用钻孔煤心鉴别煤层煤体结构及其应用

通过对煤心样品的观察研究得出,煤心具有不同的形状,此形状受煤体结构制约,区分不同煤心形状,能确定煤层中不同的煤体结构。利用该煤体结构能估算出煤储层渗透率的大小,这对煤层气选区评价,煤层射孔压裂层段的选择,煤与瓦斯突出带的确定,提供了可靠的科学依据。      

山西沁水盆地中,南部现代构造应力场与煤储层物性关系之探讨

山西沁水盆地中、南部下二叠统山西组主煤储层现代构造应力场主应力差增大、煤储层渗透率梯度呈指数形式增长,煤储层压力梯度呈对数增长,这种规律主要受控于现代构造应力场应力方向与煤储层天然裂隙优势发育方向之间的相互关系,这两组方向对于煤储层来说近于平行,对煤储层顶板则表现为近于正交,由此导致主煤储层中天然裂隙处于相对拉张状态,而其顶板天然裂隙处于挤压状态,主应力 越大,相对拉张效应就越显著。基于这种规律和     

煤层气富集高产的主控因素

对煤岩的生储气能力、煤储层渗透率、煤层气保存条件等影响煤层气高产富集的主控因素进行了分析。煤岩组分和煤变质程度是影响煤层生储气能力的主控因素。煤层的储气能力与温度、压力、灰分及水分含量等亦有关。煤层的渗透率取决于煤层本身的裂隙系统,而裂隙的发育程度又与煤变质程度及构造活动的强弱相关。煤层气的保存则取决于顶底板的封盖能力、构造活动、水动力环境等条件。煤层气成藏条件是煤层气基础地质研究中的核心问题,应加强研究。     

我国主要含煤区煤体结构特征及与渗透性关系的研究

通过对我国主要含煤区的100多个煤层以及若干个钻孔煤心,进行宏观煤岩类型、煤体结构、煤裂隙以及与煤层渗透性等方面研究,结果表明a.我国煤体破坏程度由北向南、自西向东增强,从盆地中部向盆缘增强.我国中、西部和北部主要是原生结构煤,东部和南部以及盆缘构造煤发育.b.糜棱煤是地层构造变形强烈的产物,但构造变形强烈的地层不一定形成糜棱煤.c.碎裂煤的渗透率比原生结构煤高,碎粒煤和糜棱煤渗透率低.对于一个即有碎裂煤,又有碎粒煤和糜棱煤发育并交替出现的煤层,碎粒煤和糜棱煤在碎裂煤之间起着低渗透性的屏障作用,渗透性低的煤分层扼杀了渗透性高的煤分层,极大地降低了煤层渗透性.因此在有碎粒煤和糜棱煤发育的煤层,煤体结构对煤层渗透性的影响大于裂隙发育程度的影响,成为控制渗透性的首要因素.     

比德-三塘盆地比德区块煤储层特征及有利勘探区评价

基于比德-三塘盆地比德区块煤炭地质勘查及煤层气井取得的地质成果,对煤储层特征及有利区进行了研究。分析认为:该区块煤层厚度总体呈西北薄、东南厚的特点,且主力煤层厚度较大,平均为7.0m;煤的宏观煤岩类型多为半暗煤,其次为半亮煤,显微组分以镜质组为主,平均为67.11%;煤储层孔喉均一性较好,渗透率较高,有利于煤层气的渗流;主力煤层VL平均为26.4 cm3/t,煤岩的吸附能力较强,煤层含气潜力较大。综合分析并根据煤层厚度和埋深初步圈定了煤层气有利勘探区。     

沁南地区高煤阶煤储层流速敏感性及影响因素

流速敏感性评价实验结果是确定煤层气藏合理排采速度的重要依据,对煤层气开发具有重要意义。高煤阶煤储层的低孔低渗特征使煤储层速敏性评价不能仿照常规储层的液体实验方法,为此提出利用氮气评价高煤阶煤储层流速敏感性的新方法,并对沁南地区高煤阶样品进行测试。结果表明:沁南地区高煤阶煤储层速敏损害程度相对较弱,主要损害程度为无敏感、弱敏感和中等偏弱3种;高煤阶煤储层原始渗透率是控制煤储层速敏损害率的主控因素,煤储层渗透率越大,速敏损害率越高;煤岩中黏土矿物含量对煤储层速敏损害率的影响相对有限,速敏损害率主要与黏土矿物赋存方式有关,当黏土矿物主要赋存于裂隙中时,煤储层速敏损害率相对较大。      

