我国煤层甲烷碳同位素分布特征与瓦斯成因类型划分探讨

以170余组煤层甲烷碳同位素测定结果为依据,分析了我国煤层瓦斯的δ13C,值分布特征,探讨了瓦斯成因类型划分,研究结果显示：δ13C,值分布范围为～73．3％0—27．3‰,δ13C,值随煤的变质程度的增加总体增大,无烟煤阶段以后,δ13C。的变化趋于平稳,在-35‰上下波动;根据煤层甲烷碳同位素与煤级之间的变化关系,以煤的最大镜质体反射率作为指标,将我国煤层瓦斯成因分为次生生物成因气、混合成因气和热成因气三大类,并指出了我国部分煤矿区的瓦斯成因类型。     

鄂尔多斯盆地侏罗纪—白垩纪原始面貌与古地理演化

鄂尔多斯盆地位于华北地台西部。在详细分析地层接触关系、构造界面特征、地层发育特征和连续性、盆地沉积与周边构造的关系、物源区性质、沉积体系配置与相分布、古水流样式等各种要素的基础上,重建了鄂尔多斯盆地侏罗纪至白垩纪的原始面貌,并将其演化划分为4个阶段。其中,第一阶段（早侏罗世至中侏罗世早期）和第二阶段（中侏罗世Bathonian—Callovian期）沉积盆地的范围和沉积体系的配置关系大体类似,两者最为重要的区别是前者有聚煤作用发生,后者没有煤层发育,其原因是古气候变化造成的;第三阶段（晚侏罗世）盆地收缩至桌子山—石沟驿—六盘山一线东侧;第四阶段（早白垩世）盆地的范围有所扩大,但东界可能被限制于现今的吕梁山以西。     

煤层气采收率预测方法评述

综合评述了煤层气采收率预测方法。分别对类比法、解吸法、气含量降低估算法、等温吸附曲线法和气藏数值模拟法的原理、适用条件以及存在问题等进行了探讨,并对关键参数的确定方法进行了详细的介绍。文章指出:解吸法、气含量降低估算法和等温吸附曲线法虽然计算过程简单,但因其考虑因素少,确定的采收率可靠性差;类比法取决于研究者对研究区和类比区的研究程度以及自身的技术水平和经验;气藏数值模拟法确定的煤层气采收率比较准确,但适用的范围较窄,而且所需数据多,计算过程复杂。      

煤层气地质工程一体化平台的建设构想

基于国内煤层气井产量普遍较低,煤层气行业地质研究与工程脱节较严重的实际情况,迫切需要引入地质工程一体化思路,有助于形成科学的工程决策。提出煤层气地质工程一体化平台的理论构想,规划设计平台的业务架构与功能架构,集成Petrel地质建模、Compass钻完井设计、MFrac压裂设计、CBM-SIM储层数值模拟等各类专业软件工具,建立地质工程一体化共享数据库、产气贡献监测平台和智能排采远程控制平台,固化标准的地质工程一体化技术工作流程,并建立相应的专业知识库。通过平台的建设打通煤层气勘探开发上下游的专业壁垒,实现全流程数据与成果共享,打造集煤层气开发的地质评价、工程设计优化、数据共享于一体的服务平台。以煤储层三维地质模型为基础,开展地质及煤储层综合评价研究,对钻井、固井、压裂、排采等工程作业方案进行设计及动态优化,集成气井产气贡献监测和智能排采远程控制系统,实现煤层气地质工程一体化和项目全生命周期管理,同时可以减少重复工作量,提高煤层气勘探开发工程效率和气井产量,实现降本增效。      

南方下古生界页岩中有机质赋存状态及其成因

页岩有机质特征是页岩气勘探开发研究的重要内容之一。同时制取页岩的抛光面和自然断面,借助场发射扫描电镜,观测南方多省（市）下古生界页岩有机质的电子图像特征及其赋存状态。从大量样品的观测结果中归纳得出,在抛光面上有机质的赋存状态有条带状、散块状、填隙状、互裹状;在自然断面上有交互状、薄膜状、条带状。这些赋存状态反映出有机质与矿物质的成因关系有同生、胶结和分异。研究结果从微米级-纳米级尺度上为页岩气理论研究和勘探开发提供深层次的直观信息。      

