煤系气研究进展与待解决的重要科学问题

煤系气是非常规天然气领域的重要组成部分,也是近年来非常规天然气领域研究的热点.总结煤系气研究进展,明确亟待解决的重要科学问题,对于完善煤系气地质理论、推动煤系气勘探开发具有重要意义.当前煤系气研究进展主要表现在以下5个方面:①基于煤系地层沉积特点,总结了煤系气共生成藏的6个基本地质特征;②初步划分了煤系气共生组合方式,...     

煤系气地质调查若干问题思考与探讨

【研究目的】以观念更新带动煤系气地质调查方案出新,以方案出新带动煤系气地质调查突破。【研究方法】回顾煤系气地质调查历程,辨析煤系气基本概念,概述煤系气研究勘查关键进展,进而提出煤系气地质调查建议。【研究结果】（1）中国煤系气地质调查已经历四个探索阶段,迄今尚无关于煤系气资源的全方位系统认识,开展地质调查以摸清家底势在必行。（2）辨析了五个煤系气地质基本概念,为精准定义地质调查边界条件提供参考。（3）概述了四项煤系气研究勘查关键进展,为选择地质调查依据提供参考。（4）提出了五方面地质调查原则性建议,为确定地质调查重点提供参考。【结论】煤系气地质条件特点鲜明,地质调查方案力求针对性,浅部煤系气地质调查以核查工作为主,深部煤系气资源则是调查工作的重中之重。调查深部煤层气资源潜力及其规模性释放价值,建立深部煤储层关键属性预测评价模型。破除单一储层厚度传统约束,关注以薄互层煤系气为重点的超大规模聚集高渗条件。探索改进煤系储层含气量测试规程方法,扩大高可靠性刻度方法应用范围,促进煤系气地质调查向开发效果靠拢。关注先前某些“漏网”盆地煤系气潜力,强化对盆地深部和含煤性较差盆地的潜力调查。     

河南省深部煤系气与地热资源协同共采技术思路探讨

河南省深部煤系气资源潜力巨大,但煤系气储层普遍具有低压、低渗、低饱和特性,同时发育煤层普遍具有构造煤特征,深部煤系气勘查开发存在较大不确定性风险。为了降低深部煤系气勘探开发风险,提高资源综合开发利用效益,结合河南省深部煤系气与地热资源赋存特征,对河南省深部煤系气与地热资源协同开采问题进行了一些思考,分析了目前深部煤系气钻井工艺、井身结构以及排采工艺流程,同时结合地热资源开发利用新技术,针对气、热协同共采过程中存在的冲突点提出了技术及工艺流程改进思路,为实现河南省深部煤系气与地热资源协同共采目标进行了有益的探索。     

威宁地区下石炭统祥摆组：一个潜在的薄互层煤系气新层系

水页1井未压裂煤系高产气流的偶然发现,昭示黔西北威宁及其邻区下石炭统祥摆组可能成为我国西南局部地区煤系气勘查新层系。然而,该区祥摆组前期煤系气地质调查有限,关于资源条件和前景区的认识存在一定差异,且对煤系特点考虑不足。鉴于此,基于近期地质调查进展,结合前人基础地质研究成果,探讨了威宁及其邻区祥摆组煤系气地质条件和勘查前景。结果显示,威宁地区祥摆组是一套典型的薄互层煤系,下段潮坪—潟湖相煤系气显示强烈,但煤系储层总体上具有低孔特低渗的特征。单井研究发现,随埋深加大,祥摆组储层吸附气含量存在一个“临界深度”,一旦超过该深度,煤系页岩吸附甲烷含量快速增高,煤层吸附甲烷含量开始降低但其游离气含量可能增大,导致总含气量可能明显增大。综合分析认为,威宁地区祥摆组在埋深大于1500 m之后可能具有综合开发价值,龙街、羊场、海改地、二都、天星洞、玉龙6个深向斜是下一步勘查的重点构造单元,往东可扩展到黔西地区格目底、晴隆、朗岱等较大规模深向斜构造。同时,逆冲推覆构造对祥摆组煤系气保存条件的影响值得高度关注。基于上述分析,提出了落实祥摆组煤系气勘查战略选区的5条原则性建议。     

