准噶尔盆地南缘煤系水矿化度对低煤阶煤层气的影响

煤系水矿化度是影响低煤阶煤层气生成、运移和成藏的重要因素之一。以新疆准噶尔盆地南缘地区为研究区,把研究区划分为8个水文地质单元,分析了研究区煤系水矿化度的分布特征及其对产甲烷菌生存的影响。以1 000 m埋深为例,估算了各个水文地质单元内煤系水的甲烷溶解度,据此分析评价了各水文地质单元溶解运移甲烷的能力。通过煤系水的矿化度分布、氯离子浓度和区域地质构造形态分析,综合判断区域内煤系水的大致流向。以准南地区硫磺沟水文地质单元为例,探讨了矿化度与煤层气富集成藏的关系。研究结果表明,研究区矿化度分布具有南北分带、东西分段的特征。后峡水文地质单元、玛纳斯河-呼图壁河水文地质单元的南部、硫磺沟水文地质单元的南端和阜康水文地质单元的西部地区矿化度有利于产甲烷菌的生存和产气。后峡水文地质单元溶解运移甲烷能力最强。地下水的流向大致由南向北,地表水的径流会使地下水流向发生偏转。指出了硫磺沟水文地质单元内高矿化度中心和低水位的汇水洼地是低煤阶煤层气富集成藏的地区。     

准噶尔盆地南缘低煤阶煤储层可动流体及孔径分布特征

为分析准噶尔盆地南缘（简称准南）低煤阶煤储层可动流体、束缚流体以及孔径分布特征,对准南6个矿区6个煤样进行了高速离心和低场核磁共振实验。实验结果表明：准南低煤阶煤以吸附孔发育最优,其次为渗流孔和裂隙。建立束缚水状态的最佳离心力为1.380 MPa;结合饱和水状态和束缚水状态的核磁共振T₂谱,得到可动流体孔隙度为0.45%~1.89%,平均1.29%;束缚流体孔隙度为1.03%~7.45%,平均4.18%,可动流体孔隙度与渗透率呈幂指数关系（R²=0.935 8）。根据\     

准噶尔盆地东南部低煤阶煤层气富集条件及主控因素

准噶尔盆地煤层气资源丰富.其中,准东南地区煤层分布稳定,厚度大,埋深适中,含气性较好,是煤层气勘探有利区.然而,准东南地区近年来的煤层气勘探没有取得理想效果,对低煤阶煤层气富集主控因素认识不足是其主要原因之一.本文通过对煤层气地质特征和富集条件的分析,认为准南地区煤岩演化程度高,水文条件较好,有次生生物气及深部热解气的补充,气源充足,富集条件好;准东地区尽管煤层厚度大,但煤岩演化程度低,地下水矿化度高,不具备生物气补充条件,且缺乏区域盖层,富集条件较差,导致煤层含气量低.进一步分析认为,构造、水文和盖层是准南地区煤层气富集的主控因素,有利的构造部位控制着深部热解气源,水文地质条件控制着次生生物气的补给,盖层控制了煤层气的保存条件.     

准噶尔盆地南缘西段中、上侏罗统沉积演化及控制因素分析

针对准噶尔盆地南缘中、上侏罗统沉积体系演化控制因素不清、沉积模式不明等问题,通过对多条露头剖面精细解剖、详尽写实沉积特征描述等手段,分析了其垂向序列、砂体叠置方式、水动力条件、沉积体系演化及控制因素.研究表明准南中、上侏罗统自下而上分别发育辫状河沉积、曲流河沉积和扇三角洲沉积,古气候与构造造成的水动力条件的变化是控制这...     

