沁水盆地中—南部煤系及其上覆地层游离天然气成藏的地质控制

煤系气及其上覆地层各类天然气的共生、共探及共采,是充分利用天然气资源,提高煤系气开发经济性的重要途径。沁水盆地中—南部连续沉积的上石炭统—下三叠统构成了有利的油气生储盖组合系统,煤层有机质热演化程度高,生气和排烃强度大,气源充足,煤系气显示强烈,成藏前景可观。燕山运动中期构造-热事件导致石炭、二叠纪煤层发生强烈的二次生烃和排烃作用,为煤系及其上覆地层泥页岩和致密砂岩储层提供丰富的气源。煤层中天然气以扩散、盖层突破、渗流等方式排烃,累计排烃强度最大的地带沿复向斜轴部分布;排烃作用较活跃和中等活跃地带分布于复向斜轴部的中段和北段,天然气逸散程度相对较低,有利于游离气的富集。总体来看,研究区发育下生(太原组和山西组煤系)、下—中储(太原组—下石盒子组)、上盖(上二叠统—三叠系)的游离气系统,具有构造、岩性、水力等多种圈闭形式,游离气成藏受控于燕山运动中期的构造分异和异常热事件以及新生代以来盆地持续回返两个关键地质时期。     

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。      

遥感技术在煤田地质工作中的应用研究

通过应用研究,发现煤层热红外辐射规律,建立煤层热辐射模式,揭示出遥感图像信息与煤层和煤系的内在联系。在航天、航空、地面多层次同步遥感试验以及多方向、多波段、多时相、多种组合手段等一系列完整的遥感方法试验中,确定了遥感技术应用于煤田地质的最佳程序。应用研究中建立的理论和方法,已经在煤田预测、普查找煤、煤田地质调查、探测煤矿地质灾害等方面,取得明显的经济效益和社会效益。     

湘中涟源煤盆地煤层气形成气藏的条件及其资源预测

湘中涟源煤盆地是早石炭世测水组，晚二世龙潭组煤系是中国东南诸省境内最重要的煤系，具有较大的生气，储气能力。本文从煤系的构造热演化，构造，沉积及煤层埋深等方面论述了研究区测水组，龙潭组煤系中煤层气形成气藏的条件，并指出煤层气的开发远景区应该在煤盆地近南缘的诸含煤向斜南西扬起端，其中各主要区域性断裂交汇而成的断块是最重要的靶区。     

河东煤田中部山西组岩相旋回特征及煤层对比

陆相含煤地层的煤层对比问题比较复杂。我们通过追踪煤系露头和几条勘探线钻孔资料的分析,研究了河东煤田中部,即山西中阳、离石、柳林以北到临县一带的煤系岩相旋回和煤层的变化规律,并用于煤层对比。实践证明,用岩相旋回方法对比陆相煤系,仍为一种有用的方法。      

煤系正断层带影响下的煤层瓦斯赋存规律

渭北煤田多变形运动期和多组构造叠加孕育出的煤系断层带对煤层瓦斯赋存产生重要影响。采用地质分析、COMSOL Multiphysics多物理场数值模拟和现场数据监测相结合的方法,分析煤系正断层带的应力分布特征及断层之间相互作用关系,研究煤系正断层带影响下的煤层渗透率变化特征,模拟正断层带形成后的瓦斯运移状态和浓度分布情况,基于瓦斯含量和瓦斯涌出量监测结果进一步分析得到煤层瓦斯赋存规律。研究结果表明：煤系断层带的应力集中主要分布在煤层断层面上,应力降产生在岩层、煤层及各断层面交汇点处;煤系断层带影响区域的煤层渗透率由大到小依次为：断层面、区域平均值、断层上盘、断层下盘;随模拟时间增加,煤层瓦斯浓度逐渐减小,煤系正断层带内部地堑、地垒、阶梯状断层瓦斯浓度降低速率略大于两侧边界断块,瓦斯在断层断块内部及正断层带外侧边界表现出明显的积聚特性;煤系正断层带内部瓦斯含量和回采期间回风流瓦斯体积分数平均值分别为2.592 1 m³/t、0.224 0%,断层带外部边界两侧平均值分别为4.480 2 m³/t、0.454 9%,表明煤系正断层带两侧形成新的瓦斯...     

