煤层气勘探开发中的割理研究

介绍了割理的识别准则、组合类型、面割理和端割理的严格定义、割理的研究内容、割理形成的地质控制因素和割理对煤层渗透性的控制作用。      

准格尔煤田储层孔隙—割理系统非均质性及其与煤岩组成之间的关系

从野外和矿井观察统计、光学显微镜观测以及压汞、低温液氮吸附、渗透率实验室测试三个研究层次入手，对影响煤层渗透率各向异性的岩石学因素进行了分析。结果表明：在煤级相似的条件下，煤的“基质渗透性”似乎主要取决于煤层的物质组成；若煤层物质组成相似，则同一地区不同煤层或不同地区同一煤层之间渗透性的差异可能主要起因于受割理发育程度所控制的“割理渗透性”；煤层中不同煤岩类型条带的空间分布特征是决定煤层渗透性各向异性的一个重要因素。     

滇东—黔西地区晚二叠世煤层割理研究及其在煤层气勘探中的意义

介绍了割理识别准则、面割理和端割理的区分及严格定义、割理级别、割理的研究内容、割理的形成以及割理对煤层渗透性的控制作用。对滇东－黔西地区晚二叠世煤层数个向斜井下二十五块煤样,经制煤片,运用定性、定量分析和显微镜下观测相结合的方法,对煤裂隙（割理）进行系统的研究和比较,得出结论：数个向斜中,盘关向斜和格目底向斜煤样煤层裂隙（割理）普遍发育良好。     

影响煤层渗透率测试的若干因素

通过对中国8个矿区10口煤层气评价井的试井工作,讨论了影响煤层渗透率测试的若干因素,认为钻井作业对煤层的伤害、煤体结构及较高的有效地应力是主要影响因素;而煤的变质程度虽然对煤的割理发育起控制作用,但不是煤层渗透率测试的主要影响因素。      

影响一号向斜煤层气可采性的主要地质因素

在回顾该地区煤层气勘探历史的基础上,从影响煤层气开采的主要地质因素出发,论述了煤层渗透性及决定煤层渗透性的古、今地应力场特征、煤层天然裂隙发育程度、现今有效地应力大小以及地层压力、等温吸附／解吸特征、含气饱和程度及气体扩散速率等;探讨了一号向斜不同部位煤层气开采具有的不同地质影响因素。了解并掌握这些因素有利于煤层气进一步勘探和开发。     

铁法矿区煤层气赋存特征

通过对矿区地质情况的分析,对煤层孔隙结构、割理裂隙及渗透性的研究,认为该区为低渗透性煤层,且变化较大,在进行气资源量计算之后,选择８个井田气含量丰度值高的井田,施工了三口地面开采试验孔,取得煤层气评价的主要参数,取得良好的效果。     

山西晋城矿区成庄井田3号煤储层的物性研究

对研究区内3号煤储层的几何形态、割理和孔隙系统进行了研究,并引入了储层结构综合指数(SI)来评价研究区内煤层透气性特征和甲烷运移能力,并得出了如下结论:①全区煤层厚度稳定,是煤层甲烷的良好储集层;②根据全区割理发育程度推测出,构造主应力来自NE-SW方向;③通过孔隙系统研究,3号煤层基本上属于非渗透性储层;④成庄井田3号煤层结构综合指数(SI)等值线平面图,显示了煤层透气性由东北向西南呈逐渐变差的趋势。     

延川南区块深部煤层气U型分段压裂水平井地质适用性研究

深部煤层渗透性普遍较差,直井压裂开发单井产量低效果不甚理想,而U型水平井分段压裂开发煤层气技术已取得很好的效果。该项技术试验前必须进行适合该井型的地质评价。以鄂尔多斯盆地东缘延川南区块为例,首先分析影响水平井压裂产能的地质因素,主要为单井控制资源量、储层渗透性和煤层气解吸难易程度,其中单井控制资源量受含气量和煤层厚度影响,渗透性与煤层埋深、构造及煤体结构等有关,碎裂煤发育区渗透性相对好。而后假定吸附性能不变的前提下,利用数值模拟方法分别模拟了不同渗透率、含气量和煤层厚度条件下水平井压裂的产气情况,模拟结果表明水平井压裂后累计产气量与渗透率、含气量、煤层厚度正相关。最后在经济效益评价的基础上,查明适合水平井压裂的地质条件:渗透率>0.25×10–3μm2,含气量>12.3m3/t,煤层厚度>2.9m。该地质适用性评价标准在现场得到广泛应用,并收到了良好的开发效益。      

