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。     

鄂尔多斯盆地煤系矿产资源赋存规律研究进展

在资料收集、野外调查及采样、测试分析的基础上,以鄂尔多斯盆地石炭-二叠纪煤系和侏罗纪煤系为目标,开展了煤系矿产资源综合研究。查明了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源发育种类及时空分布特征,划分了煤系矿产资源共生组合类型。从煤系综合矿产形成的原生条件和后期的盆地构造-热演化控制的角度,揭示了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源的赋存规律,建立了煤系矿产耦合成矿模式。评价了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源潜力,估算了鄂尔多斯盆地煤系气和主要矿区煤系镓元素等主要煤系矿产资源量,划分了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源有利区。为矿产地质调查工作部署和勘查选区提供科学依据和技术支撑。     

准噶尔和吐哈盆地株罗系煤层气储集特征

西北侏罗纪陆相盆地低煤级煤层气藏勘探开发近年来受到越来越多的关注,煤层气成藏机制是该区煤层气勘探开发的重要基础工作,而煤层气储集是煤层气成藏的关键地质过程。研究表明:准噶尔、土哈两个侏罗纪陆相盆地低煤级煤储层具有高孔容、高孔比表面积、高游离气储集潜力和低原位吸附气体能力的特征,深部煤储层储集气量显著高于浅部煤储层;浅部煤储层中基本上为吸附气,深部煤储层中吸附气、游离气、溶解气共存,游离气的重要性随埋深增加而增大;构造高点和构造圈闭对深部煤层气成藏具有重大影响,煤层气与常规气兼探与共采在理论上可行,深部煤层气藏可能较浅部煤层气藏更具开发价值。     

准噶尔和吐哈盆地侏罗系煤层气储集特征

西北侏罗纪陆相盆地低煤级煤层气藏勘探开发近年来受到越来越多的关注,煤层气成藏机制是该区煤层气勘探开发的重要基础工作,而煤层气储集是煤层气成藏的关键地质过程。研究表明：准噶尔、土哈两个侏罗纪陆相盆地低煤级煤储层具有高孔容、高孔比表面积、高游离气储集潜力和低原位吸附气体能力的特征,深部煤储层储集气量显著高于浅部煤储层;浅部煤储层中基本上为吸附气,深部煤储层中吸附气、游离气、溶解气共存,游离气的重要性随埋深增加而增大;构造高点和构造圈闭对深部煤层气成藏具有重大影响,煤层气与常规气兼探与共采在理论上可行。深部煤层气藏可能较浅部煤层气藏更具开发价值。     

典型煤系叠合型气藏生产模拟研究——以黔西地区龙潭组为例

【目的】煤系叠合型储层开发过程中储层组合影响了煤系气井的产气效果。煤系叠合型储层层间岩石力学性质和物性差异大，导致流体运移规律相对于单一储层更加复杂。因此，开展数值模拟研究是一种有效的解决方案。【方法】以黔西地区龙潭组典型煤层—砂岩—泥页岩互层型储层为研究对象，考虑叠合型储层的基质收缩效应、有效应力作用及层间流体流动对储层流体运移规律以及渗透率等储层物性参数的影响，建立煤系叠合型气藏流固耦合数学模型，开展煤系气生产数值模拟，分析不同储层组合排采下储层孔隙压力、基质含气量、渗透率等叠合型储层特征参数的演化规律以及层间流动差异对产气效果的影响。【结果】与单层排采相比，（煤+泥页岩）排采、（煤+砂岩）排采、全层段排采下，累计产气量分别提高了1.26倍、1.42倍、1.62倍；四种储层组合排采下均存在层间能量与物质传递；煤、砂岩和泥页岩储层在不同储层组合排采下，储层孔隙压力与传导方向、基质含气量以及渗透率比例均存在明显差异。【结论】全层段的储层组合排采下产气效果最好，砂岩层中游离态甲烷更易产出，有效减弱储层间垂向孔隙压差的影响，更有利于叠合型储层孔隙压力径向传导，促进煤与泥页岩基质中甲烷解吸，...     

