期刊,煤田地质与勘探 2024年卷2期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

煤田地质与勘探

中煤科工集团西安研究院

主办单位：中煤科工集团西安研究院

主　　编：王丽

出版周期：双月刊

国际刊号：1001-1986

电子邮箱：ccrimtdzykt@vip.163.com

电　　话：029-81778075 81778078

邮政编码：710077

地　　址：陕西省西安市高新区锦业一路82号

煤田地质与勘探/Journal Coal Geology & ExplorationCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊是中文核心期刊，被美国EI PAGE ONE数据库、美国能源研究院《煤文摘》（COAL ABSTRACT）和国际能源机械《煤文摘》（COAL HIGHLIGHTS）等12种数据库和文摘期刊收录。主要刊载煤田地质、矿井地质、煤层气、水文地质工程地质、环境地质、煤田物探、矿井物探、探矿工程等方面的新发现、学术论文、先进经验和技术革新成果。

正式出版

收录年代

鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气开发先导试验效果与启示

聂志宏徐凤银时小松熊先钺...

1-12页

查看更多>>摘要：鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块深部煤层气勘探开发取得突破对煤层气产业带来重大影响,引起业内广泛关注和跟进.前期一些学者对深部煤层气勘探开发理论技术难点与对策开展了研究,但缺乏对典型气田开发先导试验系统总结.通过深入剖析深部煤层气地质特征与效益开发难点,总结大宁-吉县区块开发先导试验项目取得的进展和成效,明确开发规律并提出效益开发对策.结果表明:(1)深部煤层具有广覆式发育、含气性好、游离气含量高、保存条件好、煤体结构好、脆性指数高、顶底板封盖性强等地质特征,但微构造发育、渗透性极差、矿化度高等因素制约了深部煤层气效益开发;(2)不同地质条件下气井生产特征差异较大,通过先导试验落实气井产能和适应性开发技术对策,采用滚动开发模式可有效降低煤层强非均质性带来的开发风险;(3)开展地质-工程一体化井网优化设计,构建井网与缝网高度弥合的人造气藏,可实现资源动用和采收率最大化;(4)"长水平段+多段多簇+大砂量"的大规模、大排量极限体积压裂技术可增大有效改造体积和井控储量,大幅提高单井产量;(5)深部煤层气井具有"见气时间短、上产速度快、初期产量高、递减快"的生产特征,可实现短期快速规模上产,但气田长期稳产需持续新井投入;(6)前期开发成本偏高,实现效益开发需不断提高工程作业效率、降低开发成本.综合认为,深部煤层气资源品质好,可动用性强,具备快速推广复制条件,大宁-吉县区块深部煤层气开发实践可为国内其他区块深部煤层气规模动用提供技术借鉴,对加快深部煤层气规模勘探开发具有重要意义.

关键词：

鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块深部煤层气先导试验开发规律极限体积压裂技术

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新疆准噶尔盆地白家海凸起深部煤层气勘探开发进展及启示

兰浩杨兆彪仇鹏王彬...

13-22页

查看更多>>摘要：白家海凸起侏罗系煤是国内深部煤层气直井产量很早取得突破的地方,为准噶尔盆地的重要靶区.煤储层为特低灰、低水分、中高挥发性煤,孔渗系统较好.具有"古生新储"和"自生自储"两种成藏模式,煤层含气量高、游离气占比高、含气饱和度高,为优质煤层气储层.历经多年的勘探开发证明:多数直井试采无需排水降压即可快速见气(2～5 d),排采初期日产气量较高(2 100～9 890 m3),日产水量少甚至不产水(＜5 m3),可自喷生产,返排率低,长期试采压力均衡下降,且具有一定的稳产期(25～60 d);煤层射孔层厚度、压裂液体系、压裂加砂比均可影响煤层气试气效果,其中冻胶、胍胶体系优于活性水-清洁压裂液体系.最新施工的彩探 1H水平井试采表现出压裂开井后即高产,试采最高日产气量 5.7万m3,日产水量少(0.5～3.0 m3),表现出常规天然气特征,随后衰减稳定,表现为吸附气与游离气共同产出;与直井对比,水平井产量高、稳产时间长、压降速率小.基于研究区储层特征和含气性特征,及勘探开发历程,得到 3方面启示.一是深部多类型气藏富集规律再认识:需重视油气运聚圈闭的成藏演化研究,重视深部位气水空间分配和富集规律的研究.二是深部中低阶煤储层可压性评价:针对凸起高部位孔渗系统好的中低煤阶储层,需形成适合的压裂工艺体系.三是深部多类型气藏开发方式优化:针对游离气占比高的气藏,实现游离气-吸附气的接续产出,保持降压面积稳定扩展,排采控制尤为关键.

