基于多层次模糊数学的中国低煤阶煤层气选区评价标准——以吐哈盆地为例

中国低煤阶含煤盆地煤层厚度大,储层物性好,煤层气资源丰富,而对于低煤阶煤层气有利区优选评价目前还没有成型的模型,本文以占全国低煤阶煤层气总资源量50%的吐哈盆地为例,运用多层次模糊数学的思路,对资源因素、煤储层因素、保存因素以及次一级影响因素共计19项参数,进行关键要素定量排序,针对吐哈盆地特有的成藏地质条件建立了煤层气选区评价标准,通过"赋值加权求和定量排序"的方法,探讨了中国低煤阶煤层气评价标准及主控因素对煤层气赋存的影响。研究表明:吐哈盆地二级构造单元沙尔湖浅凹陷、大南湖浅凹陷和哈密凹陷是适合煤层气勘探开发的有利目标区。     

煤层气储层可改造性评价——以郑庄区块为例

我国煤层气资源探明率与动用率“双低”,导致煤层气增产显著放缓,已经成为制约我国煤层气产业发展的瓶颈问题。常规煤储层评价较少考虑煤储层的可改造性潜力,导致发现的优质储量偏少,已发现的储量动用率偏低,因此,迫切需要开展煤储层可改造性评价研究。以沁水盆地南部郑庄区块为例,系统开展了岩心与大样物理模拟实验、测井与地震反演分析等;通过对比分析典型井储层地质特征与微地震水力压裂裂缝监测结果,指出影响煤储层可改造性的关键地质因素为煤体结构、宏观煤岩类型、煤层构造变形、煤层地应力、煤层与顶底板的抗拉强度之差,建立了煤储层可改造性综合定量评价模型;并对郑庄区块煤储层可改造性进行了评价分区,其结果得到了区内千余口产气井的验证。研究成果可用于指导尚未动用储量区的煤层气建产和已动用储量区的开发方案优化调整,根据不同区块储层地质特点选择适应性的工程技术与改造方案,以实现地质工程一体化,是我国煤层气“增储上产”的关键。     

煤变质作用对煤层气赋存和富集的控制--以沁水盆地为例

通过对国内外有关煤变质作用与煤层气形成、赋存和富集关系研究成果的系统总结，阐述了煤变质作用类型及煤变质作用程度与煤层气的生成、吸附量、煤储层孔隙—裂隙系统形成发育及煤层特性的相互关系，认为煤变质作用对煤层气赋存富集的影响集中体现在它对煤储层孔隙一裂隙系统形成发育过程的控制上。并以沁水盆地为例，探讨了高阶煤煤变质作用对煤层气赋存富集的控制作用，提出了对沁水盆地高阶煤煤层气勘探开发研究的几点思考和建议。     

岩浆底辟改造型洼陷复杂结构特征及演化规律——以珠江口盆地陆丰22洼为例

珠江口盆地东沙隆起上的陆丰22洼为岩浆底辟改造型洼陷。为了明确这种洼陷的结构变形特征与构造演化过程,本文通过地震资料构造解释和残余地层厚度分析,利用平衡剖面技术还原了洼陷演化过程。研究结果表明,陆丰22洼西斜坡和东次洼在古近纪受到3期强烈的岩浆底辟作用,其中以文昌组四段活动最活跃。岩浆底辟对洼陷结构的改造作用主要表现为3个方面：一是岩浆底辟破坏了洼陷原始构造样式,引起边界断裂弯曲变形甚至错断,在平面上分带展布;二是岩浆隆升导致地层强烈翘倾,缓坡地层大幅抬升遭受强烈剥蚀;三是岩浆底辟产生次级凸起,影响了沉积中心的位置、规模和演化,致使陆丰22洼表现出复杂的结构特征与构造演化过程。岩浆底辟强烈的西斜坡和东次洼经历了断陷和坳断演化阶段,岩浆底辟较弱的西次洼、洼中隆和东斜坡则经历了完整的断陷、坳断和坳陷3个演化阶段,各构造单元具有平面分带特征。     

