山西阳泉矿区煤层气分层排采分析

煤层气开发过程中,由于各煤层及其顶底板之间物性特征等方面的差异,易导致层间干扰,影响煤层气产能。阳泉矿区煤层气资源储量丰富,主要可采煤层有3#、8#、9#、15#煤层,其中3#煤层为局部可采煤层。以该区YQ-191和YQ-359井为例,通过分析8#、9#、15#煤层在渗透率、储层压力、煤层厚度、含气量、埋藏深度、水文地质条件的差异,发现,YQ-191井8#、9#的各项参数较为接近,层间干扰小,适宜合层开采;YQ-359井8#、15#煤层渗透率与储层压力相差较大,层间干扰严重,合层开采严重影响15#煤层的产能,该井8#、15#煤层不适宜合层开采。     

黔西红梅井田煤层气有序开发的水文地质条件

在多煤层含煤地层中,往往形成垂向上叠置发育的多个独立含煤层气系统,系统之间的相互干扰严重妨碍了煤层气井的有效排水降压。解决这一问题的关键,是查明不同系统之间水文地质条件的差异。基于水文地质勘探成果,分析了黔西织纳煤田红梅井田上二叠统含煤地层不同含煤段的水动力条件和水化学特征,提取视储层压力、压力系数、钻孔单位涌水量、渗透系数、影响半径等与煤层气开发相关的有用信息,发现不同含煤段之间的水文地质条件差异显著,垂向上可能发育与三级地层层序格架相吻合的多层叠置独立含煤层气系统,运用灰色关联分析建立了基于水文地质信息的煤层气开发条件评价因子。在此基础上,评价了不同含煤段的煤层气开发潜力,对煤层气开发顺序进行了概念性设计。研究认为,17~30号煤层段的煤层气开发条件优于其上、下2段,应优先开发,其次是6~16号煤层段;31号煤层至底部开发条件相对较差,应最后开发。     

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。     

淮南煤田煤层气成藏动力学系统的机制与地质模型研究

淮南煤田由次生生物成因和热成因气组成的混合型煤层气藏,受各种地质和水文地质条件的影响和控制。本文通过热流场和地温场、古构造应力场和原地应力场以及地下水动力场的系统分析,探讨了煤层气成藏动力学系统的形成机制,进而提出了相应的成藏地质模型。淮南煤田的煤层气藏虽然属向斜式(或盆心)聚气模型,但是,该模型强调,作为附加气源的次生生物气的补充,成藏动力学系统演化、构造样式和能量场的耦合关系,是混合型煤层气富集成藏的主因。      

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。      

寿阳区块马首区段煤层气地质特征及储量估算

通过对寿阳区块马首区段地质条件、煤层赋存特征、煤层气含气性、渗透性、解吸/吸附特征等研究,认为该区段构造简单,岩层覆盖条件较好;水文地质条件简单,地下水缓流或滞流有利于煤层气富集;主采煤层发育基本稳定,埋藏深度适中;煤层气含量较高,主要在6~16m3/t;煤层割理裂隙发育,整体渗透率较高,非均质性较明显;煤储层处于欠压状态、实测含气饱和度较低、原地应力较低,整体上适合进行煤层气开采。在此基础上估算了煤层气资源储量,并优选区段的中、北部为煤层气开发的有利区。     

东海西湖凹陷花港组层序划分

大部分学者将东海西湖凹陷花港组划分为两个三级层序,但其层序界面与构造运动、古气候等重大地质事件之间在时间上不十分协调。本文以经典层序地层学、地震地层学为理论指导,在岩电特征、古生物特征、地震相分析等方面研究的基础上,结合全球性构造运动、海平面变化及古气候研究,重新厘定了东海西湖凹陷古近系花港组层序。在花港组识别出两个二级层序界面和两个三级层序界面,将花港组划分为3个三级层序。本研究对东海西湖凹陷层序地层的研究具有重要意义,同时对精细刻画层序格架内有利储层,指导生产具有积极意义。     