煤相分析在煤储层评价中的应用

煤储层研究的重要内容是孔裂隙系统发育特征、渗透性及其空间不均一性特征。煤储层的孔裂隙特征决定煤储层的渗透性,而煤储层的孔裂隙特征主要取决于煤岩成分和煤级。对一个特定的煤层气田而言,煤级变化不大或者规律明显。煤岩成分往往成为控制煤储层渗透率分布不均性的主导因素。煤岩成分,包括有机显微组分和矿物质均受控于煤相。可以通过系统的煤相分析认识煤储层中煤岩成分、结构、层序等的空间展布特征,为科学预测煤储层的渗透率莫定基础。煤相分析在注重横向变化的同时,更强调垂向层序分析。     

高渗透性煤储层分布的构造预测

以我国山西沁水盆地为例,采用现代构造应力场和构造曲率分析相结合的方法,就构造对煤储层高渗透性区发育特征的控制规律及其地质机理进行了研究。结果表明：沁水盆地下二叠统山西组主煤储层试井渗透率与现代构造应力场最大主应力差之间具有指数正相关关系,煤储层构造裂隙在构造主曲率大于O．1×10^4／m的地段可能相对发育;高构造曲率与高最大主应力差相匹配的地段在盆地中-南部呈NNW向展布,是较高渗透性煤储层发育的地带;构造应力实质上是通过对天然裂隙开合程度的控制而对煤储层渗透率施加影响。     

考虑孔隙和微裂缝的煤层气储层压汞曲线分析模型

基于沁水盆地东北部和顺煤层气区块高煤级烟煤储层的物性、压汞及扫描电镜资料,对该煤层气储层的孔隙结构特征进行分析。该煤储层RO值分布在1.8~2.5,为贫煤,其镜质组含量主要分布在62%~80%,平均约为70.02%;惰质组含量主要分布在10%~25%,平均约为18.48%;V/I(镜质组/惰质组)值主要分布在2~30之间。所研究煤储层中的有效空间系统以孔隙和微裂缝为主,建立了同时考虑孔隙和微裂缝的高煤级煤岩阶段入汞及退汞过程曲线模型。入汞曲线模型与煤岩渗透率具有较好的匹配关系,在分析煤岩孔隙系统连通性方面比退汞曲线模型更为可靠。微裂缝相对发育的煤岩渗透率较高,排采初期往往具有较高产能,但其产能递减相对较快,最终会有相当一部分天然气滞留于地层中而无法被开采,因此最终采收率相对较低。微裂缝欠发育的煤样渗透率较低,开发初期产能较低,但其生产周期却相对较长,最终采收率相对较高。因此,对于国内部分地区微裂缝发育情况相对较差的煤储层而言,初产能力可能相对偏低。但从长远来看,由于其最终采收率更高,生产周期较长,最终累积产气量也会更大。该认识可以为煤层气排采开发方案的合理制定提供参考。     

鸡西盆地梨树镇坳陷城子河组煤岩物理力学特性实验研究

鸡西盆地煤炭资源丰富,其南部的梨树镇坳陷城子河组厚度大,含煤性好,是煤层气勘探开发的重点区域。为了解该区煤岩物理力学特性,选取城子河组23#煤层岩样进行实验研究。通过测定岩样的泊松比、弹性模量、内聚力以及内摩擦角等力学参数,确定该层煤岩具有低弹性模量、高泊松比和大脆性的特性。分析煤岩物性参数得出:随着应力增加,煤岩渗透率呈指数下降,不利于煤层气的开采,而温度对煤岩渗透率影响较小;煤岩的孔隙度主要集中在3.6%~6.1%,平均约4.98%,程度偏低,中孔和小孔比较发育;低阶煤和中阶煤煤样的排驱压力相差较大,中阶煤煤样压力值较小,渗透性好;结合中值半径和退汞效率的实验数据,显示该区煤储层的渗透性整体较差。     