关键词：

准噶尔盆地白家海凸起深部煤层气孔渗系统成藏特征勘探开发进展

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鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气排采工艺技术进展与启示

曾雯婷徐凤银张雷孙薇薇...

23-32页

查看更多>>摘要：相比中浅部煤层气,深部煤层气煤体结构较好、地层压力高、游离气占比较高、矿化度高、CO2 含量高,实施大规模压裂投产后,初期可自喷,生产参数各阶段变化大,要求排采主体工艺技术边界宽;相比页岩气和致密气,由于产出机理不同、游离气占比相对较低,深部煤层气表现出自喷周期较短,需及时辅助排水采气措施,气井长期处于解吸主控的低产阶段.以鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块为例,基于深部煤储层地质特征,系统分析深部煤层气排采过程中应力敏感效应、速度敏感性、结垢堵塞、贾敏效应、游离气占比等影响因素及其特征,指出深部煤层气排采过程中存在游离气与解吸气转化时限不明、高矿化度水及CO2 造成腐蚀和结垢问题突出、水平井检泵周期短等排采技术与工艺难点.为了最大限度降低井底压力、促进煤层气解吸、提高单井EUR,提出了现阶段最为适合水平井生产且经济效益最佳的水力射流泵举升工艺;提出了深部煤层气迈向绿色智慧气田开发的排采技术与举升工艺研究方向,包括加强地质工程一体化研究,建立高效排采制度,探索和试验无杆泵一体化排采工艺等.

关键词：

鄂尔多斯盆地深部煤层气排采制度举升工艺绿色智慧气田

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深、浅部煤层气地质条件差异性及其形成机制

许浩汤达祯陶树李松...

33-39页

查看更多>>摘要：深部煤层气资源丰富、开发前景广阔,但对其与浅部煤层气地质条件的内在联系研究尚不够深入.从煤层形成演化角度出发,以鄂尔多斯盆地上古生界煤层为例,总结了煤层深埋深藏型、深埋浅藏型及浅埋浅藏型 3种埋深演化模式.系统分析了深部和浅部煤层在温压条件与含气性、地应力与渗透率特征、变质程度与含水性等方面的差异性及其形成机制.研究指出,受埋深与演化过程影响,深部和浅部煤储层温度最多相差 100℃以上,储层压力最大相差 40 MPa左右,导致由浅部向深部,气体赋存状态以吸附气为主转变为吸附气与游离气共存,地应力场由水平应力主导转化为垂向应力主导,煤储层孔隙率、渗透率及含水性逐渐降低.明确了深部煤层气的典型特点,即:在高温高压条件下,以吸附态和游离态共存于一定深度以下煤储层中的甲烷气体,该类煤储层在垂向应力为主导的作用下,孔裂隙空间极度压缩,含水极少且矿化度极高,内生微裂隙为主要渗流通道.基于含气性临界深度和地应力场转换深度的不一致性,指出浅部向深部煤层演化过程中存在过渡区,该区内呈现出非典型深部煤层气的特点,或深部煤层气和浅部煤层气地质条件共存的情况,在勘探开发过程中,应具体分析,制定针对性开发方案,以实现浅部与深部煤层气的高效协同开发.

关键词：

深部煤层气浅部煤层气地质条件形成机制临界深度转换深度

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深部煤层气水赋存机制、环境及动态演化

李勇徐立富刘宇王子炜...

