煤层群煤系多套含气系统特征及其合采效果

煤系含气系统特征影响了煤层气井多产层合采的工程效果。基于铁法盆地阜新组层序地层、含气单元及其分隔层特征,划分了叠置的多套含气系统,分析了发育煤层群煤系多套含气系统的含气性、渗流条件和流体压力特征,探讨了其对上、下含煤段分采及合采工程效果的影响。研究认为,白垩系阜新组上含煤段5个含气单元为一套统一的含气系统,下含煤段7个含气单元可划分为三套含气系统。湖进体系域下,三角洲前缘沉积环境形成的含气单元资源丰度较大,滨浅湖沉积环境形成的（泥质）粉砂岩厚度大且构成稳定的隔水阻气层,是研究区含气系统划分的关键层。随埋深的增加,各含气系统储层孔隙度、平均渗流孔容、裂隙发育情况、储层渗流能力降低趋势明显。上下含煤段分属明显不同的含气系统,其储层压力、解吸压力差异较大,煤层气合采时上下含煤段储层产出气液具不同步性,气水产出层间干扰大。阜新组煤层气合采效果由好到差的相对顺序是上含煤段合采、上下含煤段合采、下含煤段合采。阜新组上含煤段独立开发的效果最好,是由于各个含气单元形成了一套兼容性含气系统,储层具有明显地富气高渗优势。     

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,分析了煤系气4大成藏要素及其配置关系的控气作用;(3)分析了煤系含气系统叠置性地质成因,提出了叠置煤系气系统的识别与评价方法及控制叠置含气系统合采兼容性的地质要素;(4)总结了煤系"三气"共探合采理论研究、技术方法、产层贡献识别技术及合采产层优化组合与"甜点"评价;(5)在煤系气资源评价与有利区预测方面进行了有效的探索性研究。在对研究现状总结的基础上,提出了煤系气领域亟待解决的重要科学问题:(1)煤系气储层精细描述及可改造性评价;(2)煤系气资源评价方法及有利区优选;(3)煤系气开发甜点区(段)评价技术;(4)叠置煤系气系统合采兼容性评价。这些问题的解决,将有利于推动煤系气地质理论发展和煤系气资源的高效开发利用。     

川南上二叠统煤系泥页岩气与煤层气合采前景探讨

四川上二叠统龙潭组煤层及其顶底板泥页岩含气性及其合采对煤系气勘探开发意义重大。为改变煤层气产业低产低效长周期的现状,达到提升煤层气井产量、稳定产能的目的,实现综合效益的目标,将龙潭组当成一个整体研究对象;重点对煤系泥页岩气的储层组合类型进行分析,并初步探讨了含气煤层及其顶底板含气泥页岩合探合采的前景,该地区煤系气合采的必要性、条件等,提出未来开展综合勘探开采的几点原则建议。     

川南上二叠统煤系泥页岩气与煤层气合采前景探讨

四川上二叠统龙潭组煤层及其顶底板泥页岩含气性及其合采对煤系气勘探开发意义重大。为改变煤层气产业低产低效长周期的现状,达到提升煤层气井产量、稳定产能的目的,实现综合效益的目标,将龙潭组当成一个整体研究对象;重点对煤系泥页岩气的储层组合类型进行分析,并初步探讨了含气煤层及其顶底板含气泥页岩合探合采的前景,该地区煤系气合采的必要性、条件等,提出未来开展综合勘探开采的几点原则建议。     

六盘水地区煤层气井合层排采实践与认识

为了提高煤层气井合层排采效果，需要合理划分排采阶段并制定与之对应的管控措施。基于贵州六盘水地区以往煤层气勘查与试采工作，分析该区二叠系龙潭组煤层气地质条件和煤储层特征，对比分析两口煤层气井合层排采管控制度及其效果。结果表明:研究区具有煤层层数多、单层厚度薄、含气量高、储层压力大、煤层渗透率低、局部构造煤发育等煤层气地质特点，使煤层气井排采过程中压敏效应和贾敏效应较明显，储层伤害较严重，煤层气井高产时间较短，产气量较低。应该优选厚度较大、含气性好的原生结构煤层或煤组进行射孔压裂。在合层排采过程中，对排采阶段进行合理划分，并根据排采阶段控制流压、套压、流压降幅、套压降幅和液面高度等参数，可有效减小压敏效应、贾敏效应、速敏效应等储层伤害。合理的合层排采管控有助于实现控制产气量稳定平稳上升、煤层气井长期稳产与高产的目标。      

