煤系气研究进展与待解决的重要科学问题

煤系气是非常规天然气领域的重要组成部分,也是近年来非常规天然气领域研究的热点.总结煤系气研究进展,明确亟待解决的重要科学问题,对于完善煤系气地质理论、推动煤系气勘探开发具有重要意义.当前煤系气研究进展主要表现在以下5个方面:①基于煤系地层沉积特点,总结了煤系气共生成藏的6个基本地质特征;②初步划分了煤系气共生组合方式,...     

内蒙古胜利煤田共生锗矿的成因地球化学初探

用统计和作图的分析方法,对内蒙古胜利煤田中共生锗矿床的锗品位与挥发分、灰分、硫分的关系进行了研究。结果表明煤中锗品位与挥发分呈正相关、与原煤灰分负相关、与洗煤灰分正相关关系;全区煤属中硫煤,锗品位与原煤和洗煤硫分均呈正相关关系,煤的灰分指数较低(3 579);锗分布不均匀,富锗煤矿明显属于断裂坳陷边缘沉积,锗品位可以在煤层的顶部、中部、底部同时或单个部位呈现高值,大多数煤层中部出现锗高品位值,这有别于以往所报道的锗品位只在煤层顶、底部相对富集的研究结论。认为胜利煤田锗主要与有机质结合;锗的有利聚集条件是水动力较弱、地下水位较低、强还原的停滞沼泽环境;泥炭聚集阶段有机质的吸附作用是锗的主要富集机制。     

国外典型煤层气盆地可采资源量计算

随着国内煤层气勘探开发技术的逐渐成熟,国内油气公司开始着眼海外煤层气资源勘探开发。但由于国外煤层气盆地资料匮乏,有效评价其可采资源量是一个难题。选取国外几个典型煤层气盆地,将地质类比法引入煤层气可采资源量估算中。结合煤层气富集成藏的基本要素,依据煤层气盆地实际资料,优选了影响煤层气可采性的10个地质参数作为刻度区和预测区的相似系数,二态定性量化不同地质参数。以等温吸附法确定刻度区的采收率,结合实际采收率经验,采用蒙特卡洛组合抽样估算了可采系数的变化范围。通过对北美、俄乌哈和澳大利亚3个地区10个煤层气盆地的可采资源量计算和对比,发现澳大利亚的鲍恩盆地煤层气可采系数大,可采资源量丰富,具良好的勘探开发潜力。该方法可为国外其他煤层气盆地的可采资源量计算提供借鉴。     

有效应力对高煤级煤储层渗透率的控制作用

为了探究有效应力对高煤级煤储层渗透率的控制作用及其应力敏感性的各向异性,对5块高煤级煤样进行了覆压孔渗实验,揭示了有效应力对煤储层渗透率的控制机理。以3.5 MPa模拟原始地层压力发现,煤岩在平行主裂隙和层理面方向具有最高的初始渗透率,垂直层理面方向初始渗透率最低;有效应力从3.5 MPa增加到15.5 MPa的过程中,渗透率呈现出良好的幂函数降低趋势;渗透率伤害/损失的各向异性表明平行主裂隙方向渗透率伤害率和损失率最大,且不同方向应力敏感性受裂隙的宽度及其展布方向的控制;裂隙压缩系数随应力的增加呈现降低趋势,但由于高煤级煤岩压缩难度大,裂隙压缩系数的各向异性不明显。有效应力对渗透率控制的实质为通过减小煤储层孔裂隙体积降低渗透率,从而对各个方向上的渗透率均造成较大的不可逆伤害。     

鄂尔多斯盆地东缘煤储层微孔隙结构特征及其影响因素

在对鄂尔多斯盆地东缘58套采自不同层位不同地域煤样显微组分测试和低温液氮比表面测试的基础上,从比表面积、吸附曲线形态、阶段孔径结构分布、阶段孔径比表面积贡献、FHH分形特征几个方面刻画了煤储层微孔隙特征。同时,就“孔比表面积—孔隙结构—煤物质组成与化学结构”这一因果链,分析了鄂尔多斯盆地东缘煤微孔隙特征与煤变质程度、煤岩显微组分以及矿物组分与类型的关系。研究发现,Ro在0.60%~1.91%范围内,比表面积及FHH分形分维数先明显降低,Ro至1.3%后又略有回升,同时吸附回线“滞后环”及分形尺度对应的压力范围明显减小,孔径3~4 nm“墨水瓶”型孔明显减少乃至消失,并成为比表面积减少的主要贡献者。在相似煤级条件下,惰质组分较镜质组分有更多的比表面积贡献。粘土矿物组分含量>10%时,孔径3~4 nm“墨水瓶”型孔对比表面贡献明显,且随煤级增高影响作用相对加大。     

