我国煤层气储层异常压力的成因分析

通过分析我国煤区大量的煤储层压力资料,对引起煤储层异常压力的成因、成压环境、成压机制、压力类型特征进行系统研究表明,煤层埋藏过程、生气作用是地质历史中煤层高异常压力形成的主要成压机制,而煤层割理与煤盖层突破在引起大规模流体向外运移过程中扮演着极为重要的降压角色,水热作用、构造应力、水动力等在不同时期,不同部位具双重性;后期的抬升、剥蚀作用、上覆负荷应力减小、封盖条件的破坏,尤其是近地表的水文地质条件的改变,是控制现今煤层压力分布的主要原因;煤层气储层异常压力表现特征主要有4种类型：1)水动力封闭型,2)自封闭型,3)弱开启型,4)强开启型;地质构造演化复杂、地层抬升剥蚀强烈、地形差别大、渗透率低、应力分布复杂、区域水文地质条件变化较大等诸多因素是造成我国煤层低压的原因。     

构造抬升过程中煤储层压力的定量分析

从煤储层在构造抬升过程中异常压力的成因机理入手,通过沁水、塔巴庙地区抬升过程的定量模拟研究,分析在整个抬升过程中煤储层流体体积的变化所引起的流体压力的变化情况,从而反映储层压力在整个构造抬升过程中的动态演化过程,得出“抬升过程是异常低压形成的重要机制”的结论。     

黔西比德-三塘盆地煤储层异常高压形成机制

比德-三塘盆地含煤地层的储层压力普遍较高,压力梯度较大,异常高压发育.通过研究该盆地现今煤储层压力分布特点,对煤层异常高压影响因素进行了综合分析,阐明了其形成机制.结果表明:构造作用是本区异常高压形成的最主要因素,煤储层生烃作用和顶板泥岩的封闭性次之.盆地内部断裂较少,具有良好的圈闭条件,储层流体富集,压力增大,易出现超压地层.研究区煤层生烃能力强,含气量高,但渗透率普遍较低,生成的烃类气体使得储层内部流体孔隙体积膨胀产生高压.同时,超厚的顶板泥岩封闭性较好,在沉积过程中极易产生欠压实作用,进一步促进了异常高压的形成.     

黔西比德-三塘盆地煤储层异常高压形成机制

比德-三塘盆地含煤地层的储层压力普遍较高, 压力梯度较大, 异常高压发育.通过研究该盆地现今煤储层压力分布特点, 对煤层异常高压影响因素进行了综合分析, 阐明了其形成机制.结果表明: 构造作用是本区异常高压形成的最主要因素, 煤储层生烃作用和顶板泥岩的封闭性次之.盆地内部断裂较少, 具有良好的圈闭条件, 储层流体富集, 压力增大, 易出现超压地层.研究区煤层生烃能力强, 含气量高, 但渗透率普遍较低, 生成的烃类气体使得储层内部流体孔隙体积膨胀产生高压.同时, 超厚的顶板泥岩封闭性较好, 在沉积过程中极易产生欠压实作用, 进一步促进了异常高压的形成.      

干旱荒漠景观区金属微粒迁移机制浅析

干旱荒漠景观区面积辽阔,找矿潜力巨大,受限于常规地球化学勘查方法,被认为是勘查地球化学的难点重点区。本研究简要总结干旱荒漠景观区潜在的金属微粒向上迁移的机制,依据其作用范围分为:潜水面以下的机制,包括地下水作用、压力泵机制、地气流和电化学迁移机制;潜水面以上的机制,包括毛细管作用、植物吸收、气态物质迁移和生物扰动。研究中介绍各迁移机制的作用原理、有效性及其局限性,认为每种机制在特定的环境条件下均能以不同形式运移相关的金属微粒,但由于复杂的地形地貌、漫长的地质演化,任何机制不可能独立单一地存在,彼此间相互协同作用。另外,潜水面以上与包气带有关的机制主要发生在沉积地段的运移覆盖层中,在开展深穿透地球化学(地气类方法、选择性提取方法、植物地球化学方法和地球电化学方法)找矿之前,有必要了解研究区古气候、沉积物性质和地貌演化史,便于合理选择采样层位和采样介质,尽可能发现由金属运移机制引起的综合异常。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田异常低压成因机制研究

