沁水盆地南部TS地区煤层气储层测井评价方法

煤层气是一种自生自储于煤岩地层的非常规天然气资源,其储层测井评价内容及方法不同于常规天然气,在煤层气勘探开发过程中更关注于有关煤岩工业分析组分、基质孔隙度、裂缝渗透率及煤层含气量等一系列关键的储层参数。针对沁水盆地南部TS地区煤层气勘探目标层,分析了各种测井响应特征,采用回归分析法计算煤岩工业分析组分;针对煤层气含量影响因素众多且较为复杂的特点,结合相关地区煤岩样品实验分析结果,利用基于等温吸附实验的兰氏煤阶方程估算煤层含气量参数;通过煤岩孔隙结构的分析,采用变骨架密度的密度孔隙度计算公式求取煤岩总孔隙度,利用迭代逼近算法计算裂缝孔隙度;根据煤岩裂缝中面割理发育而端割理不甚发育的特点,以简化的单组系板状裂缝模型计算煤岩裂缝渗透率。通过对TS-A井进行实际计算,结果表明,煤岩工业分析组分和煤层含气量计算结果精度高,总孔隙度一般在5.5%左右,而裂缝孔隙度则大多小于0.5%,裂缝渗透率主要分布在0.001×10-3～10×10-3μm2之间,孔渗参数计算结果与相邻井区现有资料相符。采用测井方法可以快速、系统地对煤层气储层多种参数进行准确评价。     

煤层气富集高产的主控因素

对煤岩的生储气能力、煤储层渗透率、煤层气保存条件等影响煤层气高产富集的主控因素进行了分析。煤岩组分和煤变质程度是影响煤层生储气能力的主控因素。煤层的储气能力与温度、压力、灰分及水分含量等亦有关。煤层的渗透率取决于煤层本身的裂隙系统,而裂隙的发育程度又与煤变质程度及构造活动的强弱相关。煤层气的保存则取决于顶底板的封盖能力、构造活动、水动力环境等条件。煤层气成藏条件是煤层气基础地质研究中的核心问题,应加强研究。     

通化盆地三棵榆树断陷下白垩统鹰嘴砬子组储层特征

以钻井取芯和露头资料为基础,结合铸体薄片、扫描电镜、压汞和核磁等多种测试手段,对三棵榆树断陷下白垩统鹰嘴砬子组储层特征开展了系统研究。结果表明:三棵榆树断陷鹰嘴砬子组为火山堰塞湖环境,火山碎屑沉积岩和火山熔岩储层共存,主要储集空间类型为原生残余孔隙、次生溶蚀孔隙和裂缝,孔隙度为4%～10%、渗透率0.2×10-3μm2、喉道半径为0.03～0.33μm,储层非均质性较强,沉积微相类型、岩性、成岩作用和裂缝发育程度对储层物性具有显著影响。     

藏北羌塘盆地羌资2井中侏罗统布曲组碳酸盐岩岩石学及储集物性特征

本文讨论了羌塘盆地羌资2井中侏罗统布曲组碳酸盐岩岩石学及储集物性特征。碳酸盐岩主要有亮晶鲕粒灰岩、白云岩、泥晶灰岩, 以及他们之间的过渡类型; 储集空间主要有孔隙与裂缝两种类型, 表现为孔隙—裂缝组合。孔隙可分为粒间溶孔、粒内溶孔、晶间孔、晶间溶孔、沿缝合线等分布的溶孔; 裂缝可 分为构造缝、构造—溶解缝、压溶缝和溶蚀缝。亮晶鲕粒灰岩孔隙度平均值1.084%, 渗透率平均值0.0319× 10-3 mm2; 白云岩孔隙度平均值1.77%, 渗透率平均值0.1591×10-3 mm2; 储集物性特征均为低孔低渗、高排替压力、微-细喉道、分选中等-不好的负偏态细歪度特征。泥晶灰岩和过渡类型灰岩的储集物性特征与亮晶鲕粒灰岩和白云岩相似。最后, 讨论了成岩作用对碳酸盐岩储集物性的影响, 并认为成岩作用对储集物性的不利影响明显大于有利影响。     