煤系叠合型气藏及其勘探开发技术模式

煤系叠合型气藏是含煤地层煤系气特有的关键成藏类型,煤系叠合型气藏的发现、勘探开发实践与研究探索为我国煤系非常规天然气勘探开发提供了新领域和新思路。提出并阐述煤系叠合型气藏的概念、主要类型、发育特征和赋存分布,探讨煤系叠合型气藏的形成条件、成藏过程、成藏模式,揭示其形成机理,重点讨论2种主要类型煤系叠合型气藏的地质适配性勘探开发技术模式,分析前瞻了煤系叠合型气藏在煤系气勘探开发中的应用。研究表明:我国发育(分流)河道砂体与煤层接触型(华北型)、煤层?砂岩–泥岩互层型(华南型)、煤层–砂岩–泥岩互层夹砂砾岩型(东北型)3类煤系叠合型气藏,分布赋存分别以华北地区山西组、华南地区龙潭组和东北地区城子河组为代表;沉积作用是煤系叠合型气藏的关键主控地质因素,三角洲沉积体系的泥炭沼泽、分流河道、支流间湾的沉积微相组合为煤系叠合型气藏的有利沉积相序组合;煤层为主的叠置复合储层结构和岩性圈闭是煤系叠合型气藏的重要特征,统一的含气系统和压力梯度一致是其本质特征;含煤段煤层/砂岩/页岩不同类型储层间发生能量物质传递和平衡、煤层气/致密砂岩气/页岩气间运移和相态转化是煤系叠合型气藏形成的主要机理,喜马拉雅期是华北地区山西组煤系叠合型气藏成藏关键期;高分辨率地震岩相解释识别气藏与虚拟产气层合层开发是华北型煤系叠合型气藏勘探开发技术模式的关键特征,“层段优选、小层射孔、分段压裂、投球分压、合层排采”构成华南型煤系叠合型气藏勘探开发技术模式的核心内涵。这些技术模式已得到应用并将为我国煤系气共探共采和深层煤层气高效开发提供重要支持。      

滇东-黔西地区晚二叠世煤岩及煤层气储层物性分析

本文以丰富的地质资料对滇东－黔西地区晚二叠世煤岩分布的割理（裂隙）,吸附、孔隙溶积、镜质组含量、含气性、灰分产率等进行了较为系统的研究,初步建立了煤炭与煤层气储层物性的关系,提出了镜质组含量的煤炭类型有较好的煤层气储集物性条件。     

不同叠置关系下煤层气与致密气合采方案优化研究

针对煤层气和致密气资源叠置组合的现象,多层合采是提高单井开发效益的有效手段。煤岩与致密砂岩的叠置关系是影响合采开发效果的重要因素。综合考虑煤层气和致密气的渗流特性,采用数值模拟的方法建立一层煤岩、一层致密砂岩的分层压裂层间无窜流均质理想模型,得出煤层气与致密气在不同开采方案下的生产动态曲线。分析了储层叠置关系对气井产能的影响,并进行了不同叠置关系下开发方案的优选。研究结果表明:煤层气与其下部的致密气合采时,同开煤层气与致密气合采为最优生产方案,层间距越大产能越大;煤层气与其上部的致密气合采时,先开采煤层再合采为最优生产方案,层间距越小产能越大先开采致密气再合采的方案因射开煤层后,煤层产出的气和水会向致密层倒灌,故在大多数情况下不适宜采用。     

新书简介

《黔西滇东煤层气地质与勘探》桂宝林等《黔西滇东煤层气地质与勘探》一书受云南省学术著作出版基金资助 ,近日由云南科技出版社出版。该书是云南省自然科学基金重点资助项目、中国石油天然气集团公司“九·五”煤层气科技工程攻关重点项目研究成果的结晶 ,获云南省二○○○年度科学技术奖项一等奖。该书由前言、第一～第十二章、结束语、图版等组成 ,图文并茂 ,煤层气资料丰富。详尽而系统地研究了中国华南煤层气的重点产区———黔西滇东煤层气聚集区的煤层气地质、地球物理及地球化学特征 ;研究了黔西滇东煤层气富集高产控制因素 ;研究了…     

山西省非常规天然气资源特征及共探共采选区评价

山西省赋存有丰富的非常规天然气资源,其中煤层气是国内最早取得商业性突破的地区,但是随着地质勘查工作逐渐向深部发展,近年来单纯煤层气开发逐年减少,而开始关注非常规天然气的共探共采。在综合分析研究区的含气沉积组合、储层流体压力、盖层封闭性及含气性等地质条件基础上,划分了非常规天然气含气系统,并分系统阐述了其成藏地质条件,针对其气储紧邻的赋存情况,进行了共探共采有利区判别与优选。结果表明:山西省石炭-二叠系发育了多套煤系非常规天然气共生组合岩系,可划分为5个含气系统单元,其中Ⅱ、Ⅳ含气系统煤岩及泥页岩广泛发育、厚度可观,生-储-盖组合发育良好,含气系统Ⅴ、含气系统Ⅳ、含气系统Ⅲ与山西组主力煤层可作为一个共采系统,含气系统Ⅰ与太原组主力煤层可作为一个共采系统,适合进行以煤层气为主体的煤层气、页岩气共探共采。     

