沁水盆地煤层割理的充填特征及形成过程

煤层作为煤层气的源岩和储集层,与常规天然气储层不同在于煤储层是一种双孔隙岩层,由基质孔隙和裂隙组成,且有自身独特的割理系统,基质孔隙和割理的大小、形态、孔隙度和连通性等决定了煤层气的储集、运移和产出,其中以割理系统对煤层气的产出最为重要。本文以沁水煤田为例,对煤层割理、割理填充物类型、充填方式、自生矿物形成时代进行了研究,总结了填充物形成的先后顺序,并根据填充物的形成时代、煤层埋藏史等提出了割理形成的3种机制：埋藏增压机制;岩浆诱发机制;抬升卸压机制。     

煤层割理及其在煤层气勘探开发中的意义

对华北一些煤层割理的宏观儿微观特征如类型、充填特征、在煤层中的分布等进行了系统研究，在此基础上探讨了割理在煤层气勘探开发中的意义。     

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。     

中国煤储层渗透率主控因素和煤层气开发对策

我国煤储层渗透率比美国煤储层渗透率低1~2个数量级,低渗透率是制约我国煤层气勘探开发的主要因素之一,本文系统分析了我国煤储层渗透率的主控因素。研究表明,煤储层的渗透率主要受煤体结构、宏观裂隙以及割理/裂隙系统充填状况和现今地应力等因素的控制,适度构造变形产生的碎裂煤中因宏观裂隙发育导致其渗透率高于原生结构煤的渗透率,但强烈构造变形形成的碎粒煤和糜棱煤则使渗透率降低;割理/裂隙系统矿物充填和高应力不利于渗透率保存。在不同地区,控制煤储层渗透率的关键因素不同,针对性对策是煤层气开发的关键:针对复杂煤体结构,在压裂井层优选时要在煤体结构测井解释的基础上考虑避开糜棱煤;针对我国华北地区石炭—二叠系煤层割理/裂隙普遍以方解石充填为主的煤储层低渗透成因,建议探索和开发酸化压裂一体化储层增透技术;针对高应力和地应力类型在垂向上的转换,在压前搞清应力强度和类型的基础上,控制水力压裂隙高度以避免沟通煤层围岩含水层;针对煤储层的应力敏感性和高应力状态,建议采用逐级降压制度,以提高单井的累计产气量。     

沁水盆地煤与煤层气地质条件

沁水盆地位于山西省东南部,含煤面积29 500km^2,煤炭储量5 100亿t,为特大型含煤盆地。通过分析沁水盆地煤层埋深、厚度、构造特征、顶底板岩性及煤储层特征,认为该区主要煤层含气量高,煤层割理、裂隙发育,煤变质程度高,煤层厚度大、埋深适度,构造简单,煤层气资源量大,产出条件优良,是我国煤层气勘探开发最有利的地区之一。     

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。     

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。      

煤层割理在煤层气开发中的试验研究

根据煤层割理渗透率的各向异性,采用垂直面割理和平行面割理两个方向布置钻孔抽放煤层气。测定研究表明:垂直面割理方向钻孔初始瓦斯抽放百米流量是平行面割理方向钻孔的1.2倍,衰减系数比平行面割理方向钻孔减少了53.7%。垂直面割理方向钻孔的抽放量在任何相应时期都大于平行面割理方向钻孔的抽放量。从而得出:垂直面割理方向钻孔抽放效果明显优于平行面割理方向钻孔,为探索提高煤层气抽放量找到了一条途径。      

煤岩结构与煤体裂隙分布特征的研究

通过对河东煤田太原组8#煤层的19个煤样进行煤岩结构划分、裂隙微观分形特征和裂隙密度测量,研究了煤岩结构与裂隙分布特征的关系。结果表明:不同煤岩类型条带中,裂隙密度具有较大的差异,镜亮煤条带是裂隙分布的主要部位;镜煤条带中裂隙的密度和分维数与条带厚度、相邻条带煤岩类型有关;全煤样裂隙密度和裂隙分维数与煤岩结构类型有密切关系。煤岩结构的研究在预测煤层的渗透性方面有重要意义。      

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。     

铁法盆地煤变质作用及煤层气生成特征

对铁法盆地的地质背景、煤系上覆地层和埋藏史、岩浆活动、煤体结构、煤阶分布、煤变质特征等进行了综合分析,认为铁法盆地的煤变质以浅成岩浆热变质作用为主;煤层热解气生成的时间、条件和方式受煤变质过程控制;煤变质与煤层气是同一地质环境下一个事物的两个方面。      

浦溪井田地质构造与煤层赋存规律

详细阐述了浦溪井田地质构造特征与煤层赋存规律,特别是厚煤带的空间展布形式,为矿井生产提供了依据。      

绿水洞煤矿煤层(成)气赋存与地质条件的关系

依据绿水洞矿井地质构造和煤层构造变形特征,对该矿煤层(成)气赋存运移规律进行了系统的分析,就该矿生产中煤层(成)气涌出及可能产生的动力现象进行了地质评价,认为在矿井深部仍存在沿岩层裂隙和溶洞发生煤层(成)气涌出的可能,田湾向斜东翼为全井田煤层(成)气突出危险程度最高的区域。      

