煤系非常规天然气资源特征及分隔合采技术

煤系为煤层气、页岩气、致密砂岩气多层叠置的储层群(青海木里煤田侏罗纪煤系上部还有天然气水合物矿层),海陆过渡相煤系以多层叠置页岩气与煤层气储层为主,陆相煤系以多层叠置煤层气与致密气储层为特色;煤-泥-砂结构系统使煤系内经常出现煤层气和页岩气的混合储层。中国煤系中煤层气资源量约为36.8×10~(12) m~3;页岩气、致密气资源量分别约为32×10~(12) m3和20×10~(12) m~3(未包括东北地区)。煤系"三气"单独开发经济效益不明显;煤系"三气"具有地面卸压带抽采和煤矿井下穿层钻孔抽采的便利条件;通过增加悬挂套管和连通管,文中设计了煤系"三气"原位分隔合采工艺技术。     

黔北金沙地区二叠系龙潭组取得页岩气、煤层气和致密砂岩气协同发现

正1研究目的(Objective)黔北金沙地区二叠系龙潭组为海陆过渡相沉积地层,2013年以来贵州地方企业在该区实施煤层气钻井并取得工业煤层气流发现,但未针对煤系页岩气和砂岩气开展进一步工作。本次研究目的是通过对二叠系龙潭组储层岩相、厚度分布、岩性组合、源岩地化、储层物性等关键参数分析评价,查明煤系页岩气、煤层气和砂岩气的成藏特征及资源潜力,为煤系页岩气、煤层气和致密砂岩气("三气")兼探合采先导试验提供科学依据。     

山西省临汾-洪洞区块煤系非常规天然气成藏特征

临汾-洪洞区块位于山西省霍西煤田南部,石炭二叠系煤系总体上埋深在2 000m以深,非常具有煤系非常规天然气成藏的可能性。通过对研究区最新勘查成果的分析,依据泥页岩、煤层、致密砂岩层地球化学、储层物性、含气性等数据分析了研究区煤系非常规天然气的赋存特征。研究表明煤及富有机质泥页岩为非常规天然气系统的烃源岩,二者有机质处于高-过成熟度阶段;致密砂岩的孔隙度最大,煤层其次,页岩孔隙度最小;在含气性方面,泥页岩含气量平均为1. 17m~3/t,煤层含气量为8. 50m~3/t,上石盒子组底部近200m砂岩层均显示出了较好的气测值,表明该地区煤系非常规天然气有较大的成藏潜力。     

黔西北可乐向斜中段煤层气与致密砂岩气共探潜力评价

针对黔西北（贵州毕节）可乐向斜中段晚二叠世含煤地层具有含煤层数多、主力煤层埋藏较深的特点,结合该区探井钻遇致密砂岩气层的实际情况,从沉积环境、储层厚度、源储配置及含气性等方面评价了该区煤层气与致密砂岩气"两气"共探的勘探潜力。研究表明:可乐向斜下煤组和中煤组分别沉积于龙潭早期和晚期,这两个时期地层主要处于曲流河、河控三角洲平原等沉积相带,有利于煤岩与致密砂岩储层的形成;龙潭组中煤组煤层和致密砂岩层分布较稳定,累积厚度分别在16 m和20 m以上;煤系中煤岩、泥岩、砂岩互层叠置出现,具备良好的源储配置关系,可形成多套"生储盖组合";根据X1井气测录井和测井结果,在煤层和致密砂岩层均显示全烃值异常,煤层段异常值最大可达78.35%,钻遇的两层致密砂岩层含气饱和度分别为39.97%和12.79%,说明煤系中有"两气"共存的情况。      