煤层割理的形成机理及在煤层气勘探开发评价中的意义

在系统研究鄂尔多斯东缘晚古生代煤层割理的基础上，结合煤化作用和油气生成研究新成果，对煤层割理的形成机理进行了探讨。认为割理是煤化作用过程中，煤因生成水、烃及其它气体而产生收缩内应力和高孔隙流体压力，当其超过煤的力学强度时，致使煤发生张性破裂而形成。割理的原始走向受割理形成时期的古地应力场控制。进而指出中变质光亮煤和半亮煤中割理最发育，因此这些煤层分布区是煤层气勘探开发的优选靶区。     

晋城矿区(中区)煤储层渗透率影响因素及变化规律研究

在晋城矿区通过对采用注入/压降试井法获得的近40组煤储层参数进行渗透性与地质因素的相关性分析,进而探讨各相关因素对储层渗透率的影响规律,以此预测煤储层渗透率分布。结果表明,影响煤储层渗透率的关键因素是割理和宏观裂隙,现代地应力通过对割理和裂隙系统张开度的控制,间接地影响储层渗透率;储层压力、现代地应力和有效地应力是次要因素,渗透率与煤层厚度无关。晋城矿区中区3#煤层渗透率呈现出"南高北低、东高西低"以及"翼部高、轴部低"的特点,町店-大宁-潘庄围限的三角地带是煤储层渗透率较高的地区。     

中国煤田构造研究进展

新一轮全国煤炭资源潜力评价工作在煤田构造与构造控煤作用研究方面取得重大进展,整体深化了对中国煤田构造发育规律的认识。提出赋煤构造单元的概念,建立了赋煤构造单元区划层次结构,系统总结了各赋煤构造区构造单元的煤田构造特征。从煤系变形控制因素角度,揭示了中国煤田构造展布的分区分带特征,把中国煤田构造格局划分为两大构造区域、三大煤系变形带、五大一级赋煤构造单元。提出煤盆地构造类型划分方案,研究了主要聚煤期古构造格局及其对成煤盆地发育的控制作用,恢复了煤田构造演化历程。建立了控煤构造样式分类方案,强调构造变形和构造形态对煤系现今赋存状态的控制作用,使构造控煤有了明确的载体。     

淮北地区煤储层含气饱和度特征

在给出含气饱和度计算公式的基础上,详细阐述淮北地区煤储层含气饱和度在区域和层域上的展布特征。结合该地区的控气地质特点,说明煤储层含气饱和度的特征有利于该地区勘探目标区的优选。      

宜洛煤田深部勘探区构造控煤特征分析

根据宜洛煤田深部勘探区的地层、煤层及总体构造特征,分析了断层、褶皱等构造因素对主要可采煤层二1煤层赋存和分布的控制作用。研究认为煤层的分布规律受聚煤环境及后期构造活动的改造等综合作用的控制,李沟向斜及沙坡背斜控制煤层埋深,北西西向断层使南部煤层抬升遭受剥蚀,形成大面积无煤区,近南北向断层使煤层的连续性遭到破坏。构造控煤因素的研究为矿井建设开发布局、安全生产提供了地质依据。     

中国煤矿水害基本特征及其主要影响因素

分析了中国煤矿水害发生发展的基本规律,研究了中国煤矿水害的基本特征及其产生原因。较为系统地论述了我国煤矿水害防治技术存在的主要问题、技术难关以及生产企业对矿井水害防治技术的基本需求。重点分析了深部煤炭资源开发过程中高承压水底板突出机理及其防治技术和废弃矿井老空水突出机理与防治技术。提出了中国煤矿水害防治技术和矿井水文地质安全保障体系建设的发展趋势。      

琼东南盆地崖北凹陷崖城组煤系烃源岩发育环境及控制因素

依据沉积环境控制烃源岩发育理论,研究了琼东南盆地崖北凹陷崖城组煤系烃源岩的发育环境及主控因素,并建立了研究区崖城组煤系烃源岩的发育模式。崖城组煤系烃源岩主要形成于半咸水、还原-弱还原的扇三角洲平原河道间泥炭沼泽环境和半咸水、弱还原-弱氧化的潮坪潮上带-潮间带泥炭沼泽环境。沉积环境、古气候条件、相对海平面变化以及古构造控制煤系烃源岩的发育,其中沉积环境控制着煤系烃源岩中有机质类型、有机质丰度、显微组分及煤层的厚度,古气候条件提供了煤系烃源岩发育的物质基础,相对海平面变化影响着煤系烃源岩的展布及保存条件,古构造则是聚煤盆地形成、演化的主要控制因素。崖城组煤系烃源岩有两种发育模式,一是在扇三角洲平原河道间泥炭沼泽环境中水体的还原性起主导作用,二是在潮坪潮上带-潮间带泥炭沼泽中高生物生产率起主导作用。     

