“深部煤层气勘探开发理论与技术”专题_中国煤炭行业知识服务平台

“深部煤层气勘探开发理论与技术”专题

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初步估算，我国2000 m及以深煤层气资源量超40万亿m3，其中可采资源量超10万亿m3。随着煤层气埋藏深度的增加，开发面临诸多新难题，主要体现在：①深部煤层气吸附态和游离态共存，煤层气不同相态如何转换和有效产出机制尚不明确；②深部地质条件复杂，地层温度、地应力、地层结构和水文地质条件等与浅部存在明显差异；③开发技术难度大，钻井、压裂和排采等环节需要针对深煤层特殊情况进行专门的设计和施工；④效益开发面临挑战，全面大规模开展深部煤层气勘探开发，存在实施成本高而市场气价较低，整体效益开发不达标的风险；⑤环境保护压力大，深煤层气的开发过程中可能会产生大量的废水，对环境造成一定的影响，需要采取有效的环保措施以降低对环境的影响。

《煤炭学报》将持续关注深部煤层气的勘探开发理论与技术，本专题收录的论文是期刊之前刊登的关于深部煤层气的部分论文，我们还会不断补充，未来《煤炭学报》还会持续关注深部煤层气最新研究进展。

行业视野: 煤层气
类别; 84个
关键词; 101位
专家; 24篇
论文; 26418IP
点击量; 21623次
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延川南区块深部煤层气与致密砂岩气合采关键技术

作者(Author)：付玉通, 原俊红, 崔彬, 许祖伟

摘要：测试资料显示延川南区块具有丰富的致密砂岩气资源,为提高研究区单井产气量和非常规天然气资源开发效益,在分析煤层气-砂岩气赋存特征及开发条件基础上总结出了砂岩气层识别特征,然后从地层压力的角度论证了深部煤层气和致密砂岩气合采地质可行性,探讨了煤系气合采的适配性技术工艺。研究表明:砂岩气层主要位于上古生界山西组和下石盒子组,岩性以长石岩屑质石英砂岩为主,具有低孔-低渗的特征;高产气层具有低GR、低DEN、低CNL、高R_T、高AC的测井响应特征,位于R_T-AC交汇图版右上部;砂岩气与煤层气合采层间跨度上限值位于155~180 m,当层间跨度<20 m时适合采用合压合采方式,当层间跨度在20~50 m时,应采用限流法分层压裂工艺,当层间跨度大于50 m时,应采用下分割器分层压裂法。该技术在现场得到广泛应用,大幅提高了单井产气量。

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煤炭学报

2018年第06期

805

358
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

726

343
沁水盆地榆社—武乡深部煤层地震相控反演及煤层气甜点预测

作者(Author)：田忠斌, 董银萍, 王建青, 黄捍东

摘要：随着勘探程度的不断提高和新技术的不断应用,深部煤层成为重要的关注目标。地震相控反演在地震相界面的控制下提供低频背景约束,保证反演结果可靠性的同时使得反演结果具有明显地质意义。针对沁水盆地榆社—武乡区块深部煤层厚度薄、资料信噪比低、甜点预测困难等问题,在沉积相精细划分、储层物性分析、成藏条件、测井信息约束下,应用地震相控反演精确反演弹性参数及流体敏感因子,预测山西组、太原组3号及15号煤层气"甜点"分布,在中部及北部划分出2个甜点区。预测结果表明,反演结果可较好地预测煤体发育特征,拉梅系数乘密度的煤层气指示因子能可靠预测煤层气甜点区,明显提高了深部煤层气"甜点区"预测精度。

