四川盆地南部构造页岩气储层压裂改造技术

在调研和学习国内外相关页岩气压裂改造技术的基础上,通过室内实验和研究,对四川盆地南部构造S2井页岩储层岩性特征、孔渗特征、天然裂缝发育特征进行了评价。针对S2井极低渗透率(0.000 18×10-3μm2)、天然裂缝和水平层理较发育,天然裂缝内充填有碳酸盐岩,同时吸附气含量较高、脆性程度高,压裂容易形成网络裂缝的特点,进行了压裂工作液体体系优选和压裂工艺优化,采取了大规模、大排量、大砂量、低砂比、减阻水压裂施工工艺,成功实现了页岩气储层大规模减阻水压裂施工;根据微地震显示,压裂改造体积达到了480×104 m3,具有明显的体积改造特征,获得较好的效果,日产10 000 m3。压后分析数据显示,在页岩气储层中,过长的关井时间有可能影响有限支撑剂铺置的裂缝整体导流能力,最终影响到产量。S2井压裂施工成功标志着国内在页岩气压裂施工工艺、压裂工作液体体系、裂缝监测等方面实现突破。     

动物碎屑的光性变化及其研究意义

前泥盆纪地层中缺乏镜质体使得正确评价其有机质的热成熟度极为困难。但在下古生界中含有海生有机质笔石和几丁虫等 ,由于其光性特征随成熟度的变化而发生规律性变化而被用于表征有机质成熟度。在 4 50～ 70 0nm可见光谱范围 ,由于笔石和几丁虫的光学色散特性反射率随成熟度增加 ,表现出与镜质体及沥青相似的变化趋势。这表明 ,随成熟度增加 ,笔石和几丁虫的分子结构芳香度及芳碳定向性均发生相似的变化。在低成熟阶段 ,笔石和几丁虫的光学色散谱从蓝区到红区降低 ,表明芳环聚合程度低 ,芳碳含量少。在中等成熟阶段 ,笔石和几丁虫的光学色散谱从蓝区到红区呈平稳型式。在高成熟阶段 ,笔石的光学色散谱从蓝区到红区呈上升趋势 ,表明具有高芳香度 ,芳香分子定向性增强。在Ro ,max为 2 5%左右笔石发生结构转化 ,但直到Ro ,max达 12 %也未发生石墨化作用 ,表明笔石主要发生增碳作用。笔石和几丁虫的光性参数是下古生界地层的极为有效的成熟度指标     

潘集煤矿二叠纪主采煤层中微量元素亲和性研究

安徽淮南煤田位于华北地台南端 ,发育了华北地区二叠纪含煤岩系中层位最高的可采煤层。采用仪器中子活化分析法 (INAA)测试了淮南煤田潘集煤矿二叠纪主采煤层 13个样品的 36个微量元素的浓度分布 ,并对其共生组合特点、地球化学特征及稀土元素配比模式作了初步分析 ,结果表明 ,煤中不同微量元素显示出不同的亲和性质。元素Br,As ,Sb ,Ni和Co等趋于在煤中富集 ,其中Br的有机亲和性最大。元素Na ,K ,Rb ,Th ,Hf,Zr ,Ta和REE则在煤层与顶底板接触带的碳质泥岩中富集 ,表现出与细粒陆源碎屑物更强的亲和性。其它元素倾向性不甚明显 ,但Fe ,Ca ,Sr ,HREE等元素在海水影响强度增大的煤层中含量增加。元素As,Cs,Ni,Fe和Ca在煤层中含量变化较大 ,其变异系数大于 1,其它元素则相对稳定 ,表明同一矿区煤层中微量元素含量在不受其它地质作用明显叠加影响时具有一定的稳定性。本区煤层稀土元素配比模式与华北其它地区C—P纪煤基本类似 ,普遍存在Eu亏损现象。 ∑REE在煤中分布范围为30× 10 -6～ 95× 10 -6,在顶板泥岩中超过 2 0 0× 10 -6。煤层中部 ∑REE降低 ,HREE相对富集。聚类分析表明 ,元素As ,Se ,Ag和Fe关系密切 ,这与煤中黄铁矿等成岩矿物有直接关系 ,泥炭沼泽演化期间或之后海水的直接或间接影响会促使这     

河东煤田地史—热史模拟与煤变质演化

河东煤田是华北石炭二叠纪重要煤田之一．本文采用盆地数值模拟方法,建立了煤田地史一热史模型,恢复了煤变质演化历程,总结出煤级分布规律。     

煤层气储层产水量的分类和成因分析

利用统计分析、数值模拟手段将煤层气储层按照日产水量的多少分为四种类型,即:日产水量在1 m3以下的为特低产水煤层气储层,日产水量在1~5 m3的为低产水煤层气储层,日产水量在5~20 m3的为中产水煤层气储层,日产水量在20 m3以上的为高产水煤层气储层。深入分析了煤层气储层高产水、低产水的成因,发现含水层富水性与构造条件以及压裂措施是煤层气储层高产水的主要控制因素,煤层气储层物性是煤层气储层低产水的主要控制因素,同时排采模式等也间接影响着煤层气储层的产水量。进一步给出了产气量不理想情况下的高产水、特低产水煤层气储层的开发建议。      