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。     

龙岩煤田地质特征及“四下”找煤研究

通过对龙岩煤田深部地质特征及煤系地层之上的各类盖层特征分析,从沉积环境、同沉积构造及后期构造等方面,研究其对童子岩组煤系发育的控制作用,研究其深部煤炭赋存条件及规律,通过勘查案例,提出隐伏区下找煤思路,即推覆体、滑覆体、红层、火山岩下找煤(简称"四下"找煤)。通过分析龙岩煤田隐伏区深部煤炭资源潜力,指出找煤方向,为该区煤田深部勘查和资源预测提供依据。     

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。      

非常规油气地质调查工程进展与主要成果

中国地质调查局油气资源调查中心牵头组织实施的“非常规油气地质调查工程”,开展了黑龙江省鸡西地区煤系气地质调查、松辽盆地及外围油页岩地质调查、松辽盆地西斜坡油砂原位试采工程、陆域天然气水合物地质调查与祁连山木里天然气水合物野外长期观测站建设、陕西关中地区氦气地质调查和非常规油气资源国情调研等工作,获取了大量基础数据,取得了黑鸡地1井、黑鸡地3井、黑鸡地4井等一系列突破性成果和重要进展,初步掌握了我国油页岩、油砂、陆域天然气水合物、氦气以及鸡西盆地煤系气等非常规油气资源潜力。该工程在煤系气、油页岩、氦气等领域产生重要影响,提振了非常规油气勘探开发信心,推动了科技创新与地质调查深度融合,促进了非常规油气学科发展。     

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。     

广西煤炭资源状况及其找煤潜力分析

广西境内早石炭世、晚二叠世以海相成煤为主,早侏罗世、古近纪、新近纪为陆相成煤。煤多属高灰、中-高硫、低热值的“二高一低”煤,已查明的资源总量21.36亿t,保有量18．56亿t。以古近纪-新近纪的煤田最多．其次为晚二叠世煤田。煤类以褐煤、贫煤为主。煤炭资源主要分布于百色-南丹以东、钦州-来宾-柳城-融水以西的区域内。在168个探（矿）区中,仅38％达到勘探程度。根据资源条件及勘查程度,指出在老矿区（井）的外围和深部（如红山矿区西南部、中北部深部、罗城煤田深部、宜山煤田中部、扶绥煤田中段北部、百色煤田中东部）、桂西地区（如凤山-大化、隆林-乐业相对隆起区域、大新古隆起周边）、桂东南和桂南地区（如大洲盆地、钦灵盆地、江平盆地、十万大山盆地）等处有找煤前景,并预测了勘查潜力。     

我国煤层气地质特征与研究方向思考

煤层气是一种清洁能源,新时代对煤层气地质研究提出了新要求。基于对我国煤层气资源及分布特征分析,认为我国煤层气资源具有"多个煤阶、多个深度、多期生气、多源叠加、多期改造"的地质特征。受"三低一多"储层特征和储层非均质性影响,煤层气可采资源量比重低。当前煤层气地质研究中在控气条件评价与储层动态描述,深部煤层气勘探开发与关闭矿井煤层气利用,煤炭与煤层气资源协同勘查等方面存在不足。研究认为应建立适应我国复杂多变特殊地质条件的具有中国特色的煤层气地质综合评价技术体系,完善煤与煤层气(煤系气)协同勘查地质保障体系、构建关闭矿井煤层气资源综合利用地质评价与保障体系作为新时代煤层气地质三大研究方向。     