40-51页

查看更多>>摘要：准确认识深部条件下气体和水分的赋存状态、相对含量及分布特征,对煤层气高效勘探开发具有重要指导意义.基于理论模型、分子模拟和气水演变分析,明确了煤层中气、水的赋存状态,揭示了气、水动态运聚界限和动态演化过程.考虑煤-水界面作用、水的可动性及赋存状态,煤中水可分为可动水(重力水和毛细水)、束缚水(吸附水、沸石水、结晶水和层间水)、结构水,其中毛细水、重力水和吸附水由孔隙主导,沸石水、结构水、结晶水和层间水由矿物主导.分子模拟结果显示,水分子在0.7 nm孔隙中可以饱和充填,吸附和解吸路径一致,在更大孔隙中出现弱吸附层和自由态.水分子吸附过程表现为单分子含氧基团吸附、单层强吸附、多层弱吸附、水团簇形成和充填孔隙等阶段.甲烷分子在 1.5 nm孔隙可存在 3层稳定充填吸附,在较大孔隙中(＞1.5 nm)即以单层吸附和游离态共存,游离态在介孔及更大孔隙中普遍存在.结合上述吸附-游离气存在界限,改进了游离气和吸附气理论计算公式,为含气量计算提供新思路.深部热成因煤层气是煤大规模生排烃之后的残余气,在排烃过程中发生气驱水和水分蒸发扩散,残余水分为束缚水和结构水,后期无法改变.假定静水压力 20 MPa,在 0、5、10、15和 20 MPa储层压力下,外来水分可入侵最大孔径为 7、9、13、27 nm和不侵入.受差异保存条件控制,煤成气除了形成超压和欠压等差异含气系统外,还可能在煤系形成多类型含气模式.上述研究明确了煤层气、水微观赋存机制及形成演化模式,对深部煤层气富集特征及高效开发设计具有指导意义.

关键词：

深部煤层气煤层水分子模拟游离气储层压力

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煤储层含气性深度效应与成藏过程耦合关系

陈世达侯伟汤达祯李翔...

52-59页

查看更多>>摘要：埋深是影响煤层气富集程度的综合要素,理解含气性深度效应是认识深浅部煤层气赋存状态与聚集机制的重要基础.基于煤层气勘探现状,在剖析鄂尔多斯盆地东缘煤层气探井资料的基础上,综合常规-非常规油气成藏地质学理论,探讨了煤层含气量、饱和吸附量、含气饱和度深度效应及其与成藏过程的耦合关系.煤层气成藏是构造沉降阶段生烃供气和回返抬升阶段相态转化、逸散的耦合结果,体现为自封闭成藏和浮力成藏的深度耦合,含气性变化存在饱和吸附量转折和游离气滞留两个关键深度界限,且二者不具备绝对同步性:(1)饱和吸附气量是煤在特定温压条件下的固有属性,不受保存条件的严格限制,其随深度的演化过程是控制相态转换的基础,压力梯度和变质程度补偿效应会引起现今区域饱和吸附量转折深度(带)的明显滞后.(2)游离气的运聚成藏与改造定型受控于地层回返抬升阶段的遮盖条件,涉及埋深-构造-水动力场三元耦合效应及浮力、储盖层毛管力的综合影响,抬升幅度小且改造强度弱时方可具备游离气滞留保存条件,滞留深度以浅地层封闭性降低,游离气普遍散失.鄂尔多斯盆地东缘柳林-延川南一带煤层总含气量随埋深增大近乎线性增高,深部收敛趋势不明显,不同变质程度煤理论饱和吸附量转折深度为 1 600～2 200 m,但煤阶的区域分异致使原位饱和吸附量随埋深持续增大;大宁-吉县区块游离气滞留临界深度约 2 000 m,2 500 m处含气饱和度平均约 120%,3 000 m处含气饱和度预计可达 136%.不同地区煤层气成藏背景和地质条件存在差异,含气性深度效应需具体分析,分析重点应聚焦于甲烷相态转换、地层封闭条件的时空演化对现今气、水分布的综合影响,以实现深部煤层气的分区分带评价和高效开发设计.

关键词：

深部煤层气含气性转换深度补偿效应

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二连盆地富气凹陷低阶煤煤层气成因及成藏机制

林海涛李玲唐淑玲田文广...