准噶尔盆地低煤级煤层气成藏地质特征

从煤层气控制因素入手,对准噶尔盆地的煤层气成藏特征和煤层气藏的分布进行了分析,认为准噶尔盆地是西北地区主要的聚煤盆地,煤层厚度大、煤层层数多、煤级低,具有典型低煤级煤层气盆地的特征。准噶尔盆地煤层气资源量很大,南缘无论是井下还是地表,煤层气显示都很活跃。准噶尔盆地低煤级煤层气成藏模式是盆缘陡坡和缓坡模式。通过构造、水文地质特征分析对准噶尔盆地划分出乌鲁木齐河—白杨河煤层气藏、昌吉南煤层气藏、四棵树煤层气藏、小拐煤层气藏、克拉玛依煤层气藏、乌尔禾煤层气藏、彩南—大井煤层气藏,这些区域是开展煤层气勘探的有利区块。     

珲春盆地低煤阶煤层气富集规律

珲春盆地煤层气取得工业突破对我国低煤阶含煤盆地的煤层气勘探具有重要意义。通过对珲春盆地低煤阶煤层气成藏条件的深入剖析,探讨了低煤阶煤层气富集的主控因素及其成藏模式。结果表明,珲春盆地具有煤阶低、煤层多、煤层薄的特点,构造作用、沉积特征和岩浆岩侵入是其富集成藏的主控因素。盆地西部的褶皱和断层伴生带不仅为生物气创造有利环境,而且为煤层气二次成藏提供场所,形成     

中国低煤阶煤层气资源区块评价方法讨论——以准噶尔盆地为例

针对国内低阶煤层气储量大、开采困难等特点,运用中高煤阶煤层气区块评价的方法,层次分析法以及模糊数学综合评价法,结合准噶尔盆地煤层气资源特征,得出了一套适合国内主要低煤阶煤层气区块评价的方法.并运用准噶尔盆地煤层气的各项数据进行计算来验证这种方法,确定了本方法的正确性、可靠性;最后通过讨论确定本文方法对于其他低煤阶含煤盆地的煤层气资源评价具可信性及普遍性.     

鄂尔多斯盆地侏罗系低煤阶煤层气系统演化

低煤阶煤层气作为一种非常规天然气资源,具有良好的勘探开发前景。我国低煤阶煤层气资源丰富,进行低煤阶煤层气系统演化分析,对其富集成藏及开发具有重要的理论意义。鄂尔多斯盆地煤层甲烷的碳同位素δ¹³C₁为–33.1‰~–80.0‰,氢同位素δ_CH4为–235‰~–268‰。该盆地侏罗系煤层气藏主要有次生生物气与热成因气构成的混合型煤层气藏和热成因气藏两种类型。据构造热事件、煤层气组分及成因,结合不同阶段的煤层埋深、变质程度和生气特征等,将鄂尔多斯盆地侏罗系低煤阶煤层气系统演化划分为4个阶段：煤系浅埋–原生生物气阶段﹑煤系深埋–热成因气阶段﹑煤系抬升–吸附气逃逸散失阶段﹑煤系局部沉降–次生生物气补充阶段。其中,煤系深埋–热成因气阶段和局部沉降–次生生物气阶段是低煤阶煤层气资源的主要形成阶段。次生生物气的补充是鄂尔多斯盆地侏罗系低煤阶煤层气成功开发的重要气源。鄂尔多斯盆地侏罗系煤层气藏应属于单斜式富气成藏模式。     

伊犁盆地南缘中侏罗统西山窑组沉积环境讨论

伊犁盆地南缘是中国重要的煤和砂岩型铀矿富集区,中侏罗统西山窑组是主要的赋矿层位。基于对野外剖面的实测、室内岩矿鉴定、碎屑粒度统计分析和钻测井等资料的解释,明确了伊犁盆地南缘中侏罗统西山窑组的沉积环境类型、砂体成因、展布及其煤系地层分布的耦合关系。研究结果表明：伊犁盆地南缘西山窑组为曲流河三角洲平原-前缘沉积环境,分流河道微相的砂岩以高含煤屑或碳质、中粗结构、富岩屑和长石、分选性较差、中等磨圆为特征,具有较低的成分成熟度和结构成熟度。粒度曲线以三段式为主,显示了三角洲平原水道跳跃、滚动和悬浮搬运的特征。电阻率曲线纵向上表现为粒度向上变粗的逆粒序。砂体厚度多在20~40 m之间,砂地比值在0.3~0.8之间。分流河道砂岩与分流河道间沼泽相的煤层或泥炭在平面上毗邻、剖面上交互产出,古植物茎干化石和植物印痕多处存在。曲流河三角洲沉积环境和三角洲砂岩与煤系地层共生耦合关系的提出,对伊犁盆地南缘煤铀富集规律的深入研究提供了沉积学支持。     

