页岩气储集特征及赋存量实验研究

基于页岩无机孔隙和有机孔隙润湿性和孔径的差异,考虑甲烷、氦气、水在页岩无机孔隙和有机孔隙中储集位置的不同,通过3种流体饱和实验建立了储层温度和压力条件下页岩气藏各赋存状态气体体积的实验测量和计算方法,得到页岩的无机孔隙度和有机孔隙度,并分析了页岩气储层含气量的影响因素。研究表明：对于所选岩样,无机孔隙和有机孔隙分别占总孔隙体积的65%和35%,无机孔隙中的游离气、有机孔隙中的游离气和吸附气分别平均占总含气量的51%、22%和27%;川南下志留统龙马溪组页岩具有较高的热演化程度,随总有机碳含量的增加,纳米级有机孔隙大量发育,为甲烷提供了吸附空间。明确了总有机碳含量主要影响吸附气含量,指出在页岩气资源量评价、产能预测和后期开发过程中,需要考虑有机质及其内部吸附气的影响。     

煤中游离气含量估算方法及应用

为了探讨不同煤级煤储层中游离气含量分布特征,本文基于游离气主要存在于煤孔隙中的认识,优化了游离气含量估算方法,并利用全国典型含煤地区包含从褐煤到无烟煤的42组不同煤级煤的煤层气参数测试数据,采用优化的游离气含量估算方法计算了不同煤样的游离气含量,并与解吸气含量结果进行了比较。结果表明：煤中游离气含量所占总气含量的比例随镜质体平均最大反射率增高呈减小趋势,在褐煤到无烟煤三号阶段的所占比例分布在2.13%~33.25%;游离气含量和解吸气含量与镜质体平均最大反射率关系均呈\     

全国褐煤主要分布区煤层气资源量预测

由于我国尚未开展褐煤分布区的煤层气资源及开发潜力评价,为了完善我国煤层气资源量预测成果,运用体积法计算了我国褐煤主要分布区的煤层气原地资源量,计算结果为13 954.65×10⁸m³;运用损失分析方法计算了其技术可采资源量,结合“全国煤层气资源评价”成果,可完整地预测出我国陆上煤田埋深2 000 m以浅的煤层气原地资源量(G_IP)为32.86×10¹²m³。     

煤层气含量测试中的有关问题

为完善煤层气含量测试技术,笔者以美国GRI气含量测试指南为基础,根据我国煤层气勘探开发中诸多试验井的解吸试验结果,分析了测试环节的最佳实施尺度,探讨了各测试参数间的关系,对煤层气含量测试技术提出了新的认识。      

随钻判断煤层气方法探讨

结合石油录井技术，阐述了利用岩性组合特征及气测异常预测煤层位置、利用工程参数卡准煤层位置的技术方法。在此基础上探讨了运用常规技术进行地质导向方法和现场计算煤层气量方法。文中还介绍了现场钻遇煤岩的基本特征和现场判断煤层气气层厚度的方法。     

煤层气含量现场数理预测方法

在煤层气勘探时,快速准确地获取气含量非常重要,但现行的测定方法难以满足此要求。根据已有的气含量测试数据,运用数理统计分析、建立预测模型,实现了在测试现场短时间内预测煤层气含量。通过对沁水盆地南部3个区块12口井煤层气含量现场数理预测,其结果经对比检验平均误差为11.42%,证明该预测方法有效、可行,可以现场指导地面煤层气勘探开发或矿井下瓦斯抽采。     

基于地质多元统计分析的煤层气含量建模方法——以沁水盆地南部某区块3号煤层为例

煤层的气含量是煤层气评价选区中的重要指标,同时也是进行煤层气储量计算的重要参数。通过剖析三维地质建模原理和煤层气含量的制约因素,并以山西沁水盆地南部煤层气开发示范区为例,使用地质多元统计分析方法,建立了煤层气含量的预测模型。通过与气含量的实验数据对比表明,该方法的预测精度较高,误差均在10%以内,其中多元线性回归法的误差为4.50%,效果最好,具有实际意义。实例分析表明,选取适当的气含量制约因素,利用多元统计分析方法建立煤层气含量预测模型,对煤层气三维地质建模乃至煤层气开发都具有指导作用。     

