沁水盆地南部煤层气藏的有效运移系统

煤层气藏有效运移系统的优劣取决于煤储层的裂隙发育程度与开合程度,决定着煤储层的渗透性,其外在显现形式主要表现为煤储层的孔裂隙系统特征．本文基于煤基块弹性自调节效应理论和煤储层综合弹性能量理论,提出了煤储层裂隙开合程度参数4和裂隙发育程度参数专定量化研究了沁水盆地南部煤层气藏有效运移系统,探讨了其对煤层气富集高产的控制作用．结果表明：研究区现今阶段,眚高值区位于安泽、沁源一带,郑庄、樊庄次之,说明这两个区域内,煤储层裂隙发育程度较高;A高值区位于郑庄、樊庄一带,安泽、沁源次之,说明区域内煤基块弹性自调节正效应占优势,裂隙趋于张开．综合分析盼4可以发现,二者的最佳匹配区域位于郑庄、樊庄一带,说明此区域内煤层裂隙相对较发育,裂隙张开程度较高,可能具有较高的流体压力和较好的渗透性,有利于煤层气藏高产．     

鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏储层包裹体中气体成分及同位素研究

包裹体中气体成分与碳同位素是天然气成藏研究中最可靠的地球化学参数之一.鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏储层包裹体中的气体成分和碳同位素分析结果表明:气藏砂岩储层中的绝大多数包裹体是原生包裹体;次生包裹体中的有机气体成分及碳同位素与储层中气体成分及碳同位素差别不大,表明气藏形成后次生变化很小.包裹体中与气层中气体碳同位素存在微小差异的原因有两点:一是由于井中的气体是由某一深度段内多个互不连同砂体中的气体混合而成,而包裹体中的气体为某一个深度点的气体;另一个主要原因是包裹体捕获的是源岩相对早期生成的气体,而气藏中的气体为源岩各阶段生成气体的混合;指出利用储层中二氧化碳包裹体来恢复成藏古温度和古压力是不可靠的.     

不同煤体结构的高阶煤储层物性特征及煤层气产出机理

煤储层物性是影响煤层气解吸、扩散、渗流的关键因素,其好坏直接决定煤层气井的产气效果.本文以高阶煤为例,基于压汞、低温液氮吸附、等温吸附、煤粒甲烷放散初速度测试以及煤层气井现场自然解吸数据,系统探讨了构造破坏作用下高阶煤的孔隙性、吸附性、扩散性、渗透性等物性的响应规律,建立了不同煤体结构高阶煤储层几何模型、扩散模式图及气体产出综合模式图.研究认为,高阶煤经历构造作用后孔隙性得到改造,不同孔径段孔隙数量均有所增加,中、大孔增加最为明显,孔隙连通性发生差异性变化,这种孔隙性的变化是造成不同煤体结构煤的吸附/解吸性、扩散性等储层物性出现差异的根本所在.原生结构和碎裂结构煤基质孔隙以微孔为主,相对缺少大孔以及大孔连通性较差的孔隙特征,制约着初期气体的解吸和扩散,而较小孔径段孔隙连通性相对较好利于后期气体的解吸和扩散,更由于气体解吸衰减速度慢,易形成长期的产能;碎粒结构和糜棱结构煤吸附、解吸能力增强,自然条件下气体扩散能力强,但储层条件下渗透率的强应力敏感性,导致该类储层渗透性最差,渗流能力弱制约了扩散和解吸的发生;气体综合产出过程中,不同煤体结构的煤储层随着储层压力的变化基质孔隙气体扩散模式发生动态演化,过渡型扩散不断增强,Fick扩散不断弱化,气体的扩散能力不断降低,其中微孔和过渡孔是限制气体扩散的主要孔径因素;提出的储层条件下气体产出的综合模式图可以显示制约不同煤体结构煤储层气体产出的关键因素所在,有助于对储层进行针对性改造.     