开发低煤阶煤层气的新型径向水平井技术

低煤阶煤层具有机械强度低、渗透率较高、内生裂隙发育的特点。为提高低煤阶煤层气开发效率,提出首先钻径向水平井眼,依靠多条水平井眼沟通煤层内裂隙,再根据储层条件优化水力压裂改造措施,在煤层形成的主裂缝,通过变排量措施扩展和沟通更多的内生微裂隙,以提高单井产量。为解决多井眼井底可能出砂多的问题,提出优先采用螺杆泵或电潜螺杆泵排采工艺。从阜新刘家区块和珲春盆地煤层地质条件与目前现场应用现状出发,探讨了径向水平井技术与水力压裂联合作业的可行性,提出优化两个区块的径向水平井眼布孔方式,将欠平衡钻井和“边喷边洗”的喷射技术结合,并改进常规的水力压裂改造措施,实现径向水平井技术与水力压裂改造措施有机结合,以充分发挥这两种技术的不同优势,形成一体化的煤层气开采技术。通过对径向水平井与压裂改造工艺技术的改进与联合,为低煤阶煤层气开采提供了又一新的技术方法。     

吐哈—三塘湖盆地低煤阶煤层气成藏特征研究

正吐哈(吐鲁番—哈密)—三塘湖盆地低煤阶煤层气资源丰富,但低煤阶煤层气成藏规律认识不足。本文在分析吐哈—三塘湖低煤阶煤层气含气性和成因的基础上,从水文地质条件和构造条件等方面,探讨了研究区低煤阶煤层气成藏的重要条件,提出该区的成藏模式,明确低煤阶煤层气勘探方向,对研究区后续的煤层气勘探开发具有一定的借鉴作用。     

沁水盆地南部煤层气藏水文地质特征

水文地质条件对煤层气的高产富集起到重要的作用。沁水盆地南部有多个水文地质子单元,存在地下分水岭,造成煤层气井气水产能动态复杂化。研究区东部边界晋获断裂褶皱带的北段有明显的横向阻水作用,南段地下水径流条件极差,不导水。南部边界的中段具阻水性质,对晋城一带煤层气的保存与富集起到了重要作用。西部边界以安泽为界,北段阻水,南段由导水断层组成。本区内部存在着4条重要的水文地质边界。其中寺头断裂是一条封闭性的断裂,导水、导气能力极差。在沁水盆地的大宁-潘庄-樊庄地区,地下水以静水压力形式将煤层中的煤层气封闭起来。在寺头断裂西侧的郑庄及其附近地区,地下水径流强度可能较弱,较有利于煤层气保存。大宁-潘庄-樊庄一带为等势面洼地滞流型,煤层气富集条件好。      

木里盆地侏罗系煤层气主控因素及成藏模式

我国天然气需求逐年上升,寻找常规天然气的接替能源已迫在眉睫。木里盆地中-下侏罗统煤炭资源丰富,煤层厚度大,煤层气资源潜力巨大。综合利用野外地质调查、样品分析测试、煤炭钻井录井及含气量现场解吸,对木里盆地木里组煤层赋存特征、成藏地质条件、主控因素及煤层气成藏模式进行了研究,结果表明:木里盆地煤层厚度大,埋藏适中,以气煤和焦煤为主,整体处于中-高变质阶段,含气量较高,煤层气资源潜力良好;煤层的变质程度及顶、底板的封盖能力控制了煤层气的富集;木里盆地侏罗系煤层气主要有宽缓向斜富集和大型单斜构造富集2种成藏模式。煤层气主控因素分析及成藏模式研究为后续开展木里盆地的煤层气勘探开发提供了借鉴和依据。     