煤中水可动性的核磁共振响应及其影响因素

依托韩城地区主要煤层,开展了饱和水煤岩在两种不同离心速率下离心1.5h后的核磁共振实验。同时,结合称重测煤芯饱和度的方法,分析了不同离心速率下煤岩内部可动流体和束缚流体的消长关系。实验表明,离心速率增大,煤岩核磁整体信号衰减,横向弛豫时间(T2)的几何均值和截止值逐渐下降。与饱和水煤岩相比,2000r/min速率离心后的煤岩T2谱强度下降5.14%~52.39%,几何均值下降24.72%~71.22%;4000r/min速率离心后的煤岩T2谱强度下降49.51%~63.36%,几何均值下降44.69%~81.59%;T2截止值下降44.09%~74.30%。研究发现,离心前后煤岩内部残留水量变化率与T2谱累计强度变化率具有很好的一致性,但与几何均值之间的相关性明显较差。分析认为,离心速率和孔渗特征共同决定煤层水可动性的NMR响应。     

华北安鹤煤田煤储层特征与煤层气有利区分布

通过对安鹤煤田采集煤样的煤质、显微组分、煤相、显微裂隙分析,等温吸附、低温氮比表面及孔隙结构和压汞孔隙结构测试,研究了该区煤层气赋存的地质条件、煤层气生气地质特征和煤储层物性特征。并采用基于G IS的多层次模糊数学评价方法计算了该区的煤层气资源量,预测了煤层气有利区分布。研究结果表明,该区煤层气总资源量为1 115.73×108m3,煤层气资源丰度平均为1.18×108m3/km2,具有很好的煤层气资源开发潜力。在煤田中部的四矿到八矿之间的地区以及北部的水冶镇附近地区,煤层累计有效厚度大、煤层气资源丰度高、煤层埋深适中、煤储层孔裂隙系统发育、渗透性高,是该区煤层气勘探开发的最有利目标区。     

鄯勒油田西山窑组2段沉积微相研究

确定鄯勒地区主力储层西山窑组2段沉积微相展布特征,为后期精细油藏描述提供地质依据.在岩石矿物、沉积构造、粒度分析和地震相研究基础上,对研究区砂体形成水动力条件及沉积环境进行分析,确定该区西2段为三角洲沉积体系,主要沉积微相包括三角洲平原分流河道、沼泽、分流间湾和决口扇,分流河道和决口扇微相构成本区骨架砂体.据单井沉积微相和小层砂体形态对比分析,对小层沉积微相进行研究,掌握了该区西2段内沉积微相的时空展布和变化规律.     

深部煤层气储层地质研究进展

深部煤层气资源潜力巨大,将是非常规天然气勘探开发的一个新领域。美国和加拿大部分地区已经成功实现了深部煤层气开发的商业化水平,而中国由于受当前开发技术和经济条件的限制,至今尚未形成规模性的开采。基于对近年来有代表性的学术论著的研究分析,从煤岩孔裂隙结构、吸附解吸性质、气体在煤层中的扩散渗流过程、煤储层的可改造特征等4个方面总结了深部煤层气储层物性的理论研究进展。研究指出深部煤储层处在高温、高压和高地应力的复杂地质环境中,煤储层储渗演化、煤层气吸附解吸扩散渗流平衡关系、煤岩应力应变行为等趋于复杂,开展特殊地质条件下的深部煤储层物性演化机理的研究,对我国深部煤层气资源的勘探开发具有重要的理论和现实意义。     

彬长矿区水文地质特征及其对煤层气的控制作用

对彬长矿区水文地质特征进行了详细的论述,结合煤层实测含气性特征,探讨了水文地质条件对该区煤层气成藏的控制作用。研究表明:研究区构造简单,延安组煤系含水层与其他含水层不具明显水力联系,有利于煤层气富集成藏,同时使得煤系含水层地下水补给只能来源于区外侧向径流补给;矿区划分为3个水动力强弱不同的区域:侧向径流补给区、弱径流区和相对滞流区,其中位于矿区东南部的相对滞流区,也是水势低洼带煤层气汇集区,有利于煤层的富集成藏。同时,东南部煤层的含气量最高,说明该区水文地质条件确实对煤层气成藏起着关键作用。