基于地质主控因素的沁水盆地煤层气富集划分

在沁水盆地煤层气储层已经总体上具有“先天”优势的情形下,从外在地质因素主控特征的角度,基于控制沁水盆地煤层气富集特征分异的关键地质因素--构造、热力场和水动力等的综合分析,对该盆地煤层气的富集类型划分进行了研究.研究结果表明,以沁水盆地构造区划特征为基础,沁水盆地的煤层气富集主要存在3种模式,可主要划分为6种富集类型,5个煤层气有利富集区域分别显现出不同的地质主控特征.     

山西沁水盆地煤层气产业发展规划研究

本文根据沁水盆地煤层气储层特征和资源禀赋,分析了沁水盆地煤层气产业化发展的有利条件,有针对性地提出沁水盆地煤层气产业发展的重点、方向和建议。     

沁水盆地煤储层地温场条件及其低地温异常区形成机理

煤储层地温场条件是影响煤层气赋存与产出的关键因素，从目前沁水盆地煤层气井生产情况来看，煤储层地温低异常区煤层气开发井的产气效果普遍较差，因此，开展煤储层地温场条件研究，揭示低地温异常区形成机理，对于低地温区煤层气开发显得尤为重要。采用沁水盆地煤层气井地温实测数据，系统分析了沁水盆地3号煤层和15号煤层地温及其梯度和大地热流分布特征，揭示了煤储层地温分布规律，提出了煤储层地温梯度等级划分标准，圈定了沁水盆地石炭-二叠系煤储层地温梯度小于1.6℃/hm的地温低异常区，揭示了研究区煤储层地温低异常区分布及其受控机制。研究结果表明，沁水盆地恒温带温度整体呈现由西北向东南逐渐增高的趋势，恒温带深度由北向南逐渐变浅，恒温带温度为13.2～15.2℃,恒温带深度为27.4～33.1 m。沁水盆地煤储层地温及其地温梯度均随深度的增加而增高。3号煤储层温度为14.6～100.9℃,平均为30.58℃,地温梯度为0.008～3.770℃/hm,平均为1.62℃/hm; 15号煤储层温度为15.3～111.8℃,平均值为33.28℃,地温梯度为0.046～5.350℃/hm,平均为1.87℃/hm;大地热流...     

浅析樊庄区块煤层气井产能的主要影响因素

基于沁水盆地樊庄区块煤层气地质特征,选取樊庄区块9口典型单井进行产能差异分析,研究表明:煤层渗透率、储层压力、储层厚度、含气量、构造和埋深地质条件为主要影响因素。     

松河井田储层高压形成机制及对煤层气开发的影响

从生烃及储存条件2个方面分析了松河井田煤储层异常高压的形成机制,并探讨了其对煤层气开发的影响。研究表明:松河井田较高的煤变质程度有利于煤储层大量生烃;同时,高地应力造成的储层低渗透率,顶底板良好的封盖作用以及龙潭煤系较弱的水动力条件等为煤层气的储存提供了良好的条件,上述因素共同作用导致井田煤储层的异常高压。储层异常高压有利于煤层气的大量保存,增大了煤层气井排水降压的幅度,为煤层气地面开发提供了有利条件,但同时易造成煤储层较强的应力敏感性,因此建议降低煤层气井排采过程中的流压,以缓解应力敏感效应的不利影响。     

高河3号煤储层压力分布规律及影响因素研究

储层压力决定着煤层气在煤层中的赋存状态,是煤层气开发中的能量因子。根据获得的高河井田3号煤储层压力,归纳出储层压力的分布规律:北高南低,西高东低。通过对影响储层压力因素的分析,得出控制高河井田储层压力分布的主要因素是煤层埋深,部分区域受地质构造或水文地质条件的影响显著。提出了分析影响矿井储层压力大小的主要因素要从区域地质上入手,并分析出导致该井田储层压力低的主要原因是生烃作用停止、地层整体抬升,上覆岩层大量剥蚀,应力释放,煤层气大量逸散。     

煤层气储层水锁损害机理及防水锁剂的研究

水锁效应是造成煤层气储层损害的主要因素之一,研究其水锁损害机理和防水锁技术有利于保护煤层气储层,从而提高煤层气采收率。以山西沁水盆地3号煤样为研究对象,实验研究了外来流体侵入对煤层气解吸时间和渗透率的影响。结果表明,外来流体侵入延长煤层气解吸时间和降低渗透率,随着含水率上升,煤层气解吸时间延长和渗透率降低。在此基础上进行了防水锁剂的研究,优选出了防水锁剂FSSJ,并对其性能进行了评价。结果表明,FSSJ起泡性弱、降低表面张力、增大接触角、降低煤芯自吸水量、减少煤层气储层水锁损害,具有较好的防水锁效果。煤层气储层水锁损害应具备自然条件、物质条件以及压力条件。     