断陷盆地斜坡带精细层序地层研究与勘探成效

通过加强断陷盆地斜坡带层序地层研究,精细刻画沉积体系纵横向分布,创新构建油气成藏模式,发现落实地层岩性圈闭,有效地指导了冀中坳陷斜坡带地层岩性油藏勘探发现。以饶阳凹陷蠡县斜坡为例,应用单井层序划分—连井层序对比—地震层序识别—层序发育模式构建等"四步"法,结合冀中坳陷全区层序地层统层结果,指出蠡县斜坡古近系层序发育不完整,下部的二级层序(Es4—Ek)和SQ1—SQ6等6个三级层序发育差,而中、上部的2个二级层序和SQ7—SQ13等7个三级层序发育较齐全,形成了独特的层序演化和沉积充填样式。SQ9、SQ10是主要勘探目的层段,以发育辫状河三角洲和滨浅湖沉积体系为特征,辫状河三角洲平原分流河道、前缘水下分流水道和滨浅湖滩坝砂体构成了有利储集体。依据有利储集相带与古地貌配置关系,结合地层岩性圈闭发育特点和油源条件,构建了潜山周缘超覆、台坡砂体上倾尖灭、低幅鼻隆透镜体等3种地层岩性油藏模式,指导蠡县斜坡中北段油气勘探发现了亿吨级规模石油储量,取得了良好勘探成效。     

沁水盆地寿阳区块3号和9号煤层合层排采的可行性研究

寿阳区块煤储层具有层数多、单层厚度小、产能低、开采难度大的特征,为降低成本、提高煤层气资源采收率,对该区主要目标层3号和9号煤层进行合层开采是制定开发方案时的首选。在系统分析煤层气直井合层排采的关键控制因素基础上,认为煤岩及顶底板岩石力学性质、储层压力梯度、临界解吸压力、渗透率、煤储层供液能力是合层排采的主控因素,根据区内煤层气井勘探开发资料及主控因素分析了区块合层排采的可行性,指出了适合3号和9号煤层合层排采的有利区域。     

Geological Controls on the CBM Productivity of No.15 Coal Seam of Carboniferous–Permian Taiyuan Formation in Southern Qinshui Basin and Prediction for CBM High-yield Potential Regions

Coalbed methane (CBM) resources in No.15 coal seam of Taiyuan Formation account for 55% of the total CBM resources in southern Qinshui Basin (SQB), and have a great production potential. This study aims at investigating the CBM production in No.15 coal seam and its influence factors. Based on a series of laboratory experiments and latest exploration and development data from local coal mines and CBM companies, the spatial characteristics of gas production of No.15 coal seam were analyzed and then the influences of seven factors on the gas productivity of this coal seam were discussed, including coal thickness, burial depth, gas content, ratio of critical desorption pressure to original coal reservoir pressure (RCPOP), porosity, permeability, and hydrogeological condition. The influences of hydrological condition on CBM production were analyzed based on the discussions of four aspects: hydrogeochemistry, roof lithology and its distribution, hydrodynamic field of groundwater, and recharge rate of groundwater. Finally, a three-level analytic hierarchy process (AHP) evaluation model was proposed for predicting the CBM potentials of the No.15 coal seam in the SQB. The best prospective target area for CBM production of the No.15 coal seam is predicted to be in the districts of Panzhuang, Chengzhuang and south of Hudi.     

鄂尔多斯盆地中南部上古生界层序与岩相古地理演化*

为明确鄂尔多斯盆地中南部上古生界层序特点与岩相古地理演化规律,利用周缘野外露头和盆地钻井测井相特征,分析层序界面、体系域界面的岩性、古构造及海侵方向变化特征,总结层序发育特点与岩相古地理演化规律。结果表明: 不同风化序列的区域性不整合面及海侵方向转换面为二级层序界面,区域性海退面、下切冲刷面及陆上暴露面为三级层序界面; 潮间带砂坪及近岸相海侵含砾砂岩顶为海侵面,最大海侵面发育灰岩、泥页岩及煤层,是海侵体系域与高位体系域分界面; 上古生界包括二级层序2个: MSQ1、MSQ2,三级层序6个: SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6,其中SQ1—SQ2发育水进体系域与高位体系域,不发育低位体系域,SQ1为潟湖—障壁海岸沉积体系,SQ2为泥炭坪—泥坪相潮坪沉积;SQ3—SQ6发育完整的低位—海侵—高位体系域,SQ3发育区域性海退进积海陆过渡相三角洲沉积,SQ4早期为低位体系域下切冲蚀砂体,晚期沉积古环境由温暖湿润还原环境演变为炎热干燥的氧化环境,SQ5—SQ6早中期为氧化环境三角洲沉积,SQ6晚期为高位体系域具海侵夹层的潮坪相沉积。研究为鄂尔多斯盆地及其他盆地层序与岩相古地理演化提供理论依据。     