威宁地区下石炭统祥摆组：一个潜在的薄互层煤系气新层系

水页1井未压裂煤系高产气流的偶然发现,昭示黔西北威宁及其邻区下石炭统祥摆组可能成为我国西南局部地区煤系气勘查新层系。然而,该区祥摆组前期煤系气地质调查有限,关于资源条件和前景区的认识存在一定差异,且对煤系特点考虑不足。鉴于此,基于近期地质调查进展,结合前人基础地质研究成果,探讨了威宁及其邻区祥摆组煤系气地质条件和勘查前景。结果显示,威宁地区祥摆组是一套典型的薄互层煤系,下段潮坪—潟湖相煤系气显示强烈,但煤系储层总体上具有低孔特低渗的特征。单井研究发现,随埋深加大,祥摆组储层吸附气含量存在一个“临界深度”,一旦超过该深度,煤系页岩吸附甲烷含量快速增高,煤层吸附甲烷含量开始降低但其游离气含量可能增大,导致总含气量可能明显增大。综合分析认为,威宁地区祥摆组在埋深大于1500 m之后可能具有综合开发价值,龙街、羊场、海改地、二都、天星洞、玉龙6个深向斜是下一步勘查的重点构造单元,往东可扩展到黔西地区格目底、晴隆、朗岱等较大规模深向斜构造。同时,逆冲推覆构造对祥摆组煤系气保存条件的影响值得高度关注。基于上述分析,提出了落实祥摆组煤系气勘查战略选区的5条原则性建议。     

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。     

中国煤型气区的构造环境、典型气藏及勘探方向Ⅱ--中、新生界煤型气

本篇论述中、新生界煤型气的有关问题。中生界煤型气资源集中分布在北方,气源岩以侏罗纪煤系为主,以西北区资源前景最好。其中吐-哈盆地最具代表性,构造环境反转是本区煤层气形成并富集的特殊构造条件。新生界煤型气资源则集中分布于大陆架裂谷系,第三纪煤系为主力气源岩,裂谷高温构造环境是源岩热演化生烃的有利条件,而背斜-断层圈闭是最有利成藏的构造类型。崖13-1气田为本区典型代表并具自生自储的特点。     

中国煤型气区的构造环境、典型气藏及勘探方向Ⅱ——中、新生界煤型气

本篇论述中、新生界煤型气的有关问题。中生界煤型气资源集中分布在北方,气源岩以侏罗纪煤系为主,以西北区资源前景最好。其中吐—哈盆地最具代表性,构造环境反转是本区煤层气形成并富集的特殊构造条件。新生界煤型气资源则集中分布于大陆架裂谷系,第三纪煤系为主力气源岩,裂谷高温构造环境是源岩热演化生烃的有利条件,而背斜—断层圈闭是最有利成藏的构造类型。崖13-1气田为本区典型代表并具自生自储的特点。     

鄂尔多斯盆地东北部上古生界煤系气成藏机制探讨

鄂尔多斯盆地东北部上古生界发育多套含煤碎屑岩系,为上古生界气藏主要烃源岩。结合煤系气概念及其内涵,将上古生界天然气藏以下石盒子组区域分布的"桃花泥岩"为界划分为下部(C2b-P2x)煤系气藏以及上部(P2sh-P3q)非煤系气藏,并在沉降史模拟与构造热年代学分析的基础上,结合上古生界气藏压力分布特征,探讨了其成藏机制,认为上古生界天然气成藏可划分为4个阶段,其中煤系气成藏主要集中于145~115 Ma的加载增压原生成藏阶段以及115~65 Ma的压力调整再平衡成藏阶段;早白垩世末期以来南北生烃能力差异、煤系气横向运移的生气增压能量亏损、煤系气作为非煤系气源以及后期天然气逸散共同造成了煤系气藏纵向和横向上的压力分异;上古生界煤系气勘查应主要集中于研究区南部的米脂地区。     

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     

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.     

陕西渭河盆地固市凹陷渭热2井组 甲烷气成因及其意义

渭河盆地固市凹陷渭热2井组甲烷气的成功点火,再一次引起人们对渭河盆地油气资源前景的关注。渭热2井组及邻区7口井天然气组分、甲烷C同位素等分析指标显示,该区甲烷气具有2种成因类型,浅部气层为新近系张家坡组生物成因气,中深部天然气来自前新生界煤型热解-裂解气;伴生CO2气为有机成因。地质分析认为,渭河盆地固市凹陷具有良好的新生界生物气资源前景,前新生界煤系地层也是渭河盆地重要的潜在烃源岩,表明渭河盆地具有开展进一步油气调查的资源基础。     

陕西渭河盆地固市凹陷渭热2井组甲烷气成因及其意义

渭河盆地固市凹陷渭热2井组甲烷气的成功点火,再一次引起人们对渭河盆地油气资源前景的关注。渭热2井组及邻区7口井天然气组分、甲烷C同位素等分析指标显示,该区甲烷气具有2种成因类型,浅部气层为新近系张家坡组生物成因气,中深部天然气来自前新生界煤型热解-裂解气;伴生CO2气为有机成因。地质分析认为,渭河盆地固市凹陷具有良好的新生界生物气资源前景,前新生界煤系地层也是渭河盆地重要的潜在烃源岩,表明渭河盆地具有开展进一步油气调查的资源基础。     