煤层气储层损害机理与保护钻井液的研究

采用X射线衍射、扫描电镜、泥页岩膨胀实验、页岩分散实验、薄片分析、压汞分析、润湿性测试和敏感性评价等手段分析了山西沁水盆地煤层气储层的损害机理。在此基础上进行了针对性的保护对策研究,优选出了表面润湿性改善剂SD-905,水敏性抑制剂SMYZ-2,并最终研制出了山西沁水盆地煤层气储层的钻井液：0.4%SD-905+0.5%SMYZ-2溶液,其对煤层气储层岩样湿态下的渗透率损害最低。     

山西沁水盆地煤层气勘探方向和开发建议

通过研究近几年沁水盆地煤层气的资源、地质、储层成果,剖析山西组3号煤层和太原组15号煤层性质差异及其根源,分析煤层气勘探开发生产状况,进一步论述了当前沁水盆地煤层气勘探开发所存在的问题,认为沁水盆地是我国煤层气勘探开发投入工程量最多、研究程度最高、产量最大的盆地。提出沁水盆地已经具备作为整装特大型天然气田开发的条件,应该集中力量加快3号煤层煤层气勘探力度,积极研发15号煤层煤层气开发技术,争取到“十二五”末,煤层气探明储量达到8000亿m^3,建成年产量50亿m^3煤层气生产基地。     

晋陕蒙地区煤层气资源及勘探方向

基于大量的煤层气勘探开发资料,本文讨论总结了晋陕蒙重点煤层气成藏区内、沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘的煤层气赋存产出条件,包括煤厚、兰氏体积、兰氏压力、压力梯度、含气量、渗透率等,通过对比提出了煤层气勘探的有利区块.     

山西沁水盆地煤层气有利开采区块研究

煤层气系统是一个由煤层、煤层中所含甲烷及其围岩组成的天然系统。作为一种非常规天然气,煤层气的生成、聚集和保存不同于常规油气系统。山西沁水盆地作为我国一个特大型石炭-二叠纪含煤盆地,具有非常丰富的煤层气资源。本研究通过对盆地地球物理特征和地质构造演化的深入分析,阐明了地质构造条件对煤层气富集的控制作用。研究结果表明:沁水盆地经历了多期构造演化,地质构造与煤层气成藏之间具有密切关系。在构造次级向斜部位含气量增高,而背斜部位含气量降低,在正断层附近含气量也明显降低。综合分析还表明,盆地北部阳泉-寿阳区域,是煤层气成藏有利区域之一,但不利于煤层气高产;盆地南部晋城-沁水一带及其以北,不仅是煤层气成藏有利区域,而且利于煤层气高产;盆地中部沁源地区是煤层气成藏和高产的有利区域;盆地东部的屯留-襄垣区域是煤层气成藏有利区域之一,但可能不利于煤层气高产。     

鄂尔多斯盆地东南缘地应力、储层压力及其耦合关系

采用水压致裂测量地应力方法,获得了鄂尔多斯盆地东南缘26口煤层气井地应力分布,通过统计分析,建立了二叠系山西组2煤储层地应力与煤层埋藏深度之间的相关关系和模型,揭示了现今地应力分布规律及受控机制。研究结果表明,本区二叠系山西组2煤层破裂压力梯度、闭合压力梯度和煤储层压力梯度的平均值分别为 1.96,1.69,0.71 MPa/100 m。煤储层最大水平主应力、最小水平主应力和垂直主应力以及储层压力均随着煤层埋藏深度增大呈线性规律增高。在 1 000 m 以浅煤储层地应力状态主要表现为σv＞σhmax ＞σhmin ,最小水平主应力小于16 MPa,现今地应力处于拉伸应力状态,煤储层有效应力系数K0 为0.48,且低于油气盆地页岩层中的有效应力系数值(K0 =0.80);在1 000 m以深煤储层地应力状态转化为σhmax ≥σv≥σhmin ,最小水平主应力大于16 MPa,现今地应力转化为挤压应力状态。本区现今地应力受华北区域构造应力场控制,最大水平主应力方向主要以NEE-SWW方向为特征。本区煤储层压力偏低,相同深度条件下鄂尔多斯盆地东南缘煤储层压力要比沁水盆地南部偏低0.73~0.93 MPa,且煤储层压力与地应力呈正相关关系,随着地应力的增加,煤储层压力增大。     

