“煤系气共采技术”专题_中国煤炭行业知识服务平台

“煤系气共采技术”专题

来源：《煤炭学报》2018年第6期

煤系气泛指赋存在煤系储集体中的各类天然气，以非常规天然气为主，如煤层气、煤系页岩气和煤系砂岩气，也包括煤系碳酸盐岩气、天然气水合物等。近年来，国内能源界高度关注到煤系气资源潜力及其开发利用价值，重视到由单纯煤层气勘探开发向煤系气共探合采转型的战略意义，投入巨资进行勘查与开发试验，从基础研究、探测方法到开发关键技术取得全面进展。尤其是“十三五”以来，启动了煤系气国家科技重大专项项目以及相关的重大重点科技计划，推动了煤系气共生成藏、共探合采技术的发展和示范基地的建设。在此背景下，本专题集中报道了2016年至今的相关成果，期望推动我国煤系气产业快速形成和发展。

煤系气成藏地质条件的特殊性，造就了煤系气勘查与开发的技术特点与难点。面向这一技术挑战，我国煤系气研究者和开发界做了诸多努力，适应性的勘查开发技术体系正在形成和完善。专题30篇论文（本期第2~31篇）昭示，我国煤系气地质评价与预测从基础研究、勘查环节延伸到了开发地质环节，煤系气开采由单纯的煤层气拓展到了煤系页岩气、煤系致密砂岩气乃至多气合采，煤系气开发技术由单一气体储层压裂排采转向了多类型多储层分压合采及合压合采，勘探开发和示范基地建设由先前的鄂尔多斯盆地东部扩展到黔西地区，四川、新疆、黑龙江等省区实现了单井高产气流的新突破，煤系气勘查与开发试验也受到内蒙古、湖南、河南等省区的广泛关注。煤系气成藏地质特点的深化认识、勘查开发工程技术的创新与突破以及示范基地、勘查项目的广泛扩展，预示我国煤系气产业正在形成。

在本专题正式出版之际，感谢行业有关专家学者在百忙之中完成了对论文初稿的评审，感谢录用和未被录用论文作者对本专题的关注和付出。同时，对相关企业和专家学者为我国煤系气勘查开发技术研发和产业基地建设做出的贡献表示深深的敬意。

行业视野: 煤层气
类别; 119个
关键词; 136位
专家; 30篇
论文; 25982IP
点击量; 11988次
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纵向叠置多薄煤层压裂裂缝竞争延伸数值模拟

作者(Author)：李小刚, 贺宇廷, 杨兆中, 张平, 宋瑞, 程璐

摘要：滇东黔西地区煤层具有纵向多薄层叠置的特点,且割理裂隙等结构弱面较为发育。前人的多层、薄层压裂裂缝模拟多针对砂岩储层,关于结构弱面对水力压裂裂缝影响的研究多集中在页岩和裂缝性砂岩,对结构弱面发育、高泊松比、低杨氏模量的多薄煤层水力压裂裂缝竞争延伸规律缺少系统的揭示。考虑层间流量动态分配和割理裂隙发育特征,建立拟三维裂缝延伸数学模型。以滇东上二叠统煤层为例,模拟并分析了直井多层组合压裂时各层裂缝竞争延伸。研究表明:结构弱面分布不同导致各层裂缝形态差异较大;水力裂缝被结构弱面捕获使得裂缝变窄,增加了压裂砂堵风险;杨氏模量较小的煤层多层合压,层间流量分配差异相对较小;对射孔参数已确定的井,增加压裂液黏度、提高排量可减小层间流量差异,进而促进各层缝长充分扩展;减小压裂液黏度,降低排量可控制缝高。

