韩城矿区北区块煤层气赋存特征研究

综合分析韩城北区块地震、地质、钻井及煤心分析资料,对煤层气成藏地质条件以及煤储层特征进行深入研究。认为该区构造特征、煤系地层封盖特征以及水文地质特征均有利于煤层气赋存。3~#煤层较11~#煤层更有利于煤层富集与开发,对3~#煤层确定有利标准,划分出有利区分布范围,对该区煤层气储量申报及勘探开发进程均具有重要意义。     

胡家河-小庄井田4号煤层煤层气赋存特征研究

根据煤田及煤层气勘探井资料,对研究区的煤层气赋存特征进行了系统分析。结果表明:研究区延安组煤系含水层处于地下水径流区,煤层气的保存条件较差;主采4号煤储层具有孔隙度低、渗透性好、储层压力小和吸附、解吸能力较强的特征;煤层变质程度低,为低阶煤,生气能力较低,含气量低,含气量平面具有西高东低、南北上呈间隔状分布的特征;属埋深中等、低丰度的中型煤层气田。     

赵石畔井田煤层气赋存特征分析

煤层气赋存特征研究,对煤层气的开发利用具有非常重要的意义。依据赵石畔井田煤炭资源勘查获得的地层、构造、煤层、煤质、煤层气等成果,通过对3#煤层地质特征、煤储层特征及煤层含气性的研究,结合3#煤层显微煤岩鉴定结果、煤的镜质组反射率、煤层含气量、等温吸附曲线、含气饱和度等参数,计算得到临界解吸压力及地解比。分析认为,3#煤层含气量低,属低饱和气藏,低地解比区,不利于煤层气勘查和独立气田开采,宜结合矿井生产进行抽采。     

贵州省清镇市新店勘查区煤储层含气性及其地质控制

本文对新店勘查区煤层气得化学组成、煤层含气量的分布特征和控制煤层含气性的地质因素进行初步分析。本区煤层气成分甲烷浓度不高,平均值为73.76%;等温吸附特征随着绝对瓦斯压力增加,吸附瓦斯量增速较快,绝对瓦斯压力继续增加,则吸附瓦斯量增速减慢;含气量及分布,全区同一煤层甲烷含量在层域上有从上至下逐渐增加的趋势;含煤地层极弱的富水性和透水性,是新店勘查区煤层气在较浅埋深条件下整体得以富集的一个重要原因。     

沧县隆起中南段煤层气勘探前景研究

沧县隆起是渤海湾盆地中大型的正向构造单元,隆起上石炭一二叠系煤系地层广泛发育,煤层赋存稳定、厚度较大,煤系地层构造变形相对较弱,中生代末的深层岩浆侵入有利于煤层气的生成。煤阶适中,煤层含气量较高,煤储层渗透性较好,有效盖层厚度大,煤层气资源丰富,具有潜在的勘探开发前景。     

晋城矿区胡底区块3号煤层气储层物性特征分析

煤层气储层物性及特征影响着煤层气的生成、储集和产出,文章基于研究区煤层气勘探开发资料、矿井开采资料及参数测试等,对区内重要的3号煤层气储层物性及特征参数进行了详细的分析。研究得出:3号煤层地处甲烷带,煤层含气量、含气饱和度及资源丰度较高,具备良好的煤层气资源潜力;煤中孔裂隙系统相对发育,孔裂隙充填不甚严重,煤层渗透率较高;煤对甲烷吸附能力强、吸附量大、吸附时间较其他煤阶长;煤储层压力多以稍欠压和接近正常压力为主。研究结果可为本区井上下煤层气抽采提供可靠技术参数。     