准噶尔盆地三台油气田侏罗系中—上统储层敏感性评价

准噶尔盆地三台油气田侏罗系中-上统储层含较高的蒙脱石和伊蒙混层矿物,造成了较强的储层敏感性.岩芯流动实验发现该区目的层段敏感性最强的是水敏,其次是碱敏.速敏、酸敏、盐敏相对较弱,但与国内其他油田相比仍然较强.对于不同储层,不同黏土稳定剂可能有不同的影响,有时甚至可能产生伤害,在研究区应严格筛选出合适的黏土稳定剂,应用于钻井液、完井液、射孔液和注入水中,减小储层的伤害.     

准噶尔盆地南缘侏罗系煤岩生烃动力学研究

应用金管-高压釜装置对采自准噶尔盆地南缘西部煤样JC25和东部煤样JC41进行生烃动力学模拟实验,获取生油、生气量和生烃动力学参数。升温速率分别为2℃/h和20℃/h,实验压力为50 MPa。实验得到两个煤样JC25和JC41最大生油量(以下单位mg/g均表示每克有机碳的生成量)分别为126 mg/g和68.5 mg/g,计算的排油量分别为88.8 mg/g和29.5 mg/g,表明侏罗系煤岩在南缘西部四棵树凹陷较其他区域具有较大的生油潜力。两个煤样最大生气量(∑C1–5)分别为121.6mg/g和112mg/g,差异相对较小。煤样JC25和JC41的H/C原子比值分别为0.85和0.77,类脂组含量分别约为8%和6%,岩石热解(Rock-Eval)参数氢指数(IH)分别为155 mg/g和156 mg/g。实验结果表明, H/C原子比值、类脂组含量比IH能更好地反映煤岩的初始生油、生气潜力。依据生烃动力学参数模拟了地质条件下(升温速率5℃/Ma)的生油和生气过程。煤样主要生、排油阶段的Ro, Easy介于0.80%～1.20%之间。在半开放条件下(发生排油),两个煤样的生气速率比较接...     

准噶尔盆地南缘天然气地球化学与成因研究

准噶尔盆地南缘地区是我国天然气勘探和研究长期关注的一个热点,天然气成因过往一直认为是以侏罗纪煤系为主,但鉴于区内尚有其他多套潜在烃源岩系,因此是否存在其他来源与成因天然气并不很清楚,限制了成藏规律认识与勘探部署。通过较系统的天然气地球化学分析,包括组分、烷烃系列碳同位素、轻烃等,结合地质地球化学背景,取得了新认识,发现研究区的天然气除了已有认识到的侏罗系成因外,还有其他2种成因类型,分别为可能的三叠系/二叠系来源高—过成熟煤型气,以及古近系来源低—中等成熟油型气,而白垩系油型气可能是因为混入量相对较低而未能显现,但理应存在。这些不同类型的天然气在地球化学特征上可以显著区分,且分布具有明显的地区规律性差异,遵循"源控论",即受控于烃源岩的分布。据此,提出研究区多种成因类型的天然气为可能的规模成藏提供了物质基础,侏罗系天然气是相对最为现实的勘探目标,霍-玛-吐背斜带是下步天然气勘探的重点目标区。这些认识还可供我国中西部前陆盆地和其他具有相似地质背景的盆地进行天然气勘探和研究时类比参考。     