山西平遥南区块煤系气小口径探井钻井难点与对策

本区块以往未进行过专门的煤系气勘查工作,勘查程度和研究程度较低。探井位于断层F18和F20之间,地层破碎;钻遇上石盒子组主要为砂质泥岩层,为易塌易垮地层,给钻井工作带来不便。对施工煤系气探井中遇到的井漏、塌孔、抱钻等一系列问题和解决办法进行阐述和探讨,并对煤系气小口径取心深探井的设计和施工提出了建议。     

鄂尔多斯盆地东南缘黄陵矿区中生代煤系烃源层构造—热演化过程与生物气生成

煤系烃源层的构造—热演化过程研究对揭示煤系气的生成机制具有重要意义.为揭示鄂尔多斯盆地东南缘黄陵矿区向斜核部中生代煤系烃源层的构造—热演化过程、生排烃阶段及煤系气成因类型,根据含煤地层岩性、剩余地层现今埋深、储层孔隙度、镜质组最大反射率、甲烷碳氢同位素组成和生物甲烷产率等数据,运用Petromod 1D模拟软件与回剥反演法及EASY％Ro法对研究区煤系烃源岩的受热和生烃演化过程进行重建.研究结果表明:黄陵矿区自晚三叠世以来,煤系主要经历了3～4次"沉降—抬升"过程,其生烃演化过程可分为原生生物成因气、热成因气和次生生物成因气3个阶段.晚三叠世末期至中侏罗世早期,煤系烃源岩镜质组最大反射率演化至0.3％,对应原生生物成因气生成阶段;中侏罗世早期至早白垩世末期,煤系埋深及受热温度逐渐升高至最大值,镜质组最大反射率演化至0.67％～0.74％,热解生烃作用停止,对应热成因气生成阶段;自始新世早期至今,煤系发生抬升且埋深浅于2077～2148 m,受热温度低于75℃,对应次生生物成因气生成阶段.侏罗系延安组3号和2号煤层中甲烷碳、氢同位素组成数据和微生物降解煤岩生成生物气实验(甲烷累计产率为10.5～16.1μmol/g)为该区存在次生生物成因气提供了直接证据.     

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。     

岩石力学地层理论方法及其煤系气高效勘探开发应用基础述评

煤系气高效勘探开发是当前中国煤地质与非常规油气地质研究关注焦点,"岩石力学地层与非常规油气"是当前非常规油气勘探开发国际前沿研究领域,煤系岩石力学地层与煤系气研究具有理论和实际意义.本文综述了岩石力学地层经典学术思想和新学术思想,评述了岩石力学地层理论方法及其非常规油气勘探开发现状进展,分析了煤系岩石力学地层理论方法构...     

基于地震属性的淮南潘集外围太原组煤系气储层含气性预测

煤系气是一种重要的非常规天然气资源,具有巨大的开发潜力。但已有的勘探经验表明该类型储层的地层组成与结构均较为复杂,难以精确判别其含气性特征。因此,为了有效预测煤系地层含气性,本文提出一种基于地震属性的太原组煤系气储层含气性预测方法。针对含气性精准预测这一目标,先利用聚类分析优选出对煤系气含气量变化反应最敏感的地震属性;再利用井位置处的含气量样本数据,结合优选地震属性训练BP神经网络预测模型;最后,基于训练好的预测模型,以研究区的优选地震属性为输入,从横向和纵向两个维度预测研究区的煤系储层含气量。将井位置的预测与实测结果对比表明,本文采用的预测技术及流程精度高,可有效用于煤系气储层含气量的多维度大范围预测。     

豫东地区煤系烃源岩有机质特征与煤系气资源潜力

为了评价豫东地区煤系烃源岩生烃潜力,基于有机碳含量（TOC）、镜质体反射率、干酪根类型及显微组成等测试分析结果,探讨了豫东地区不同区块煤系烃源岩的有机地球化学特征,对比分析了不同区块煤系气资源潜力,提出煤系气勘探有利区块。结果表明:区内煤系烃源岩的有机碳含量偏低（小于1.5%）;干酪根类型以Ⅲ型为主,偶见Ⅱ₂型干酪根,利于生气;煤系经历了中二叠-中晚三叠世和晚侏罗-早白垩世2个大量生烃阶段,烃源岩热演化程度较高,镜质体反射率（R_ran）为1.44%~3.80%,平均2.83%,有机质进入高成熟-过高成熟阶段,生烃量较充足。总体上,区内烃源岩生烃潜力属于差-中级别,砂泥岩储集性能相对较好,含气量高。煤系盖层主要为封盖性好的细砂岩、煤层、泥质岩类,煤系烃源岩气体保存条件好。研究认为研究区的睢西区块烃源岩具有埋藏深度较浅、有效厚度大、孔隙度高、含气量和含气饱和度高、有机质成熟度高的特点,为豫东煤系气勘探的有利区块。