利用SRK状态方程定量研究了温度下降和天然气散失对地层压力的影响。研究表明：利用真实气体状态方程不仅可以定量分析温度降低对地层压力的影响,而且可以定量研究气藏的散失量及其对地层压力的影响。早白垩世末(100 Ma)至今,地层温度下降了约60 ℃,导致地层压力下降约22％; 天然气散失约17％ ～24％,导致地层压力下降约23％ ～32％。温度下降和天然气散失导致苏里格气田地层压力及压力系数发生明显下降,是苏里格气田异常低压的主要成因机制。气水密度差和潜水面埋深对异常低压的贡献很小,不是苏里格气田异常低压的成因机制。以包裹体计算的古压力和现今实测地层压力作为约束条件,恢复了苏里格气田主要储层的地层压力演化史,在此基础上进一步论述了异常压力的主要成因机制。地层压力的研究是分析油气运聚的基础,并有助于解决实际勘探中遇到的相关问题。     

河南省煤层气储层压力特征及其形成机制

煤层气储层压力是煤层能量的具体表现形式之一,也是煤层气运移、产出的动力,它不仅影响煤层的含气量、煤层气的赋存状态,也影响着煤层的渗透性,从而制约着煤层气的开发。根据9口煤层气参数和试验井的试井资料,结合煤田勘探阶段的钻孔抽水试验资料,对河南省煤储层压力特征进行了系统研究。结果表明,河南省煤层气储层压力变化较大,从欠压到高压均有分布。储层压力是由地下水补给、运移和滞留造成的。在地下水径流区常形成欠压,在弱径流区和滞留区一般形成常压和高压。地下水作用下的煤层气运移不仅从地下水动力条件得到证实,而且从煤层气的成分和成因角度也得到验证。这种压力的形成机制与国内外商业化开发煤层气藏类似,异常高压区是煤层气富集和开发的有利区域。     

西昆仑山前柯深—柯东地区断裂传递型超压的识别与计算

西昆仑山前柯深—柯东地区断裂构造活动剧烈,在浅部地层中存在压力系数高达2.1的极高超压,对于这种超压分布特征和形成机制的研究和认识对钻井工程和油气运移研究具有十分重要的意义。综合储层实测压力、间接估算的泥岩地层压力以及超压地层岩石力学与物性的关系等资料,并结合研究区断裂发育条件和油气运移史,分析了地层压力分布特征和主控机制。结果表明,西昆仑山前柯深和柯东两地区在古近系—白垩系储层中各自形成了相对统一的异常压力系统,系统内地层压力向深部以静水压力梯度增加,储层压力大于附近泥岩压力。研究区储层压力分布特征与深部流体沿开启性断裂的向上传递密切相关。在此基础上,估算了压力传递量,并探讨了影响压力传递量的地质因素。柯深和柯东地区断裂传递增压量分别为15.0～34.0 MPa和8.1～16.5 MPa,与实测总剩余压力的比值分别为24.2%～67.2%和23.4%～53.7%。两个地区断裂传递增压量的差异主要受断裂发育及其与地层的空间配置关系的影响。     

高精度三维地震数据采集技术在TBM探区的应用

鄂尔多斯盆地北部TBM探区表层地震地质条件较为复杂,低降速层主要为流沙、含水沙层及黄土层,厚度横向变化较大,潜水面变化不定。储层非均质性强,有效储层薄,储层与煤层伴生,严重制约了本区天然气勘探开发步伐。为了解决目前勘探开发所面临的实际问题,在TBM探区部署并实施了100km²的高精度三维地震数据采集,针对探区的地震地质特点和难点,开展了攻关和试验。在高精度三维地震数据采集中,通过观测系统优化、虚反射界面分析和利用、激发岩性优选、试验资料功率谱面积和频宽收敛分析等技术的综合运用,确定了合适的三维观测系统和激发因素,取得了较好的效果。     