页岩气容积法储量计算方法及实例应用

页岩气作为一种重要的非常规天然气资源,近年来受到越来越多的关注,页岩气的成因机理、赋存相态、分布特征等与常规天然气有着明显的区别,其特殊的气体蕴藏方式导致储量计算方法也有别于常规气藏。探讨页岩气藏的特殊性,其主要表现在气体具有双重赋存状态和成藏机理具有混合性等,在此基础上提出了在页岩气藏勘探开发初期计算地质储量的一种有效方法:容积法。页岩气特殊的蕴藏方式有游离气和吸附气两种,游离气储量按照常规天然气的方法来计算,吸附气储量则参考目前已有的相对成熟的煤层气地质储量计算方法。该计算方法在北美页岩气资产地质储量估算中得到成功应用。     

鸡西盆地煤层气控气地质特征及有利区分布

为评价煤层气资源开发潜力,对鸡西盆地煤岩的煤质、显微组分、显微裂隙、等温吸附及压汞孔隙结构进行了分析测试,结合钻井资料、瓦斯解吸、瓦斯涌出量及煤与瓦斯突出的资料,研究了该区的煤储层地质及储层物性特征,并分析了煤层气资源的控气地质控制因素--构造、水文及顶底板封盖性。平麻逆冲断裂带及其附近的挤压揉皱构造有利于煤层气赋存,敦密断裂为导气断裂,不利于煤层气富集。水文控气主要分为3类：水力运移逸散控气作用、水力封闭控气作用及水力封堵控气作用,其对煤层气的富集控制作用迥异。顶盖板封盖性研究表明,穆棱组上部巨厚泥岩对煤层气有着良好的封闭性。基于GIS的多层次模糊数学评价方法计算了鸡西盆地城子河组的煤层气资源量,预测了煤层气有利区分布。结果表明, 鸡西盆地城子河组的煤层气资源总量为1 334.52×10⁸ m³,平均资源丰度为0.42×10⁸ m³/km2。鸡西盆地北部坳陷的麻山矿-鸡西-东海-黑台一线,以及南部坳陷的中心地带,是煤层气勘探开发的最有利区域。     

我国煤储层煤层气解吸特征

通过大量煤层气勘探井试验测试,对我国各时代不同煤级煤在储层温度和常压条件下气体解吸试验结果进行了系统研究,分析了解吸过程中气体析出的变化规律及煤层气解吸参数的变化态势,探讨了我国煤层气解吸特征的变化,为煤层气采收率研究提供理论依据。     

基于Langmuir吸附的瓦斯含量和瓦斯压力的对应关系

为探讨煤层瓦斯含量和瓦斯压力的对应关系,应用Langmuir方程,分析总结了吸附常数测值的影响因素,初步阐述了瓦斯含量和瓦斯压力的内在联系,并进行了不同变质程度煤的相关实验研究和理论计算。研究结果表明：Langmuir吸附常数测试受吸附时间、压力点设置、温度和水分含量等多种因素影响;利用修正的Langmuir方程换算的瓦斯含量或瓦斯压力与煤的变质程度有关,在低煤级阶段表现为高压低含量特点,而高煤级阶段正好相反,瓦斯压力0.74 MPa和瓦斯含量8 m³/t只有在贫煤阶段才近似一致。建议综合考虑地质构造和构造煤发育情况,以实测瓦斯压力为主要依据,针对不同变质程度煤的矿井制定合理的突出预测指标。     

煤层含气量模拟试验方法及应用

利用IS-100等温吸附仪的高压吸附罐、精确的控温系统,配备气体电子流量计,并编制了控制程序,建立了煤层气含气量模拟试验方法。模拟试验方法的建立,可以全程模拟煤层气从提钻取心到解吸结束,了解含气量测试过程中煤层气的解吸规律,求取任意时间对应的逸散气量,为多种方法求取逸散气量的对比研究提供了方便。     

龙山矿突出区域预测的瓦斯含量临界值

准确确定瓦斯突出区域预测的瓦斯含量临界值,对提高防突措施的针对性和降低防突成本均具有重要的指导作用。以河南安鹤煤田龙山矿二₁煤层为例,在大量测试瓦斯基础参数的基础上,分析了该矿的瓦斯突出特征,研究了二₁煤层的吸附特征,对该矿瓦斯含量和工作面预测指标进行了跟踪测试,并研究了其相互关系。结果表明,龙山矿二₁煤层变质程度高,在同等瓦斯压力条件下,具有较强的吸附能力,最终确定二₁煤层的突出区域预测瓦斯含量临界值为10.0 m³/t。     