苏丹Muglad盆地中南部西斜坡沉积层序及有利地层圈闭预测

苏丹Muglad 盆地油气资源丰富,是重要的油气探区。盆地中南部西斜坡位于Kaikang坳陷西部斜坡带,是Muglad盆地重要的勘探区之一。研究区在构造转型时期遭受严重剥蚀,目前残余地层厚度约为5 000 m。受区域构造活动的影响,研究区的沉积储层发育演化与构造演化密切相关。随着构造圈闭勘探进入中后期,寻找新的勘探领域和目标已成为当务之急。因此,岩性地层圈闭勘探已成为研究区目标转换的重要途径。目前,对Muglad盆地中南部西斜坡层序地层结构等基本问题的认识还不够系统,制约了研究区油气勘探的进程。综合利用岩心、测井及地震等资料,运用层序地层学原理,在苏丹Muglad盆地中南部西斜坡层序地层格架划分的基础上,重点对沉积层序演化特征及其控制因素进行了分析。同时,探讨了有利生储盖组合,并预测和评价了有利地层圈闭。主要成果及认识如下:(1)Muglad盆地经历了3次裂谷断陷活动及其后裂谷期的3次热沉降坳陷活动,形成了6个二级层序;在二级层序格架内将白垩系Abu Gabra组至古近系Adok组划分为13个三级层序,每个层序的充填和演化都受区域构造控制。(2)研究区地层发育经历了三期断-坳作用,各阶段盆地均保持了其构造背景下的沉积特征,不同阶段构造控沉积作用差异明显。通过对Muglad盆地中南部西斜坡岩心、测井、地震及古水流分析,认为研究区在断陷期主要发育湖泊及辫状河三角洲沉积体系,坳陷期主要发育辫状河及三角洲等沉积体系。由于湖盆多期次的扩张与收缩,沉积体系在时空分布上具有继承性和差异性。(3)根据Muglud盆地中南部西斜坡白垩系-古近系烃源岩、储层和盖层形成的先后顺序及其空间组合关系,研究区可识别划分出四套生储盖组合。它们的成藏方式不同,主要包括两种类型的生储盖组合,即下生上储型和自生自储型。研究区以发育地层剥蚀不整合圈闭以及地层超覆不整合圈闭为主。研究区西部SQ5层序顶界面为区域剥蚀不整合面,与下伏地层形成剥蚀不整合三角区域,为有利的地层剥蚀不整合圈闭发育区。研究区西北部SQ4上超于不整合面之上,形成超覆不整合三角区域,为有利的地层超覆不整合圈闭发育区。     

煤层气合采地质研究进展述评

煤层气合采是提高多煤层区煤层气开发效率的重要途径,但成藏作用的特殊性决定合采方式与产能效果复杂多变,高效开发面临较大挑战。我国煤层气地质工作者围绕多煤层煤层气成藏与合采可行性开展大量基础研究与工程实践,取得丰富的阶段性成果,为深化煤层气开发地质理论、推动产业发展提供有力支撑。从叠置煤层气系统成藏机理、合采地质约束条件、合采可行性判识方法、合采储层伤害4个方面,系统分析评述我国煤层气合采地质领域的最新研究进展,以期为后续研究开展、工程实施与产业建设提供参考。主要认识可概括为:(1) 深化了叠置煤层气系统成藏的层序控气机理以及成岩作用与地应力的后期改造效应;构建了煤系地下水环境化学封闭指数,为判识含气系统叠置性及流体动力条件提供了新的参数,结合流体压力剖面识别出3类含气系统叠置地质模式(增长型、衰减型和稳定型);进一步将叠置煤层气系统理念扩展到煤系气范畴,提出煤系复合储层叠置含气系统“共采兼容性”理论与方法体系,并应用于煤系气合采先导示范工程,取得初步应用成效;(2) 华北石炭?二叠系(太原?山西组)与黔西?滇东上二叠统(长兴?龙潭组)是煤层气合采研究与工程实践的热点区域(层域),压力系统及渗透性差异是合采中最受关注的地质因素。华北山西组、太原组的水动力系统与供液能力差异是制约合采效果的重要因素,黔西?滇东地区合采煤层的最大层间跨度、累计煤厚、煤体结构受到更多关注,表层水干扰是制约织金区块煤层气合采效率的关键;(3) 产能分析、物理模拟、数值模拟、产出水地球化学分析是煤层气合采可行性与干扰判识的重要方法,提出了基于产出水地球化学解析合采井产出水源和判识干扰程度的基本思路、技术图版和评价流程及基于产能曲线分峰剥离的产层贡献分析方法,技术方法的不断成熟、创新为煤层气合采方案、工艺优化与效率提升提供了有力支撑;(4) 煤层气合采对地质条件与工程扰动更为敏感,易诱发储层伤害,涉及产层暴露诱发的贾敏效应与气锁伤害,压力系统与渗透性差异诱发的应力与速度敏感伤害。均一化储层改造、分压力系统开采(分时间或分空间)、精细化排采设计与管控是降低储层伤害的有效途径。      