瓦窑堡煤系有机岩石学特征及煤成烃潜力研究

瓦窑堡煤系是我国重要的含煤岩系之一,陆相生油的观点最早可能源于瓦窑堡煤系含油性特征。通过对瓦窑堡煤系煤和暗色泥岩有机质的显微岩石学和宏观煤岩学特征的分析,提出了瓦窑堡煤系煤主要形成于深覆水森林泥炭沼泽相,类脂组含量高,且镜质组的主要类型为富氢的基质镜质体,有机地球化学结果表明瓦窑堡煤系煤具有Ⅱ型有机质的特征,处于低熟-成熟阶段,热模拟实验证明其具有良好的油气生成潜力。但由于瓦窑堡煤系规模小,煤层厚度薄,煤系泥岩有机质类型偏差,且煤中主要生油显微组分尚末进入大量生油期,因此难以形成油藏。     

甜水堡矿区煤层厚度变化特征及地质控制因素

甜水堡矿区侏罗系中统延安组中赋存丰富的煤炭资源。研究该区地质构造及其对煤层的控煤作用,对今后的煤炭资源勘查、开采有一定的指导意义。本区煤系及煤层的分布规律受地质演化过程中形成的边界构造、甜水背斜构造及次级断裂、古地理环境等综合作用的控制,受其影响,该区煤系及煤层以SN向的条带状分布于甜水背斜两翼,分布范围和埋藏深度受断层、褶皱等次级构造的控制,使煤系和煤层大致呈北部浅、南部深、西部浅、东部深的特点。因此,甜水背斜的两翼和南北两端的次级凹陷是今后地质工作的重点区域。     

煤层气多煤层扩散逸失地质历史模型及数值模拟

通过建模分析和实际模拟，研究了多煤层条件下煤层气在成藏史中扩散逸失的地质历史。提出了将煤系中多煤层按照上下边界煤层、主煤层和中间煤层进行合并的煤层气扩散逸失体系简化原则。给出了煤层合并后根据岩性变化和组合特征对扩散系数的校正公式。讨论了将相邻煤层作为内部煤层边界的边界条件设置方法。探讨了模拟煤系上、下部存在烃源岩或其他煤系时顶底边界条件的设置方法。在此基础上，建立了多煤层煤层气扩散逸失的地质模型和数学模型，进而就沁水盆地进行了实例研究。     

用气测方法探查疏松覆盖层下的煤层露头与断层

气测是物探方法之一,一般用于普查硫化物矿、汞矿、石油天然气。近年来,苏联采用气测方法探查顿涅茨煤田疏松覆盖层下的煤层露头、库兹涅茨煤田的断层,获得成效。他们认为,在各种景观气候条件下,利用气测方法能发现上覆疏松层厚度100米以内的煤层露头,50米以内的煤系中的开放型断层。      

贵州织金煤层气非储层水平井开发技术研究

直井开发煤层气钻井和压裂成本高,控制面积小,单井产气量低;煤层内水平井钻进难度大,风险高,薄煤层中井眼轨迹控制难度大,钻井液有害固相对储层伤害严重,采收率低。基于此,分析贵州织金区块煤系地质构造,提出在煤系地层内稳定的非储层内布水平井,通过压裂造缝沟通水平井上下煤层同时开发多层煤层的新思路。与常规开发方式相比,非储层内水平井具有钻井风险小、储层伤害小、单井产量高的优点,同时还可以开发煤系致密气和页岩气,提高非常规天然气利用率。研究非储层内水平井开发贵州织金煤层气技术,为解决贵州煤系地层煤层多而薄、层间距小等特性煤层气开发难题以及综合利用煤系气提供新的方式。     

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。     

黔北煤田林华矿煤系气成藏特征及开发方式

基于煤系气共采试验,分析了林华矿龙潭组煤系气储层沉积组合、含气性、有机质类型及矿物组分等赋存特征。研究表明:煤系气赋存于多个沉积单元体中,除煤层及直接顶底板外,还存在多个独立的泥(页)岩、砂岩含气层段;研究区泥(页)岩、致密砂岩含气层沉积厚度大,占煤系总厚60%以上;含气量高,平均2.76m~3/t以上,最高达4.46m~3/t;有机成熟度高,镜质体反射率(Ro)平均2.46%,近90%泥页岩大于2%,处于过成熟早期生干气阶段;有机质含量高,TOC含量平均3.97%,68%样品大于2%,有机质类型均属于Ⅲ型;脆性指数较高,平均56%;研究区煤系气储层基本类型可划分为2类7型,煤系至少含有两套独立含气系统,即4#-10#煤层、11#-15#煤层段分别为同一含气系统;基于多煤层煤系储层组合类型和含煤系气系统探讨并划分了煤系气合层共采开发方式。     