黔北煤田林华矿煤系气成藏特征及开发方式

基于煤系气共采试验,分析了林华矿龙潭组煤系气储层沉积组合、含气性、有机质类型及矿物组分等赋存特征。研究表明:煤系气赋存于多个沉积单元体中,除煤层及直接顶底板外,还存在多个独立的泥(页)岩、砂岩含气层段;研究区泥(页)岩、致密砂岩含气层沉积厚度大,占煤系总厚60%以上;含气量高,平均2.76m~3/t以上,最高达4.46m~3/t;有机成熟度高,镜质体反射率(Ro)平均2.46%,近90%泥页岩大于2%,处于过成熟早期生干气阶段;有机质含量高,TOC含量平均3.97%,68%样品大于2%,有机质类型均属于Ⅲ型;脆性指数较高,平均56%;研究区煤系气储层基本类型可划分为2类7型,煤系至少含有两套独立含气系统,即4#-10#煤层、11#-15#煤层段分别为同一含气系统;基于多煤层煤系储层组合类型和含煤系气系统探讨并划分了煤系气合层共采开发方式。     

浅析煤系地层“三气合采”可行性

正煤层气、页岩气、致密砂岩气称为煤系地层"三气",是煤系地层中非常规天然气的主要组成部分。我国煤层气、页岩气、致密砂岩气资源分布广泛,储量丰富。目前,对煤系地层"三气"的认识还比较薄弱,勘探开发程度较低。将煤层气、页岩气、致密砂岩气视为一个整体,利用单井同时对煤层气、页岩气、致密砂岩气进行综合勘探开采不仅可以降低非常规天然气勘探开发成本,还可以提高气井使用效率、单井利润和开采寿命。煤层气、致密砂岩气合采开发在美国已经获得     

山西省深部煤系“三气”资源勘探开发进展及研究

山西省赋存有丰富的煤系"三气"资源,其煤层气开发在国内最先取得商业性突破。但是随着地质勘查工作逐渐向深部发展,近年来单纯煤层气开发逐年减少,而开始关注深部煤系"三气"的共探共采。基于我局近年来开展的煤系"三气"相关勘查研究工作,分析了山西省海陆过渡相煤系"三气"的成藏地质条件及石炭-二叠系煤层气、页岩气和致密砂岩气的赋存特征。针对山西省深部煤系"三气"勘探开发主要存在问题,结合煤系"三气"的研究现状,提出了山西省煤系非常规天然气资源勘查开发的研究和发展方向。研究表明,山西省石炭-二叠系发育了多套煤系"三气"共生组合岩系,"三气"资源潜力大,突破煤系"三气"共探共采关键技术是其规模性发展的基础。     

煤系叠合型气藏及其勘探开发技术模式

煤系叠合型气藏是含煤地层煤系气特有的关键成藏类型,煤系叠合型气藏的发现、勘探开发实践与研究探索为我国煤系非常规天然气勘探开发提供了新领域和新思路。提出并阐述煤系叠合型气藏的概念、主要类型、发育特征和赋存分布,探讨煤系叠合型气藏的形成条件、成藏过程、成藏模式,揭示其形成机理,重点讨论2种主要类型煤系叠合型气藏的地质适配性勘探开发技术模式,分析前瞻了煤系叠合型气藏在煤系气勘探开发中的应用。研究表明:我国发育(分流)河道砂体与煤层接触型(华北型)、煤层?砂岩–泥岩互层型(华南型)、煤层–砂岩–泥岩互层夹砂砾岩型(东北型)3类煤系叠合型气藏,分布赋存分别以华北地区山西组、华南地区龙潭组和东北地区城子河组为代表;沉积作用是煤系叠合型气藏的关键主控地质因素,三角洲沉积体系的泥炭沼泽、分流河道、支流间湾的沉积微相组合为煤系叠合型气藏的有利沉积相序组合;煤层为主的叠置复合储层结构和岩性圈闭是煤系叠合型气藏的重要特征,统一的含气系统和压力梯度一致是其本质特征;含煤段煤层/砂岩/页岩不同类型储层间发生能量物质传递和平衡、煤层气/致密砂岩气/页岩气间运移和相态转化是煤系叠合型气藏形成的主要机理,喜马拉雅期是华北地区山西组煤系叠合型气藏成藏关键期;高分辨率地震岩相解释识别气藏与虚拟产气层合层开发是华北型煤系叠合型气藏勘探开发技术模式的关键特征,“层段优选、小层射孔、分段压裂、投球分压、合层排采”构成华南型煤系叠合型气藏勘探开发技术模式的核心内涵。这些技术模式已得到应用并将为我国煤系气共探共采和深层煤层气高效开发提供重要支持。      