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。     

准噶尔盆地南缘侏罗纪沉积相演化与盆地格局

通过对准噶尔盆地南缘侏罗系5条剖面的沉积特征对比,结合钻井资料和地震资料,确定了准噶尔盆地南缘侏罗纪盆地边界、沉积相演化及盆地格局。头屯河剖面和后峡剖面的沉积相对比及古流向测量表明二者在早、中侏罗世形成于同一沉积体系。在早、中侏罗世,沉积相逐渐从以辫状河-三角洲-湖泊相为主过渡到以河流相-湖泊相为主,沉积水体逐渐变浅;其中三工河组沉积时期盆地沉积范围达到最大,西山窑组沼泽相发育,车排子-莫索湾凸起自西山窑组沉积时期开始形成;早、中侏罗世的盆地边界至少位于后峡以南附近,此时不存在地理分割明显的天山山脉。晚侏罗世－早白垩世早期,沉积相从辫状河-滨浅湖相为主迅速演变为以辫状河-冲积扇相为主。在此期间盆地边界明显向北迁移,天山山脉明显隆升并造就天山南北沉积环境的巨大差异,博格达山构成盆地南缘的又一重要物源体系。     

新疆准噶尔盆地中侏罗世斯卡布勒果(Scarburgia)一新种

报道在新疆准噶尔盆地白杨河地区中侏罗世西山窑组首次发现的松柏类斯卡布勒果属(Scarburgia)的一个新种—白杨河斯卡布勒果(新种)。新种以果穗附属物(大孢子叶)紧密螺旋状排列、大孢子叶柄以宽角从轴上伸出、卵圆形种鳞的鳞片的顶端上卷、并具一短尖头等特征区别于斯卡布勒果属已知种。由于斯卡布勒果属以往在中国发现较少且时代大多为早白垩世,当前新种的发现是中国侏罗纪斯卡布勒果属化石的新记录。     

Noble gas tracing of groundwater/coalbed methane interaction in the San Juan Basin, USA

The San Juan Basin natural gas field, located in northwestern New Mexico and southwestern Colorado in the USA, is a case-type coalbed methane system. Groundwater is thought to play a key role in both biogenic methane generation and the CO₂ sequestration potential of coalbed systems. We show here how noble gases can be used to construct a physical model that describes the interaction between the groundwater system and the produced gas. We collected 28 gas samples from producing wells in the artesian overpressured high production region of the basin together with 8 gas samples from the underpressured low production zone as a control. Stable isotope and major species determination clearly characterize the gas in the high production region as dominantly biogenic in origin, and the underpressured low producing region as having a significant admix of thermogenic coal gas. ³He/⁴He ratios increase from 0.0836R_a at the basin margin to 0.318R_a towards the center, indicating a clear but small mantle He signature in all gases. Coherent fractionation of water-derived ²⁰Ne/³⁶Ar and crustal ⁴He/⁴⁰Ar* are explained by a simple Rayleigh fractionation model of open system groundwater degassing. Low ²⁰Ne concentrations compared to the model predicted values are accounted for by dilution of the groundwater-associated gas by desorbed coalbed methane. This Rayleigh fractionation and dilution model together with the gas production history allows us to quantify the amount of water involved in gas production at each well. The quantified water volumes in both underpressured and overpressured zones range from 1.7 × 10³ m³ to 4.2 × 10⁵ m³, with no clear distinction between over- and underpressured production zones. These results conclusively show that the volume of groundwater seen by coal does not play a role in determining the volume of methane produced by secondary biodegradation of these coalbeds. There is no requirement of continuous groundwater flow for renewing the microbes or nutrient components. We furthermore observe strong mass related isotopic fractionation of ²⁰Ne/²²Ne and ³⁸Ar/³⁶Ar isotopic ratios. This can be explained by a noble gas concentration gradient in the groundwater during gas production, which causes diffusive partial re-equilibration of the noble gas isotopes. It is important for the study of other systems in which extensive groundwater degassing may have occurred to recognize that severe isotopic fractionation of air-derived noble gases can occur when such concentration gradients are established during gas production. Excess air-derived Xe and Kr in our samples are shown to be related to the diluting coalbed methane and can only be accounted for if Xe and Kr are preferentially and volumetrically trapped within the coal matrix and released during biodegradation to form CH₄.