潞安矿区煤储层压力低的原因分析

针对潞安矿区煤储层压力普遍偏低的情况，根据该矿区埋藏－热演化史和流体状态方程，对储层压力的变化史进行了分析计算，认为煤储层温度降低所引起的流体体积收缩是造成储层低压的主要原因，储层温度降低与异常古地热场恢复正常和构造抬升有关。     

鄂尔多斯盆地苏里格气田异常低压成因机制研究

利用SRK状态方程定量研究了温度下降和天然气散失对地层压力的影响.研究表明:利用真实气体状态方程不仅可以定量分析温度降低对地层压力的影响,而且可以定量研究气藏的散失量及其对地层压力的影响.早白垩世末( 100 Ma)至今,地层温度下降了约60℃,导致地层压力下降约22％;天然气散失约17％～24％,导致地层压力下降约2...     

鄂尔多斯盆地西南缘长8段油藏成藏动力条件探讨

基于大量的新井钻探测试、声波测井及流体包裹体分析等资料,针对鄂尔多斯盆地西南缘长8段油气运移成藏动力机制不清的问题,以环县-彭阳及周缘地区深部异常压力为重点开展研究.结果表明：长7底部与长8上部普遍存在一定的剩余压力差,平面上压力分布特征与全盆地流体压力由中心向拗陷边缘逐渐减低的趋势相吻合.长7段烃源岩生烃作用产生的异常高压可驱使烃类向下以较大规模运移充注至长8储层,流体包裹体古压力模拟恢复出原油在充注进入长8段储层后仍具有一定的异常高压.整体上,与盆地内部相比,研究区源储剩余压差较小,但仍然是作为西南缘长8段油气成藏动力的主要机制.期待该研究能更进一步认识盆缘低渗致密油的成藏机理和分布规律,为拓展勘探领域提供参考.     

煤层气流压回升型不正常井储层伤害机理与治理

合理控制套压和井底流压、合理排水降压采气是提高煤层气井开发效果的关键技术。井底流压回升可抑制煤层气解吸产出,造成储层伤害,降低煤层气井产量,影响煤层气井开发效果。通过沁水盆地樊庄区块生产实践动态分析、理论研究和室内实验,提出了煤层气流压回升型不正常井起因,通过理论研究和现场数据分析,明确煤层气井流压回升对储层伤害机理,提出流压回升对储层伤害程度评价方法及治理对策。研究结果表明：煤层气井煤没度增加导致套压降低,套压下降速率越快,则井底流压下降越快;煤没度增加速率过快的煤层气井,其井底流压回升对储层伤害严重,导致气体产出阻力增加,部分气体被毛细管压力封堵在孔隙中,难以产出。流压回升伤害指数可以表征流压回升导致储层伤害程度,抽油泵凡尔漏失和气锁导致煤层气井排水量小于煤层向井筒供水量是井底流压回升的主要原因,其治理措施可通过液压冲洗清除固定凡尔煤粉,通过机械振动清除游动凡尔煤粉,通过恒沉没防气锁工艺与煤层气井间断抽水工艺相结合措施治理气锁。     

低渗致密砂岩气藏岩石的孔隙结构与物性特征

根据表面与胶体化学原理，分析了低渗致密砂岩气藏的孔隙结构特征、物性特征以及它们之间的关系。孔隙结构特征表现为喉道小，分形维数高，孔喉径比大，弯曲度大且大多呈扁平形状，物性特征表现为渗透率低且对应力敏感，毛管压力高，毛管压力曲线陡峭，临界水饱和度高，气水界面模糊，并在深盆气藏中可能出现气水倒置、反常低的原生水饱和度、滑脱效应及明显的菲达西流动效应，着重用孔隙结构特征来解释它们的物性特征，对前人关于水膜及边界层性质异常等观点提出了质疑。     