沁水盆地煤系非常规天然气共生聚集机制

沁水盆地煤系非常规天然气(煤系"三气")资源丰富,研究煤系非常规天然气的共生聚集机制有助于天然气资源的综合利用。依托煤系有机地化与储层物性相关测试数据,分析了煤系非常规天然气的生烃物质基础与储层特征;基于典型钻孔的沉积序列、岩性组合和气测资料,建立了三类煤系非常规天然气共生模式并探讨了其在层序格架内的分布特征;通过成藏过程和成藏动力分析,评估了盆地内煤系非常规天然气的共采前景。研究认为:沁水盆地煤系非常规天然气生烃物质基础雄厚,天然气生成、运聚的宏观动力条件和储层条件时空配置得当,共生成藏条件良好;石炭-二叠系山西组与太原组发育"三气"共生和两种"二元"气藏共生组合,联合勘探开发前景较好,页岩气和致密砂岩气单独开发风险较大。     

浅议我国低煤阶地区的煤层气勘探思路

通过对高煤阶沁水盆地和低煤阶准噶尔、吐哈等盆地水文地质条件的分析发现，把这种勘探思路（地层水矿化度高值区是煤层气勘探最有价值的区域之一）运用到低煤阶的煤层气勘探中却很难，因为低煤阶一般经历了较浅的埋藏深度，煤层热演化程度较低，其生气量较小，煤层气富集成藏的关键在于其生气条件.本文认为：水文地质条件在高低煤阶煤层气富集成藏中所起的作用是不同的，低煤阶勘探中对水文地质作用的认识要从另外一个角度来审视，较为活跃的水动力条件是有利的，活跃的、低矿化度的地层水有利于二次生物气的生成.     

沁水盆地产层组合对煤层气井产能的影响

借鉴现有模型并结合沁水盆地现场实际，建立了煤储层双重孔隙多孔介质三维气、水两相耦合流动数学模型，研究了模型的全隐式解法，根据沁水盆地煤层和含水层的不同组合方式以及流体流动方式编制了7种组合方案，并利用自行编制的数值模拟程序对7种组合方案进行了单井产能数值模拟，最终确定将3号和15号煤层、K₂灰岩层联合作为产层是最优的组合方案.     

煤层气开发风险评价模型及实证研究

煤层气开发项目的高风险制约着我国煤层气产业的发展,为此,通过对煤层气开发风险因素的分析,构建由7个一级指标和36个二级指标构成的风险评价体系。提出基于期望值的三角模糊数互补判断矩阵的方法,对煤层气开发风险关键因素进行数量上的表述,估计其权重的相对大小,并确定各风险因素的隶属度,建立煤层气开发风险综合评价模型。最后,以沁水盆地柿庄南区块煤层气井为例验证模型的可行性和可靠性。结果表明,影响煤层气开发的关键因素风险由高到底依次为:地质资源、工程技术、经济运营、政策法规、安全保障、组织管理和社会环境;煤储层的非均质性及开发地质条件的不确定性是造成地质资源风险偏高的主要原因,但此类风险无法直接控制,建议通过提高排采技术来尽量减弱其造成的风险。     

鄂尔多斯盆地东区煤层气赋存规律分析

针对鄂尔多斯盆地东区煤层气(瓦斯)分布不均衡特点,阐述了目标区中部煤层气含量高而南北两区气体含量偏低的原因,关键是盆地基底持续沉降条件下煤的深成变质作用结果和燕山期岩浆侵入导致的部分区段热量叠加;结合区域煤层气资源分布特征,讨论了煤层气富集的关键是煤层盖层致密、埋深较大、构造简单和水动力封闭作用等因素。     

煤层气水平井产能控制因素分析及排采实践

为了揭示煤层气水平井产能控制因素,采用理论分析方法分析了临界解吸压力、含气饱和度及渗透率对水平井产能的控制作用。通过山西沁水盆地南部水平井排采实践,提出了三段式管理井底压力的排采方法,即将排采制度分为井底压力大于临界解吸压力阶段、介于临界解吸压力至0.5倍临界解吸压力阶段、小于0.5倍临界解吸压力阶段分别制定降压幅度。井底压力控制遵循：第1阶段落实地层供液能力,降液幅度小于3 m/d;第2阶段缓慢提产,落实煤层气井产气能力,降液幅度为1 m/d;第3阶段稳定配产,维持井底压力,产气量出现下降时缓慢降液,降液幅度为 0.5 m/d。结果表明：三段式管理井底压力的排采方法有利于区域压降扩展和充分释放煤层气井产能。     

High rank coalbed methane desorption characteristic and its application in production in Qinshui basin

Based on spontaneous desorption characteristic, the correlation of desorption time and gas content was analyzed and the application of it in production was researched. The desorption of high rank coalbed methane in Qinshui basin was periodic, and isotope fractionation effect also exists in the process. Δδ ¹³C₁ can be used to distinguish the stabilization of coalbed methane wells, associated with desorption rate, the individual well recoverable reserves can be calculated. Economically recoverable time can be predicted according to the logarithmic relationship between desorption gas content per ton and desorption time. The error between predicted result and numerical simulation result is only 1.5%.