安徽省两淮煤田控煤构造样式研究

在系统总结安徽省煤田构造特征的基础上,运用构造控煤分析方法,提出煤田控煤构造样式,将其划分为六大类18种亚类,并重点讨论了两淮煤田控煤构造样式的成因及其与煤炭资源赋存之间的关系,从而查明了安徽省煤炭资源赋存的基本规律。结果表明：淮北煤田变形强烈,控煤构造样式以伸展控煤构造样式为主;淮南煤田受南北向挤压影响较大,控煤构造样式多以挤压控煤构造样式为特征,南北缘煤系改造变动频繁;在皖南煤田局部发育同沉积控煤构造。     

煤中显微裂隙的成因类型及其研究意义

分析、归纳了大量的扫描电子显微镜观测结果，以煤岩学、构造地质学研究为基础，依据煤中显微裂隙的形态，大小、排列组合等发育特征，将内生裂隙进一步划分为失水裂隙，缩聚裂隙、静压裂隙，将外生裂隙进一步划分为张性裂隙，压性裂隙，剪性裂隙，松弛裂隙，描述了各类隙的发育特征，探讨了裂隙的演化，识别和影响裂隙发育的因素，裂隙成因类型的研究，有助于判断不同裂隙对煤储层渗透率的贡献。     

煤岩孔隙度主控地质因素及对煤层气开发的影响

为系统分析煤岩孔隙度主控地质因素及对其煤层气开发的影响,统计分析了全国37个主要煤层气区块/矿区的压汞孔隙度等数据。利用相关趋势分析方法分煤级着重探讨煤级、煤体结构、镜质组、灰分等因素对煤岩孔隙度以及煤层气开发的影响。结果表明:Ro,max是储层物性评价的重要参数,低煤级区煤岩孔隙度对Ro,max的变化最为敏感,且孔隙度平均值随成熟度升高呈现出高-低-高-低的变化。低煤级区同一煤层气区块/矿区内部,孔隙度变化区间大于高煤级区同一煤层气区块/矿区内部孔隙度的变化区间。中低煤级区,复杂的煤体结构对煤储层物性具有破坏作用;高煤级区,复杂的煤体结构对物性有一定的改善作用。镜质组含量与孔隙度呈负相关关系,灰分产率与孔隙度无明显相关性,且在低煤级区镜质组含量和灰分产率与孔隙度均具有明显的负相关性,是孔隙度评价的重要参数;而在中高煤级区,二者对孔隙度的影响可以忽略。煤岩大中孔比例和储层平均渗透率随平均孔隙度的增高而增高,孔隙度大小尤其是孔隙度随煤级的变化规律对不同煤级区煤层气开发潜力评价具有重要指导意义。     

论同沉积、继承性控煤构造--禹州煤田虎头山断层

聚煤盆地内的同沉积断层,对煤系的厚度、岩相、含煤性等均具有明显的控制作用,而这种断层的聚煤期后继承活动,不仅使之成为地质自然边界,而且直接影响到矿区规划和煤炭生产。近期研究表明,禹州煤田虎头山断层是一个同沉积、继承性大型控煤构造,它在聚煤期就已活动,具聚煤期同沉积构造性质,主要证据有岩性、沉积厚度、聚煤作用、地层断距、断裂带近旁的不协调沉积现象以及趋势面分析结果等;聚煤期后该断层又发生了继承性活动,主要表现在基岩错断、地层缺失、对地貌及新生界沉积的控制和改造、断层旁侧次级构造发育、煤层露头遭受牵引、断裂破碎带特征等。虎头山断层这一重要特征的发现,对指导煤矿建井开采、深入探讨禹州煤田煤厚变化、地质构造乃至华北板块的构造演化,均具有重要的理论意义和实际价值。     

准噶尔含煤盆地构造演化与聚煤作用

准噶尔含煤盆地是新疆主要含煤盆地之一 ,从含煤盆地内各煤田的含煤地层特征 ,构造特征及煤层赋存特征着手 ,分析了盆地内的沉积环境 ,构造演化和聚煤作用 ,论述了两个主要聚煤期所形成的含煤建造的发生、发展过程 ,指出了两个含煤建造中聚煤中心和富煤带的位置