焦作马厂勘查区煤层气富集规律及主控因素研究

为了查明马厂勘查区煤层气富集规律及主控因素,采用了现场调研、取样和实验室测试的方法,结合煤炭资源勘查阶段的资料,深入总结了该区二_1煤层含气性分布特征,系统分析了影响该区煤层含气量的内在和外在因素。结果表明:马厂勘查区实测煤层含气量13.77～27.30 cm~3/g,平均20.26cm~3/g,整体呈现出由西到东、由南到北减小的趋势,西南部最高。这种分布首先受4种内在因素控制:(1)二_1煤镜质组含量较高,具有较强的生气能力,有利于煤层气的生成;(2)二_1煤灰分和水分含量较低,煤层吸附能力较强,有利于煤层气的赋存;(3)二_1煤层主要由微孔组成,能够为煤层气吸附提供较大的比表面积,有利于煤层气的赋存;(4)软煤在构造应力的作用下,煤的分子和晶体结构发生变化,孔隙度和比表面积有所增加,使得其亲甲烷能力有所增强,煤层含气量增高。然后受2种外在因素控制:(1)随着上覆基岩厚度的增加,封存能力逐渐增强,煤层含气量逐渐增大;(2)因断层的作用使得北部断块中二_1煤层与奥陶系石灰岩直接对接,形成相对导水边界,地下水的径流不可避免地带走一定量的煤层气,引起煤层含气量降低;中部断块中因凤凰岭强径流带的作用,煤层气以水流为载体进行运移,导致煤层含气量降低,但相对高于北部断块;南部断块中二_1煤层与二叠系弱透水岩层对接,对煤层气的保存有利,煤层含气量较高,形成马厂勘查区煤层气最有利富集区。     

宿州煤层气田芦岭区煤层气地质特征

通过煤层气井采样与现场解析测试,结合以往淮北煤田芦岭矿区、朱仙庄矿区的勘查资料,从煤系地层特征、构造、煤层封盖条件、含气性及储层物性特征等方面,对宿州煤层气田芦岭区煤层气地质特征进行分析。研究结果认为,芦岭区构造较简单,主要煤层8、10煤层厚度较大,埋深范围在300～1 200 m,具有较好的封盖条件;煤的变质程度较低,煤层含气量和含气饱和度中等,煤储层物性条件较好,有利于煤层气的保存,具有较好的开发利用前景。     

西山煤田古交矿区煤层气藏水文地质特征及其控气作用

煤层气藏的水文地质条件是控制煤层气运移、散失、分布和富集的重要因素之一。以西山煤田古交矿区为研究对象,分析产出水离子浓度、水质水型、矿化度和煤层含气量分布特征,结合地下水动力场分布特征,划分区域水文地质单元,并讨论不同单元内含气量分布特征及地质控制机理。结果表明:(1)该区煤层气井产出水离子以Na~+,HCO_3~-为主,水型主要为NaHCO_3型,该区煤层气井产出水矿化度介于632~2 512 mg/L,属于淡水-微咸水;(2)根据折算水位和矿化度分布特征将矿区划分为补给径流区、滞留区以及过渡地带的弱径流区3种水文地质单元,滞留区含气量最高,弱径流区次之;(3)古交矿区煤层气的富集成藏受构造、水文地质条件双重控制,在屯兰中部形成单斜-水力封堵型煤层气藏,为全区煤层气最为富集区,东曲断层比较发育,形成地垒-水力封堵型煤层气藏,为煤层气较为富集区。     

黔西小屯井田煤层气多层合采产层组合优化

贵州小屯井田龙潭组煤系具有煤层数量多、煤层间距小、煤层厚度薄等特点,煤层气开发需以多层合采为主要方式;与单一厚层状煤层相比,多煤层合采易发生层间干扰,影响合采效果及资源动用程度。基于小屯井田钻孔岩性与含气性分析,识别出有利、较有利与不利3种煤岩层组合类型,考查各煤层厚度、埋深、含气量等特征,对比各煤层的煤层气资源条件,综合考虑储盖组合、含气性、渗透性、储层压力、地应力等因素,划分出Ⅰ(6_上煤+6_中煤+6_下煤)、Ⅱ(7煤)、Ⅲ(33煤+34煤)共3套叠置煤层气系统;在此基础上,优化合采产层组合,并确定有序开发模式为优先开发上部产层组合(6_上煤+6_中煤+6_下煤),其次为下部组合(33煤+34煤),最后考虑经济与时间成本确定是否单独开发7煤;确立了资源条件分析-含气系统划分-产层组合优化的多-薄煤层发育区煤层气合采层位优选思路。     

沁水煤田玉溪井田煤层气赋存特征及地面抽采潜力

沁水煤田是我国规模最大的煤层气资源开发利用区块,已进行了大量的煤层气勘探及开发工作,但是其中玉溪井田地面煤层气开发的相关研究较少。基于沁水煤田玉溪井田3号煤的储层地质特征,分析3号煤的含气性及煤层气赋存规律,研究其含气量与煤变质程度、煤厚、埋深、煤层顶底板、构造之间的关系,并采用数值模拟方法预测了地面压裂直井的产气量和采收率,评价了3号煤煤层气的地面抽采潜力。结果表明：玉溪井田构造简单,断层较少,煤层厚度较大,埋深适中,含气量较高,渗透性较好,吸附性强,储层地质条件较好;井田构造为一单斜,3号煤的顶底板岩性致密,有利于煤层气的富集储存;3号煤含气量随厚度、埋深和煤变质程度的增加而增大;预测垂直压裂井15年累计产气量为410.53×10^4 m^3,采收率达60%,且能将工作面含气量降至8 m^3/t以下,煤层气地面抽采潜力较大。研究成果可为玉溪井田的煤层气开发和瓦斯治理提供参考和借鉴。      