埋深对深部煤层气储层物性及开发效果的影响: 以鄂尔多斯盆地东南缘延川南区块为例

近几年全国深部煤层气基于精细地质研究和水平井多段加砂压裂取得重大突破,部分井日产气量高达十万方,给煤层气产业重新树立了信心。但是,由于深部煤储层处于高地应力、高地温、高孔隙压力、低渗透率的复杂地质环境,不同深度煤储层典型参数和煤层气赋存方式的分布特征以及对储量和产量的影响亟需揭示。基于Langmuir等温吸附式、亨利定律及物质平衡原理,考虑吸附层和溶解气的影响,建立了深部煤层气游离气饱和度计算模型;以国内鄂尔多斯盆地大宁−吉县区块深部煤层气藏为例,分析不同深度深部煤层气赋存方式及分布特征,并评价游离气饱和度对深部煤层气储量、产量与合理配产的影响。研究认为：当煤层埋深大于溶解饱和对应的深度,游离气才会出现,且随着埋深的增加,游离气饱和度先快速增加后缓慢增加,目标区块埋深1 875 m处才出现游离气,在埋深2 800 m处游离气饱和度高达90%,游离气的占比高达17.3%。游离气饱和度对深部煤层气储量计算、产气特征和合理配产影响很大,随着游离气饱和度的增大,煤层气储量线性增大,累产气量持续上升但后期上升幅度逐渐变缓,深部煤层气井最优配产增加,井底流压下降速度加快,压裂改造区的内外压差降低,未改造区动用程度增加。目标区块主力开发煤层埋深位于2 100~2 300 m,游离气饱和度介于48%~68%,游离气占比介于10%~13%,建议气井合理配产介于(4~10)×10⁴ m³/d。研究结果可为深部煤层气进一步开发提供理论依据和方法支撑。

     

砂岩储层中碳酸盐胶结物定量识别及对含油性影响——以准噶尔盆地车北地区新近系沙湾组为例

准噶尔盆地车排子地区北部新近系沙湾组砂岩储层中发育碳酸盐胶结物,该胶结物含量直接影响储层的含油性。为了定量识别碳酸盐胶结物,本文以岩芯常规分析数据为基础,利用图像分析软件进行微观薄片定量测量,弥补了岩芯常规分析数据的不足,发现车排子地区北部沙湾组砂岩中碳酸盐胶结物的含量(Y)与地层水中Ca~(2+)浓度(X)呈很好的正相关性(Y=0.0512·X~(0.7155)),相关系数达到0.93。利用地层水Ca~(2+)的浓度定量计算碳酸盐胶结物获得比较好的结果,解决了无实验分析井的碳酸盐胶结物含量求取的难题。对比分析碳酸盐胶结物数据和试油试采数据,发现碳酸盐胶结物含量≥20%的井基本不产油,碳酸盐胶结物含量20%的井产油性较好,表明碳酸盐胶结物控制车排子地区北部新近系沙湾组砂岩储层的含油性。     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气有利区块优选

鄂尔多斯盆地东缘经过20 a的勘探开发,煤层气仍然没有实现产业化。随着勘探资料的不断丰富,有必要对该区进行煤层气有利区块的优选和重新认识。在前人研究基础上,首先将鄂尔多斯盆地东缘埋深1 500 m区域分为6个区块,选取煤层厚度、含气量、构造条件、水文条件、煤体结构、含气饱和度、储层压力梯度、渗透率和临界解吸压力与储层压力比9个参数作为区块优选指标,结合国内外及研究区实际情况制定了相应的评价临界值。将上述参数作为评价指标集合,以评价单元作为对象集,以有利、较有利和不利作为评级等级集合,然后运用模糊数学综合评判方法得到各评价单元的不同评价参数对评价等级的隶属度,并运用层次分析法确定了各指标的相对权重,最后得到了评价单元对评价等级的隶属度。根据最大隶属度原则,吴堡-柳林属于有利区,大宁-吉县和韩城属于较有利区,准格尔、府谷、河曲-临县属于不利区,吴堡-柳林的煤层气可采性好于大宁-吉县和韩城。因此,建议将吴堡-柳林、大宁-吉县和韩城定为研究区煤层气优先开发区块。     