煤层气储层特征分析与孔渗参数测井评价 ——以沁水盆地南部3#煤层为例

本文以沁水盆地南部樊庄区块下二叠统山西组的3#煤层为研究对象,基于区域地质背景和储层特征的分析,综合利用测井数据、实验测试资料、常规显微镜观测以及扫描电镜观测等,尝试建立适合于本区实际情况的孔隙度、渗透率模型.研究认为,本区煤岩真实密度值变化范围大,网状裂隙发育.本文采用变煤岩骨架密度值法计算煤岩总孔隙度,以裂缝立方体模型迭代法计算煤岩裂缝孔隙度,进而求算裂缝渗透率.解释模型经研究区实际煤储层测井资料的处理解释之验证,达到了较高的精度.     

煤岩结构与煤体裂隙分布特征的研究

通过对河东煤田太原组8#煤层的19个煤样进行煤岩结构划分、裂隙微观分形特征和裂隙密度测量,研究了煤岩结构与裂隙分布特征的关系。结果表明:不同煤岩类型条带中,裂隙密度具有较大的差异,镜亮煤条带是裂隙分布的主要部位;镜煤条带中裂隙的密度和分维数与条带厚度、相邻条带煤岩类型有关;全煤样裂隙密度和裂隙分维数与煤岩结构类型有密切关系。煤岩结构的研究在预测煤层的渗透性方面有重要意义。      

黄河北煤田10号煤煤层气储层物性及特征研究

煤层气是一种备受国家重视和开发利用的非常规清洁能源,煤层气储层物性的研究对煤层气资源的评价与开发具有重要意义。以黄河北煤田煤层气开发资料为基础,结合区域地质特征,应用煤层气地质理论对煤田内10号煤煤层气储层物性特征进行了研究。研究发现:10号煤层宏观煤岩类型以半亮煤为主,煤中有机显微组分以镜质组为主,无机显微组分以黏土为主;煤的变质程度比较高,整体进入成熟阶段;10号煤层储层孔裂隙发育、渗透率较低;10煤层对甲烷的吸附能力较强;10号煤层储层压力为2.16~4.20MPa,压力梯度为0.418~0.797MPa/100m,为低压储层至常压储层;黄河北煤田呈单斜构造,10号煤层埋藏深度较深,含水性较好,有利于煤层气保存。     

深部煤层气储层地质研究进展

深部煤层气资源潜力巨大,将是非常规天然气勘探开发的一个新领域。美国和加拿大部分地区已经成功实现了深部煤层气开发的商业化水平,而中国由于受当前开发技术和经济条件的限制,至今尚未形成规模性的开采。基于对近年来有代表性的学术论著的研究分析,从煤岩孔裂隙结构、吸附解吸性质、气体在煤层中的扩散渗流过程、煤储层的可改造特征等4个方面总结了深部煤层气储层物性的理论研究进展。研究指出深部煤储层处在高温、高压和高地应力的复杂地质环境中,煤储层储渗演化、煤层气吸附解吸扩散渗流平衡关系、煤岩应力应变行为等趋于复杂,开展特殊地质条件下的深部煤储层物性演化机理的研究,对我国深部煤层气资源的勘探开发具有重要的理论和现实意义。     

沁水盆地南部TS地区煤层气储层测井评价方法

煤层气是一种自生自储于煤岩地层的非常规天然气资源,其储层测井评价内容及方法不同于常规天然气,在煤层气勘探开发过程中更关注于有关煤岩工业分析组分、基质孔隙度、裂缝渗透率及煤层含气量等一系列关键的储层参数。针对沁水盆地南部TS地区煤层气勘探目标层,分析了各种测井响应特征,采用回归分析法计算煤岩工业分析组分;针对煤层气含量影响因素众多且较为复杂的特点,结合相关地区煤岩样品实验分析结果,利用基于等温吸附实验的兰氏煤阶方程估算煤层含气量参数;通过煤岩孔隙结构的分析,采用变骨架密度的密度孔隙度计算公式求取煤岩总孔隙度,利用迭代逼近算法计算裂缝孔隙度;根据煤岩裂缝中面割理发育而端割理不甚发育的特点,以简化的单组系板状裂缝模型计算煤岩裂缝渗透率。通过对TS-A井进行实际计算,结果表明,煤岩工业分析组分和煤层含气量计算结果精度高,总孔隙度一般在5.5%左右,而裂缝孔隙度则大多小于0.5%,裂缝渗透率主要分布在0.001×10-3～10×10-3μm2之间,孔渗参数计算结果与相邻井区现有资料相符。采用测井方法可以快速、系统地对煤层气储层多种参数进行准确评价。     

