煤层气藏的封闭及其研究意义——华北石炭—二叠系煤层气藏封闭特征浅析

煤层气是一种以吸附气为主的天然气,其保存与散失的矛盾仍十分突出．毛细封闭、质量浓度差封闭和压力封闭是煤层气藏封闭的主要表现形式．根据这３种不同封闭机理对煤层气藏的作用特点的不同,可以分为以压力封闭和围岩中毛细封闭为主的他封闭型,以毛细封闭和质量浓度差封闭为主的自封闭型,以及３种封闭共同作用的混合封闭型．自封闭型煤层气藏的封闭特征主要取决于煤储层自身的孔裂隙系统发育特征,其含气量通常较高．而他封闭型煤层气藏的含气饱和度受下列因素的制约：（１）连续沉积的围岩岩性及其厚度;（２）相邻煤层气藏中煤层气（或烃）质量浓度的高低;（３）构造条件是否简单稳定;（４）水文地质条件是否稳定;（５）区域不整合界面与煤层气藏之间的垂直距离及其连通状况．煤层气藏的外部封闭按规模可分为３级：第１级封闭是煤系围岩对煤系内若干煤层气藏的封闭;第２级封闭是煤系内其他岩系对某一煤层气藏及其顶底板构成的封闭;第３级封闭是顶底板围岩对某一特定煤层气藏的封闭．煤层气藏封闭条件的优劣是决定煤层气藏保存与高产的关键因素之一,而水文地质条件是影响煤层气藏封闭的关键．认识华北不同地质条件下各煤层气藏封闭特征的差异、寻找封闭条件良好的煤层气藏是今后煤层气勘探     

煤层甲烷成藏的地质条件及评价预测——以华北石炭纪—二叠纪煤区为例

尽管煤层气藏与常规天然气藏存在诸多重要差异 ,特别是在煤储层的吸附性能及其不均一性等方面 ,但煤层气成藏同样需要良好的封闭保存条件、相对稳定而简单的构造条件、较高的煤层气资源丰度、较高的含气饱和度、十分有利的煤层气藏围岩封闭与合适的水文条件、较高的煤储层渗透率。煤层气藏评价的主要方面包括 :煤层气藏的资源条件、封闭保存条件、煤储层的渗透性。运用煤层气藏的概念与评价方法体系有助于推动煤层气勘探选区的技术进步 ,也有利于在靶区内优化井网的部署     

晋城煤层气藏成藏机制

通过晋城煤层气的规模开发、压裂煤层气井的解剖、井下煤层瓦斯抽放、构造地应力场研究、煤储层大裂隙系统“CT”式解剖与煤层气封闭保存条件研究, 发现3#煤储层内部存在大量煤层气包, 构造微破裂作用促使煤层气包之间广泛合并联通, 煤层气包内部储层的非均质性弱化, 渗透率增加, 煤层气包内部的游离气体比例增加, 流体压力系统边界逐渐清晰并形成煤层气藏. 揭示煤层气藏的成藏机制, 认识煤层气藏的内部细节特征, 促进了该区的煤层气开发技术进步, 提高了井下煤层瓦斯的抽放效率.      

煤层气地质学新进展

自20世纪80年代以来,我国的煤层气勘探取得了突破性进展。在沁水盆地南部获得了可观的煤层气地质储量;河东煤田的煤层气勘探也取得了重大进展。煤层气地质学研究取得了明显进展:a 煤储层岩石物理研究取得重要进展;b 提出了煤层气藏的概念并依据我国的煤层气地质条件识别出几种主要煤层气藏类型;c 深化了对煤层气藏封闭保存条件的认识,充分认识到煤层气耗散对煤层气封闭保存的重要影响。d 对高煤阶煤层气藏研究有了突破性进展,突破了无烟煤勘探煤层气的禁区,获得了可观的煤层气地质储量;e 强化了低煤阶煤层气藏的研究;f深化了对煤层气藏不均一性的认识,初步揭示了煤层气藏不均一性的产生原因及其分布规律。      

沁水盆地南部煤层气田煤层气成藏条件分析

煤层气藏具有其自身的形成条件和气藏特征。本文从煤层气藏的形成和保存条件出发,以沁水盆地南部煤层气田为实例,从沉积、构造、煤岩演化程度、顶底板条件、水动力、地应力等方面论述了煤层气成藏特征及高产富集因素,对下一步勘探具有重要指导意义。      