鄂尔多斯盆地东部上古生界煤系页岩气藏特征及勘探方向

煤系页岩气是未来非常规天然气的勘探方向。以鄂尔多斯盆地东部为例,对区内上古生界煤系太原组和山西组页岩气成藏的构造条件、储层特征和资源潜力进行了分析。研究认为,区内构造简单,泥页岩储层埋藏浅,厚度大,泥页岩有机质演化程度较高,有机碳含量较高,页岩气含量较高,页岩气成藏条件较优越,页岩气勘探开发的有利区位于府谷-神木-临县一带。鄂尔多斯盆地东部上古生界煤层发育,煤层气含量较高,局部层段存在砂岩气,页岩气可与煤层气、煤系砂岩气等综合勘查、共同开发。      

煤系页岩气储层研究进展

煤系页岩气是煤系非常规天然气的重要类型。储层研究可为煤系页岩气开发提供理论基础。基于国内外文献调研分析,从煤系页岩分布与地化特征、储层特征与含气性、煤系页岩气赋存状态、富集影响因素、有利储层优选方面,阐述了煤系页岩气储层研究进展。研究表明:煤系页岩单层厚度薄,累计厚度大,有机质类型以Ⅲ型为主,储层矿物中黏土矿物含量相对较高,含气量具备商业开发所需条件。煤系页岩气赋存状态本质上取决于储层孔隙结构,页岩气在微孔中主要以吸附态的形式存在,而在中孔和宏孔中游离态是其主要存在形式。煤系页岩气富集主要受到有机质特征、储层矿物组成、储层结构特征、岩性组合的影响。有机质含量高有利于页岩气赋存;黏土矿物具有较强的吸附能力,多发育微孔和中孔,有利于页岩气富集;储层孔隙度的增加有利于页岩气富集;煤系页岩与煤层互层时,存在压力封闭和煤层气充注,利于富集。煤系页岩气有利储层优选为:TOC含量>2%,R o>0.7%,孔隙度>2%,脆性矿物含量>30%,黏土矿物含量<50%,含气量>1 m 3/t,煤系页岩有效厚度定为>30m、埋深>1000m,同时应考虑气藏封闭性及构造稳定性。     

滇东宣威地区宣威组“三气兼探”储层地质条件初步分析

以煤层气、页岩气、致密砂岩气为主的煤系"三气"在非常规油气资源中具有重要的地位。通过滇东宣威地区野外地质调查,发现宣威组煤系地层以河流及三角洲相煤、泥页岩、粉砂岩等岩性为主,地层厚100～270 m,含煤25～60层。结合钻井地震资料,岩性及岩相分析,优选出四个"三气"连续储层;储层煤层气含量较大,泥页岩瓦斯含量最高可达4 m3/t,具备较好的地质和资源潜力。通过分析煤层气、页岩气、致密砂岩气勘探开发特点,结合滇东宣威地区煤炭开发现状,认为在本区进行"三气共探共采",能够实现地质资源的最大价值,大大提高生产效益,成为云南省非常规天然气勘探开发的新突破口。     

沁水盆地中东部地区煤层气页岩气储层地质条件研究及共采有利区预测

煤系中赋存有大量的煤层气、页岩气及致密砂岩气等多种非常规天然气资源,将其作为一个整体进行共探共采,是节约勘探成本,提高资源综合利用的有效途径。以沁水盆地中东部榆社-武乡地区为研究对象,通过对其赋存的煤层气、页岩气储层地质条件的研究,采用层次分析和模糊数学评价相结合的方法,运用层次分析法计算各影响因素指标的权重,模糊数学评价法评价各影响因素的配置,对本区煤层气和页岩气共采有利区进行了预测和评价,为研究区下一步的勘探开发工作部署提供了有力的地质依据。     