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煤炭学报

2018年第06期

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多层叠置煤层气系统合采方式及其优化

作者(Author)：许江, 张超林, 彭守建, 贾立, 郭世超, 李奇贤

摘要：针对"多层叠置煤层气系统"这一特殊煤层气成藏模式,自主研发了多层叠置煤层气系统合采试验装置,并取得:(1)开展了储层气压分别为1.0,1.4,1.8和2.2 MPa条件下4层叠置煤层气系统常规合采试验,发现在合采过程中,气体由高气压煤层通过合采井筒流向低气压煤层,抑制了低气压煤层气体的产出,不利于煤层气的合采;(2)通过优化不同煤层产气时间开展了递进合采试验,有效避免不同煤层之间发生气体倒灌现象,使得最低储层气压煤层采收率和整体采收率分别提高了6.5%和1.3%;(3)递进合采能降低高储层气压煤层产能贡献率同时提高低储层气压煤层产能贡献率,使得产能分配更加合理;(4)叠置煤层整体差异系数呈先升后降的变化趋势,表明优化前后两种合采方式差异随着合采的进行处于动态变化之中,在合采中期达到最大,在合采后期略有下降。

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2018年第06期

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山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层评价指标体系

作者(Author)：傅雪海, 张苗, 张庆辉, 朱炎铭, 郭英海

摘要：针对煤系泥页岩气地质资源量估算偏大的问题,选择山西省域石炭二叠纪煤系泥页岩气储层,通过页岩气日均产气量衰减率和经济下限产气量分析,提出了独立储层和组合储层的概念;基于492件实测泥页岩样品,评价了煤系泥页岩干酪根类型和TOC含量;通过泥页岩单位TOC含量吸附量和实测泥页岩含气量评价了泥页岩有机质成熟度和含气量的关系;基于与海相页岩气剖面资源量等量原则评价了煤系泥页岩厚度;基于煤层Ro、含气饱和度与埋深的正相关趋势,将煤系泥页岩埋深划分为<1 000,1 000~1 500和>1 500 m三种类别;基于128件实测泥页岩样品,将煤系泥页岩脆性矿物含量划分为<30%,30%~40%和>40%三个类别。基于煤系泥页岩有机质成熟度、总有机碳含量、含气量、埋深、厚度及脆性矿物含量6个参数,将山西省域石炭二叠纪海陆交互相煤系泥页岩储层划分为组合有利储层、组合较有利储层和组合不利储层。

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2018年第06期

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基于聚类分析的多煤层煤层气产层组合选择

作者(Author)：杨兆彪, 秦勇, 张争光, 孙晗森, 李洋阳, 吴丛丛

摘要：多煤层煤层气产层组合是后期多层合采的关键。以云南老厂雨旺区块煤层气开发井为例,选取多煤层的煤层厚度、埋深、储层压力梯度,渗透率和含气量5个关键参数,运用SPSS软件,采用Q型聚类,输出树状谱图,进行多层次产层组合分析。依据类间距远近,聚类结果可以分为大的4个层次,对应4个组合,级别越高,产层相似度越高,组合越好,一般3级组合或者4级组合是最优组合。分析发现聚类类别界面煤层大部分对应于区域煤系地层分段的关键界面煤层或者是区域盖层附近,其实质反映了地质作用的内在控制。采用Q型聚类对雨旺区块煤层气勘探开发井进行了产层组合划分,结果与其他方法划分的产层组合较为吻合,且对前期煤层气开发井聚类分析发现,多产层相似度越高,类间距越近,产气效果越好。综合说明聚类分析方法是一种间接有效的产层组合判别方法。

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2018年第06期

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滇东黔西多煤层地区煤层气“层次递阶”地质选区指标体系构建