应用包裹体信息探讨鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏的成藏后的气藏改造作用

流体包裹体成分代表了古代流体的成分和性质,通过对比鄂尔多斯盆地二叠系包裹体气体、煤成气及现今天然气藏中气体的组分及碳同位素,探讨了初次运移、成藏过程中及成藏后的次生变化对气体组分及碳同位素组成的影响.结果表明:气体在从煤系源岩运移到砂岩储层的初次运移过程中,气体的组分发生了明显的分馏,甲烷碳同位素比值未受明显影响;上古生界天然气在储层运移过程中发生了运移和扩散分馏;在天然气藏形成后的漫长历史过程中受各种次生作用的影响较小,天然气的组分和碳同位素组成均未发生明显变化.     

黏弹阻尼层设计参数对阻尼填充墙框架抗震性能的影响分析

设计3组黏弹阻尼层设计参数不同的DIWF模型,采用ABAQUS软件对各个模型进行水平循环荷载作用下的反应分析,研究黏弹阻尼层储能剪切模量、厚度和损耗因子对DIWF的滞回性能、承载能力、刚度特性和耗能能力等性能的影响。结果表明:(1)随着黏弹阻尼层储能剪切模量的增大,DIWF的抗侧刚度和水平承载能力有所提高,但黏弹阻尼层的储能剪切模量过大时,黏弹阻尼层的剪切变形很小,DIWF的耗能能力明显降低,而且墙体容易发生破坏。建议黏弹阻尼层的储能剪切模量不宜大于0.3 MPa;(2)随着黏弹阻尼层厚度的增大,DIWF的抗侧刚度、水平承载力和耗能能力均呈下降趋势,适当减小黏弹阻尼层的厚度,有助于提高结构的滞回耗能性能,还可减少黏弹材料的用量,降低工程造价,但过薄的黏弹阻尼层不能满足剪切变形要求。黏弹阻尼层的厚度宜控制在5~15 mm之间;(3)黏弹阻尼层损耗因子的变化主要影响DIWF的耗能性能,黏弹阻尼层的损耗因子越大,DIWF的耗能能力越强。设计时,应选择损耗因子大的黏弹材料制作黏弹阻尼层。     

火山岩储层特征与油气成藏模式研究

火山岩油气藏的勘探历史已经有一百二十多年,经历了偶然发现、初步勘探和深入研究三个发展阶段,火山岩从油气勘探的禁区转变为重要领域.目前火山岩油气藏在油气总量中占的比例并不大,但是已展现出良好的油气前景,成为新的油气增长点,越来越受到油气勘探界的重视.本文分析了火山岩岩性、岩相的研究现状,将火山岩的储集空间分为原生孔隙、原生裂缝、次生孔隙、次生裂缝4个大类,13个小类.火山岩的成藏模式有岩性成藏模式、构造成藏模式、构造-岩性成藏模式、风化壳成藏模式等.针对火山岩储层的复杂性,亟需以火山岩储层地质理论为指导,结合岩心、重磁力、测井、地震资料,建立一套有针对性的研究方法,全面评价火山岩储层特征和空间展布.     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气甲烷碳同位素分布及成因

鄂尔多斯盆地东缘煤层气甲烷碳同位素分布及其成因对认识该区煤层气藏的形成和分布规律,煤层气资源评价具有重要意义.在系统总结该区煤层气组分和煤层气碳同位素的地域、时域和煤阶分布特征的基础上,结合煤储层演化过程,分析了甲烷碳同位素的变化规律.该区甲烷碳同位素分布范围宽,同位素组成总体偏轻,地域上由北往南呈现"变轻-加重-变轻"的趋势,针对性分析认为北部低煤阶次生生物气的生成,中部水动力活跃地区引起的水溶解分馏,南部构造演化过程中地层抬升造成的解吸分馏,以及局部岩浆运动引起的快速增温生烃分馏是造成该区甲烷碳同位素普遍偏轻的主要因素.     

