气成藏地质特征

从煤层气控制因素入手,对准噶尔盆地的煤层气成藏特征和煤层气藏的分布进行了分析,认为准噶尔盆地是西北地区主要的聚煤盆地,煤层厚度大、煤层层数多、煤级低,具有典型低煤级煤层气盆地的特征。准噶尔盆地煤层气资源量很大,南缘无论是井下还是地表,煤层气显示都很活跃。准噶尔盆地低煤级煤层气成藏模式是盆缘陡坡和缓坡模式。通过构造、水文地质特征分析对准噶尔盆地划分出乌鲁木齐河—白杨河煤层气藏、昌吉南煤层气藏、四棵树煤层气藏、小拐煤层气藏、克拉玛依煤层气藏、乌尔禾煤层气藏、彩南—大井煤层气藏,这些区域是开展煤层气勘探的有利区块。     

Coalbed Methane-bearing Characteristics and Reservoir Physical Properties of Principal Target Areas in North China

The coalbed methane (CBM) resources in North China amounts up to 60% of total resources in China. North China is the most important CBM accumulation area in China. The coal beds of the Upper Paleozoic Taiyuan and Shanxi formations have a stable distribution. The coal reservoir of target areas such as Jincheng, Yanquan-Shouyang, Hancheng, Liulin, etc. have good CBM-bearing characteristics, high permeability and appropriate reservoir pressure, and these areas are the preferred target areas of CBM developing in China. The coal reservoirs of Wupu, Sanjiaobei, Lu'an, Xinmi, Anyang-Hebi, Jiaozuo, Xinggong and Huainan also have as good CBM-bearing characteristics, but the physical properties of coal reservoirs vary observably. So, further work should be taken to search for districts with high pressure, high permeability and good CBM-bearing characteristics. Crustal stresses have severe influence on the permeability of coal reservoirs in North China. From west to east, the crustal stress gradient increases, whil     

煤层甲烷碳同位素在煤层气勘探中的地质意义--以沁水盆地为例

根据沁水煤层气甲烷碳同位素的组成与分布特征,从煤层甲烷碳同位素在煤层气解吸-扩散-运移中的分馏效应,结合水文地质条件和构造条件,讨论了煤层甲烷碳同位素在煤层气勘探中的地质意义,认为沁水煤层气δ13C₁值不仅总体上较高,而且随埋深增大而增高,说明沁水煤层气存在因煤层抬升而卸压所导致的煤层气解吸-扩散-运移效应,从而形成了该区甲烷碳同位素在平面上的分带现象。     

珲春盆地低煤阶煤层气富集规律

珲春盆地煤层气取得工业突破对我国低煤阶含煤盆地的煤层气勘探具有重要意义。通过对珲春盆地低煤阶煤层气成藏条件的深入剖析,探讨了低煤阶煤层气富集的主控因素及其成藏模式。结果表明,珲春盆地具有煤阶低、煤层多、煤层薄的特点,构造作用、沉积特征和岩浆岩侵入是其富集成藏的主控因素。盆地西部的褶皱和断层伴生带不仅为生物气创造有利环境,而且为煤层气二次成藏提供场所,形成"连续褶皱"富气模式;沼泽和天然堤微相的垂向叠置,使得作为煤层直接顶底板的泥岩和致密砂岩对煤层气起到更好的封闭作用;局部辉绿岩侵入体促使煤层再次生气,同时大大改善了煤岩的物性。因此,珲春盆地西部是煤层气高产富集区,具有巨大勘探开发潜力。      

中国部分煤储层解吸特性及甲烷采收率

根据常压下的解吸实验和煤层气参数井实测数据分析,我国煤的解吸特笥变化较大,解吸率主要受煤层埋深及煤级的影响。最侍解吸深度一般在４００～６００ｍ之间,镜质体反射率小于３％时,随煤级的升高而增大;大于３％时,则相反。我国煤储层的吸附时间长短琚煤级没有特定关系,但在某些地区工层的含气量高低有关,甲烷含量低则吸附时间长,尤其是小于８ｍ＾３／ｔ时急剧增长。从现有资料看,我国煤储层的吸附时间一般不超达９ｄ。煤     

二连盆地群低煤阶煤层气成藏模式——以霍林河盆地为例

为了建立断陷盆地的低煤阶煤层气成藏模式,从二连盆地群的霍林河盆地地质条件与煤层气地质特征入手,探讨该类盆地煤层气富集规律。研究结果显示:霍林河盆地煤层厚度可达80 m,煤层含气量为1.6~5.62 m3/t,瓦斯风化带深度为450~500 m;煤层的分布特征受同沉积构造与沉积环境控制,盆地内部小型凹陷与隆起决定着煤层的发育位置和煤层埋藏深度,基底的整体抬升确定了瓦斯风化带的位置;翁能花向斜与西南部向斜处,煤层厚度和埋藏深度均较大,煤层顶底板岩性为泥岩,其受到后期构造影响小,是煤层气成藏的有利地带。      

沁水盆地南部柿庄南区块煤层气地质特征

以国家科技重大专项《山西沁水盆地南部煤层气直井开发示范工程》成果为依据,以以往的地质勘查及研究成果为参考,对沁水盆地南部柿庄南区块煤层气地质特征进行分析。分析认为南部柿庄南区块构造简单,煤变质程度高、煤层厚度大、埋深适中而且分布稳定,有利于煤层气生成,煤层吸附能力较强,储层渗透率较好,煤层气保存条件好,是沁南煤层气勘探开发最有利区块之一。开发利用该区块煤层气资源,可有效改善地区能源结构、加快区域经济发展,降低后期煤炭开发风险,具有非常可观的社会及经济效益。     

青海省天峻县木里煤田煤层气有利区块的 多层次模糊数学评判

对影响煤层气勘探开发潜力的各种因素进行了综合研究,确定了煤层气勘探开发潜力评价的3个二级指标(生气潜力、储层物性和封盖性能)及对应的三级指标。采用模糊数学方法对各级因素指标赋予权重,建立了用于煤层气勘探开发潜力评价的多层次模糊数学评判模型。利用该模型,对青海木里煤田中低煤阶煤层气资源勘探开发潜力进行了评价,认为江仓矿区是木里煤层气勘探开发的最佳试验区。所建立的评价体系可以作为中低煤阶煤层气资源开发潜力评价的参考体系。