60-69页

查看更多>>摘要：内蒙古低阶煤煤层气资源丰富,煤层气成因与成藏机制研究对低阶煤煤层气资源选区评价至关重要.以二连盆地重点富气凹陷低阶煤煤层气为研究目标,利用煤层气组分、碳/氢同位素、煤层水水质、氢/氧同位素及放射性同位素3H和14C测试等多种实验手段,分析煤层气、水地球化学特征,揭示低阶煤煤层气成因来源及成藏机制.结果表明,二连盆地煤层气组分以甲烷为主,均为干气,其中甲烷体积分数随埋深增加而增大,CO2 体积分数随埋深增加呈先增加后降低趋势,在300～500 m范围出现高值区.甲烷碳、氢同位素普遍偏轻,δ13C(CH4)分布在-70.3‰～-48.0‰,δD(CH4)分布在-285.5‰～-189.0‰,δ13C(CO2)在-37.6‰～1.94‰变化.煤层水化学类型主要为 HCO3-Na型和Cl·HCO3-Na型,现今煤层水体环境较为稳定,水动力较弱,煤层水表观年龄在 1 020～47 490 a,主要来源于第四纪大气降水,没有或较少有现今地表水补给.二连盆地煤层气主要为原生生物成因气,混有少量早期热成因气,随着埋深加大,地层环境和产甲烷古菌类型发生变化,生物甲烷生成途径发生转变.其中吉尔嘎朗图凹陷早期以乙酸发酵产气为主,晚期转变为CO2 还原产气为主,并混有少量低熟热成因气;巴彦花和霍林河凹陷微生物产气途径均以乙酸发酵为主,其中霍林河凹陷还混有少量甲基发酵型生物气.研究区具有适合生物气生成的低地温、低矿化度和低热演化程度的"三低"煤层条件,其中,吉尔嘎朗图凹陷属于地堑式浅部厚煤层生物气成藏模式,巴彦花和霍林河凹陷属于半地堑式中深部承压区水力封堵生物气成藏模式.寻找适合生物成因气形成和富集的有利目标区,应是二连盆地煤层气未来勘探开发的重点方向,也是二连盆地低阶煤煤层气增储上产的现实保障.

关键词：

二连盆地煤层气成因低阶煤生物成因气煤层水成藏机制

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鄂尔多斯盆地神木-佳县区块深部煤层气地质特征及勘探开发潜力

李国永姚艳斌王辉孟令箭...

70-80页

查看更多>>摘要：我国深部(以下均指埋深大于 2 000 m)煤层气资源丰富,勘探开发潜力巨大.与中浅部相比,深部煤层气在富集成藏规律与开发方式方面均具有显著的差异性,急需针对重点区块开展解剖性分析研究.神木-佳县区块位于鄂尔多斯盆地东北部,目前尚处于深部煤层气勘探的起步阶段,深部煤层气富集特征及开发潜力等尚不明确.基于研究区近期实施的地震资料、300余口井的测井资料和4口取心井的参数资料等,系统分析煤储层基础地质特征,总结煤层气富集主控因素与富集规律,类比剖析研究区深部煤层气勘探开发潜力.研究区深 8号煤的镜质体反射率介于 0.7%～1.8%,大部分区域煤层演化已处于热解生气高峰,区域上煤层净煤厚度高达 7～8 m,煤层发育稳定,构造相对简单、水动力封闭性较强、顶底板封盖条件较好,为煤层气大面积连续成藏提供了优越条件,其中佳县南区的煤层气资源条件最好.与鄂尔多斯盆地东部其他区块深部煤层相比,研究区煤层中游离气占比明显更高(15.21%～46.47%),煤层中吸附气主要受吸附压力封存控制,而游离气受毛管力封闭与浮力重力分异双重控制,两种封存机制共同决定了深部煤层含气量的垂向分带与平面分区,以佳县南部为例总结了吸附气吸附压力主控、游离气毛管压力封闭与重力分异耦合控制的典型深部煤层气富集模式.与临兴区块和大宁-吉县区块类比分析结果表明,神木-佳县区块具有较好的煤层气资源基础、储层改造条件和高产潜力,预示了此区块深部煤层气规模化开发的美好前景.此外,大宁-吉县区块深部属典型的高煤阶煤,而神木-佳县深部为中煤阶煤,因此,该研究认识进一步丰富完善了深部煤层气富集理论,对于全国深部煤层气勘探开发实践有重要指示意义.