滇东—黔西地区煤层气构造特征

煤层气在成煤过程中生成,并主要以煤层为储层的非常规天然气,通常甲烷组分占绝大部分,故亦称为煤层甲烷。甲烷以分子吸附状态,赋存于煤基质的巨大内表面上。滇东－黔西地区煤层气资源丰富,开发煤层气资源,为该区的经济腾飞将起到极大的推动作用。煤层气的勘探开发,须要研究形成煤层气的聚煤盆地的地质构造。地壳地质和深部构造是一个统一的整体。通过该区重力、磁力异常、ＴＭ遥感影像、古今地应力场研究,滇东－黔西地区,莫     

湘赣地区龙潭煤系的成煤背景与煤层气

湘赣地区龙潭煤系是华南重要的含煤地层之一,煤层气资源丰富,是浅层煤层气开发利用的理想场所。本文分析了湘赣地区龙潭煤系的成煤古地理条件及大地构造环境,在此基础上讨论了龙潭煤系的原始生气能力、储集层及围岩的储气能力,并讨论了印支运动和燕山运动对煤层气富集、分布的影响。     

柳林煤层气勘探开发试验区水文地质研究

柳林煤层气试验区区域水文地质条件简单,围岩含水层是煤层水的主要来源,4、8号煤层可动水含水饱和度为39%,裂隙及割理是重力水赋存的储集空间和运移通道。8号煤层的含水性、水活跃程度和产水量强于4、5号煤层。采用斯蒂夫离子图解划分采出水的煤层属性和煤层合采时的主产水层,煤层水属正常-略超压状态。水力坡度较陡的区域是部署开发井的有利地带。      

新集地区及外围煤层气构造-热演化模拟研究

采用数值模拟的手段,反演了新集地区所在坳陷的沉积史和热演化过程,并研究它们与煤层气的关系。由此得出:新集地区煤系上覆厚度应在2600m左右,但到白垩纪末已被剥蚀殆尽;中生代以来共发生了三次热事件(240～220Ma、160～120Ma、80～60Ma),其中240～220Ma和160～120Ma的热事件对本区煤化作用和煤生气影响最大,奠定了本区煤层气的生储格局;然而长达160Ma的盖层剥蚀导致了本区热成因煤层气的大量逸散。     

煤层气藏的封闭及其研究意义——华北石炭—二叠系煤层气藏封闭特征浅析

煤层气是一种以吸附气为主的天然气,其保存与散失的矛盾仍十分突出．毛细封闭、质量浓度差封闭和压力封闭是煤层气藏封闭的主要表现形式．根据这３种不同封闭机理对煤层气藏的作用特点的不同,可以分为以压力封闭和围岩中毛细封闭为主的他封闭型,以毛细封闭和质量浓度差封闭为主的自封闭型,以及３种封闭共同作用的混合封闭型．自封闭型煤层气藏的封闭特征主要取决于煤储层自身的孔裂隙系统发育特征,其含气量通常较高．而他封闭型煤层气藏的含气饱和度受下列因素的制约：（１）连续沉积的围岩岩性及其厚度;（２）相邻煤层气藏中煤层气（或烃）质量浓度的高低;（３）构造条件是否简单稳定;（４）水文地质条件是否稳定;（５）区域不整合界面与煤层气藏之间的垂直距离及其连通状况．煤层气藏的外部封闭按规模可分为３级：第１级封闭是煤系围岩对煤系内若干煤层气藏的封闭;第２级封闭是煤系内其他岩系对某一煤层气藏及其顶底板构成的封闭;第３级封闭是顶底板围岩对某一特定煤层气藏的封闭．煤层气藏封闭条件的优劣是决定煤层气藏保存与高产的关键因素之一,而水文地质条件是影响煤层气藏封闭的关键．认识华北不同地质条件下各煤层气藏封闭特征的差异、寻找封闭条件良好的煤层气藏是今后煤层气勘探     

淮南煤田的构造热演化特征与煤层气资源的初步研究

本文应用磷灰石裂变迹法研究淮南煤田的构造热演化特征,探讨其煤层气资源潜力。结果表明：研究区自晚古生代以来,至少发生过三次明显的构造热事件,分别在240,140和80Ma左右;古地温梯度比现地温梯度低,估计本区整个剥蚀厚度大于2000m。从该区的构造热演化特征可以得出以下初步结论: 该区煤化作用主要发生在240－140Ma之间,即中生代以来的第一、二次构造事件使晚古生代煤逐渐变质为气煤级,少部分达肥煤级。煤层主要气量不是太高,白垩纪晚期的构造热运动导致热成因煤层气逸失,构造发育的地区逸失较多,煤层气资源潜力可能不大;构造发育的地区逸夫较少,可能是煤层气开发较为有利的地区。