陕西彬长矿区低阶煤地面煤层气开发方式

分析陕西省彬长矿区大佛寺井田的地质构造、煤层特征、储层渗透性、煤吸附特征、煤层含气量、煤层气资源潜力,研究地面煤层气开发方式的技术特点和适应性特征,采用数值模拟手段及煤层气CBM-SIM模拟软件对垂直井和多分支水平井在大佛寺井田的抽采效果进行了预测,为以后彬长矿区及国内其他类似地区的低阶煤地面煤层气开发提供了技术支撑和参考。陕西彬长矿区是我国典型的低阶煤矿区,4号煤层为主采煤层,煤层厚度大,含气量低,渗透性较好。测试结果表明,垂直井与水平井在大佛寺井田有着良好的抽采效果,垂直井单井最高日产气量2 221.26 m^3,5个分支的水平井最高日产气量超过25 000 m^3。在今后矿区煤层气开发中,应结合地质条件、抽采目的、开发工艺和投资成本等因素,选择最优开发方式。     

煤层气洗井中不同粒径煤粉的分散剂优选实验

煤粉问题是煤层气排采中的重要问题之一。以韩城区块太原组11号煤的煤粉为研究对象,针对不同粒径的煤粉,采用5种不同类型阴离子分散剂,开展了煤粉分散剂优选实验研究。从分散特征、悬浮液浓度和黏度等方面探究分散剂对不同粒径煤粉和不同分散剂对相同粒径煤粉的分散稳定性的影响,优选出用于煤层气井洗井工艺的煤粉分散剂。结果表明,随煤粉粒径的增大,各分散剂对煤粉质量浓度的影响呈现不同的变化。随静置时间的增长,各分散剂悬浮液中煤粉质量浓度均呈不同程度的降低。煤粉粒径小于200μm,SDS分散剂最优;煤粉粒径为200~300μm,CMN分散剂最优。针对韩城区块煤粉特征,优选出SDS分散剂对煤粉分散效果最优,稳定性最好。     

煤层气井排采煤粉浓度预警及防控措施

为了解决煤层气井排采受煤粉干扰,造成产气量波动甚至频繁卡泵的问题,分析了煤层气井煤粉来源及产生机理。基于鄂尔多斯盆地煤层气井监测数据,确定了示范区煤粉浓度预警指标;针对煤粉产出的阶段变化特征,提出了螺杆泵接防砂尾管结合油套环空注水稀释煤粉浓度的防控措施。现场使用效果表明,该措施能降低进入生产井的煤粉浓度,延长煤层气排采井检泵周期。     

煤层气井产气机理及排采控压控粉研究

煤层气吸附/解吸特征、渗流机理和排采控制是煤层气井生产的重要因素。为此,进行了煤层气吸附解吸实验和渗流特征实验,结果表明:煤层气吸附/解吸是可逆的,存在"解吸滞后现象";煤层气渗流呈现二级渗流特征,即煤的基质孔隙内流体的渗流呈非达西渗流和天然裂隙及大孔隙内流体的渗流呈达西渗流;煤层气排采过程中,随着排水降压,规模开发可导致"气水分异",局部高点气产量高、水产量低,相对低点产水量高、产气量低。同时,煤层气井排采过快、洗井修井、停抽关井、液面低于煤层顶面等易造成污染,致使气水产量锐减,其伤害机理主要是煤粉堵塞伤害、应力敏感伤害和气锁/水锁伤害。基于伤害特点及伤害机理,结合多年的排采经验,确立了以定压排采、控制合理工作压差和控制煤粉适度产出等排采工作制度。     