阿姆河右岸麦捷让地区碳酸盐岩储层流体检测研究

阿姆河右岸麦捷让地区碳酸盐岩气藏非均质性强,储层横向厚度变化大,前期研究多结合地震波场模拟进行储层预测,气藏流体检测工作较少,新钻井情况表明内部流体关系复杂,需要开展流体检测工作对气藏内部流体分布进行全面认识.本文从岩石物理模型入手,分析石灰岩纵横波速度、弹性参数与岩石基本性质之间的定量关系,寻找对流体敏感的弹性属性,认为纵横波速度比能较好地识别气水分布.通过测井弹性参数交会和流体替换,以实际资料验证岩石物理分析结果并选择气藏敏感参数,建立了适合本地区的气藏预测模版.利用叠前时间偏移得到的共反射点道集,开展三维叠前同时反演,利用反演结果进行了储层流体识别.预测结果与验证井吻合良好,且含气分布范围揭示了两个气藏存在.     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气成因机制

鄂尔多斯盆地东缘煤层气开发在过去近20年的时间,并没有取得实质性进展,确定气体成因和来源对煤层气勘探选区及开发具有指导意义.本文测试了37组煤层气碳同位素数据,讨论了鄂尔多斯盆地东缘煤层气成因,并从煤的热成熟度和盆地水动力条件方面讨论了煤层气成因的机制.结果表明,鄂尔多斯盆地东缘甲烷碳同位素分布在70.5‰～36.19‰,由北向南明显呈偏重趋势,边浅部为次生生物气与热成因混合气,而中深部为热成因气,这一现象的形成主要受控于盆地的煤阶展布规律和地下水动力场.首先,从全国煤的热成熟度与煤层甲烷成因关系得出,鄂尔多斯盆地东缘以中煤阶煤为主,镜质体反射率Rmax分布在0.5%～2.0%,如果具备适当的水动力条件可形成次生生物气与热成因气混合的煤层气藏;与此同时,鄂尔多斯盆地东缘边浅部煤层埋藏浅,露头发育,大气降水及其他地表水携带细菌补给煤层,使煤中有机化合物发生新陈代谢生成甲烷和二氧化碳,在存在圈闭机制的区域,如柳林和韩城,现今含气量比较高.     

沁水盆地南部煤层气藏三维音频大地电磁探测

音频大地电磁法以其快速、经济、地形适应性强等优势,在复杂环境下煤层气藏勘探方面具有巨大应用潜力.本文分析了沁水盆地南部煤层气成藏模式,设计了适合音频大地电磁法勘探尺度的三维薄低阻、高阻目标层模型.模型典型测线的二维反演以及三维阻抗张量反演结果表明:在浅表不均匀体存在时,二维TE、TM、TETM模式反演解释会受到三维畸变不同程度的影响,很难判断哪种模式解释最佳.相比而言,三维反演不仅可以提取浅表异常,而且能以更高的分辨率圈出深部薄低阻层分布.但是上述反演手段对薄高阻目标层提取效果不佳,只有对初始模型(甚至目标层)施加电性约束时,薄高阻层反演结果才会改善.综合考虑,音频大地电磁法对薄低阻目标层进行三维探测是最具可行性的.选取沁水盆地南部胡底区块作为研究区,通过音频大地电磁三维反演提取富水低阻目标层分布.推断煤层气成藏模式,识别煤储层并推测储层排采状态,与已有的地质、勘探和生产资料基本吻合.以上分析为音频大地电磁三维探测法在油气藏勘探与动态监测方面的应用提供了有力支撑.     