煤层群煤系多套含气系统特征及其合采效果

煤系含气系统特征影响了煤层气井多产层合采的工程效果。基于铁法盆地阜新组层序地层、含气单元及其分隔层特征,划分了叠置的多套含气系统,分析了发育煤层群煤系多套含气系统的含气性、渗流条件和流体压力特征,探讨了其对上、下含煤段分采及合采工程效果的影响。研究认为,白垩系阜新组上含煤段5个含气单元为一套统一的含气系统,下含煤段7个含气单元可划分为三套含气系统。湖进体系域下,三角洲前缘沉积环境形成的含气单元资源丰度较大,滨浅湖沉积环境形成的（泥质）粉砂岩厚度大且构成稳定的隔水阻气层,是研究区含气系统划分的关键层。随埋深的增加,各含气系统储层孔隙度、平均渗流孔容、裂隙发育情况、储层渗流能力降低趋势明显。上下含煤段分属明显不同的含气系统,其储层压力、解吸压力差异较大,煤层气合采时上下含煤段储层产出气液具不同步性,气水产出层间干扰大。阜新组煤层气合采效果由好到差的相对顺序是上含煤段合采、上下含煤段合采、下含煤段合采。阜新组上含煤段独立开发的效果最好,是由于各个含气单元形成了一套兼容性含气系统,储层具有明显地富气高渗优势。     

非常规源岩层系油气形成分布与前景展望

经过十余年理论技术持续攻关,中国陆上实现了致密砂岩气规模发展、页岩气快速发展、煤层气持续发展、致密油稳步发展和页岩油加快探索,源岩层系油气已成为中国非常规油气增储上产的主要组成部分.源岩层系油气包括源岩油气和致密油气2种资源类型,普遍具备有效配置的烃源岩、储集层和聚集保存3个方面基础地质形成条件,展现出源内或近源大面积连续分布标志特征,海相页岩气主要分布于深水陆棚区,致密砂岩气和煤层气一般分布于主要聚煤期煤系,页岩层系石油一般主要发育于长期持续沉降的富油湖盆.源岩层系油气开发追求“平面甜点区”“纵向甜点段”较好经济资源条件,页岩气需含气量高、孔隙度高、TOC含量高、热演化程度适中、气层埋藏适中、保存条件好、储层可压性好、储量规模大,致密砂岩气需全天候气源、中粗粒砂岩、含气层系多、大面积聚集、稳定斜坡区、中浅层埋藏,致密油甜点区段一般具有烃源性、储集性、含油性、流动性、成缝性和经济性“六特性”经济资源条件.中国非常规源岩层系油气资源丰富,源岩层系天然气是天然气上产的“主力”,源岩层系石油是石油稳产的“砝码”,实现地下原位“煤岩燃烧气化、页岩熟化气化”“2个革命性领域”突破是推进源岩层系油气领域“跨越式”发展的关键路径.      

山西省非常规天然气资源特征及共探共采选区评价

山西省赋存有丰富的非常规天然气资源,其中煤层气是国内最早取得商业性突破的地区,但是随着地质勘查工作逐渐向深部发展,近年来单纯煤层气开发逐年减少,而开始关注非常规天然气的共探共采。在综合分析研究区的含气沉积组合、储层流体压力、盖层封闭性及含气性等地质条件基础上,划分了非常规天然气含气系统,并分系统阐述了其成藏地质条件,针对其气储紧邻的赋存情况,进行了共探共采有利区判别与优选。结果表明:山西省石炭-二叠系发育了多套煤系非常规天然气共生组合岩系,可划分为5个含气系统单元,其中Ⅱ、Ⅳ含气系统煤岩及泥页岩广泛发育、厚度可观,生-储-盖组合发育良好,含气系统Ⅴ、含气系统Ⅳ、含气系统Ⅲ与山西组主力煤层可作为一个共采系统,含气系统Ⅰ与太原组主力煤层可作为一个共采系统,适合进行以煤层气为主体的煤层气、页岩气共探共采。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗探区二叠系下石盒子组盒1段致密砂岩气层测井评价方法

