显德汪矿区主采煤层含气性及其控气因素分析

基于显德汪矿区煤层气成藏影响因素,结合矿区地质、统计资料及煤层气测试数据,探讨了显德汪矿区主采煤层含气性及其控气因素。结果表明:显德汪矿区主采煤层含气量总体不高,但在2号煤西南部区域存在高瓦斯异常区,最高超过10 m~3/t;9号煤大部分地区低于4 m~3/t,呈现由四周向东北部增大的趋势;矿区构造(断裂和褶皱)、岩浆侵入、煤层埋深是影响显德汪矿区主采煤层含气性的主要因素。     

淮南矿区煤层气含气性分析——以13煤为例

通过收集淮南矿区顾桥矿、潘三矿和丁集矿13煤层煤样的等温吸附实验数据,对13煤的含气性进行了分析。研究结果表明:淮南矿区13#煤层最大吸附量变化范围为15.85～20.12 m~3/t,平均为17.33 m~3/t,朗格缪尔压力为0.89～1.94 MPa,平均为1.37 MPa;13#煤层气含气量变化于0.48～31.90 m~3/t,平均为9.35 m~3/t;13#煤层的理论饱和度变化于2.93%～186.43%,平均理论饱和度为53.89%,含气理论饱和度局部较高,可达190%;不同钻孔取样测试的煤层含气量差异较大,最高可达33.5 m~3/t,最低为4.9 m~3/t;受地质因素影响,煤层气含气量随深度变化的差异不明显,在平面上由南到北整体上呈逐渐降低的趋势。     

西山区块煤储层含气性及甲烷碳同位素分布特征

煤层含气性是决定煤层气勘探开发的重要参数,煤层气甲烷碳同位素能有效反映煤层气的赋存条件。根据煤层气井实测含气量数据,剖析了山西沁水盆地煤层含气量分布特征,建立了煤层含气量与煤层埋深、地质构造之间的相关关系和模型,探讨了煤层甲烷碳同位素分布特征及其对含气性分布的指示作用。研究表明:西山区块2号煤层平均含气量6.87 m3/t,8号煤层平均含气量8.4 m3/t,9号煤层平均含气量7.6 m3/t,煤层含气量主要受煤层埋深和构造形态的影响。研究区8号煤层甲烷碳同位素为–65.33‰~–40.94‰,平均–45.88‰,煤层含气量与甲烷碳同位素之间成正相关关系,随着含气量的增加,甲烷碳同位素也逐渐变重。煤层甲烷碳同位素主要受控于煤层气解吸–扩散–运移效应和地下水动力作用等。      

平顶山矿区东段煤层气地质特征及开发潜力研究

平顶山矿区东段煤层气资源丰富,通过研究区构造背景、煤层展布特征、煤阶、煤储层物性特征及地下水动力条件等方面对二1煤层含气量及其控制因素进行了分析;结合抽采压力、地应力、煤体结构等,对该区煤层气开发潜力进行了探讨。研究结果表明：区内煤层气含气量较高,平均为14.2 m3/t,资源量为206.87亿m3,资源丰度为0.70亿m3/km2;煤体结构相对完整,煤储层渗透率为0.04～1.00mD;储层压力高,地应力梯度小。综合分析优选出东西两个有利区块,十三矿-首山一井-十矿-一矿深部（Ⅰ号区）为煤层气开发首选区块。     

沁南-夏店区块煤储层等温吸附特征及含气量预测

煤的吸附能力是决定煤层含气量大小和煤层气开发潜力的重要储层参数。通过对沁南-夏店区块二叠系山西组3号煤层72个煤样进行等温吸附实验,剖析了3号煤层煤的吸附性能,建立了基于Langmuir方程的煤层含气量预测方法,揭示了研究区3号煤层煤的吸附性能及含气量分布。研究结果表明,沁南-夏店区块3号煤层主要为贫煤和无烟煤,煤的空气干燥基Langmuir体积为18.15~34.75 m3/t,平均29.36 m3/t;Langmuir压力为1.47~2.71 MPa,平均2.03 MPa;煤储层压力梯度0.11~1.06 MPa/hm,平均0.49 MPa/hm,煤储层压力随着煤层埋藏深度的增加而增高;煤层含气饱和度整体呈欠饱和状态。通过预测模型预测研究区3号煤层含气量2.87~24.63 m3/t,平均13.78 m3/t,且随着埋藏深度的增加而增高,其含气量相对沁水盆地南部偏低。煤储层含气量分布主要受控于本区煤层生气、储气和保存等因素。      