改造型盆地含油气系统分析 ——以雪峰山西侧盆山过渡带为例

南方是中国海相碳酸盐岩的主要分布地区之一,发育厚8000~10000m的震旦系—下三叠统海相沉积,形成了以震旦系、寒武系、奥陶系、志留系为主体的海相含油气系统下组合和以泥盆系、石炭系、二叠系、中下三叠统为主体的海相含油气系统上组合。上述含油气层系和油气组合在雪峰山西侧地区也有不同程度的发育,并具有复杂的圈闭条件、保存条件和成藏演化过程,蕴藏着丰富的油气资源。笔者着重讨论了改造型含油气盆地的研究思路、方法及研究区油气系统的地质作用过程,并在此基础上对4个重点区的含油气系统进行了分析,以期为深入开展雪峰山西侧地区油气地质调查和勘探目标区优选提供依据。     

吐哈盆地煤层气开发前景分析

通过对吐哈盆地煤层气富集条件、资源状况和开发条件的分析,认为吐哈盆地具有形成煤层气藏的良好条件,预测煤层气资源量巨大,具备了较好的开发条件,应是我国实现煤层气大规模商业开发的重要勘探目标之一。      

中国油气盆地砂岩储层的成岩压实机制分析

埋藏成岩作用理论认为碎屑沉积物的压实作用是由上覆岩柱的有效应力产生的,但该理论解释不了我国油气盆地砂岩储层的成岩作用特征.我国油气盆地复杂的地质条件导致碎屑岩成岩压实机制的多样性,它既有上覆岩柱引起的压实效应(静岩压实效应),也有盆地热流控制的压实效应(热压实效应)、地层流体性质影响的压实效应(流体压实效应)以及构造变形引起的压实效应(构造压实效应).静岩压实效应、流体压实效应和热压实效应是沉积盆地中普遍的砂岩成岩作用现象;构造控制成岩作用贯穿于整个成岩过程,本文的构造活动指施加于岩石的构造变形作用,它引起的压实效应见于我国西部地区的油气盆地.物理模拟的实验结果表明静岩压实速率为0.013～0.138%/MPa,模拟温度提高,其压实速率变大.热压实效应具有深度加大,热效应压实量(或热效应压实速率)减小;以及盆地的地温梯度差距加大,热效应压实量(或热效应压实速率)增大的特点;在相同的地层温度(T)下,低地温梯度地区的砂岩孔隙度是高地温梯度地区的e0.077+0.0042×T倍.流体压实效应具有粒级越粗,其压实效应越强;以及深度变大,一定岩性储层的流体压实效应变弱,而不同粒级之间储层流体压实效应的差距变大的特点.构造压实效应反映在多个方面,侧向构造挤压和基底隆升加快砂岩的压实进程,侧向构造挤压应力每增加1.0MPa,砂岩压实量平均增加0.1051%;而晚期构造推覆使下伏砂岩储层保持较高孔隙度.     

煤与瓦斯突出过程中的瓦斯压力效应

为探讨煤与瓦斯突出过程中的瓦斯压力效应,利用自行研制的煤岩瓦斯动力灾害模拟试验系统和配比而成的中硬度的大型煤样,在煤样的含水率、配比方案、煤样成型压力等参数均恒定的条件下,恒定3种轴向载荷时,开展了5种不同瓦斯压力梯度的煤与瓦斯突出的相似模拟实验。实验表明,煤与瓦斯相对突出强度存在一个瓦斯压力阈值,超过此阈值时,随着瓦斯压力的增大则相对突出强度大大增强,且相对强度与瓦斯压力呈现正指数的关系;瓦斯压力作为突出发生的动力并对突出煤粉有一定的粉碎和搬运作用,可形成腹大口小的倒梨形突出孔洞;轴向应力对中硬度的含瓦斯煤岩体的突出具有正作用。     