通过储层"四性"关系研究,分析了鄂尔多斯盆地北部杭锦旗探区致密砂岩储层岩性对物性的控制作用及测井曲线对储层岩性、物性和含气性的响应特征。认为二叠系下石盒子组盒1段砂岩石英含量、粒度和孔隙结构是影响物性和含气性的主要因素,储层"四性"关系具有砂岩粒度与石英含量控制物性、物性控制含气性的基本特点。利用交汇图版法与双孔隙度曲线叠合法对研究区二叠系下石盒子组盒1段气层进行了综合识别。根据储层的岩性、物性、孔隙结构等参数,结合单井测试产能特征,将杭锦旗探区二叠系下石盒子组盒1段气层划分为3类进行综合评价,气层以Ⅱ类为主,其次为Ⅰ类。     

浅谈煤层气与游离气共同开发新思路

游离气是由煤系地层生成的烃类气体,游离于储层储集空间之中而形成天然气气藏,与煤层中的吸附气呈共生关系.根据游离气储集层的岩性及空间组合特征,可将其分为3种类型:煤岩顶板砂岩型、煤岩顶板灰岩型、不整合面灰岩型.测井中子密度重叠法是判别煤系地层游离气层主要的方法之一,拉梅常数、剪切模量及密度预测法可有效识别砂岩中的气饱和层.AVO高异常可准确解释煤层气的富集部位,等温曲线法及补偿中子变化量法能够有效计算煤层气的含气量.游离气与煤层气的成藏特点使得煤层气与游离气共同开发成为可能.以山西沁水盆地为例,介绍了在查明煤层气和游离气富集高产部位后,利用高密度勘探开发井网,有望实现煤层气与煤系地层浅层游离气的联合开发.     

塔巴庙地区盒3段致密砂岩高产气层特征及分布预测

塔巴庙地区上古生界致密砂岩气层主要包括6套含气砂岩层段,其中的盒3段气层是上古生界气层中的高产气层段.统计表明,在所测试层段中,有80%的井段为高产气层段.对该层段的高产气层的研究表明,盒3段的高产气层在电性上存在两种基本类型:一种是"低声波时差-高电阻率型"高产气层,另一种为"高声波时差-低电阻率型"高产气层.两类高产气层的特征为:①均发育于河道中心部位,砂体较厚,孔隙度和渗透率较高,储层质量较好;②"高声波时差-低电阻率型"高产气层中微裂缝发育,储层非均质性强于"低声波时差-高电阻率型"高产气层.利用基于声波时差-电阻率交会图基础上的气层识别指数(b指数)对盒3段含气砂岩进行了识别和评价,并对高产气区块的分布进行了预测.     

鄂尔多斯盆地东部山西组页岩气成藏特征及勘探对策

我国海陆过渡相页岩气资源量约占全国资源总量的三分之一,勘探开发前景广阔。鄂尔多斯盆地过渡相页岩分布范围广、厚度大,受到广泛关注,勘探开发一直未能获得突破。为查明过渡相页岩地质特征与海相页岩储层特征及成藏规律的差异,本文以鄂尔多斯盆地东部山西组页岩为例,通过总有机碳、镜质组反射率、矿物组成、微观孔隙和含气量分析开展页岩气生成、储集和成藏过程的对比研究,分析认为山西组页岩成藏过程有其特殊性,其干酪根来源于Ⅲ型高等植物,液态烃产量很少,缺乏气泡成孔过程,有机质纳米孔数量少,砂泥煤互层的沉积特征排烃效率高,影响页岩含气性。山西组页岩气形成后,大部分页岩气已运移到附近砂岩中形成致密气,致密砂岩、煤层和页岩呈三明治式成藏。预测研究区内东南部为有利区域。在勘探山西组页岩气时考虑煤系“含气带”,通过立体勘探寻找有利的富气层段。     

河北蔚县下花园组顶部的自然γ高异常特征及成因探讨

河北蔚县煤田下花园组顶部赋存一个自然γ高异常层,系富含放射性元素铀所致。其中的铀是前龙门期,地表水淋滤溶解下花园组风化面上的铀并向地下运移,遇含煤层气的煤层顶板砂岩后被其中的有机质吸附或还原而富集。