黔西地区煤层埋深与地应力对其渗透性控制机制

基于黔西六盘水煤田和织纳煤田16口井36层次的试井资料, 采用地质统计分析等方法, 探讨了黔西地区煤储层渗透性的展布规律与地应力特征, 论证了煤层埋深与地应力对其渗透性的控制机制.研究表明, 研究区煤储层以特低渗-低渗透率储层(＜0.1×10-9m2)为主, 中渗透率储层(0.1×10-9~1.0×10-9m2)也占有相当大比例; 应力场类型在浅部表现为大地动力场型, 一定深度可能转化为准静水压力状态.煤储层渗透率及其埋深的负幂指数关系较为离散, 但在不同深度渗透率转折点与地应力场类型转变一致; 单井煤储层试井渗透率差异较大, 随地应力增大和埋深增加而降低, 平面展布受地应力强度控制由SW-NE具"低-高-低"发育规律.埋深对渗透率的控制实质是地应力的控制, 区域构造位置及其所处高应力场作用下的煤体形变与破碎致使孔裂隙压缩或闭合是该区渗透性差异的主要控制机制.      

黄河北煤田煤层气赋存特征及潜力评价

黄河北煤田煤层发育良好、分布广泛;煤岩有机显微组分均以镜质组为主,惰质组次之,壳质组少量;煤层主要为低压储层—常压储层;可采煤层中,太原组7煤和10煤的吸附能力较强;实测太原组7煤、10煤、13煤各煤层渗透率范围为0.12～6.35mD,渗透性比较好;煤岩镜质体最大反射率R_o为0.70%～2.50%,主要为煤化作用成气;煤层具备一定的含气性,上煤组含气量峰值普遍较高,从5煤至10煤含气量呈现出"上下高,中间低"的趋势,下煤组含气量明显降低;煤层气绝大部分以吸附状态存在于煤层微孔隙之中,游离气较少。通过多参数综合评价,优选出黄河北煤田有利区块为煤田南部的赵官区和长清区,属于低丰度的小型煤层气田。     

煤地质学研究进展（1993—01～1995—06）：Ⅱ.煤岩学基础理论,应用及研究方法

介绍了近３年来煤岩学，煤化作用研究进展及其在煤分类，煤层自燃倾向性预测，地层等时面确定，煤层渗透率预测，古地热史研究等方面的应用情况。     

功率声波影响煤层甲烷储运的初步探讨

分析了功率声波对煤岩介质孔隙率和渗透率的影响规律及作用机理。结果表明,功率声波能够增加煤的孔隙体积,提高甲烷在煤层中的渗透率;功率声波对煤岩等介质的主要作用机理有机械作用、激波作用、定向作用、热效应、空化作用,使煤岩层产生微裂缝,改变煤岩的孔隙结构,降低甲烷气体的粘度,从而为煤层甲烷开发提供了一种新的思路。      

山西沁水盆地南部3号煤层储集空间特征与变质程度的关系

煤岩的变质程度影响着煤层的储集空间特征,对煤岩的孔隙度,渗透率以及煤岩微裂缝的发育都有重要影响。为了研究两者的关系,选取山西沁水盆地南部不同矿区有代表性的3号煤层,对不同变质程度煤样的镜质体反射率（R0）、孔隙度、渗透率进行了测试并对煤储集空间类型和结构进行扫描电镜观察。研究结果表明：3号煤层储集空间类型主要为孔隙和微裂缝;当R0小于2.4%,孔隙度、渗透率与R0呈负相关,R0大于2.4%时,孔隙度、渗透率与R0呈正相关,R0为2.4%可能是煤岩变质程度对煤岩孔隙度、渗透率影响的关键期,在高变质程度煤岩中孔隙度与渗透率的升高是由微裂缝的发育引起的,并且随着R0的增加,微裂缝发育程度增大。