贵州省煤层气(瓦斯)开发适用性技术分析

近年来在煤层气勘探开发实践中遇到诸多技术瓶颈,针对其中关键技术适用性开发问题,基于贵州地区煤储层呈薄煤层群赋存且构造复杂的地质背景,结合贵州地区煤层气成功开发、利用案例,提出了适用于贵州复杂地质条件下的煤层气开发及利用技术。贵州地区不同薄煤层群可根据实际间距情况采用光套管合层压裂、可捞式桥塞分段压裂等技术,煤层松软地区要加强防煤粉压裂技术及缝内转向技术的综合利用;松软低透煤层群应优选首采层,采动卸压后瓦斯抽采效果较好,同时加强定向长钻孔\     

Capacity and mechanism of phenol adsorption on lignite

A raw lignitic coal from Soma, Turkey was investigated to determine its potential as an adsorbent for phenol removal from wastewaters. Kinetic batch tests demonstrated that phenol could be completely removed from solution given sufficient solids loading and reaction time. The adsorption capacity of 10 mg/g obtained with the lignite is low compared to those achievable with activated carbons (around 300 mg/g). However, when normalized for the surface area, the adsorption capacity was much larger for the lignite (1.3 mg/m²) than that generally observed with activated carbons (0.05–0.3 mg/m²). Hydrogen-bonding of the phenolic –OH with the oxygen sites on the lignite surface is the most likely mechanism for adsorption. Though water molecules also have affinity for the same oxygen sites, lateral benzene ring interactions make phenol adsorption energetically more favorable. Since phenol molecules adsorbed in this fashion would project their benzene rings into solution, formation of a second layer through the action of the dispersive π–π interactions between the benzene rings is very likely. Residual water quality with respect to major elements and heavy metals was within acceptable limits defined by the ASTM standards. Dissolution of organic matter from the lignite was also observed to be negligible.     

页岩气解析测试中的几个问题——以柴达木盆地柴页1井为例

岩石含气量是页岩气资源量评价及勘探开发的关键性技术指标,其测试技术与方法尚处于发展与完善过程中。利用恒温解析-氢火焰离子检测法对柴达木盆地柴页1井侏罗系大煤沟组不同岩性的岩心进行了页岩气解析测试,通过对解析曲线和含气量数据分析研究发现:①页岩气解析测试的气体释放过程包括一系列的复杂解析过程,而非简单的解吸附过程,具有多级性,其解析速率曲线表现出多峰性;②岩石中吸附气的解吸量在早期恒温解析阶段遵循USBM直线规律,这一时间段的解析数据适合于计算损失气量;③岩石中的残余气是被岩石的物理构造所限滞的气体部分,应该在将岩石粉碎后测定;④将含页岩气岩心短期封存对于解析气测定结果的影响不大,在30天内完成测试即可。这些认识对于页岩气解析测试技术方法的改进、完善与规范具有重要参考价值。     

页岩气解析测试中的几个问题——以柴达木盆地柴页1井为例

岩石含气量是页岩气资源量评价及勘探开发的关键性技术指标,其测试技术与方法尚处于发展与完善过程中。利用恒温解析-氢火焰离子检测法对柴达木盆地柴页1井侏罗系大煤沟组不同岩性的岩心进行了页岩气解析测试,通过对解析曲线和含气量数据分析研究发现：①页岩气解析测试的气体释放过程包括一系列的复杂解析过程,而非简单的解吸附过程,具有多级性,其解析速率曲线表现出多峰性;②岩石中吸附气的解吸量在早期恒温解析阶段遵循USBM直线规律,这一时间段的解析数据适合于计算损失气量;③岩石中的残余气是被岩石的物理构造所限滞的气体部分,应该在将岩石粉碎后测定;④将含页岩气岩心短期封存对于解析气测定结果的影响不大,在30天内完成测试即可。这些认识对于页岩气解析测试技术方法的改进、完善与规范具有重要参考价值。     

测井评价煤层气储层的方法探讨

根据煤层气储层实验室分析确定的体积模型（碳、灰分、挥发分、水分）,以测井曲线予以评价。其中以自然伽马测井确定湿灰分,该方法的前提条件是湿分主要是泥质且泥质不具放射性元素;以密度测井与人工伽马测井确定含碳量,并对密度测井作湿分校正;以灰分校正后的密度测井确定饱和水孔隙度;含气量的估算以声波测井和密度测井组成的复合参数ΔT/dDEN来确定,或以视电阻率曲线确定含气量。以某地区2个钻孔为例,讨论了煤层深度、压力等与水分、灰分、含气饱和度、含气量等参数的关系,认为含气量与深度成正比关系。