断陷湖盆缓坡带高位三角洲体系与油气成藏组合特征分析——以二连盆地吉尔嘎朗图凹陷为例

二连盆地由为数众多的早白垩世小型断陷湖盆组成,其缓坡带普遍发育的高位三角洲体系与特定的构造背景配置可形成多种类型的成藏组合,发育多个有利的油气成藏区带,构成立体含油、叠加连片的态势。以二连盆地吉尔嘎朗图凹陷为例,以层序地层分析为基础,在缓坡带的湖泊层序高位体系域识别出了扇三角洲、辫状河三角洲等两种粗碎屑三角洲体系。根据...     

四川江油马鞍塘中晚三叠世沉积相及层序地层分析

本文对四川江油马鞍塘中晚三叠世地层剖面进行了详细描述,根据岩石组合特征,结合全国岩石地层清理方案将其划分为天井山组和马鞍塘组[1].对天井山组和马鞍塘组进行了详细的沉积相及垂向变化规律研究,并将其划分为四个层序(相当于三级层序),同时讨论了各层序的体系域特征[2].     

四川盆地西北部二叠系栖霞阶层序地层特征及地质意义

基于露头、钻井岩心和测录井资料,采用层序地层学理论与方法,将四川盆地西北部二叠系梁山组+栖霞组作为一个整体予以解剖,识别出梁山组底界面(Ⅰ型)、栖一段与栖二段界面(Ⅱ型)和栖霞组与茅口组界面(Ⅰ型)3个三级层序界面,将中二叠统栖霞阶划分为2个三级层序: 下部的SQ1层序对应梁山组+栖一段,上部的SQ2层序对应栖二段。通过栖霞阶层序地层格架分析,发现栖霞阶地层存在“底超顶削”的充填规律,统计并绘制SQ1与SQ2层序地层厚度等值线图,对研究区栖霞阶SQ1初期和SQ2期构造—古地理格局进行了恢复,在明确SQ2期为栖霞阶主要成滩期的基础上,结合岩溶发育单元及白云岩展布特征,讨论栖霞阶油气储集意义。结果表明:区内栖霞阶存在北西、北东向隆坳分异,汉南隆起、川北隆起、北缘隆起与广元—旺苍凹陷始终控制了区内沉积格局,指出广元—旺苍海槽雏形始于二叠系栖霞阶。研究区岩溶白云岩孔洞型储集层区与环广元—旺苍凹陷周缘的灰岩岩溶型储集层区为有利的勘探区。     

Sequence stratigraphic characteristics and geological significance of the Permian Qixia Stage in northwestern Sichuan Basin

Based on outcrops, drilling, cores, and logging data, the Liangshan Formation and Qixia Formation in the northwestern Sichuan region are analyzed using the theory and method of sequence stratigraphy. Three third-order sequence boundaries are identified, including the basal boundary of Liangshan Formation (type Ⅰ), the boundary between Qi 1 Member and Qi 2 Member (type Ⅱ), and the boundary between the Qixia Formation and the Maokou Formation (type Ⅰ). The Middle Permian Qixia Stage can be subdivided into two third-order sequences (from base to top: SQ1 and SQ2). The SQ1 sequence corresponds to the Liangshan Formation and the Qi 1 Member, and the SQ2 sequence corresponds to the Qi 2 Member. Based on the sequence stratigraphic framework reconstruction of the Qixia Stage, the sedimentary filling pattern of the “onlapping at the base and truncation at the top” is discovered. The contour maps of SQ1 and SQ2 sequence stratigraphic thickness are calculated and plotted. Combined with the stratigraphic filling pattern, the tectonic-palaeogeographical framework of the early SQ1 and SQ2 phases of the Qixia Stage, their geological significance is discussed. At the Qixia Stage, the differentiation between uplift and depression occurs in the northwest and northeast trends. The Hannan uplift, the northern Sichuan uplift, the northern margin uplift and the Guangyuan-Wangcang sag have controlled the sedimentary pattern in the study area. It is indicated that prototype of the Guangyuan-Wangcang Trough began in the Middle Permian Qixia Stage. In the study area, the karst cave-type dolostone reservoir and the karst-type limestone reservoir around the Guangyuan-Wangcang sag rim are favorable exploration areas.     