铁法盆地煤变质作用及煤层气生成特征

对铁法盆地的地质背景、煤系上覆地层和埋藏史、岩浆活动、煤体结构、煤阶分布、煤变质特征等进行了综合分析,认为铁法盆地的煤变质以浅成岩浆热变质作用为主;煤层热解气生成的时间、条件和方式受煤变质过程控制;煤变质与煤层气是同一地质环境下一个事物的两个方面。      

关于含煤系中各煤层的分布规律问题的讨论

Φ.Φ.巴依·巴拉耶夫的含煤系中各煤层分布规律的论文)发表于1949年,曾引起苏联煤田地质学者的重视,尤其是煤田地质勘探工作者更感到莫大的兴趣。该论文在我国传播以后,亦同样得到极大的重视,许多煤田勘探工作者曾抱     

河南省煤系地层地震反射波发育特征

对河南省不同区域的煤系地层反射波发育特点进行分析研究、归类总结和正反演对比,建立了地震波-地质层位的对应关系,有利于解释人员从时间剖面上准确分辨出新生界、煤系地层和煤系基底反射波组,确定煤层反射波及煤层赋存状况,为类似地区的地震资料解释工作提供科学的指导。     

赤城煤田地质构造及其控煤作用

赤城煤田侏罗系中统延安组中赋存丰富的煤炭资源。研究该区地质构造及其控煤作用,对今后的煤炭资源勘查有一定的指导意义。本区煤系及煤层的分布规律受基底构造、同沉积构造及后期构造活动的改造等综合作用的控制,受其影响,该区煤系及煤层以NW-SE向的条带状分布于梁龙背斜两翼和赤城向斜的次级凹陷内,分布范围和埋藏深度受断层、褶皱等次级构造的控制,使煤系和煤层大致呈北部浅、南部深、东部浅、西部深的特点。因此,梁龙背斜的两翼和赤城向斜的次级凹陷是今后找煤的重点区域。      

区域构造热事件对高煤阶煤层气富集的控制

中国高煤阶含煤盆地经历了多期构造活动影响,使高煤阶煤层气藏具有其独特的复杂性。通过对沁水盆地高煤阶煤层气藏的实例进行剖析,从煤层的热演化程度,煤系地层的方解石脉、石英脉体中的包裹体温度和压力,磷灰石、锆石的裂变径迹古地温分析,中生代火成岩的同位素年龄,岩浆活动产生的大地热流值方面证明了构造热事件的存在。结合煤岩的热解实验分析发现,构造热事件过程中产生的高温、高压的环境促使煤层的生烃,提高了煤层的吸附能力,使沁水盆地煤层的含气量比美国同期形成的黑勇士盆地煤层含气量高5~13m3/t,岩浆侵入产生的温度变化是沁水盆地煤层气含气量欠饱和的原因之一,高温高压的地层环境改善了煤层的物性。     

甘肃环县西部地质构造及控煤作用

甘肃环县西部侏罗系下统延安组中赋存丰富的煤炭资源。通过探讨该区地层、构造的形成和演化过程,分析该区地质构造及其对煤层形成与赋存的控制作用,结果发现:本区煤系及煤层的分布规律受基底构造、同沉积构造及后期构造活动的改造等综合作用的控制与影响,该区煤系及煤层呈南北条带状分布于青龙山断褶带和沙井子断褶带的次级凹陷内,且分布范围和埋藏深度受断褶带内次级构造的控制,使煤系和煤层大致呈北部浅、南部深、东部浅、西部深的特点。因此,今后的找煤重点应放在沙井子、甜水堡、王洼和罗洼外围的青龙山断褶带和沙井子断褶带的次级凹陷内。      

浙西发现中石炭统煤系

笔者在兰溪县马涧的普查钻孔中,于中石炭统黄龙灰岩中部见到一段煤系——炭质泥岩夹煤层,真厚4.86米,其中煤层1.46米,煤层顶底板均为炭质泥岩,与上下石灰岩层成整合接触。这一发现为浙江省在中石炭系寻找煤系及煤层开阔了眼界,对上古生界含