煤炭学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

煤炭学报 2018年第06期杂志 文档列表

煤矿地下空间容量估算及开发利用研究1487-1503

摘要：以煤矿地下空间科学利用为主线,以提升煤矿地下空间综合利用为目标,系统调研分析了我国煤矿地下空间容量,首次绘制了全国生产煤矿井下可利用空间分布图、距地级市50 km内煤矿可有效利用的地下空间分布图、全国煤矿有序退出井巷可利用地下空间分布图,并由此建立了煤矿地下空间的判识和估算方法,对煤矿采空区可利用地下空间进行了估算。进行了不同开发利用功能的围岩适建性研究,提出了煤矿地下空间开发利用的六大设计原则和四大设计理念,系统提出了煤矿地下空间利用的方向、技术及构想。结合京西煤矿地下空间可利用容量、关停顺序和内外部建设条件提出了合理的开发利用规划目标,作为典型案例设计了京西煤矿地下空间开发利用的构想。

煤系气合采地质技术前缘性探索1504-1516

摘要：煤系气以不同相态赋存在不同岩性储层之中,勘探开发效果取决于吸附气与游离气或有机储层气与无机储层气之间合采兼容性及其地质控因。鉴于此,合采地质技术是煤系气开发技术体系的核心构成之一。通过近年来研究,认识到煤系气合采产层的层间矛盾正是煤系气合采兼容性问题,这一兼容性起源于合采产层能量状态、产层物性之间的差异,可采用生产数据统计分析、数值模拟、物理模拟等方法予以识别,但关于主要影响因素的认识却存在差异。尝试和研发了多种煤系气合采产层贡献判识手段,如井筒分层实时监测装置以及产出水地球化学动态分析、数值模拟与物理模拟、生产曲线分峰剥离等判识方法。这些手段和方法各具特色,其中基于生产曲线分峰剥离的合采产层贡献全过程反演分析值得关注。认识到煤系气合采门限问题无法回避,建立了以产气贡献为目标函数的煤系气合采产层组合优化与甜点区预测方法,并初步应用于工程示范实践。同时,煤系气开发模式与开发方式、合采产层排采地质动态诊断等技术也已提上研发日程。这些进展表明,我国煤系气地质评价技术体系正在形成,技术内涵正在不断丰富和深化,并将在煤系气规模性开发中发挥重要作用。

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区煤系气共生成藏特征1517-1525

摘要：随开采技术的不断进步,煤系气共采成为可能,而煤系气共采的前提便是煤系气的共生,所以探讨煤系气共生的问题对共采具有重要意义。通过对鄂尔多斯盆地东缘临兴地区煤系气生储盖特征研究的基础之上,结合岩芯观察及野外地质考察,总结了煤系气的共生组合模式,综合沉积、构造和成岩作用,初步探讨了煤系气共生的成因机制。结果显示：本溪组8＋9号和山西组4＋5号煤层为主要的烃源岩,暗色泥岩也具有一定的生烃能力;砂岩类型以岩屑砂岩为主,孔隙度平均值6.2%,渗透率平均值0.14×10^15m2,属于致密砂岩范畴;致密砂岩层、泥页岩层和煤层可以互为盖层;致密砂岩、泥页岩和煤层两两之间的组合模式具有14种,煤系气的共生组合模式具有4种。其中的两种或多种组合,构成了致密砂岩气、页岩气和煤层气的混合共生;沉积作用对煤系气共生的形成具有决定性作用,成岩作用对煤系气的共生具有改造作用。

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区煤系气富集的构造-热作用控制1526-1532

摘要：鄂尔多斯盆地东缘的临兴地区是我国煤系三气勘探开发的重点地区之一,从构造-热作用控制的角度,探讨临兴地区煤系气共生富集规律及其控制因素。受紫金山岩体侵入影响,区域单斜构造格局分划为中央隆起带、环形褶皱带和单斜构造带3个次级构造单元,各次级构造单元构造变形特征差异,决定了煤系气共生组合类型和煤系气富集规律。煤系地温梯度和储层压力梯度由中央隆起带向外逐渐降低,导致煤层气、页岩气等吸附气含气量依次降低,致密砂岩气则呈现出相反趋势。地下水矿化度分布特征表明环形褶皱带内水动力条件最弱,有利于吸附气保存。根据不同次级构造单元内煤系气富集主控因素特征,提出与中央隆起带、环形褶皱带、单斜构造带相对应的＂岩浆侵入型→向斜与水力封堵型→缓倾单斜与岩性封堵型＂的煤系气富集成藏模式。