新疆典型矿区低煤阶煤层气成藏差异对比研究

基于沙尔湖矿区和阜康白杨河矿区两个发育煤层火烧的典型低煤阶含气地区的地质背景和煤储层物性研究,结合两矿区火烧区水文地质条件的差异对比分析,阐明了新疆火烧区低煤阶煤层气成藏差异及主控因素。研究结果表明:两矿区煤层厚度大、构造样式简单、孔隙发育良好,但沙尔湖矿区由于地下水动力条件较弱,且为矿化度极高的原生水,不利于低煤阶煤层气的生成,且矿区东部煤层火烧使得气体发生逸散,导致矿区内含气量偏低;阜康白杨河矿区水源补给充足,在火烧区低洼处形成滞水层,一方面,滞水层为次生生物成因气的生成提供了有利条件,另一方面形成水力封堵利于煤层气的保存。火烧区滞留水对煤层气富集成藏具有指向作用,因此本次研究成果将为新疆低煤阶煤层气勘探提供理论参考。     

煤层气井煤粉产出规律及排采管控实践

为减少煤粉对储层的伤害,分析了煤层气井煤粉产出规律及其对排采的影响。基于煤层气井煤粉浓度、产气量、产水量等监测数据,总结了煤粉产出动态规律;研究了产气初期煤粉大量产出对采气设备及储层渗流通道的影响;提出了通过提高排采设备携粉能力,增加煤粉排出量的极限煤粉浓度管控方法。实践表明该方法能减少煤粉对储层的伤害,延长检泵周期,释放煤层气井产能。     

废弃煤矿采空区煤层气资源评价模型及应用

如何评价废弃煤矿采空区煤层气资源是其开发中遇到的关键问题。在对煤炭开采覆岩变形破坏规律研究的基础上,通过理论分析和数学推导,建立了废弃矿井煤层气资源量评价模型和方法,对山西晋煤集团晋圣煤矿采空区煤层气资源进行了评价。研究结果表明,煤炭开采导致采场周围岩体应力重新分布,引起煤层顶底板岩体发生变形与破坏。采空区煤层气资源主要由吸附气和游离气组成,主要来源于煤柱及残留煤层、临近未采煤层和围岩中的游离气和吸附气。基于采动覆岩变形破坏分带特征,根据破碎岩体孔隙率和碎胀系数关系,分别建立了采空区垮落带和断裂带内岩体孔隙体积模型。结合煤层气资源在废弃矿井中的分布特征,考虑煤炭开采采空区积水情况,建立了采空区积水量计算和含水饱和度计算模型,提出了废弃矿井煤层气资源量计算方法,对山西晋煤集团晋圣煤矿采空区煤层气资源进行了评价分析,评价结果认为,废弃煤矿采空区煤层气资源丰富,井田面积为6.5 km2,二叠系山西组3号煤层煤层气总资源量为5.871 7×108m3,其中吸附气资源5.835 3×108m3,游离气资源0.036 4×108m3,资源丰度为0.902 0×108m3/km2。     

古交区块煤层气地球化学特征及其成因

基于古交区块煤田地质勘探资料以及煤层气井排采气体组分、甲烷碳氢同位素质谱等相关测试分析,查明了该区块煤层气地球化学特征、成因及其地质控制因素。结果显示：煤层气组分主要以甲烷为主,组分浓度介于85.36%～99.23%,其次为氮气,重烃含量最少,属于干气～特别干的气体。煤层气δ13C1介于-62.24‰～-40.70‰,δD介于-244.3‰～-229.3‰。以热成因气为主。煤层气δ13C1随着煤级增加呈变重趋势,随着埋深增加而变化的趋势不明显。古交区块矿化度整体从北向南逐渐增加,说明该地区水动力条件从北向南逐渐增强。南部刑家社矿区甲烷碳同位素较重,而北部镇城底矿区、西曲矿区以及马兰矿区的部分地区甲烷碳同位素较轻。研究区北部(MCQ9)煤层埋藏浅,露头发育,煤的Ro,max介于1.14%～2.18%,且水文地质条件适宜,形成了生物成因与热成因混合气体。     

单相流煤层气井裂隙煤粉受力分析及启动条件

为了准确地计算煤层气井出煤粉条件,基于煤层骨架煤颗粒受力,建立了煤层颗粒启动的力学模型。依据韩城煤田的资料,分析了煤层气井单相流阶段煤层骨架脱落颗粒大小与液体渗流速度、排液量以及压力差的关系。结果表明:在单相水流阶段,煤层气井煤粉产生与流体的渗流速度呈正向二次关系,当液体渗流速度大于该煤粉粒径的临界速度时,小于该颗粒粒径的煤粉将会脱落。从统计学观点,渗流速度越大,产生煤粉越多;排采中排液量越大,对煤层骨架拖拽作用越大,煤粉颗粒越容易脱落,当排液量在17m3/d以上时,大部分煤粉颗粒就会脱落。合理控制排液量在17m3/d以下有利于减少煤粉的产生。