我国主要含煤区煤体结构特征及与渗透性关系的研究

通过对我国主要含煤区的100多个煤层以及若干个钻孔煤心,进行宏观煤岩类型、煤体结构、煤裂隙以及与煤层渗透性等方面研究,结果表明a.我国煤体破坏程度由北向南、自西向东增强,从盆地中部向盆缘增强.我国中、西部和北部主要是原生结构煤,东部和南部以及盆缘构造煤发育.b.糜棱煤是地层构造变形强烈的产物,但构造变形强烈的地层不一定形成糜棱煤.c.碎裂煤的渗透率比原生结构煤高,碎粒煤和糜棱煤渗透率低.对于一个即有碎裂煤,又有碎粒煤和糜棱煤发育并交替出现的煤层,碎粒煤和糜棱煤在碎裂煤之间起着低渗透性的屏障作用,渗透性低的煤分层扼杀了渗透性高的煤分层,极大地降低了煤层渗透性.因此在有碎粒煤和糜棱煤发育的煤层,煤体结构对煤层渗透性的影响大于裂隙发育程度的影响,成为控制渗透性的首要因素.     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气成因机制

鄂尔多斯盆地东缘煤层气开发在过去近20年的时间,并没有取得实质性进展,确定气体成因和来源对煤层气勘探选区及开发具有指导意义.本文测试了37组煤层气碳同位素数据,讨论了鄂尔多斯盆地东缘煤层气成因,并从煤的热成熟度和盆地水动力条件方面讨论了煤层气成因的机制.结果表明,鄂尔多斯盆地东缘甲烷碳同位素分布在70.5‰～36.19‰,由北向南明显呈偏重趋势,边浅部为次生生物气与热成因混合气,而中深部为热成因气,这一现象的形成主要受控于盆地的煤阶展布规律和地下水动力场.首先,从全国煤的热成熟度与煤层甲烷成因关系得出,鄂尔多斯盆地东缘以中煤阶煤为主,镜质体反射率Rmax分布在0.5%～2.0%,如果具备适当的水动力条件可形成次生生物气与热成因气混合的煤层气藏;与此同时,鄂尔多斯盆地东缘边浅部煤层埋藏浅,露头发育,大气降水及其他地表水携带细菌补给煤层,使煤中有机化合物发生新陈代谢生成甲烷和二氧化碳,在存在圈闭机制的区域,如柳林和韩城,现今含气量比较高.     

晋城成庄煤层气探明储量估算及经济评价

在划定储量计算单元的基础上,采用体积法对晋城成庄区块3号、9号、15号煤层的煤层气探明储量进行了估算,结果为66.36×108 m3,显示成庄区块属于浅—中层、低产、中丰度的中型气田。为论证成庄区块煤层气开发的经济性,编制了煤层气储量经济评价程序,设计出煤层气开发方案,并进行了经济评估。结果表明:设计煤层气开发区动用储量为21.19×108 m3,其中,经济可采储量为15.75×108 m3,剩余储量为5.44×108 m3;经评价各项经济指标良好,财务内部收益率为22.2%,高于天然气行业基准收益率,盈亏平衡点低,动态投资回收期7.82 a (低于8 a),地面煤层气开发经济可行。      

中国煤田地质学的现状与发展战略

在简略分析中国煤田地质学的历史、现状与发展前景的基础上,指出了面临的机遇和挑战;同时,提出了相应的对策和未来5～20年的重大研究领域:①我国东部大型老矿区深层煤矿床与资源开发潜力;②新疆煤炭资源的区划单元与综合评价;③煤层气成藏动力学和有利区块优选以及煤矿区煤层气与煤的一体化协同开发;④洁净煤、液化煤地质以及煤炭开发利用中的环境、健康效应。     

西部煤炭资源开发中“优质煤”概念及利用问题的思考

随着全球性环境保护意识的增强,煤炭工业可持续发展的战略集中在安全开采优质能源、发展洁净煤技术上。为此,寻找品质优良的煤炭资源,提出“优质煤”概念、研究其赋存地质条件、煤质特性、利用途径是能源革命的必然趋势,也是今后我国煤炭工业的生态学发展方向。