作者(Author)：吴财芳, 刘小磊, 张莎莎

摘要：针对滇东黔西多煤层、高地应力和构造复杂等地质特点,在明确提出煤层气地质选区过程中的有利区、甜点区和甜点段概念的基础上,阐明了3者之间"层次递阶"的关系。有利区指从滇东黔西的众多次级向斜中优选有利向斜,甜点区指从有利向斜中优选煤层气开发"靶区",甜点段是在煤层气开发"靶区"内从垂向上优选组合层段。针对研究区次级向斜多,勘探程度差异大,许多参数无法统一的特点,在有利区优选指标体系中提出了煤层气地质资源量、地质资源丰度和可采资源量相结合的关键指标,煤层气地质资源量和地质资源丰度为一票否决指标;针对研究区构造复杂和高地应力的特点,在甜点区优选指标体系中提出了断层分维值、构造曲率及埋深相结合的关键指标,断层分维值为一票否决指标;针对研究区多煤层发育,易诱发层间干扰的特点,在甜点段优选指标体系中提出了煤体结构、临界解吸压力差和储层压力梯度差相结合的关键指标,煤体结构为一票否决指标;并在各个阶段均提出了相应的参考指标,最终构建了针对研究区特点具有区域特色的煤层气地质选区指标体系。

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2018年第06期

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临汾区块深层煤层气井开发层系选择探讨

作者(Author)：黄红星, 聂志宏, 巢海燕, 陈东, 赵增平, 刘莹

摘要：对临汾区块不同产层组合气井的生产差异及主力煤层产能进行研究,为开发层系选择提供依据。首先,利用排采数据分析了不同产层组合情况下的生产效果,结果显示5号+8号煤合采井的生产效果最好,单采5号煤井的效果次之,单采8号煤井的效果最差。其次,基于渗流的基本原理、产出剖面测试资料、部分封层井与水平井的生产情况以及主要煤层开发潜力分析,进一步研究了5号煤和8号煤层的生产能力,结果表明5号煤层主力产气层,8号煤为主要产水层。在此基础上,通过综合对比分析,探讨了开发层系的选择问题,提出以5号煤单采、8号煤作为层间接替的开发建议。

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煤炭学报

2018年第06期

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临兴深部煤层气含气性及开发地质模式分析

作者(Author)：高丽军, 谢英刚, 潘新志, 逄建东, 周龙刚

摘要：鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带临兴中部地区煤层埋深大于1 000 m,达到了深部煤层气的研究范畴。基于实际生产资料,探讨区内深部煤层含气性,提炼了深煤层开发地质模式。研究认为:以含气量转折为深煤层临界深度的划分依据,则工区内深部煤层的临界深度在2 000 m左右;且深部中煤阶储层的吸附性对温度的敏感性要小于压力,中煤阶煤层的临界深度相对深于高煤阶;深部煤层气仍以吸附气为主,现有的等温吸附测试方法易造成深部煤层气含游离气比例换算较大的误区;深部煤层受温度影响,煤层临储比较高,受应力影响,储层物性较差,气井总体具有"见气快、排水降压难、产气量上升缓慢"的特点;研究区深部煤层气潜力巨大,现有气井经验显示,合理优化开发单元为深煤层单井突破的关键,A型"源-储"相通的富集开发地质模式是深煤层突破重点考虑的开发模式。

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煤炭学报

2018年第06期

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鄂尔多斯盆地东缘临兴区块煤系叠置含气系统及其兼容性

作者(Author)：申建, 秦勇, 张兵, 李国璋, 沈玉林

摘要：叠置含气系统及其兼容性是煤系多类型非常规天然气合采可行性判识基础。基于临兴区块地层压力、天然气地球化学及生产数据解译,划分了叠置独立含气系统,探讨了含气系统间兼容性。基于地层压力梯度差异认为目标层段至少存在7套独立含气系统;基于产层的天然气甲烷同位素差异,认为太2段、山2~山1段、盒8~盒6段、盒3段等4套层系互不连通;基于天然气生产曲线差异,识别出山西组与石盒子组为2套独立含气系统。综合将研究区自上而下划分为千1~千4段、千5段、盒1~4段、盒5~8段、山1~太1段、太1~太2、本1段及本2段等独立含气系统。提取了地层压力梯度、气层厚度、渗透率及可动水量等影响合采兼容性关键因素,采用最优分割分类方法,指出研究区含气系统兼容性最佳分类数为5~6类,千5段、盒1~4段、盒5~8段等3套叠置含气系统合采兼容性较好。

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