沁水盆地煤系非常规天然气共生聚集机制1533-1546

摘要：沁水盆地煤系非常规天然气（煤系＂三气＂）资源丰富,研究煤系非常规天然气的共生聚集机制有助于天然气资源的综合利用。依托煤系有机地化与储层物性相关测试数据,分析了煤系非常规天然气的生烃物质基础与储层特征;基于典型钻孔的沉积序列、岩性组合和气测资料,建立了三类煤系非常规天然气共生模式并探讨了其在层序格架内的分布特征;通过成藏过程和成藏动力分析,评估了盆地内煤系非常规天然气的共采前景。研究认为：沁水盆地煤系非常规天然气生烃物质基础雄厚,天然气生成、运聚的宏观动力条件和储层条件时空配置得当,共生成藏条件良好;石炭-二叠系山西组与太原组发育＂三气＂共生和两种＂二元＂气藏共生组合,联合勘探开发前景较好,页岩气和致密砂岩气单独开发风险较大。

基于吸附势理论的深部煤储层吸附气量研究1547-1552

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 cm3/g,含气饱和度为37.8%-78.8%。

六盘水煤田上二叠统煤系气成藏特征及共探共采方向1553-1564

摘要：六盘水煤田上二叠统含煤地层中煤层、页岩、砂岩叠置频繁,统筹勘探不同储层中的天然气有助于减少资源浪费,提高开发效益。通过对煤系气储层岩相、厚度、源岩地化、储层物性及空间赋存规律的研究,分析了六盘水煤田煤层气、煤系页岩气和煤系致密气成藏潜力,讨论了煤系气的空间叠置关系和勘探前景。结果显示：区内晚二叠世煤层煤种齐全,厚度较大,变质程度普遍偏高,含气显示优越;页岩和砂岩累计厚度大,有机地球化学和储集物性参数良好;不同岩性的区域和层位分布差异较大,组合类型多样,空间配置关系有利于发育垂向多套天然气藏。煤系页岩气最有利勘探层位为龙潭组下段,煤层气和煤系致密气最有利层位为汪家寨组和龙潭组上段;以此为基础,总结提炼出＂源储一体型＂独立煤系页岩气藏、＂源储紧邻型＂煤系＂三气＂组合气藏、＂下生上储型＂煤系＂两气＂组合气藏共3种气藏类型。初步认为晴隆向斜深部为煤系页岩气优先勘探区,青山向斜深部适合煤层气和煤系页岩气共探共采,盘关向斜和格目底向斜深部适合煤层气和煤系致密砂岩气共探共采。

黔西土城向斜构造煤发育模式及构造控制1565-1571

摘要：构造复杂区构造煤发育及其分布规律是煤层气勘探与甜点区评价的重要研究内容之一。在野外构造系统观测和矿井构造特征分析的基础上,结合矿井井下煤体结构观测与构造煤发育特征分析,探讨了黔西土城向斜的构造特征及其对构造煤发育的控制机理。研究表明：土城NW向弧形断褶带具有＂弧形断褶组合,基底断裂控制,局部变形强烈,变形衰减迅速＂的构造变形特征,而土城向斜为一NW向延伸的短轴开阔斜歪向斜,向斜内部构造分异显著,可以进一步划分为NE翼单斜弱变形区、SW翼陡立强变形区和NW部构造复杂区;依据构造煤发育及其分布对构造的响应特征,提出了土城向斜构造煤发育的10种地质模式,并进一步将其归纳为褶皱成因型和断裂成因型两大类型,其中褶皱成因型构造煤发育普遍、类型较为单一,是煤体结构垂向分异的主导因素;断裂成因型构造煤分布较为局限,但常发育强变形构造煤、且构造煤变形序列相对较为完整。

鄂尔多斯盆地东南缘延川南深层煤层气富集高产模式探讨1572-1579

摘要：鄂东南延川南区块以上二叠统山西组2号煤层作为主力煤层建成并投入商业开发的深层煤层气田,产气效果好于预期,显示了该区深层煤层气具有较好的勘探开发潜力。通过系统分析区内主力煤层构造特征、煤储层特征及煤层气富集高产控制作用,结合气田动态生产数据,认为延川南深层煤层气为含气量-渗透率耦合控制的富集高产模式,其中埋深小于1 000 m的原生裂隙发育区为自生自储型富集高产模式,埋深大于1 000 m的次生裂隙发育区为内生外储型富集高产模式,并建立了该区深层煤层气富集高产选区评价指标体系,优选出4个富集高产有利区,为气田精细排采和上产稳产提供支持,并为其他深层煤层气区块勘探开发提供借鉴。