恩洪-老厂地区煤层气成藏条件研究

煤层气盆地、煤层气系统、煤层气区带的存在及发育程度是煤层气藏形成的充分与必要条件。恩洪盆地和老厂一圭山盆地老厂煤矿区具备了形成煤层气藏的条件。研究其形成煤层气藏的特定条件，总结其煤层气藏模式，是煤层气勘探目标评价的基础。     

勃利盆地七台河断陷煤层气富集特征及有利区优选

勃利盆地七台河断陷煤层气资源丰富,但勘探程度低,富集成藏规律和成藏机制认识不足,制约了勘探实践。本文基于对七台河断陷区煤层气地质条件的精细解剖,揭示了研究区煤层气富集特征及成藏机制。研究发现七台河断陷煤层气成藏条件良好,其中下白垩统城子河组煤层层数多、总厚度大,发育多个富煤中心,热演化程度较高,煤储层物性较好,煤层含气量总体西高东低,构造、水文、封盖等保存条件较好,具备良好的煤层气成藏基础,存在向斜-水力封堵型、断层封闭-水力封堵型、断层-多煤层自封闭型3种煤层气成藏模式,埋藏适中、缓—滞留水环境下的“逆断层封闭区”、“次级构造高点”和“煤层中部分层”是煤层气富集成藏有利部位。在此基础上,建立了多层次模糊数学煤层气选区评价模型,进行了有利区评价,优选出青龙山—桃山区、马场区等7个煤层气有利区。     

煤储层中裂隙充填物的特征及其研究意义

煤储层中裂隙充填物主要是围岩裂隙中的水溶液与煤中有机显微组分热解产生的以气相为主的流体相互作用的产物,它们相互作用带的位置对煤层气藏封闭保存条件的影响至关重要。若无机充填物仅发育于封闭围岩之中,则其相应的煤层气藏的封闭条件好,含气饱和度高;反之,若在煤储层的裂隙中发育大量无机充填物,则煤层气藏的封闭条件差,含气饱和度低。此外,充填物还堵塞了煤储层中裂隙的通道,使渗透率降低。      

煤层气藏分析的参数与流程

煤层气藏特有的赋存状态、圈闭形式和不均一性决定了煤层气藏分析在煤层气勘探乃至开发中的重要地位.煤层气资源条件、煤储层岩石的不均一性程度是煤层气藏分析的重要方面.煤层气藏的分析评价应适应煤层气勘探开发的进程.在勘探初期评价选区阶段应以煤层气藏的地质条件分析为主.在进入井网试采阶段应突出煤层气藏分析, 特别是煤层气藏的不均一性分析.      

我国烟层气勘探研究的回顾与展望

近十多年我国广泛开展了烟层气远景资源评价和煤层气地质勘探选区研究,其中不少选区进行了专门的烟储层岩石物理研究和煤层气勘探,初步找到了沁心盆地南部和鄂尔斯盆地东缘两块煤层气保存富集条件较好的区块,经小型井网试采的结果证明其具有工业开发价值。对煤储层的涌透率、以气封闭条件等有了较深刻的认识,提出煤层气藏的概念;对煤层气成藏的地质条件也有一些认识,但这些研究还只是初步的,特别是对煤层气藏不均一性的认识还     

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。     

山西枣圆地区构造演化与煤层气成藏

对山西省枣圆地区的构造演化与煤层气成藏机制进行了研究,结果表明:该区山西组煤层主要经历了两期构造演化:燕山期的近EW向挤压和喜玛拉雅期近EW向水平伸张。构造演化控制了煤层的埋藏史、受热史及成烃史,也直接影响了研究区山西组煤层气的成藏演化。      

海拉尔盆地煤层气资源评价及潜力分析

利用钻井和地震资料,评价和预测了海拉尔盆地煤层的发育和分布,结合煤层含气量参数,预测了盆地内的煤层气资源前景。结果表明,海拉尔盆地的煤层气资源量约为10.79×10 11m3,其中呼和湖凹陷约为7.4 3×10 11m3,这远远超过了前人对整个东北区煤层气资源的评价。这表明,如果考虑煤层有一定埋深的含油气盆地,东北区的煤层气资源潜力还有相当大的增长空间。与美国已进行过成功煤层气勘探开发的含煤盆地对比表明,海拉尔盆地,尤其是呼和湖凹陷的煤层气潜力值得重视。      