微米级X射线断层成像技术对四川元坝地区页岩微裂缝的定量表征

页岩中微裂缝的定量研究有利于认识储层类型与页岩气勘探潜力评价。微米级X射线断层成像(微米CT)技术是观测微裂缝最为直观的方法。本文以四川盆地元坝地区大安寨段页岩为研究对象,通过微米CT二维图像上微裂缝的识别与统计,定量计算了页岩样品的微裂缝孔隙度,并结合氦气法获得的页岩样品的总孔隙度,定量评价了微裂缝在页岩总孔隙空间的比例。结果表明:页岩中微裂缝主要为构造微裂缝,缝宽主要在0～12μm,三维空间内呈层状展布;页岩的氦气孔隙度为2.24%～4.60%(平均3.48%),其中微裂缝孔隙度为0.25%～1.06%(平均0.82%),在总孔隙空间中占比平均23.28%。与四川盆地焦石坝地区海相龙马溪组页岩(微裂缝孔隙度平均0.3%～1.3%,占总孔隙空间的6.1%～22.4%)中微裂缝的发育程度相当。元坝地区大安寨段页岩为孔隙型储层,发育丰富的纳米级基质孔隙,有利于页岩气的富集;同时微裂缝发育,可以沟通众多孤立的基质孔隙,有利于页岩气的高产。元坝地区大安寨段页岩为孔隙型储层同时微裂缝发育,表明具有页岩气高产稳产的孔隙条件和良好勘探潜力。     

致密砾岩储层微观裂缝特征及对储层的贡献

根据微观薄片分析,结合岩芯资料、地表露头以及实验分析,对川西前陆盆地北部九龙山地区致密砾岩储层微观裂缝的成因类型与特征、形成序列、有效裂缝的控制因素以及微观裂缝对储层的贡献进行了探讨。研究结果表明,珍珠冲组致密砾岩储层微观裂缝可以分为穿砾缝、砾缘缝和砾内缝3种类型。微观裂缝以构造成因为主,还有成岩成因微裂缝和原生微裂缝。微观裂缝的充填程度较弱,绝大多数微观裂缝都属于有效裂缝。微观裂缝的有效性主要受裂缝的形成时间、后期溶蚀作用以及异常高压流体等因素的影响。微观裂缝的平均开度为11.0μm,平均面密度为0.85 cm/cm2,反映研究区微观裂缝十分发育。微观裂缝的平均孔隙度为0.78%,占储层总孔隙度的22.9%,平均渗透率为3.18 m D,说明微观裂缝是该区致密砾岩储层重要的储集空间。     

神府解家堡区上古生界致密砂岩储层特征及主控因素

神府解家堡区构造上位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带,上古生界自下而上发育本1段、太2段、山2段和千5段等多套致密砂岩储集层.储层岩石类型以石英砂岩、岩屑石英砂岩、长石石英砂岩、岩屑砂岩和长石岩屑砂岩为主,自下而上储层石英含量呈递减、岩屑和长石含量呈递增趋势.储集空间类型以粒间溶孔、粒内溶孔、晶间孔和微裂缝为主,储层最大孔隙半径总体偏小,孔隙中值半径较小,排驱压力中等,储层孔隙以小孔—微孔为主.本溪组海相障壁—潮坪沉积、太原组浅水三角洲沉积、山西组三角洲沉积和石千峰组陆相辫状河沉积演化序列下,岩石成分成熟度和结构成熟度自下而上降低,储层空间展布呈层多而薄、砂—泥—煤岩交互特征.成岩作用类型以压实、胶结、溶蚀作用为主,局部发育高岭石化和微裂缝.以沉积相带、岩石类型和成岩作用类型作为3个控制端元,以孔隙度和渗透率为标准,上古生界致密砂岩储层可划分为4个大类和10个亚类,优势相和强溶蚀、弱胶结作用下的Ⅰ类储层孔隙度大于8%,渗透率大于0.5 mD,是最优质储层.     

煤岩演化程度对煤储层孔裂隙结构的控制作用

为研究煤岩演化程度对孔裂隙结构发育的影响,运用压汞、低温氮吸附/解吸、镜质组反射率测试和SEM、荧光显微观察等手段,分析煤岩变质程度对孔隙度、BET比表面积、BJH总孔体积、裂隙结构和密度等的影响。结果表明:随变质程度升高,煤岩孔隙度呈先增大后减小再略微增大的波动变化特征;微孔占比随煤岩镜质组反射率升高呈“U”形变化特征,小孔占比变化与之相反;煤岩BET比表面积和BJH总孔体积均随煤级升高呈“U”形变化特征;中高变质程度煤岩中B、C、D型裂隙密度随煤级的升高都呈“U”形变化,并在R_o,m=1.1%左右出现最小值,裂隙密度下降阶段中D型裂隙密度降低最快。结合镜质组反射率分析发现,煤岩孔(裂)隙的发育与煤岩演化的4次跃变有着密切关系。     