富(含)CO2煤层气多源多阶成因研究进展及勘探开发启示

富(含)CO₂煤层气承载着煤层气成因成藏的重要地质信息,与煤层气资源勘探及评价密切相关。在系统总结现阶段煤层气成因研究进展的基础上,通过解剖准噶尔盆地南缘富CO₂煤层气藏特殊地质范例,科学分析富(含)CO₂煤层气成因机制研究现状,全面梳理煤层气成因研究过程中存在的问题。结果表明,煤层气生成具有多源多阶段性,不同成因煤层气地球化学特征差异显著;现有煤层气成因判识图版及标准存在局限性,有必要建立煤层气成因多因素综合判识方法体系,结合区域地质条件及母质继承性差异,综合解释煤层气成因起源及伴生地质作用过程;富(含)CO₂煤层气藏含气构成、同位素组成及成藏过程,与早期煤化作用CO₂生成积聚、地下水参与下的CO₂差异溶解消耗、运移分馏、微生物后期改造等地球化学和生物地球化学作用息息相关;针对不同成因类型的煤层气藏应建立相应的资源评价指标体系,有效圈定甜点区与甜点层,对富含CO₂的煤层气藏需科学建立风氧化带深度界定标准,开展煤层气资源有效性评价。      

镜质组反射率与沉积盆地古地温分析

在地质研究与资源勘探中，特别是针对油气生成、运移和保存有关的地热过程分析，镜质组反射率（Ｒ）已被广泛地应用于沉积盆地古地温的确定。本文从Ｒ增值的反应动力学、Ｒ－古地温－受热时间模拟计算、流体扰动对流型热体系中的Ｒ性征及Ｒ古地温分析技术扩展等方面，概括地总结讨论了有关应用现状与理论进展。由于沉积有机质构成及其热反应作用的复杂性，过分简单地将Ｒ与地温值对应的做法已被否定，代之以地质、地球热力学与反应动力学的综合分析。不同源岩中Ｒ增值与热能关系的确定，温度－时间计算方法的改进、异常热背景如对流型热体制的分析以及低成熟与镜质组缺失条件下成熟度参数的Ｒ标定等，将是今后急待解决的主要问题。     

陶枣煤田晚古生代煤中硫及伴生有害元素分布特征

对山东陶枣煤田晚古生代洪进行了形态硫分析、煤中黄铁矿伴生无奈的探针测试及煤中微量元素中子活化分析,结果表明,高硫煤中有害物质主要来自煤中黄铁矿,黄铁矿硫占总硫的75％以上,同时黄铁矿中伴生有大量有害元素,其质量分数与种类又与其成因类型有关。黄铁矿中伴生有害元素质量分数约在0．5％至2．5％之间。太原组高硫煤中的有害元素以Cu,As,U,Ph,Mo和Co等为特征,其成因与硫的聚集密切相关。研究还发现,As与Fe存在相关关系,As主要赋存在Fe和Cu的硫化物中。U的富集与海水的影响有关,同时也受岩浆活动的影响。侵入体附近的低灰天然焦含U最高,达10×10－6。根据以上研究结果,推测对于高硫煤采用重液洗选除硫除灰时,也可同时去除大部分有害元素,应予深入研究。     

基于地质建模的保德Ⅰ单元煤层气井产能响应特征

煤层气资源条件及储层物性特征是煤层气勘探开发的基础,开展煤层气藏地质建模,厘清煤储层在空间上的展布特征,解释单井产能差异,可为煤层气选区、布井提供理论依据。以山西保德Ⅰ单元为研究对象,基于煤心含气量实测数据和试井渗透率测试,采用支持向量机算法（SVM）和变形F-S渗透率计算公式建立研究区含气量和渗透率反演模型,完成162口煤层气井含气量和渗透率测井数据的分析。进一步采用随机建模方法建立研究区含气量和渗透率模型,由模型计算结果表明:4+5号煤层的含气量为2.0~5.2 m3/t,平均3.3 m3/t,8+9号煤层含气量为2.4~9.2 m3/t,平均5.1 m3/t;4+5号煤层渗透率为（0.8~9.8）×10-3 μm2,平均6.1×10-3 μm2,8+9号煤层渗透率为（2.8~11）×10-3 μm2,平均7.3×10-3 μm2;保德Ⅰ单元总体表现为低含气量、高渗透率的煤层气藏开发单元。基于建立的地质模型,进一步分析研究区煤层气储层等效含气量、资源丰度、含气饱和度等平面展布规律,对比分析2口典型井（B1-X1和B1-X2）的地质条件,发现B1-X1井各项参数均优于B1-X2井。从过井剖面和生产曲线可以看出,影响两井产能差异的因素主要包括资源条件和储层物性条件,其中后者起决定性作用,B1-X1井条件明显优于B1-X2井。综合分析可以得出,渗透率差异是影响煤层气开采的关键参数,而煤层气资源丰度和吸附饱和度是评价煤层气井维持高产和长时间稳产的重要因素,煤层气开发前需查明煤储层主要地质条件和物性参数,为煤层气开发工程设计提供依据。      

华北晚古生代煤的稀土元素地球化学特征

采用仪器中子活化分析法(INAA)测定了华北晚古生代石炭纪—二叠纪58个煤及煤层夹矸和顶底板样品的稀土元素含量。通过对稀土元素地球化学特征的研究表明,华北晚古生代煤中稀土元素总量绝大多数变化于30×10~(-6)～80×10~(-6)之间,平均为56×10~(-6),属正常水平;靠近物源区的华北北部太原组比远离物源区并且受陆表海影响的华北南部太原组更加富集稀土元素;稀土元素总量还受煤中灰分所影响,与煤的灰分产率成正相关关系,尤其与<2μm的粘土矿物密切相关。这证明稀土元素在煤中的聚集过程中陆源物质起重要作用。煤中LREE明显富集,LREE/HREE一般在2～8之间,与高灰低