重庆地区二叠系上统龙潭组/吴家坪组煤变质规律及其对煤层含气量的影响

通过对重庆地区煤炭资源勘查资料总结,分析了二叠系煤类分布特征,并探讨了煤变质对煤层含气量的影响。分析认为,重庆地区二叠系煤层主要以高、中变质煤的无烟煤、贫煤和瘦煤为主,煤类分布具有明显的分带性,煤变质作用以区域深成变质类型为主;煤的变质程度R0为1.39%~2.51%,处于吸附能力较强的阶段,因此煤层含气量较高,其中松藻矿区无烟煤R0为2.43%~2.51%,煤层含气量达27.1m3/t。     

基于地质建模的保德Ⅰ单元煤层气井产能响应特征

煤层气资源条件及储层物性特征是煤层气勘探开发的基础,开展煤层气藏地质建模,厘清煤储层在空间上的展布特征,解释单井产能差异,可为煤层气选区、布井提供理论依据。以山西保德Ⅰ单元为研究对象,基于煤心含气量实测数据和试井渗透率测试,采用支持向量机算法（SVM）和变形F-S渗透率计算公式建立研究区含气量和渗透率反演模型,完成162口煤层气井含气量和渗透率测井数据的分析。进一步采用随机建模方法建立研究区含气量和渗透率模型,由模型计算结果表明:4+5号煤层的含气量为2.0~5.2 m3/t,平均3.3 m3/t,8+9号煤层含气量为2.4~9.2 m3/t,平均5.1 m3/t;4+5号煤层渗透率为（0.8~9.8）×10-3 μm2,平均6.1×10-3 μm2,8+9号煤层渗透率为（2.8~11）×10-3 μm2,平均7.3×10-3 μm2;保德Ⅰ单元总体表现为低含气量、高渗透率的煤层气藏开发单元。基于建立的地质模型,进一步分析研究区煤层气储层等效含气量、资源丰度、含气饱和度等平面展布规律,对比分析2口典型井（B1-X1和B1-X2）的地质条件,发现B1-X1井各项参数均优于B1-X2井。从过井剖面和生产曲线可以看出,影响两井产能差异的因素主要包括资源条件和储层物性条件,其中后者起决定性作用,B1-X1井条件明显优于B1-X2井。综合分析可以得出,渗透率差异是影响煤层气开采的关键参数,而煤层气资源丰度和吸附饱和度是评价煤层气井维持高产和长时间稳产的重要因素,煤层气开发前需查明煤储层主要地质条件和物性参数,为煤层气开发工程设计提供依据。      

山西潞安古城井田煤层气资源赋存特征及开发潜力分析

以煤田地质勘查资料为依据,结合井田及周边煤层气勘探成果,研究了古城井田煤层气赋存地质条件,对煤层气资源量及开发条件进行了评价。结果表明：3#煤层平均含气量12.60 m3/t,平均含气饱和度约为67.34%,总体表现为欠饱和-饱和煤储层,区内煤层气预测地质储量为138.64×108m3,资源丰度平均为0.90×108m3/km2,资源富集（资源丰度）表现为西高东低、北高南低的格局;3#煤层可采资源量大,预测煤层气实际采收率为35%~45%,总可采资源量60.49×108m3。     

基于“定体积法”的大佛寺井田煤储层稳产阶段动态含气量反演

含气量是影响煤层气井生产的关键参数,但是,多数煤层气井无法直接获得目标煤层含气量,且解吸法测定的低阶煤储层含气量误差较大。文章以大佛寺井田煤层含气量动态变化特征为研究目标,结合煤层气井排采数据对煤储层参数动态的同步反馈,采用“定体积法”分析煤层气井排采数据,进行4#煤储层实时含气量的动态反演。结果表明：（1）设定多个原始含气量,实时含气量随时间变化呈线性递减关系,且下降趋势一致,皆能得到实时含气量变化线性斜率相同的结果：产气量与含气量消耗同步,且与生产时间间隔无关。（2）分析1 d、3 d、5 d的不同时间步长,设定原始含气量分别为2 m3/t、3 m3/t、4 m3/t、5 m3/t、6 m3/t、8 m3/t时,煤储层实时含气量变化关系高度一致,认为煤层气井遵循“定体积”产气规律,即不存在压降漏斗的形成与扩展。（3）连续排采阶段,实时含气量与排采时间呈线性降低关系,排采间断前后两个阶段煤储层实时含气量线性降低速率不同：为-0.00546和 -0.00435;第二阶段较第一阶段实时含气量变化斜率减小,是因为排采过程产生煤粉,堵塞阻碍块煤的解吸作用,造成储层伤害,能够解吸的煤层体积缩小。     