华北石炭—二叠系煤的孔渗特征及主控因素

煤的低孔、低渗问题已经成为制约我国煤层气勘探和开发的关键问题之一。选取华北河东、渭北、阳泉、晋城、大同和两淮等6个煤田,通过煤岩学特征测试、微裂隙分析和低温氮孔隙结构分析,对该区煤的孔渗发育特征及其控制机理进行了系统研究。华北地区煤的孔隙度在2%～10%之间,孔隙度的大小主要受3次煤化作用跃变所控制,在Ro,r约为1.2%附近达到最小值。矿物充填作用在一定程度上降低了煤的孔隙度。华北地区煤的渗透率一般都在5×10-3μm2以下,渗透率与孔隙度呈显著的幂指数关系。无烟煤以微孔为主,孔隙度都在6%以下,渗透率的大小主要取决于裂隙的发育程度;而中低煤级煤的渗透率不仅受裂隙影响,也受煤中各级孔隙发育的影响较大。     

煤层气储层特征分析与孔渗参数测井评价 ——以沁水盆地南部3#煤层为例

本文以沁水盆地南部樊庄区块下二叠统山西组的3#煤层为研究对象,基于区域地质背景和储层特征的分析,综合利用测井数据、实验测试资料、常规显微镜观测以及扫描电镜观测等,尝试建立适合于本区实际情况的孔隙度、渗透率模型.研究认为,本区煤岩真实密度值变化范围大,网状裂隙发育.本文采用变煤岩骨架密度值法计算煤岩总孔隙度,以裂缝立方体模型迭代法计算煤岩裂缝孔隙度,进而求算裂缝渗透率.解释模型经研究区实际煤储层测井资料的处理解释之验证,达到了较高的精度.     

煤层气储层孔渗性评价研究

通过分析研究大量的辽河东部凹陷煤储层测井曲线可知,煤层气储层具有低体积密度、高声波时差、高补偿中子值、低自然伽马值、高电阻率值等特征;煤层孔隙度主要受煤的变质程度、埋藏深度、煤层厚度及显微组份等因素的控制。结合前人工作,给出了计算孔隙度和渗透率的方法。利用F-S方法,结合经验公式及达西定律推导得出的理论公式,对一些井进行了处理,得到了煤层处理剖面图。从剖面图上可看出,该区煤层的孔隙度和渗透率都很低,处理的孔隙度结果与测试结果基本吻合;另外,5号井煤层井段的单相注入压降测试结果表明其计算的渗透率也比较准确。     

华北地台东部石炭系—二叠系优质煤储层形成分布控制因素

优质煤储层在此指厚度大、分布广、储集物性好的煤层。沉积相对优质煤储层的形成和分布有重要控制作用。通过浅海和泻湖淤积填平发育起来的潮坪环境和三角洲环境是最有利的优质煤储层形成环境,煤储层厚度大、分布广。沉积环境对煤储层中的灰分含量和镜质组含量有重要影响,而灰分含量和镜质组含量又直接影响煤储层的储集物性。灰分充填了煤储层中的孔隙,其含量越高,储集物性越差;镜质组有利于割理的形成,其含量越高,储集物性越好。由于在灰分含量、煤岩显微组分等方面的差异,潮坪环境沉积的煤储层的储集物性优于三角洲的煤储层,下三角洲平原沉积的煤储层优于上三角洲平原沉积的煤储层。海平面变化对优质煤储层的形成和分布也有重要控制作用。高位体系煤储层富集,单层厚度大,横向分布相当稳定,尤其是高位体系域晚期,是形成优质煤储层最有利的层位。而水进体系域煤储层稀少,单层厚度小,横向分布不稳定,不利于优质煤储层形成。     

焦坪矿区下石节煤矿JPC-01井煤储层基本参数分析

通过对焦坪矿区下石节煤矿JPC-01井煤储层基本参数进行分析,认为本区为地温正常区欠压储层,煤层吸附能力为低～中等,含气饱和度偏低,煤层处于欠饱和状态,含气量较小;由于煤体结构主体为原生结构煤,渗透性相对较好。虽然煤的变质程度较低（不粘煤）,但矿区构造简单,主要煤层厚度大,排水采气地面抽采试验显示,该井创造了我国在侏罗纪低煤级低含气量煤层中日产气超过1 000m3的记录,煤层气资源潜力较大。建议进一步开展煤层气地面抽采试验工作,为矿区瓦斯治理,探索地面瓦斯预抽采开辟新的途径。     

沁水盆地南部高煤级煤储层孔隙分形特征

以沁水盆地南部的20个高煤级煤样品的压汞实验和煤岩煤质分析的结果为依据,探讨了孔隙分形维数的计算方法,分析了盆地南部地区高煤级煤孔隙分形特征。研究表明,高煤级煤孔隙分形无标度区为50nm~100μm,孔隙分维数在2.94~3.21,孔隙分维数与煤变质程度、孔隙度、大孔含量、体积中值孔径呈负相关关系,与中孔含量、吸附孔含量、退汞效率、灰分产率呈正相关关系,而固定碳含量、镜质组质量分数、挥发份产率、兰氏体积则以孔隙分维数3.05为拐点呈双U形或倒双U形变化。孔隙分维数可以作为反映高煤级煤储层吸附能力和解吸能力的一个重要参数,并依据孔隙分维数划分出该区富气易解吸区、富气难解吸区及含气解吸区。     