三峡库区巴东库岸段水库地震迁移规律

自三峡水库蓄水以来,三峡库区巴东县库岸段发生上万次与水库蓄水相关的水库地震,最大震级5.1级。近几年发表相关论文50篇左右,侧重于水库地震的震源机制解、水库地震与坝前水位的关系、单个较大型水库地震以及微地震群的成因机理问题,对水库地震时间上的周期性以及空间上扩展规律研究尚少。本论文在野外地质调查（包括泉水流量的调查）基础上,结合近几年发表的文献资料,对巴东县库岸段水库地震变迁过程进行了深入的研究,得出了以下3点结论:（1）从时间上看,巴东水库地震的爆发具有周期性,表现为长周期和短周期。（2）溶洞坍塌型水库地震的分布呈线状,其形成机理与高孔隙水压以及动水圧过程密切相关。（3）同时野外泉水调查研究也表明三峡库区巴东段水库地震与溶洞坍塌具有密切关系,并且从机理上说明了水库地震空间扩展机制。     

琼东南盆地深水区泥-流体底辟发育特征与天然气成藏

琼东南盆地深水区发育泥-流体底辟构造,为油气垂向运移提供通道。文章基于琼东南区域构造与沉积演化认识,利用高精度三维地震资料,对深水区底辟构造进行了系统研究,识别出了底辟的分布范围,并分析了其发育机制以及对天然气成藏的控制作用。琼东南盆地深水区底辟主要发育在乐东—陵水凹陷结合部的陵南斜坡带及凸起之上,向凹陷中心规模逐渐减小。新近纪时期盆地快速沉降和生烃作用共同导致了深部异常高压的存在,其为底辟发育提供了原始的驱动力;陵南斜坡带古近纪发育的断裂为区域内的构造薄弱带,且在新近系发生活化为异常高压释放提供突破口,进而导致了底辟的形成,即底辟形成时间为新构造运动时期。底辟构造可沟通崖城组烃源岩及黄流组、莺歌海组储集体,是深水西区油气垂向运移的主要通道,控制了天然气藏的分布。根据底辟构造与烃源、储层的配置关系,提出了陵南斜坡带和松南低凸起区是深水区下步勘探的重点区带。     

页岩气封存顶板变形破裂的机理与数值模拟

由于页岩气赋存机理的特殊性,页岩气成藏受保存条件及顶板类型的影响。封存顶板岩层对页岩气封盖影响极大。本文对页岩气藏封存顶板的破裂机理进行理论分析,并建立模型对顶板进行数值模拟。顶板岩层破裂与注水压力、岩石抗拉强度、地应力有关。封存顶板的破裂机理为压裂初始阶段,储层膨胀变形,封存顶板受压产生剪切裂纹,压裂液进入顶板,当注水压力小于最小主应力时,岩层发生剪切破裂,注水压力达到最小主应力和地应力之和时,岩石发生剪切破裂和张性破裂,裂缝增加并扩展,形成网状体系。数值模拟结果显示,压裂注水会在储层产生水力破坏区域,注水压力升高,水力破坏区域扩大并相互叠加影响,使得水力破坏集中于中间注水口的上部,当顶板岩层内部出现水力破坏区域时,岩石会发生破裂产生裂缝。在储层压裂的整个过程中,开始1h内,裂缝在储层内发展,顶板保持稳定,空隙水压力和变形很小,顶板岩层底部有少量裂纹。压裂2h,顶板底部裂缝增多,岩石空隙水压力上升,且顶板发生变形,中间变形最为明显。压裂3h,裂缝从顶板底部延伸到上部,岩层内部裂缝快速发育,空隙水压力持续升高,变形加大。数值模拟的结果与破裂机理的分析结果相吻合。