柴达木盆地涩北生物气藏充注-散失过程及其富集规律研究

柴达木盆地东部涩北气田是我国发现的最大生物气田,为了揭示其充注-散失过程与生物气富集规律,利用不同深度生物气组成和稳定碳同位素分馏现象,结合成藏地质模式分析,用扩散模型计算了其成藏以来的生物气散失量,并与现存储量相加得到充注量.涩北生物气田为多储盖组合叠置的背斜气田,其深部储层为气源直接充注、浅部储层接收下伏气层扩散来的生物气为间接充注.提出的某一储层相对散失量(散失量与充注量的比值)可以表征生物气富集程度,当相对散失量<0.6,有利于生物气富集并形成高效气藏,相对散失量>0.6则不利于生物气聚集、或者形成低效气藏.     

岩浆热场对油气成藏的影响

在油气勘探领域,沉积岩一直是研究的热点和焦点,对火成岩国内外均较少涉及且普遍认为它对油气的生成和聚集成藏有破坏作用.随着研究的进展,人们发现,岩浆侵入和喷出活动对油气成藏具有重要的作用,而且,岩浆岩本身还可能是很好的油气储层.研究表明,由岩浆侵入和喷出带来的热所形成的热场(岩浆热场)与油气成藏的关系几乎是全方位的,它几乎参与了油气生成、演化的全过程,既有有利于油气成藏的积极的一面,也有破坏油气成藏的消极的一面.大体表现在下述5个方面:(1)岩浆热场不仅可以造成围岩的变质和变形,其所带来的大量热和流体对油气的生成、运移、聚集以及油气藏的形成与保存有明显影响.(2)岩浆热场提高了有机质的热演化程度,使生油门限变浅,使烃源岩达到高成熟或过成熟,使烃源岩中残余有机质丰度降低.岩浆热场提高了盆地的地温梯度,使原本成熟度低的烃源岩达到生油窗的温度范围,促进生烃作用进程,加速烃源岩的热成熟,并为油气运移和聚集提供了运移通道、储集空间、封盖遮挡条件和圈闭构造,有利于油气的运移、聚集和成藏.岩浆热场带来的流体主要是由多元组分构成的超临界流体,其上升、对流、循环可使热场范围内的物质与能量发生调整和再分配.在流体上升过程中,可萃取、富集沉积物中的分散有机质,对生烃产生显著的加氢作用,从而为油气的形成补充物源.流体还能与围岩储层发生反应,改善储层的孔渗条件,有利于油气的聚集成藏,抑制烃类的热裂解.(3)岩浆热场还与非常规油气(页岩气、天然气水合物、煤层气等)有关.岩浆热场的作用主要是使泥页岩成熟度提高,岩浆侵入造成的构造压力使泥页岩产生大量裂缝,提高了泥页岩的有机孔隙度以及泥岩对页岩气的吸附力,使位于岩浆热场中的泥页岩生烃强度大、储集性好、吸附能力强,成为页岩气有利的富集区.(4)有机的煤、油、气与无机的金属相伴成矿(成藏)是最具吸引力的.油气田中常伴有各种金属元素,当含上述元素的热液与有机质相遇时,会促使有机质向烃类物质转化.有机与无机矿床(藏)时空上的密切联系,说明有机-无机质相互作用是多种能源矿产共存成藏(矿)的重要因素.有机油、气、煤所具有的吸附作用、还原环境和络合作用对无机铅锌金铜铀的沉淀、富集和成矿有利;同样,在烃类生成过程中,无机组分有时也具有催化剂的作用,也能使有机碳更多的与氢结合生成更多的烃类.(5)岩浆热场还是一把双刃剑,对油气成藏既有有利的一面,也有不利的一面.研究表明,油气大量生成和运移时期以前发生的岩浆活动对油气藏保存无不利影响,油气生成运移期或其以后的岩浆活动,则有可能对油气藏起明显的破坏作用.新形成的高温热场可能吞噬和破坏储油层及其结构,使油气向上散逸.此外,高温岩浆侵入生油层后,还会对周围生油母质及生成的油气进行烘烤使之炭化.     