巨厚低阶煤煤层气储层关键成藏地质要素及评价方法——以二连盆地巴彦花凹陷为例

为了建立巨厚低阶煤煤层气资源评价方法,以二连盆地巴彦花凹陷为研究对象,通过研究煤层气成因、煤层埋深、煤层厚度、煤储层物性、含气性、水文地质和盖层等,总结了巨厚低阶煤煤储层的关键成藏地质要素,并进一步建立了新的低阶煤煤层气资源潜力评价方法,圈定了巴彦花凹陷煤层气勘探开发有利区和目标区。结果表明:巴彦花凹陷主要含煤地层为下白垩统腾格尔组（K₁t）,以褐煤和长焰煤为主,显微组分以镜质组为主,煤层气的形成是生物成因为主、混合成因为辅的成烃模式,生物成因气占主导地位;研究区共发育3个煤组,煤储层厚度大,发育面积广,埋深适中,保存条件好,含气量较高,空气干燥基含气量最高可达4.45 m3/t,1、2煤组有利于形成煤层气藏,3煤组有利于形成煤系砂岩气藏。根据建立的资源潜力评价方法,煤层气勘探开发的最优目标区位于巴彦花凹陷北部。      

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。     

临汾–运城盆地氦气富集要素及成藏条件

为认识临汾–运城盆地氦气资源前景，促进氦气勘查工作，笔者根据地球物理资料、元素地球化学实验及构造资料，分析了临汾–运城盆地氦源岩分布和氦气运移通道条件；在收集和整理临汾–运城盆地前新生界地热、气测录井及物探资料的基础上，开展了以地热和煤系气为主的氦载体特征研究。研究发现：(1)临汾–运城盆地具备地幔物质上涌和本溪组铝土岩系2种氦源条件。(2)控制盆地和凹陷的深大断裂贯通了深部氦源与前新生代地层，盆地内发育的正断层在很大程度上可提高前新生界各地层间的连通性，有良好的运移通道。(3)临汾–洪洞地区石炭系—二叠系具有优越的煤系气成藏条件。综合氦源岩分布、氦气运移通道、氦载体和保存等氦气成藏条件，认为临汾–运城盆地中奥陶统马家沟组为主要富氦地热储层，且临汾–洪洞地区太原组和山西组具备富氦煤系气的找矿前景。     

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。     

新疆阿勒泰地区侏罗纪煤系赋存特征及远景预测

新疆阿勒泰地区煤炭资源的研究开发程度较低。以区域地质、煤田地质资料为基础,结合遥感、物探等资料,通过对重点含煤区进行野外地质调查,对阿勒泰地区侏罗纪煤系赋存特征进行了研究。结果显示:该区侏罗纪煤系均赋存在准噶尔板块内;含煤盆地类型为大型内陆坳陷盆地和小型山间断（坳）陷残留盆地,且内陆坳陷盆地成煤环境优于山间断（坳）陷残留盆地。最终圈定了卡姆斯特、奥塔乌开给什、青格里、哈拉通沟、迪伦山-喀拉玛盖、托斯特-乌伦古6个（预测）含煤区。      

煤系石墨矿产资源评价方法初探

煤系石墨属战略性矿产资源,在核石墨、军用飞机轮胎等方面具有独特优势,煤系石墨矿产资源评价对于煤系石墨矿产资源勘查开发、提级增储及战略资源保障至关重要。由于煤系石墨与高变质煤存在连续过渡性质,导致部分煤系石墨被当作无烟煤处理,现有煤系石墨查明资源量可能被大大低估,实际上煤系石墨资源量与高煤级煤的资源量有直接关系。因此,在我国无烟煤等高煤级煤勘查区内,开展煤系石墨资源调查评价工作,将会取得较好效果,预期发现一批新的煤系石墨资源潜力区。通过分析我国目前已知的湖南、福建、吉林等地典型煤系石墨资源分布特征,总结了煤系石墨找矿标志,包括层位、矿化、岩体、构造和围岩蚀变等标志。在高煤级煤勘查区内,基于煤田构造、含煤岩系沉积环境、岩浆活动、煤岩煤质特征、煤类分布与变质情况等资料,结合煤系石墨找矿标志,进行煤系石墨资源调查评价。以科学性、系统性和可操作性为评价原则,依据工作程度、地质条件、矿产条件3类参数,采样点密度、构造变形程度、构造应力、岩体规模与热作用强度、岩体与煤层距离、初步鉴定、精确鉴定7个指标,初步提出了煤系石墨矿产资源评价方法。将实测数据分别与对应指标的预设值比较,利用平面直线拟合方程计算...