大宁–吉县区块深层煤层气成藏特征及有利区评价

鄂尔多斯盆地东缘大宁–吉县区块下二叠统太原组埋深大于2 000 m的8号煤是国内首个千亿方级别的深层煤层气田,但是深层煤层气成藏特征尚不明确。综合应用地质、测试、生产资料,开展深层煤层气成藏特征及有利区评价2方面研究。结果表明:研究区深层煤储层全区发育、厚度大、热演化程度高、两期成藏及古热流体侵入,使其具备大量生烃的条件;深层煤储层裂隙、微孔广泛发育,储层具备吸附气和游离气共同赋存的条件;顶底板以灰岩及泥岩为主,封盖能力强,具备游离气保存条件;深层煤层气具有“广覆式生烃、高含气、高饱和、高压束缚游离气与吸附气共存”的赋存特征。建立了深层煤层气“地质–工程”双甜点识别指标体系12项,划分了3类工程–地质甜点区,其中,地质–工程Ⅰ类甜点区位于研究区的西北部,地质–工程Ⅱ类甜点区位于研究的中部,地质Ⅱ类–工程Ⅰ类甜点区位于研究东北部和南部;在地质–工程Ⅰ类甜点区内实施的JS-01井自喷生产,最高日产气9.4~9.7万m3,展现了良好的上产潜力。研究成果有效指导了深层煤层气先导试验区的优选及国内首个千亿方级别的深层煤层气田探明。      

煤层气井合层开发层间干扰分析与合采方法探讨 ——以平顶山首山一矿为例

多煤层合层开发是提高煤层气井单井产量的关键技术,然而工程实践中大部分煤层合采存在层间干扰问题,致使合采产气量提升不明显。为了提高合层开发煤层气井的产气量与开发效率,以平顶山首山一矿煤层气合采四2煤层和二1煤层为例,基于煤层气赋存的地质条件,分析了合采层间干扰的影响因素及干扰规律,并提出了煤层合层开发层间干扰的控制方法。结果表明:造成四2煤层和二1煤层合层排采产量低的主要因素是储层压力梯度、临界解吸压力和渗透率。其中,两层煤的储层压力梯度分别为1.05 MPa/hm和0.519 MPa/hm;渗透率分别为0.25×10–3 μm2和1.4×10–5 μm2;临界解吸压力分别为1.16~1.69 MPa和0.40~0.46 MPa;另外,两煤层间距大,平均170 m左右。以上主要影响因素差异,造成两层煤合采时层间矛盾突出,干扰严重,总体产量低,井组煤层气开发效率低。基于现状问题,探索提出大间距多煤层大井眼双套管分层控制合采工艺方法,以实现两层煤分开控制达到合采产能叠加的目标,从而提高煤层气井合采产量和开发效果。研究认识将为平顶山及类似地质条件的矿区多煤层煤层气高效合层排采提供新的技术途径。      

随钻判断煤层气方法探讨

结合石油录井技术，阐述了利用岩性组合特征及气测异常预测煤层位置、利用工程参数卡准煤层位置的技术方法。在此基础上探讨了运用常规技术进行地质导向方法和现场计算煤层气量方法。文中还介绍了现场钻遇煤岩的基本特征和现场判断煤层气气层厚度的方法。     

滇黔北探区煤层气储层特征及多层合采有利区优选

滇黔北探区赋煤向斜众多,多薄煤层发育,含气量较高,煤层气资源丰富,是筠连外围重要的拓展区块。基于大量煤田孔及煤层气试验井,分析煤层气地质条件,建立多层合采有利区优选评价方法:多层次模糊数学+关键指标法。首先,基于层次递阶优选构建评价模型并确定关键指标,明确关键指标为合采系数、煤体结构、含气量,其中,合采系数由最优合采跨度及合采累计煤厚构成,并给出关键指标的定量评价表,然后,运用模糊数学计算公式,得到储层评分结果,最终获得多层合采有利区优选结果。结果显示:研究区晚二叠世龙潭组/宣威组煤层最多可达到20层以上,可采煤层一般3层左右,煤层总厚度一般在6 m以上,煤层层数及煤层厚度由东南向西北逐渐减少或减薄。大部分区域主力煤层为C5(M11)煤层,厚度一般在2 m以上,其灰分质量分数平均为27.73%,为中灰煤,煤级主要为贫煤–无烟煤。各向斜主力煤层含气性差异性较大,含气量最大可达到30.53 m3/t。研究区煤体结构以原生结构煤和碎裂结构煤为主。以C5(M11)煤层分别向上或向下合采计算合采系数,由此形成了两个合采层段,多层合采Ⅰ类有利区主要位于研究区可乐向斜中西部,牛场–以古向斜南部,镇雄向斜南部,庙坝向斜东南部,洛旺向斜中西部,石坎向斜中西部。      