库车坳陷天然气成藏过程有效性评价

天然气成藏过程的有效性受成藏动力、输导体系和盖层封闭条件等主要地质因素的控制,对中国主要大中型气藏的解剖和统计分析表明,源储剩余压力差、输导体系的输导系数以及盖层厚度或排替压力可以作为评价天然气成藏过程有效性的主要指标,并建立了评价标准.利用上述评价指标对库车坳陷天然气成藏过程有效性进行了定量评价.根据库车坳陷天然气主要成藏期的源储剩余压力差、断裂输导体系的输导系数和盖层厚度等主要因素的叠合,做出了库车坳陷成藏过程有效性综合评价图.评价结果表明,吐北-大宛、克拉苏中部和东秋东-迪那地区是库车坳陷内3个高效成藏过程发育区,为天然气成藏的有利部位.     

考虑动态克林伯格系数的煤储层渗透率预测模型

随着储层压力的降低,克林伯格效应对渗透率的影响越来越大.现有的煤储层渗透率预测模型大都忽略了克林伯格系数的变化,其预测结果与实际生产存在一定的差异,尤其是在低储层压力阶段.本文以体积不变假设为基础,基于火柴棍模型给出在储层压力降低过程中动态克林伯格系数的计算公式,并建立考虑动态克林伯格系数的渗透率预测模型;深入分析在煤储层压力降低过程中,煤储层渗透率和克林伯格系数的变化规律.研究结果表明：随着储层压力的降低,克林伯格系数呈先增大后减小的变化趋势;在相同储层压力下,克林伯格系数随渗透率增加呈指数减小趋势,随温度增加呈线性增大趋势.本文建立的渗透率模型参数简单易获取,预测结果与实际煤储层渗透率变化规律符合性较好,尤其是在低储层压力阶段,能准确预测煤储层渗透率变化.     

塔东地区天然气生成地质模式及其封盖条件评价

针对塔东地区天然气勘探面临的是否具有大量晚期原油裂解气气源供给和气藏封盖条件优劣的两个成藏关键问题,采用原油裂解气生成动力学方法和盖层微观参数评价方法对该区气藏形成条件进行评价研究.原油裂解气生成动力学研究和储层沥青统计结果表明塔东地区原油裂解气生成层位在寒武系顶部至奥陶系底部之间,原油裂解气至少有两种生成地质模式,即满东1井原油裂解气早期快速生成(中奥陶世-志留纪末)、大量裂解(天然气转化率>90%)模式和英南2井原油裂解气两阶段生成模式,英南2井晚期阶段原油裂解成气对塔东地区天然气勘探评价意义重大.盖层评价结果表明下部组合寒武-奥陶系泥岩或灰岩盖层微观参数明显好于上部组合,封闭能力强,相对于上部组合来说,盖层突破压力较大,压力封闭效果较好,天然气散失主要以扩散散失为主.根据上述研究结果,通过综合分析认为塔东地区环满加尔坳陷的孔雀河斜坡、塔东低凸起和英吉苏凹陷下部组合寒武-奥陶系天然气勘探前景广阔.     

叠合盆地幕式流体活动:麻江古油藏露头与流体包裹体证据

麻江古油藏的露头和流体包裹体记录了与构造活动密切相关的两幕流体事件,第一幕主要发生在红花园组的主力储层中,代表了油气充注时期的流体活动;第二幕主要发生在导致油藏破坏的断层系统中,代表了油藏破坏阶段的流体活动.流体包裹体的均一温度,盐度和矿物晶体形态完整记录了幕式流体活动的过程:早期流体温度高,盐度低,温度变化快(可能代表突破初期的沸腾作用),相应形成细晶方解石;而流体突破之后由于与上覆储层中流体的混溶,温度会略有降低,并逐渐恒定,随着流体-岩石相互作用的进行,流体盐度升高,矿物生长速度恒定,相应形成粗晶方解石.由于幕式活动的流体在后期会进入温度相对恒定的状态,此时流体温度与储层温度相差最小,结合储层埋藏史可以确定流体活动的时间,从而为准确确定幕式流体活动的年龄提供了新的研究思路.利用每幕流体活动的粗晶方解石均一温度测定了麻江古油藏的主要成藏时间和破坏时间,认为主要的成藏时间是印支期,而主要的破坏时间在燕山晚期-喜马拉雅早期,与前人认为本区古油藏成藏期与破坏期均在加里东期的基本认识存在巨大差异.文章从主力烃源岩的生烃史和构造活动的角度初步探讨了这一结论的可靠性.     