塔里木盆地、柴达木盆地的开合旋回

塔里木、柴达木显生宙盆地演化经历了3个开合旋回,即震旦纪—中泥盆世(Z—D2)开合旋回、晚泥盆世—三叠纪(D3—T)开合旋回和侏罗纪—第四纪(J—Q)构造旋回,可能与古亚洲洋和特提斯洋在不同阶段伸展张裂、俯冲消减和闭合作用有关。塔里木、柴达木显生宙盆地演化可进一步划分为6个演化阶段:震旦纪—早奥陶世为克拉通内裂陷盆地阶段,中奥陶世—中泥盆世为克拉通内挤压盆地阶段熏晚泥盆世—早二叠世为弧后裂陷盆地阶段,晚二叠世—三叠纪为弧后前陆盆地阶段熏侏罗纪—古近纪为前陆盆地阶段,新近纪—第四纪在塔里木前陆盆地性质明显,而在柴达木则表现为强烈挤压坳陷。     

试论煤层气藏概念与成藏要素

通过对前人煤层气藏概念的调研和对煤层气性质及成藏要素的研究, 认为: 煤层气藏是在压力封闭作用下, 吸附煤层气达到相当数量的煤岩体或煤层, 是煤层气聚集和煤层气勘探开发的基本地质单元。煤层气藏的成藏要素主要包括煤层条件、压力封闭和保存条件。煤层条件是煤层气藏形成的物质基础, 压力封闭是煤层气藏的必要条件, 保存条件是煤层气藏从形成到现今能够存在的前提。     

低煤级煤储层游离气含量计算——以准噶尔盆地东南缘为例

我国低煤级煤层气资源量大,约占煤层气资源总量的43.5%。由于对低煤级煤层气赋存特征的认识程度有限,影响了低煤级煤层气的勘探开发。通过对准噶尔盆地南缘低煤级煤储层孔隙与裂隙、吸附特征、含气性等方面的分析,认为该区煤的吸附性能较好,煤中宏观裂隙与显微裂隙发育。相对于中、高煤级煤,该区煤储层大、中孔所占比例较高,为游离气赋存提供了场所。运用气体方程估算了准噶尔盆地东南缘西山窑组B煤组主力煤层中的游离气含量,得出煤层总含气量为2.85~8.94 m³/t,平均为6.12 m³/t。其中游离气占总含气量的2.89%~5.14%,平均3.90%。游离气含量的估算为研究区更加科学合理的进行煤层气勘探开发提供了依据。     

矿井煤层甲烷封盖条件的初步研究

采用岩相统计方法,对煤层甲烷的封盖条件进行了研究。提出了以封盖能力综合指数(SCI)对煤层甲烷封盖能力进行定量评价,并对研究区主采煤层甲烷的封盖能力进行了区域预测。预测结果表明:研究区封盖条件类型为Ⅱ-Ⅳ类,大部分地区属于Ⅲ类中等封盖程度。封盖能力较强区域位于研究区西部、东南部和东北角,均属于Ⅱ类封盖类型,其余地区为Ⅳ类。      

北极地区盆地分类与油气资源分布规律

北极地区油气资源潜力大,且油气勘探开发尚处于初期,是未来国内外油气工业发展的重要战略领域。文中综合运用全球领先信息服务公司埃信华迈（IHS）和美国地质调查局（USGS）的最新资料及已有研究成果,对北极地区的盆地类型和油气资源分布规律展开研究。结果表明:北极地区至少发育35个沉积盆地,具体划分为裂谷盆地（5个）、被动大陆边缘盆地（16个）、克拉通盆地（5个）、前陆盆地（5个）和大洋盆地（4个）。裂谷盆地是北极地区油气最富集的盆地类型,发现油气探明和控制可采储量（简称2P储量）441.12×108 t油当量,占北极地区油气总储量的74.6%,其次为前陆盆地、被动大陆边缘盆地和克拉通盆地。北极地区大部分油气储于白垩系、侏罗系和二叠系的碎屑岩储集层,仅有小部分油气储于石炭系和泥盆系碳酸盐岩储集层,且不同国家、不同含油气盆地的主力储集层存在明显差异。北极地区的油气主要源自侏罗系和白垩系的烃源岩,三叠系和泥盆系烃源岩次之。此外,复合圈闭是北极地区油气藏的主要圈闭类型,其次是构造圈闭。北极地区盆地类型和油气宏观分布规律的研究将为中国石油公司在北极地区的长远发展奠定基础。