黔西北地区龙潭组海陆过渡相泥页岩孔隙分形特征1580-1588

摘要：在黔西北地区海陆过渡相龙潭组页岩低温氮气吸附实验基础上,利用FHH模型研究了其孔隙分形维数,得到其分形维数D_1和D_2,整体数值较大,平均值分别为2.718 6和2.782 4,反映龙潭组泥页岩孔隙非均质较强,结构较为复杂。将分形维数与页岩其他地质参数进行相关性分析,结果表明：分形维数与泥页岩的比表面积、TOC呈正相关关系,与平均孔径、石英含量、石英/黏土呈负相关关系,与镜质体反射率、黏土矿物含量呈＂先正后负＂的相关关系,拐点分别出现在Ro为2.5%以及黏土矿物含量为50%处。综合研究认为：D1能够较为综合反映泥页岩孔隙的大小、体积、比表面等特征,可以综合表征泥页岩孔隙的结构特征,数值越大越有利于页岩气富集,而D_2对于孔隙结构复杂程度的表征更为明显,可以专用于研究泥页岩孔隙结构的复杂程度,数值需在一定范围内,不宜过大,并认为黔西北地区龙潭组海陆过渡相泥页岩孔隙分形维数D1的有利分布范围为大于2.60,而D_2的有利分布范围为2.50-2.80,当D2〉2.80时需要系统进行可采性评价及压裂开采设计。

湘中邵阳凹陷煤系气成藏基础及其共生组合特征1589-1597

摘要：在系统收集整理邵阳凹陷煤系矿产勘查与评价资料及样品分析测试结果的基础上,将研究区煤系地层中的非常规天然气作为一个整体进行研究,查明了测水组煤层-煤系页岩-煤系砂岩的展布特征,分析了研究区测水组煤系气成藏的可能性,总结了测水组地层垂向发育的岩相组合特征及其对应的煤系气组合模式,通过典型钻孔分析,确定了煤系气发育的有利层段及其气藏类型。结果显示,研究区测水组主要发育以泥页岩为主的岩相组合和以页岩气-煤层气为主的煤系气藏,泥页岩对邵阳凹陷煤系气成藏起关键作用;但在聚煤中心附近的局部区域内,煤储层是煤系气成藏的关键因素。

全国煤层气资源动态评价与可利用性分析1598-1604

摘要：按照统一的全国油气资源评价方法体系框架,运用体积法,对陆上41个主要含煤盆地（群）煤层气资源的品质、分布状况以及可利用性进行了分析评价。结果表明：全国埋深2 000 m以浅的煤层气地质资源量为30.05×10^（12）m3,可采资源量为12.50×10^（12）m3。煤层气资源区域分布较为集中,鄂尔多斯、沁水等10个大型含气盆地煤层气资源占全国总量的85%以上,层系上主要分布在上古生界和中生界。煤层气整体品质一般,类型以II类为主,其次为Ⅰ类,可采性差异大,可采性较好的地区有限。与新一轮全国煤层气资源评价相比,本次动态评价地质资源量减少了6.76×10^（12）m3,可采资源量增加了1.63×10^（12）m3,主要由于含气量数据可靠程度增加和对埋深认识的变化。我国煤层气具有地面规模开发条件的可采资源量在4×10^（12）m3左右。沁水、鄂尔多斯、滇东黔西、准噶尔等几个大型盆地具有优先开发的地质条件。

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1605-1613

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。

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1614-1619

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。

沁南西—马必东区块煤层气高效建产区优选技术1620-1626

摘要：沁水盆地南部是我国目前规模最大的煤层气生产基地,浅部开发工程布置的逐渐完成,必然要将眼光转向深部,开采难度增大。为此,准确圈定高效建产区尤为重要,沁南西—马必东区块正是如此。面对这一新的技术挑战,分析深部煤储层特点,结合沁水盆地南部前期煤层气井生产实践,首先划分出资源基础、产气条件、储层可改造性3个优选层次,进而从含气性、渗透性、疏导性、可采性四个方面提出了高效建产区优选标准和流程,形成了＂三层四性＂高效建产区优选技术。研究认为,建产区开发潜力体现为关键地质条件指标的组合,包括高于经济极限的煤储层含气量,单位长度微裂隙总宽度≥50μm,可疏导指数≥30 nm,地应力状态处于垂直应力≥最大水平主应力≥最小水平主应力或最大水平主应力≥垂直应力≥最小水平主应力状态,以原生—碎裂结构煤为主,局部构造相对简单,可动用面积≥30%等。基于这一标准,在沁南西—马必东区块优选出3个高效建产区,部署了5口试采井,获得单井日产气量2 000 m3以上的实施效果,验证了优选技术方法的可靠性,为沁水盆地深部煤层气区块高效建产区优选提供了技术示范。

临汾区块深层煤层气井开发层系选择探讨1627-1633

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。

临兴深部煤层气含气性及开发地质模式分析1634-1640

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。

基于聚类分析的多煤层煤层气产层组合选择1641-1646

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。