煤层气田单/合层开发影响因素分析及应用

鄂尔多斯盆地东缘保德区块是国内中?低阶煤中首个完成5亿m3产能建设并达产的煤层气田,在中国煤层气行业树立了标杆地位。在区块开发过程中,大多数煤层气开发井两套主力煤层合层开发取得了良好的效果,均优于单层开发;但在局部区域,在相同的开发技术工艺条件下,部分开发井合层开发效果不理想,单层开发优于合层开发。从保德区块各煤层气单/合层开发井的地质条件、气藏特征及产气效果3个方面对区块进行整体评价,研究认为,煤层气地质条件是控制单/合层开发效果的根本因素,控制气藏特征并与之共同影响产气效果。根据主要量化指标确定单/合层排采效果差异性,优选1套确定煤层气井单/合层开发优选的量化评价指标,即对于2套煤层原始地层压力差值不超过0.6 MPa、临界解吸压力差值小于0.4 MPa、渗透率差值在2×10?3 μm2以内,适合煤层气合层开发。在此基础上,指出下步区域及层系开发调整的重点区域,即区块1单元西部、2单元中西部优先单层开发8+9号煤层更有利,3单元南部优先单层开发4+5号煤层更有利;针对区块8+9号煤层剩余未动用储量多的区域,可通过调整层系开发顺序的方式,即暂时封堵4+5号煤层、优先开发8+9号煤层。研究成果对多层系煤层气田高效开发具有重要指导意义。      

淄博博山地区晚古生代煤系层序地层与聚煤作用

为揭示渤海湾盆地陆表海背景下的煤系层序地层界面形成机制以及层序地层格架内的聚煤作用特征,以淄博博山地区为例开展了本溪组、太原组和山西组的层序地层及聚煤作用研究。研究区内共识别出古构造运动形成的区域性构造不整合面、正常海退形成的下切谷冲刷面、盆地基底构造运动形成的海侵方向转换面、初始海泛面、最大海泛面以及最大海退面等层序界面类型,将研究区含煤地层划分为三个七级层序。经对比研究层序内的煤层的发育特征后认为,潮坪泥炭坪、潟湖及三角洲平原泥炭沼泽为煤层最有利发育相带。SQ2、SQ3、SQ4、SQ5、SQ6层序内均有可采煤层发育。     

Sequence subdivision and development characteristics of low-accommodation non-marine basins: a case study of the Yanchang Formation in the Ordos Basin

The third-order sequences of the Yanchang Formation in the Ordos Basin were determined by a comprehensive analysis of surface outcrops, core, logging and seismic data. Natural gamma curves were studied by the band-pass method. The hidden stratigraphic sequence and six lithological cycles were extracted. By examining sequence boundaries and lithological cycles, we identified six third-order (including SQ1, SQ2, SQ3, SQ4, SQ5 and SQ6) and three second-order sequences in the Yanchang Formation. The sequence stratigraphy of the Ordos Basin was found to have the following special development characteristics: (1) the third-order sequence growths were totally stable, and the thickness of the Ordos Basin was relatively stable; (2) thick sand bodies did not form in lowstand systems because of underdeveloped slope breaks; (3) the third-order sequences had diverse features at different sedimentary periods; (4) the distribution of the depositional systems had various characteristics in different tectonic belts, and the entire sequence had the filling characteristics of multiprovenances and multicycles. The low-accommodation Ordos Basin in the Upper Triassic was limited by slow subsidence, gentle basement paleorelief, stable tectonic settings and sufficient sediment supply. The characteristics of the basin included stable developed sequences, limited preserved lowstand systems tracts, multiple depocentres and subsiding centres, development of many delta systems in the north and south of the basin controlled by the gradient of the basement paleorelief, and laterally stretching sediments. Results further indicated that the controlling factors of the third-order stratigraphic sequences of Yanchang Formation in the low-accommodation lacustrine Ordos Basin included sediment supply (provenance), climate and lake-level fluctuation. Overall, our case study indicated that the development characteristics and controlling factors of sequence stratigraphy in a low-accommodation lake basin provided a comprehensive method of establishing the sequence stratigraphic framework of a low-accommodation non-marine basin. Our results also predicted that the SQ3, SQ4 and SQ5 of the Qiaochuan and Zhidan areas favoured oil and gas prospecting of the Yanchang Formation.