“双碳”目标下推进中国煤层气业务高质量发展的思考与建议

鄂尔多斯盆地东缘神府区块是典型深部煤层气田,资源丰富且勘探开发潜力巨大。2023年10月,神府深部煤层大气田成功申报探明地质储量超1100亿m³。府谷地区位于神府区块中部,是最早深部煤层气生产试验区,但目前对其煤层气的富集成藏规律和勘探开发潜力的认识尚不清楚。综合应用地震、测井、钻井和煤岩测试等资料以查明该地区深部煤层气地质特征、富集成藏规律和有利区分布。结果表明：主力煤层4+5、8+9号煤发育稳定且厚度较大(4+5号煤：3.2~5.8 m;8+9号煤：8.7~13.5 m),有利层段主要分布在煤层中上部位置;宏观煤岩类型主要为光亮−半亮煤,煤体结构主要为原生−碎裂结构煤;受深成变质作用的影响,煤类以气煤、肥煤和焦煤为主,煤的变质程度处于热解生气的高峰期,煤储层表现出中−高含气量(4+5号煤：3.0~12.0 m³/t;8+9号煤：7.5~18.5 m³/t)和中−高含气饱和度(35.0%~115.0%)等特征;主力煤层属于低渗储层((0.01~0.09)×10⁻³ μm²),孔隙结构主要以微孔和小孔为主。提出府谷地区煤层气为“挠褶−断层−水动力”富集成藏模式,煤层气富集区位于构造平缓区和斜坡带。建立深部煤层气地质−工程双甜点评价体系,识别出I类地质−工程甜点区位于东部和西南部,是研究区深部煤层气勘探开发首选区带。因此,该研究认识进一步丰富了深部煤层气富集成藏理论,对鄂东缘深部煤层气勘探开发实践具有重要指导意义。

     

全国煤层气资源动态评价与可利用性分析

鄂尔多斯盆地东缘大宁−吉县区块深部煤层气勘探开发取得突破对煤层气产业带来重大影响,引起业内广泛关注和跟进。前期一些学者对深部煤层气勘探开发理论技术难点与对策开展了研究,但缺乏对典型气田开发先导试验系统总结。通过深入剖析深部煤层气地质特征与效益开发难点,总结大宁−吉县区块开发先导试验项目取得的进展和成效,明确开发规律并提出效益开发对策。结果表明：(1) 深部煤层具有广覆式发育、含气性好、游离气含量高、保存条件好、煤体结构好、脆性指数高、顶底板封盖性强等地质特征,但微构造发育、渗透性极差、矿化度高等因素制约了深部煤层气效益开发;(2) 不同地质条件下气井生产特征差异较大,通过先导试验落实气井产能和适应性开发技术对策,采用滚动开发模式可有效降低煤层强非均质性带来的开发风险;(3) 开展地质−工程一体化井网优化设计,构建井网与缝网高度弥合的人造气藏,可实现资源动用和采收率最大化;(4) “长水平段+多段多簇+大砂量”的大规模、大排量极限体积压裂技术可增大有效改造体积和井控储量,大幅提高单井产量;(5) 深部煤层气井具有“见气时间短、上产速度快、初期产量高、递减快”的生产特征,可实现短期快速规模上产,但气田长期稳产需持续新井投入;(6) 前期开发成本偏高,实现效益开发需不断提高工程作业效率、降低开发成本。综合认为,深部煤层气资源品质好,可动用性强,具备快速推广复制条件,大宁−吉县区块深部煤层气开发实践可为国内其他区块深部煤层气规模动用提供技术借鉴,对加快深部煤层气规模勘探开发具有重要意义。

     

中国东、南部大陆、海域与邻区(国)古构造演化关系

本文论证了中国海域基底与邻区古构造演化关系,中朝地台与京畿地块以北对应。中下扬子台拗东延为朝南古拗陷,东南地槽系连接本州地槽系,华夏地块经东海接日本“南方大陆”,华夏和印支地块隶属于南海—东海地台的边缘地块。     

