沁水盆地石炭——二叠纪含煤岩系高分辨率层序地层及聚煤模式

晋东南沁水盆地的煤层气储层主要是石炭-二叠系煤层,其厚度变化明显受控于当时的沉积环境及层序地层格架。本文对该盆地含煤岩系的太原组和山西组进行了高分辨率层序地层分析,并探讨了主采煤层15号和3号煤层在层序地层格架下的分布模式。以区域性分布的与下切谷砂岩共生的间断面、不整合面、海侵方向转换面、下切谷砂岩底面、由深变浅-再由浅变深的沉积相转换面以及共生的古土壤层为界,将含煤岩系划分为3个三级复合层序和9个四级层序。15号厚煤层和3号厚煤层位于三级海侵(泛)面附近,前者形成于障壁——潟湖及滨外陆棚沉积环境,较低的泥岩堆积速率与较慢的可容空间增长速率相平衡;后者形成于三角洲平原分流间湾环境,较高的泥炭堆积速率与较高的可容空间的增长速率相平衡。太原组的以“根土岩——煤层——海相石灰岩”旋回为代表的四级层序中的煤层可能形成于“海相灰岩层滞后时段”,即从海平面抬升到陆棚之上到碳酸盐岩真正沉积下来之前的时段,因为缓慢的海平面抬升速率与泥炭堆积速率保持较长时间的平衡,从而聚集了厚层的泥炭/煤层。     

不同水力压裂顺序下煤层气井组应力干扰效应研究—以沁水盆地柿庄南区块为例

煤层气井常采用井网布置方式进行开发，不同的水力压裂顺序引起不同的应力干扰效应。为了查明不同水力压裂顺序下煤层气井间应力干扰效应，本文以沁水盆地柿庄南区块3组煤层气井网15口井为研究对象，应用ABAQUS 有限元模拟软件，模拟了煤层气井网中3种水力压裂顺序（先周围后中心、对角、先中心后周围）的应力分布特征及干扰效应，提出了相应的水力压裂顺序建议。结果表明：当施工排量为6.00 8.00 m3/min，液量为430.00 580.00 m3时，（1）先周围后中心、对角、先中心后周围压裂时，距中心井、对角线井、周围井不同距离，依次分为应力释放区、集中区和原始应力区。先周围后中心压裂时，中心井三区范围依次为≤15.00 m、15.00 140.00 m、＞140.00 m。对角压裂时，对角线井三区范围依次为≤60.00 m、60.00 150.00 m、＞150.00 m。先中间压裂时，周围井三区范围依次为≤60.00 m、60.00 144.00 m、＞144.00 m。（2）煤层气井网采用四点法布置，井间距超过300.00 m，可有效避免煤层气井之间的应力干扰。降低煤层气井压裂时的施工难度。     

沁水盆地南部煤层气田煤层气成藏条件分析

煤层气藏具有其自身的形成条件和气藏特征。本文从煤层气藏的形成和保存条件出发,以沁水盆地南部煤层气田为实例,从沉积、构造、煤岩演化程度、顶底板条件、水动力、地应力等方面论述了煤层气成藏特征及高产富集因素,对下一步勘探具有重要指导意义。      

沁南地区太原组页岩气成藏的构造控制

沁水盆地页岩气勘探开发尚处于起步阶段,区域内广泛发育的晚古生代海陆过渡相地层具有重要的研究价值。针对沁水盆地南部地区复杂的页岩气地质条件,以构造演化为主线,以太原组为目的层,结合野外地质观测,探讨了沁南地区构造对太原组页岩气成藏的控制作用。结果表明:沁水盆地南部主要以两大褶皱带和两大断裂带为特点;目的层大部分泥页岩富含有机质(TOC>1.5%),成熟度已超过2.5%,处于高-过成熟阶段,已经进入干气窗,生成了大量的热成因甲烷。海西期以来,目的层经历了2次沉降埋藏、3次抬升剥蚀作用,燕山中期岩浆热作用促进了泥页岩的生烃作用,为页岩气富集成藏奠定了物质基础。     

三轴围压下煤岩吸附膨胀特性与渗透性动态变化

煤层气排采过程中煤储层孔隙度和渗透率的动态变化,是煤层气开发地质研究的热点之一。本文利用晋城无烟煤样,分析了三轴应力条件下煤岩的应力-应变效应,讨论了煤样渗透率的动态变化规律。结果表明,围限压力条件下,煤岩吸附甲烷后其抗压强度明显增大;煤样最大径向吸附应变与孔隙压力的关系,可用朗格缪尔方程形式予以描述;煤岩渗透性与有效应力、煤岩吸附膨胀量均呈负指数关系,说明两者对煤岩渗透性影响的实质相同,即煤岩孔隙、裂隙受到应力作用逐渐减小或闭合。同时,在较低孔隙压力条件下,需考虑克林伯格效应对煤层渗透性的影响。经检验,S-D模型能够较为客观地预测煤岩渗透性动态变化规律。     