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煤炭学报

2018年第06期

717

378
基于吸附势理论的深部煤储层吸附气量研究

作者(Author)：王延斌, 陶传奇, 倪小明, 高向东, 何云超

摘要：为了揭示深部煤储层煤吸附特性,量化表征煤储层吸附气量,以鄂尔多斯盆地东缘石炭—二叠系煤为研究对象,通过高温高压条件下煤的等温吸附实验研究,从煤级、温度及压力的角度解读高温高压条件下煤吸附特征。基于吸附势理论,建立了不同煤级煤的吸附特征曲线及吸附气量预测模型。应用预测模型对临兴地区石炭系8+9号煤层吸附气量进行了计算,结果表明:深部煤储层吸附气量受煤级、压力、温度的综合控制,煤级在0.77%~2.18%,即气煤—贫煤阶段,煤级和压力对煤吸附能力显示正效应、温度起负效应,且随着压力增大温度的负效应更为显著。不同煤级对应的煤吸附甲烷特征曲线不同,煤级越高则吸附势随吸附空间增大而减小的速度越缓慢。计算的绝对吸附量为19.6~31.1 cm~3/g,含气饱和度为37.8%~78.8%。

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煤炭学报

2018年第06期

778

448
淮南潘集外围深部煤层气地球化学特征及成因

作者(Author)：刘会虎, 兰天贺, 胡宝林, 薛俊华, 徐宏杰, 张文永, 任波, 黄艳辉

摘要：潘集外围深部煤层气甲烷碳氢同位素分布及其成因对该区煤层气藏的形成和分布规律、煤层气资源评价均具有重要意义。采集了潘集外围深部主要煤层共25件煤样,通过解吸实验获得解吸气样进行了组分、甲烷稳定碳氢同位素测试,分析了深部煤层气组分及稳定同位素分布特征,探讨了煤层气稳定碳氢同位素随埋深的变化特点,结合煤层气形成与演化过程、煤的变质程度分析了煤层气稳定同位素的地质影响,通过Whiticar成因图版揭示了深部煤层气成因,结合相关经验模型估算了煤层气不同成因来源气所占比例。研究结果表明:深部煤样解吸煤层气中CH4含量介于16.2%96.68%,平均为71.60%,重烃含量介于0.35%32.13%,平均为9.86%,N2含量介于0.13%74.72%,平均为21.20%,CO2含量介于1.62%27.26%,平均为7.30%。自浅部至深部煤层甲烷碳同位素变化于-45.46‰-31.17‰,平均为-40.92‰,甲烷氢同位素变化于-199.99‰-133.87‰,平均为-178.04‰,稳定碳氢同位素具有随深度增加偏重的特点。构造热演化史表明研究区煤层气以热成因气为主,兼有生物气可能,研究区煤层Ro,max介于0.702 2%0.998 3%,主要为气-肥煤,生成的煤层气为湿气,油型气的输入使得δ13C1偏重。Whiticar成因图版分析表明研究区煤层气为以热成因为主,经历了后生改造作用的混合气。估算结果表明13-1煤、11-2煤、8煤、7煤、6煤、5煤、4煤、3煤、1煤生成的煤层气中热成因气比例超过80%,生物气主要由CO2还原作用所形成。

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煤炭学报

2018年第02期

587

205
准噶尔盆地深部煤层气赋存状态分析

作者(Author)：孙斌, 杨敏芳, 杨青, 田文广, 孙钦平, 徐元岗, 杨银平

摘要：准噶尔盆地腹部白家海凸起深部煤层气测试取得了较高产气量,通过分析该区煤层气试采情况,结合钻孔岩芯含气量测试、等温吸附试验及煤岩煤质分析化验数据,确定准噶尔盆地深部煤层气以游离气为主,吸附气次之,计算出游离气量占总气量的53.9%。并通过反推等温吸附曲线,发现解吸曲线平缓,排水降压12 MPa以上,仅解吸3~4 m3甲烷,解吸难度大,而游离气产气速度快,产量大。在此基础上,提出了准噶尔盆地深部煤层气勘探应以游离气为主,吸附气次之,并且煤层气应与常规气有机结合的综合勘探新思路。