民和盆地窑街矿区窑街组页岩储层含气性及地化特征

窑街矿区中侏罗统窑街组发育油页岩、炭质泥岩、暗色泥岩和煤层,均是较好的气源岩,其中成烃母质以油页岩最佳。实测油页岩含气量为0.88~1.96 m3/t,平均1.35 m3/t;TOC含量为0.75%~42.31%,平均11.08%,有机质类型与热成熟度匹配较好。民和盆地与一些大型页岩气盆地相比储层的含气性及地化特征相似,页岩分布面积虽较小,但烃源岩厚度大、含气量和资源丰度高,综合评价认为页岩气具有较好的开发前景。     

沁水盆地寺家庄区块煤储层含气性及产能控制因素

为研究沁水盆地东北部煤层气成藏特征与产出控制因素,基于寺家庄区块煤层气勘探和生产资料,从地质构造、煤厚与煤层结构、埋深和水文地质特征等方面研究了煤层含气性影响因素,并结合压裂排采工艺和煤体结构等因素探讨了煤层气井产能控制因素。结果表明:(1) 研究区煤储层含气性受构造影响较大,在褶皱的轴部及旁侧构造挤压带,多呈现出高含气量,尤其是向斜轴部。在陷落柱和水文地质条件叠加作用下,15号煤层含气量整体较8、9号煤层低,且8、9号煤层含气饱和度也整体高于15号煤层。(2) 8、9和15号煤层含气性均表现出随煤层埋深增加而增大的趋势,但随埋深增加,构造应力和地温场的作用逐渐增强,存在含气量随埋深变化的“临界深度”(700 m左右)。煤层含气性也表现出随煤层厚度增加而增大的趋势,煤层结构越简单,煤层含气性越好。(3) 研究区中部的NNE?NE向褶皱与EW向构造叠加地区,因较大的构造曲率和相对松弛的区域地应力,具备较好渗透率条件和含气性,故成为煤层气高产区。(4) 发育多煤层地区采用分压合采技术可以有效增加产气量,多煤层可以提供煤层气井高产能的充足气源,且多个层位的同时排水降压可使不同煤储层气体产出达到产能叠加,实现长期稳产,含气性较好及游离气可能存在的区域可出现长期持续高产井。      

准噶尔盆地南缘硫磺沟煤层气富集主控地质因素及有利区优选

为评价煤层气资源勘探开发潜力和指导矿井安全生产,对准噶尔盆地南缘硫磺沟煤矿主煤层(4-5、7、9-15号煤)的储层物性特征(显微组分、裂隙及含气性等)进行了测试分析,结合现场钻井资料、瓦斯解吸及瓦斯涌出量等资料,从构造、沉积、煤层埋深、水动力条件等方面分析了该区煤层气的控气地质因素。结果表明：煤储层物性较好,孔裂隙较为发育,微裂隙高达3 935条/9 cm²;煤层含气性(瓦斯含量)较好,4-5号煤层为4.88~10.81 m³/t,平均6.56 m³/t。控气地质因素分析表明,准南硫磺沟煤层气的控气模式以构造-水动力耦合控气为主。同时,利用多层次模糊数学综合评价模型,预测的硫磺沟煤矿(4-5号煤)煤层气赋存有利区为钻孔29-3和28-3周边区域。     

青海聚乎更矿区煤层气富集条件

青海聚乎更矿区是世界上首次在中低纬度冻土区发现天然气水合物的地区,并且天然气水合物的气源是该矿区的煤层气。矿区主要含煤地层为中侏罗统的木里组,煤层厚度大、变质程度一般在气煤~焦煤,镜质组质量分数普遍较高（60%~80%）,煤层结构简单-较复杂,煤储层微观结构以小孔和微孔为主,割理裂隙发育。等温吸附实验结果表明,该区兰氏体积偏低,而压力偏高,储层吸附特性为中-好级别,顶底板封闭性好,地下水活动弱,有利于煤层气的形成与赋存。区内煤层下1煤含气量在0.05~5.52m3/t,下2煤在0.05~11.14m3/t,含气量普遍偏低可能与后期构造使得煤层埋深变浅导致储层压力降低、煤层甲烷大量解吸有关,此外,向斜两翼地层倾角大,也是造成矿区煤层气逸散的主要因素之一,但是在向斜转折部位及矿区深部,煤层气相对富集,是今后勘探开发重点研究区域。     