高阶煤煤层气直井低产原因分析及增产措施

我国煤层气井普遍产量低、开发效果差,主要原因是增产改造措施与地质条件匹配性差。通过分析沁水盆地南部郑庄区块直井的低产原因,提出针对性增产措施,并分析相关措施的增产机理及地质适应性,优化增产措施施工参数,并开展实践验证。研究和实践结果表明,埋深大的地区,裂缝开启困难,实施重复压裂可使裂缝转向并增加裂缝长度,增产效果较好。为了充分释放应力,实现裂缝偏转,重复压裂前排采时间至少应在1 000 d以上,重复压裂施工应降低支撑剂用量,且细砂应分段加入;碎裂煤-碎粒煤整体发育的煤层,直接压裂时裂缝延伸较短,实施间接顶板压裂可获得高产,压裂层位顶界至煤层顶板间隔距离为0.5~1.5 m,压裂液排量为5.0~5.5 m3/min,射孔段长度为1.5~2.0 m,单位射孔层段压裂液量为200~300 m3/m时增产效果最好;天然裂缝发育区,实施投球压裂实现裂缝转向,可大幅提高产量,该工艺适应于施工压力下降且低于15 MPa、日产水量为2~5 m3的低产井,其增产措施为先实施以细砂为主的小型预压裂封堵原裂缝,然后投球封堵部分原射孔孔眼,双重封堵可大幅提高重复压裂时的施工压力,形成新裂缝。研究成果对高煤阶煤层气井低产原因分析及增产治理具有指导和借鉴作用。      

沁水盆地东部Y井煤系页岩元素地球化学及其沉积-构造环境

为探讨沁水盆地东部Y井煤系页岩的元素地球化学特征,对下二叠统山西组、太原组的煤系页岩进行了系统采样,并应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对18个煤系页岩样品的微量及稀土元素进行了分析测试。结果表明,煤系页岩的Sr、Sr/Ba、V/(V+Ni)、Ce_anom等地球化学指标的垂向变化,反映了从太原组到山西组沉积时期,水体古盐度整体逐渐降低的还原环境;物源主要来自盆地北邻阴山古陆前寒武纪花岗岩、麻粒岩及各时代侵入岩,源区构造背景主要为与大陆岛弧相关的活动大陆边缘。     

沁水盆地西南缘石炭-二叠纪含煤岩系层序地层及聚煤特征

沁水盆地石炭-二叠系含煤地层,其空间展布受沉积环境和层序地层的控制。以沁水盆地西南缘为研究对象,利用岩心、钻井等资料分析含煤地层岩相类型、沉积相、层序地层及聚煤作用特征,得到以下认识:①石炭-二叠系主要由粗砂岩、中细砂岩、粉砂岩、泥岩、灰岩和可燃有机岩组成,发育三角洲平原相、三角洲前缘相等三角洲沉积体系及障壁-滨外陆棚沉积体系;②识别出区域不整合面、下切谷冲刷面及沉积体系转换面等3种层序界面,将石炭-二叠系含煤地层划分为3个三级层序,并进一步划分出低位、海(湖)侵及高位体系域,其中层序Ⅰ、层序Ⅲ中发育厚度稳定的可采煤层;③障壁-滨外陆棚环境下煤层在层序地层格架中位于最大海泛面附近,三角洲平原环境下煤层位于湖侵体系域早中期,可容空间增加速率与泥炭堆积速率相平衡条件下,形成厚层煤层。     

沁河流域致洪暴雨特征

沁河流域致洪暴雨特征李玉书（山西省气象台０３０００６）１自然状况与历史洪峰１．１自然状况山西地处内陆黄土高原、沁河位于太岳山、中条山和太行山之间，流经沁源、安泽、沁水、阳城县入黄河；全长约３６３ｋｍ，流域面积约９３１５平方公里，因受地质构造和地形影响...     

内蒙古大青山哈拉沁沟流域中游草本植被与环境的关系

选取内蒙古哈拉沁沟流域中游草本植被进行调查取样和数量分析。通过野外工作获取研究区的植物种、群落特征和环境数据,并将野外所采样品进行实验室内常规分析。分析结果显示,研究区植物群落分为5个群丛:百里香 羊草 细叶苔草群丛、蒙古蒿 细叶苔草 二裂委陵菜群丛、细叶苔草 白莲蒿 光稃茅香群丛、细叶苔草 硬质早熟禾群丛和蒙古蒿 鹅绒委陵菜 光稃茅香群丛。DCCA样方排序的结果与分类结果较吻合,其中排序第一轴主要指示海拔和土壤pH值对群落分布格局的影响,第二轴着重反映年太阳总辐射、相对地形湿润指数(TRM I)和土壤有机质含量对群落分布格局的影响。DCCA结果揭示出各植物群落沿环境梯度的递变规律,表明海拔与土壤的湿润及营养状况是控制研究区群落及物种分布的决定性因素。