基于匹配追踪分解的流体活动因子预测煤层气甜点区

煤层气勘探与开发是我国非常规油气资源勘探的热点之一,近年来已取得了较多突破性进展,但煤层非均质性强,吸附态为主的煤层气识别困难,勘探开发风险大,因此在钻井资料较少及叠后地震资料未充分利用的情况下,充分利用地震资料的横向变化特征,精确刻画煤层气“甜点”区分布具有重要意义。常规叠后地震反演能够识别煤层,但无法预测煤层的含气性,而基于地震波衰减理论的流体活动因子能够有效表征储层的渗透性,识别含气煤储层。提出将流体活动因子与高精度匹配追踪算法相结合,充分发掘已有叠后地震数据信息,在高精度地震信号时频分解的基础上,建立含气煤层与地震波衰减的联系,求取流体活动性属性,实现高精度煤层气“甜点”识别。该方法忠实于地震数据,不受构造及层序解释的影响,能客观反映煤层的含气性。理论模型试算和在沁水盆地煤层气勘探中的实际应用证明了该方法的可行性及有效性。      

盘江矿区月亮田矿煤储层物性差异分布特征及其控制机理

为了综合分析盘江矿区月亮田矿煤层气勘探开发地质条件与潜力,研究采用多种测试手段,系统分析了该矿煤储层在孔隙度及孔隙结构、渗透性和储层压力在垂向分布的特征与差异。结果表明,盘江矿区月亮田矿二叠系龙潭组煤储层孔隙度较低,小孔体积占明显优势并且比例接近,微孔和小孔比表面积占优势但变化较大,主要发育狭缝状孔和细径广体的墨水瓶状孔。该区煤层渗透率在垂向上的变化较大,且并非为应力主控,受多种地质条件的综合影响。龙潭组煤储层压力属于异常低-异常高压范围,随埋藏深度的增加而增大,推测区内龙潭组煤系地层在垂向上至少存在2个独立含煤层气系统。针对龙潭组煤储层物性垂向分布特征的研究,期望可以为月亮田矿煤层气开发提供新的地质参考。     

CO2-ECBM技术在河东煤田的潜力评估

根据河东煤田地质构造、煤储层特性、含气性等煤层气地质条件的综合研究,对利用CO₂提高煤层气采收率技术（简称CO₂-ECBM技术）在河东煤田深部煤层（埋深1 000~1 500 m）开采煤层气以及埋藏CO₂的潜力进行了初步评估。结果表明,利用CO₂-ECBM技术增产煤层气资源量为0.26×1012 m3,占煤层气总资源量的32.1%;CO₂埋藏量为12.18×108 t,相当于山西省2013年CO₂排放量的3.2倍。      

Coalbed Methane Enrichment Regularity and Major Control Factors in the Xishanyao Formation in the Western Part of the Southern Junggar Basin

There are abundant coal and coalbed methane(CBM)resources in the Xishanyao Formation in the western region of the southern Junggar Basin,and the prospects for CBM exploration and development are promising.To promote the exploration and development of the CBM resources of the Xishanyao Formation in this area,we studied previous coalfield survey data and CBM geological exploration data.Then,we analyzed the relationships between the gas content and methane concentration vs.coal seam thickness,burial depth,coal reservoir physical characteristics,hydrogeological conditions,and roof and floor lithology.In addition,we briefly discuss the main factors influencing CBM accumulation.First,we found that the coal strata of the Xishanyao Formation in the study area are relatively simple in structure,and the coal seam has a large thickness and burial depth,as well as moderately good roof and floor conditions.The hydrogeological conditions and coal reservoir physical characteristics are also conducive to the enrichment and a high yield of CBM.We believe that the preservation of CBM resources in the study area is mainly controlled by the structure,burial depth,and hydrogeological conditions.Furthermore,on the basis of the above results,the coal seam of the Xishanyao Formation in the synclinal shaft and buried at depths of 700-1000 m should be the first considered for development.