中国煤层气产业现状与发展战略

鄂尔多斯盆地东缘煤层气、致密砂岩气资源丰富且含气层位较多,为探究煤系地层泥质烃源岩有机碳含量及其影响因素,指导该区煤系气资源高效开发,本文采集了石西地区石盒子组、山西组和太原组共计26块泥质岩样品,利用ICP-MS、SEM、XRF和同位素质谱仪开展有机碳含量、干酪根碳同位素、主微量元素和黏土矿物组成等分析测试工作。基于实验结果,对石炭—二叠系沉积环境(包括氧化还原条件、古气候及陆源碎屑)进行了分析,并进一步探究其对有机质富集的控制作用。结果表明,研究区山西组和太原组泥岩样品有机碳含量介于0.31%～5.97%(均值2.87%),而石盒子组为0.09%～2.75%(均值0.72%)。太原组至石盒子组样品Sr/Cu和Mg/Ca值偏低,Fe/Mn值较高,指示该沉积时期整体属于温暖潮湿气候,氧化还原敏感元素(RSEs)指标V/(V+Ni)和Ce/La均值分别为0.75、1.93,呈现缺氧环境特征。TOC值与Sr/Cu、Fe/Mn等气候指标相关性很弱,当TOC值小于1,与氧化还原敏感元素(RSEs)无明显相关性;当TOC值大于1,TOC和Al、RSEs元素之间分别存在显著正相关性。上述表明太原组和山西组有机质富集主要受水体氧化还原条件和陆源碎屑控制,石盒子组沉积时期受鄂尔多斯盆地东缘晚古生代海退趋势影响,由浅海陆棚相过渡为海陆过渡相,处于动水、高能环境,有机质不易富集保存。

     

武当地块主要地质事件年代学研究

武当地块是南秦岭构造带内一系列前寒武纪地块之一 ,古生代以来经历过 3次重要的构造变形 ,即伸展作用、逆冲推覆作用和造山晚期走滑构造作用。运用4 0 Ar/39Ar阶段升温、4 0 Ar/39Ar激光探针及Sm Nd等时线等多种测年方法确定伸展构造发生于 4 2 3~ 2 6 1Ma、逆冲推覆构造发生于 2 34~ 2 0 0Ma ,表明伸展构造可能分别与商丹缝合带的碰撞及勉略洋的拉开有关 ,称之为同碰撞伸展构造 ,而武当地块内发育的逆冲推覆构造则应是华北板块与扬子板块沿勉略带发生碰撞的结果。     

鄂尔多斯盆地北部航磁反映的构造特征

依据航磁资料对鄂尔多斯盆地北部基底结构及起伏形态、基底大断裂对盆地发展的控制作用提出了一些看法,并据地球物理场特征加以描述.通过研究,认为伊盟南部和西部是深凹陷.同时,利用Parker法对重磁资料进行联合计算,对寒武-奥陶系的厚度及分布范围加以确定,为今后进行深层油气勘探提供了依据,还对盆地的构造发展及盖层的发育特点进行了探讨.     

中亚造山带伊犁北缘早古生代海相斑脱岩地质意义

伊犁地块位于西天山北部,通常认为其北缘经历了晚古生代活动陆缘的演化,但对其早古生代构造沉积演化(尤其是同位素定年)的研究仍较为薄弱.在伊犁北缘果子沟地区的奥陶系黑色硅质页岩中发现多层斑脱岩(蚀变凝灰岩)夹层,奥陶系发生了强烈褶皱变形,在其中一个倒转向斜的核部和翼部选取两层斑脱岩进行了锆石U-Pb测年.2个斑脱岩样品中的...     

中国大陆岩石圈最新构造变动与地震灾害

中国大陆的地震灾害十分严重,不仅分布广,而且频度高、强度大,对经济建设和社会发展构成了很大的威胁。晚第四纪岩石圈构造变动是地震发生的根本原因。一系列巨大的活动断裂将中国大陆切割成为不同级别的活动地壳块体,地块内部相对稳定,边界构造活动强烈。这些地块从晚第四纪一直持续活动至今。有历史记载以来,中国大陆的119次7级以上地震有104次发生在这些活动地块的边界带上。因而,活动地块的运动及其之间的相互作用构成了中国大陆晚第四纪构造变形的最基本特征,对中国大陆地震孕育和发生起着直接的控制作用。     

论中国大陆基底构造

中国大陆基底可以分为４个区域：西域克拉通和东亚克拉通具太古代－早元古代变质基底,蒙藏增生陆块与华南增生陆块为元古代基底．在西域克拉通内可以识别出南塔里木陆核分布区、准噶尔陆核分布区与伊犁陆核;在东亚克拉通内可以勾画出燕吕陆核分布区、黄淮陆核分布区、秦岭陆核分布区和扬子陆核分布区．在克拉通形成的同时或稍后,在克拉通的两侧发育巨型基底断裂．在东亚克拉通的东西侧为郯庐断裂带与东亚克拉通西缘断裂带;在西域克拉通的南北为阿尔金断裂带与阿尔曼大断裂带．在蒙藏地块中部通过的日喀则－狼山断裂带是位于两克拉通之间的重要断裂带．     

鄂尔多斯块体北缘Pn波层析成像研究

基于鄂尔多斯块体北缘2008～2018年台网数字化波形记录,利用Pn波层析成像技术获得研究区高精度的上地幔速度结构与各向异性。结果表明,研究区上地幔顶部Pn波速度存在明显的横向不均匀性,且与研究区构造活动及地震分布密切相关;河套断陷带各向异性快波方向呈近EW向。研究区多数历史强震发生在低速异常区或高低速异常过渡带上,该结果为理解研究区地震发生的相关性提供了新的地震学依据。