海拉尔盆地呼和湖凹陷煤层气资源潜力分析

利用钻井和地震资料,研究了呼和湖凹陷煤层的发育与分布情况,确定了煤层的热演化程度和气测异常等;结合煤层含气量参数,预测了凹陷内的煤层气资源前景。结果表明,呼和湖凹陷煤层气资源量约为7.43×1011 m3,远远超过了前人对整个东北区煤层气资源的评价。呼和湖凹陷大二段煤层埋深适中,是煤层气勘探开发有利层段;南二段煤层埋深多在2 000 m左右,但煤层气资源量最大,在以后的开发中应加强研究。通过与美国成功开发的含气盆地对比表明,呼和湖凹陷的煤层气潜力值得重视。      

二氧化碳注入煤层多用途研究

为了减轻环境污染,提高煤层气产率,增加能源储备,根据煤层气地质学和生物气的基本理论,提出二氧化碳(CO2)注入煤层多种用途这一新观点。研究结果显示:煤对CO2具有很强的吸附能力,可将煤层作为CO2的储集层;煤具有优先吸附CO2而滞后吸附甲烷(CH4)的特性,向煤层注入CO2可大大提高煤层气的采收率;产甲烷菌具有利用CO2生成CH4的能力,新生成的CH4成为能源储备的有益补充。可见,CO2注入煤层不仅可有效减少温室气体的排放,强化煤层甲烷产出,而且为新能源生物CH4的生成提供了基质。     

深部煤层气测井评价方法及其应用

煤层气地球物理测井评价是获取煤层气参数的重要方法。根据实际资料总结了胜利油田山东探区深部煤层的测井响应特征,实现了对煤层的自动识别划分。结合前人的工作,给出了煤层组分、孔隙度和渗透率等参数的定量计算方法,并改进了煤阶划分和含气量估算方法。实际资料处理结果表明,该套方法的煤层识别吻合率和参数定量计算可信度均较高,为评价煤层气资源提供了可靠参数。     

华北部分矿区煤储层压力研究

煤储层压力是煤层气开发的重要参数，它可以通过试井方法获取，华北部分矿区的试井资料表明，煤储层压力的变化较大，其主要影响因素有构造应力、地下水头高度及埋深、地下水矿化度等，当含气饱和度一定时，储层压力对煤层气井早期的气产率和水产率有较大影响。     

我国煤层气储层研究现状及发展趋势

通过对煤层气储层描述及储层评价，煤储层分布，预测及选区评价，煤储层研究方法及实验技术等方面的系统评述后认为，我国目前已基本掌握了煤储层地质特征研究和地质评价选区技术，煤层气储层工程技术和储层模拟软件系统，并在煤层气储层研究方面有所突破，但我国煤储层的构造复杂，煤层多强烈变形，煤层结构常呈碎粒状及糜棱状等，煤储层多为贫煤和无烟煤，呈“三低一高”（煤层压力较低，煤层渗透率低，在水压裂等强化措施下形成的常规破裂裂缝所占比较低；煤层普遍具有较高的吸附力）的物性特征，且变质程度偏高，高煤级煤（贫煤一无烟煤）占49％，独具“中国特色”，进而讨论了当前我国煤层气储层研究急待解决的8个方面的科技问题和难点，指出了在21世纪初中我国煤层气储层研究的7个发展趋势。     

云南老厂矿区煤层气储层地质条件及其资源潜力

云南老厂矿区煤层气资源丰富,是近年来我国煤层气资源勘探开发的热点区域。针对煤层厚度、储层物性、含气量等储层基本参数特征进行分析,对区域煤层气资源潜力进行评价。结果表明:云南老厂矿区煤层厚度较大、层数较多,煤层顶底板以泥岩、粉砂岩为主,生储盖配置较好;目标煤层孔隙度相对较高,裂隙较为发育,可为煤层气的富集和产出提供良好的条件;主要煤层压力整体上属于常压储层,煤层解吸速率较高;同时煤储层大多处于欠饱和状态,开发过程中需要较长时间的排水降压;老厂矿区雨汪区块埋藏深度小于1 000 m的煤层气资源量为270.93亿m³,资源丰度为3.20亿m³/km²。总体而言,研究区煤层气勘探开发条件较好,具有较大的勘探开发的资源潜力。