前梨园地区深层致密气超压特征及成藏效应

以致密气藏为代表的非常规油气藏勘探在国内逐渐得到重视.前梨园洼陷是东濮凹陷最大的生油气洼陷,展示了极好的深层超压天然气勘探前景.在实测压力基础上,结合声波时差及地震速度计算,利用东濮凹陷丰富的测井、测试和地质资料综合分析超压分布和成因.结果表明:前梨园地区地层压力在纵向上具有典型双层结构,其中沙三中下亚段超压普遍发育.泥岩层的压力分布与砂岩储层的压力分布特征具有一定差异,泥岩欠压实所产生的增压并不显著,生烃作用尤其是大量生气为区域超压形成的主要机制.超压的存在对天然气运聚成藏产生重要的影响.超压通过对成岩作用的影响,改善了深部砂岩储层物性从而提高储集性能.相同深度和储集条件下,油气层压力越高,相应含油气饱和度增高.加强超压相关研究对于本区深层致密砂岩气藏勘探意义重大.     

四川盆地WR区块页岩气藏孔隙压力分布特征

页岩气储层孔隙压力是页岩气藏保存条件综合评价过程中的一项重要指标.常规基于欠压实成因的地层孔隙压力预测方法并不适用于存在大量有机质生烃增压过程的页岩气储层.本文在页岩储层岩石物理建模的基础上,通过在模型中添加有机相来间接考虑有机质生烃作用对泥页岩正常压实趋势的影响,结合有效应力原理,形成了面向页岩气储层的孔隙压力预测技术.该技术在四川盆地南部WR区块页岩气藏实际预测结果表明,研究区五峰组-龙马溪组页岩气藏属于典型的超压气藏.在纵向上,五峰-龙马溪组底部的有机碳含量高的优质页岩层段表现为明显的超压特征,压力系数介于1.6～2.1之间.在平面分布上,深凹区压力系数大,西部深凹区保存条件比东部隆起区要好.压力系数预测结果与钻井实测吻合率大于97％,该方法有效提高了钻前地层压力预测精度.     

叠前反演和地震吸收技术在复杂天然气藏地震预测中的应用

针对某复杂断块天然气目标储层,在岩石物理分析的指导下,综合利用地质、地震、测井等资料,提出了一套面向复杂天然气藏的叠前地震预测技术.首先基于地震岩石物理分析得到的初始横波信息,采用叠前贝叶斯非线性三参数反演得到了井旁控制点处精确纵横波速度和密度信息,然后通过叠前/叠后联合反演技术实现了面向目标的弹性阻抗体反演及含气储层敏感参数直接提取,最后结合小波变换时频谱分析的方法从叠前地震资料中估算地层吸收参数值,提高天然气藏识别精度.实际应用表明,综合各种叠前地震预测技术,可以大大提高对复杂天然气藏的识别精度,降低勘探风险.     

煤矿冲击矿压监测与防治的实践与研究

煤矿冲击矿压实质是煤岩体能量积聚与释放的过程,它是一个动态的过程.因此冲击矿压的防治也应是一个动态的过程,其防治过程必须使得煤岩体中所积聚的弹性应变能达不到最小冲击能,从而防治冲击矿压的发生.电磁辐射能够反映煤岩体中所积聚的能量,卸压爆破可以释放能量.三河尖矿按此思路实施的冲击矿压动态防治技术,取得了良好的效果.