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。     

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。     

河北武安云驾岭煤矿2~#煤层瓦斯赋存主控地质因素分析

基于云驾岭煤矿瓦斯涌出量异常变化的现象,收集地质勘查及煤矿生产期间揭露的地质构造及瓦斯信息,运用瓦斯地质理论,从煤层瓦斯生成、运移、储存的角度,研究岩浆岩侵入、煤层埋深和断层等地质因素对2号煤层煤质、生烃能力、煤层渗透性、瓦斯含量等参数以及煤层瓦斯赋存的影响。研究结果表明岩浆侵入提高了2号煤层的变质程度、瓦斯储集能力和渗透性,促进了煤层二次生烃,同时岩浆热液产生的高温高压作用使煤层瓦斯大量逸散;岩浆侵入对煤层瓦斯的生成、运移和储存均产生了影响,是煤层瓦斯赋存的主要控制因素,断层特征及分布影响了瓦斯的储存和运移,煤层埋深影响了瓦斯的储存,断层和煤层埋深是煤层瓦斯赋存的一般影响因素。     

沁水盆地南部煤中矿物赋存特征及其对煤储层物性的影响

煤中矿物可以影响煤储层物性,进而影响煤层气的开发。运用光学显微镜和扫描电镜研究沁水盆地南部煤中矿物的种类、含量和赋存特征。基于煤储层的平衡水等温吸附实验和压汞实验,研究了沁南地区煤中矿物对煤储层吸附性能和孔渗性能的影响。结果表明,柿庄北区块3号和15号煤平均矿物含量分别为10.68%和12.81%,且15号煤硫化物含量较高。扫描电镜下可观察到充填煤储层胞腔孔、粒间孔隙和微裂隙的方解石、黄铁矿、高岭石和石英。孔隙度和渗透率以及兰氏体积和煤中大中孔比例均随灰分产率的增加而减小,表明煤中矿物的存在会降低煤储层的吸附性能和孔渗性能,煤储层中矿物充填主要影响煤的大中孔和裂隙,影响煤层气在割理和裂隙中的渗流,导致孔隙度和渗透率下降,而少量粘土矿物充填微孔可导致煤的吸附性能下降。     

平顶山矿区原生结构煤和构造煤孔渗实验对比

为了研究构造煤孔渗变化特性, 利用平顶山矿区原生结构煤和构造煤, 进行了不同围压、温度、湿度和煤体结构类型等条件下孔隙度及渗透率的实验测定, 对煤层孔渗特性在不同条件下的变化趋势进行了分析.结果表明: 围压、温度、湿度和煤体结构类型4种因素对煤的孔隙度和渗透率均有较大影响, 当温度和围压同时作用时, 围压的作用效果大于温度的作用效果.并用Origin软件对部分实验数据进行了数据拟合, 得出原生结构煤和构造煤的渗透率-孔隙度函数关系.      

大巴山北缘鲁家坪组变质作用及其对页岩气储层的影响

大巴山北缘下寒武统鲁家坪组具有较好的页岩气发育物质基础，钻探显示了一定的页岩气资源潜力，但页岩含气性非均质性较强。针对鲁家坪组页岩气差异富集问题，以地质调查、钻探、实验测试等资料为基础，深入分析了鲁家坪组变质作用特征及其对页岩储集空间结构的影响。研究揭示，大巴山北缘在强烈的构造活动作用下，普遍发生了区域动力变质作用和区域动力热流变质作用。区域上差异构造作用决定了鲁家坪组页岩变质程度的差异性，部分地区只发生了极低级的动力变质作用；在受到岩浆侵入作用影响的范围(距侵入带约0. 3~1. 5km)，主要表现为区域动力热流变质作用，并伴有不同程度的混合岩化，变质程度相对较高。大巴山北缘鲁家坪组储集物性表现为低孔低渗的特征，区域动力热流变质作用导致鲁家坪组物性明显变差，孔隙结构更加细小致密；动力变质并没有对鲁家坪组储集性能造成明显影响，但在动力变质程度较高的区域，往往构造挤压变形强烈、断裂发育、地层破碎，页岩气保存条件破坏严重。因此，针对大巴山北缘鲁家坪组页岩气勘探，需寻找局部动力变质程度较低的构造稳定区。