煤炭学报

2017年第S1期

672
论深部煤层气成藏效应

作者(Author)：申建

摘要：从理论上分析了深部煤层气成藏的特殊性,系统阐述了煤层含气性、渗透性及流体压力系统的特征及其地质控制因素。研究认为:受地应力机制转换,深部煤层天然裂隙的产状和组合模式存在垂向分带性,进而影响到煤层渗透率的发育状况。构建了基于温压条件下吸附收缩膨胀、热膨胀、地应力及地下水化学等效应深部煤层渗透率数学模型,分析了深部煤层渗透率的分布规律。建模分析了地应力场、地温场及煤基质收缩膨胀效应对煤层压力状态的控制作用,发现深部煤层与浅部煤层的成压因素差异显著。在埋深1 200 m以浅,地应力和吸附量增加诱导的流体压力增强效应基本相当,地温效应最弱;埋深继续增大,地温效应变强,地应力次之,吸附膨胀效应最弱。基于较高温压条件下的煤吸附-解吸物理模拟,揭示了深部地层条件下煤吸附行为的特殊性。研究发现:埋深增大,煤级对煤吸附性的影响减小,高煤级煤吸附性对储层压力的敏感性弱于低～中煤级煤。构建了耦合煤级-温度-压力的有效扩散系数模型和深部煤层含气量数学模型,发现深部煤层含气量与埋深之间的"临界深度"受煤级、地层温度、地层压力的综合控制,临界深度在同煤级条件下随储层压力梯度增大而变浅,在相同煤级和储层压力梯度条件下随地温梯度减小而变深。认为临界深度以浅的地层压力对煤层含气量影响更为显著,临界深度以深则温度起着更为重要的控制作用。基于温压条件下的流固耦合实验,初步揭示了深部煤层力学性质和渗透性的特殊性及其地质影响因素。研究发现:无论煤级如何,围压均是影响煤岩力学性质最显著的因素;流体压力对较低煤级煤力学性质的影响相对较大,温度对较高煤级煤力学性质的影响似乎更为显著。以此为基础,进一步构建了深部煤岩力学性质预测模型。发现煤岩渗透率与有效应力、弹性模量、泊松比均呈负指数关系,温度对煤岩渗流能力的影响受控于煤级且极为复杂。通过三步加载地质因素,导出了吸附-温度-应力-流体压力效应耦合的深部煤层渗透率数学模型。研究提出了深部煤储层流体压力预测的"压力梯度校正系数法",构建了深部煤层气成藏效应预测的三元指标体系和模型。应用该套方法体系,对鄂尔多斯盆地东部的深部煤层气成藏效应进行分析,发现存在3种有利成藏组合方式和18种较有利组合,并预测了其区域分布规律。

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煤炭学报

2011年第09期

398

1009
沁南-郑庄区块深部煤层气“临界深度”探讨

作者(Author)：陈世达, 汤达祯, 陶树, 赵俊龙, 李勇, 刘文卿

摘要：基于沁南—郑庄区块35层次煤层气井注入/压降及地应力实测数据,系统分析了郑庄区块地应力垂向变化规律,并在此基础上探讨了煤储层渗透性、含气性、气水产出垂向差异性演化,揭示了郑庄地区深部煤层气界限。郑庄区块地应力状态在垂向上发生转换:575 m以浅,σH>σv>σh,表现为大地动力场,现今地应力状态为压缩状态;575 m~675 m,水平主应力较浅部有所降低(σH≈σv>σh),表现为准静水压力场,现今地应力状态为过渡状态(由压缩状态过渡为拉张状态);675~825 m以深,σv>σH>σh,表现为大地静力场型,现今地应力状态为拉张状态;825 m以深,σH>σv>σh,现今地应力状态为压缩状态。煤储层试井渗透率随埋深的变化与地应力场状态的转变基本一致,其实质是地应力作用下煤体孔隙结构的变形与破坏;含气量与埋深之间存在一个"临界深度"范围(800~1 000 m),超过此埋深范围之后煤层含气量随埋深增大而趋于降低。整体来说,825m以深煤层气资源处于地应力转换状态和(或)含气量"临界深度"之下,其赋存和开发地质条件发生转换,气体采收率相对较低,属于深部煤层气范畴。该埋深(825 m)以下煤层气开发将面临"低渗透率、低含气量、高地应力"的挑战。

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煤炭学报

2016年第12期

572

277

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