关键词：

深部(层)煤层气鄂尔多斯盆地东部神木-佳县深8号煤煤层气富集机制

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鄂尔多斯盆地府谷地区深部煤层气富集成藏规律及有利区评价

郭广山徐凤银刘丽芳蔡益栋...

81-91页

查看更多>>摘要：鄂尔多斯盆地东缘神府区块是典型深部煤层气田,资源丰富且勘探开发潜力巨大.2023年10月,神府深部煤层大气田成功申报探明地质储量超 1 100亿m3.府谷地区位于神府区块中部,是最早深部煤层气生产试验区,但目前对其煤层气的富集成藏规律和勘探开发潜力的认识尚不清楚.综合应用地震、测井、钻井和煤岩测试等资料以查明该地区深部煤层气地质特征、富集成藏规律和有利区分布.结果表明:主力煤层 4+5、8+9号煤发育稳定且厚度较大(4+5号煤:3.2～5.8 m;8+9号煤:8.7～13.5 m),有利层段主要分布在煤层中上部位置;宏观煤岩类型主要为光亮-半亮煤,煤体结构主要为原生-碎裂结构煤;受深成变质作用的影响,煤类以气煤、肥煤和焦煤为主,煤的变质程度处于热解生气的高峰期,煤储层表现出中-高含气量(4+5号煤:3.0～12.0 m3/t;8+9号煤:7.5～18.5 m3/t)和中-高含气饱和度(35.0%～115.0%)等特征;主力煤层属于低渗储层((0.01～0.09)×10-3 μm2),孔隙结构主要以微孔和小孔为主.提出府谷地区煤层气为"挠褶-断层-水动力"富集成藏模式,煤层气富集区位于构造平缓区和斜坡带.建立深部煤层气地质-工程双甜点评价体系,识别出I类地质-工程甜点区位于东部和西南部,是研究区深部煤层气勘探开发首选区带.因此,该研究认识进一步丰富了深部煤层气富集成藏理论,对鄂东缘深部煤层气勘探开发实践具有重要指导意义.

关键词：

深部煤层气富集成藏模式有利区府谷地区鄂尔多斯盆地东缘

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宁武盆地深部煤储层地温场特征及其对含气性的影响

郗兆栋唐书恒刘忠屈晓荣...

92-101页

查看更多>>摘要：温度是影响深部煤储层含气性的重要因素,继而影响深部煤层气的开发效果.因此,明确煤储层地温条件及其对深部煤储层含气性的影响是系统认识深部煤层气富集特征及生产规律的关键.宁武盆地太原组9号煤层埋深大于1 000 m的面积占比超过90%,盆地腹部煤层埋深基本大于1 500 m,最大埋深超过 2 500 m,属于典型的深部煤层气.以宁武南区块为例,基于井温测井数据、实验测试数据、录井资料及试井资料,确定宁武南煤储层地温场特征及其对含气性的影响效应.结果显示,宁武南区块 9号煤储层温度为 15.5～40.1℃,与煤层埋深具有显著的正相关性,地温梯度为 1.27～1.95℃/hm,平均为 1.52℃/hm,显示出低地温场特征.研究区煤储层含气饱和度为 40.1%～93.7%,平均为 71.7%,显示出深部煤储层低含气饱和度的特征.随着埋藏深度的增加,较低的地温梯度使得研究区煤储层温度增加缓慢,导致在相似埋深下,温度对研究区深部煤储层吸附能力的负效应显著低于大宁-吉县、临兴等深部煤层气区块,使得研究区煤储层吸附气向游离气的转换深度加深且转换比例降低.低地温条件是影响研究区深部煤层含气性的重要因素之一,继而影响其可开采程度.在深部煤层气的勘探开发中应重视煤储层地温条件的研究.

关键词：

宁武盆地深部煤层气地温梯度地温场含气性

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