云南省威信县新庄煤矿区C5煤层瓦斯地质规律研究

云南威信县新庄煤矿区多为高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井,该矿区总体上为一向斜,发育一系列轴向NEE的次级褶曲,瓦斯含量为0.25～40.55m3/t,平均为9.10m3/t。通过对矿区地质构造、煤层厚度、煤的变质程度、顶板岩性、煤层埋深、水文地质条件等瓦斯地质因素分析,其瓦斯分布规律总体上受向斜控制,瓦斯含量在次级构造(如向斜轴部)较高,瓦斯含量等值线总体上呈NEE向展布,瓦斯含量与煤层厚度呈正相关,瓦斯含量在浅部煤层中变化大,随埋深增大趋于增高,在600m以深,瓦斯含量增加的速度减慢;从泥岩顶板-泥质灰岩顶板-粉砂岩顶板,煤层瓦斯含量依次显著降低;矿区浅部地下水活动较活跃,随深度增加,下水头压力增大,有利于瓦斯的保存和富集,区内岩溶发育但大部分位于地表,对C5煤层影响甚微。     

基于力能分析的平煤五矿己四采区煤与瓦斯突出危险性预测

根据实测平煤五矿己₁₅煤层瓦斯含量和压力结果,从力能角度分析了地应力、瓦斯和煤强度对煤与瓦斯突出的影响,发现己四采区己₁₅煤层受地应力作用,煤体弹性潜能远大于瓦斯膨胀能,即以构造应力为主的地应力为其突出最主要的影响因素;结合己四采区地质因素和己₁₅煤层瓦斯可解吸量,确定该采区煤与瓦斯突出危险区的下限指标为原煤瓦斯含量达到5.4 m3/t,绝对瓦斯压力为0.79 MPa,该下限指标对应的煤层底板标高为–600 m。因此预测–600 m标高以浅为无突出危险区,–600 m以深为突出危险区。      

淮北祁南井田瓦斯赋存规律及影响因素分析

在系统分析矿井地质资料的基础上,结合矿井瓦斯实测参数,以区域构造演化和矿井构造的控制作用为主线,探讨了祁南矿煤层的瓦斯赋存规律及其控制因素。结果表明,本区受宿南向斜的控制,煤层瓦斯分布具有南高北低、东高西低、东南部最高的总体规律;宿南向斜转折端部位由于放射状正断层的发育,瓦斯含量相对较低。井田中部逆断层发育的次级褶皱区域,瓦斯含量相对较高;在-900m以浅,瓦斯含量与煤层埋深、煤级均表现出较好的正相关关系;较高的顶底板泥岩比例和半封闭的水文地质条件为瓦斯的保存提供了有利条件;Ⅱ、Ⅲ类煤厚度所占比例小于20%,渗透率大于1mD,表明煤层瓦斯具备较好的运移条件。     

邯邢矿区奥陶系灰岩上部注浆改造技术

注浆改造是华北型煤田下组煤开采的有效防治水技术之一。但是目前该项技术只能解决浅部上组煤问题,随着采深的增大,注浆改造煤层底板薄层灰岩含水层已不能满足安全开采条件。以东庞矿下组9号煤开采为例,分析了奥陶纪峰峰组岩溶含水层富水特征,研究了对奥陶系顶部进行注浆改造的可行性和相关技术问题,得出,对东庞矿奥灰上部进行注浆改造在技术上是可行的,合理的注浆改造厚度为40 m。试验性注浆结果表明,钻孔涌水平均堵水率达到74%,注浆效果良好,并提出了下一步防治水工作建议。      

安阳矿区瓦斯赋存规律的地质因素分析

安阳矿区多为高瓦斯和煤与突出瓦斯矿井。通过钻孔和矿井瓦斯资料分析,认为区内二1煤层瓦斯含量高,最高可达41.72m3/t。区内瓦斯赋存规律明显,具有南北分带、北低南高的分布特征,其展布规律主要受地质构造、煤层埋深、围岩、煤厚、变质程度、水文地质条件等因素的影响,而地质构造中的地垒、地堑造成的断块抬升、下降,断层的多期构造应力作用及其对煤层的剪切作用,褶曲等构造因素是造成矿区瓦斯分布不均衡的主要原因。     

陈家山煤矿采面瓦斯涌出量影响因素及建模预测

工作面瓦斯涌出量是采面通风设计及制定采面瓦斯防治措施的主要依据。在收集陈家山煤矿大量瓦斯地质资料基础上,分析了矿井主采4-2号煤层采面瓦斯涌出规律及其影响因素,研究认为,采面瓦斯涌出量为矿井主要瓦斯来源,其涌出量与煤层埋藏深度、煤层瓦斯含量、顶板含油气小街砂岩厚度及工作面日产量等主要控制因素呈正相关关系;采用数学建模方法建立了采面瓦斯涌出量预测模型,编制了采面瓦斯涌出量预测图,结果显示4-2号煤层采面绝对瓦斯涌出量总体呈现出由井田浅部向中部迅速增大,再由中部到深部逐渐减少的变化趋势。