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中国煤储层渗透率主控因素和煤层气开发对策 被引量：54
1
作者 康永尚 孙良忠 +5 位作者 张兵 顾娇杨 叶建平 姜杉钰 王金 毛得雷 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1401-1418,共18页
我国煤储层渗透率比美国煤储层渗透率低1~2个数量级,低渗透率是制约我国煤层气勘探开发的主要因素之一,本文系统分析了我国煤储层渗透率的主控因素。研究表明,煤储层的渗透率主要受煤体结构、宏观裂隙以及割理/裂隙系统充填状况和现今... 我国煤储层渗透率比美国煤储层渗透率低1~2个数量级,低渗透率是制约我国煤层气勘探开发的主要因素之一,本文系统分析了我国煤储层渗透率的主控因素。研究表明,煤储层的渗透率主要受煤体结构、宏观裂隙以及割理/裂隙系统充填状况和现今地应力等因素的控制,适度构造变形产生的碎裂煤中因宏观裂隙发育导致其渗透率高于原生结构煤的渗透率,但强烈构造变形形成的碎粒煤和糜棱煤则使渗透率降低;割理/裂隙系统矿物充填和高应力不利于渗透率保存。在不同地区,控制煤储层渗透率的关键因素不同,针对性对策是煤层气开发的关键:针对复杂煤体结构,在压裂井层优选时要在煤体结构测井解释的基础上考虑避开糜棱煤;针对我国华北地区石炭—二叠系煤层割理/裂隙普遍以方解石充填为主的煤储层低渗透成因,建议探索和开发酸化压裂一体化储层增透技术;针对高应力和地应力类型在垂向上的转换,在压前搞清应力强度和类型的基础上,控制水力压裂隙高度以避免沟通煤层围岩含水层;针对煤储层的应力敏感性和高应力状态,建议采用逐级降压制度,以提高单井的累计产气量。 展开更多
关键词 煤层气 渗透率 煤阶 煤体结构 割理/裂隙 地应力 开发对策
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地应力类型垂向转换及其对煤储层渗透率控制作用 被引量：18
2
作者 孙良忠 康永尚 +5 位作者 王金 姜杉钰 张兵 顾娇杨 叶建平 张守仁 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期148-156,共9页
以沁水盆地寿阳区块和柿庄区块为研究对象,揭示了不同构造应力强度作用下的地应力类型垂向转换机理及其对煤储层渗透率的控制作用。研究认为,构造应力强度决定地应力类型的垂向转化与否,而地应力类型的单一性或多样性是煤储层渗透率相... 以沁水盆地寿阳区块和柿庄区块为研究对象,揭示了不同构造应力强度作用下的地应力类型垂向转换机理及其对煤储层渗透率的控制作用。研究认为,构造应力强度决定地应力类型的垂向转化与否,而地应力类型的单一性或多样性是煤储层渗透率相对高低及其变化规律的决定性因素。在构造应力相对不活跃的寿阳区块,地应力类型单一,煤储层渗透率较高且随埋深和地应力增加呈单一指数递减的变化规律;在构造应力活跃的柿庄区块,出现地应力类型在垂向上的转换现象,三种地应力类型共存,煤储层渗透率较低且随埋深增加表现为分带指数递减规律。由于板块活动的影响,中国煤层气盆地承受较强的构造应力,但在不同盆地以及同一盆地内的不同构造位置,构造应力强度存在差异,地应力类型的单一性或多样性不同,煤储层渗透率随埋深变化规律也不同,区分各地区不同深度带所对应的地应力类型是研究煤储层渗透率变化规律的关键。 展开更多
关键词 煤层气 渗透率 地应力类型 垂向转换 指数递减 分带性
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沁水盆地高煤阶煤吸附时间主要影响因素分析 被引量：13
3
作者 李喆 康永尚 +5 位作者 姜杉钰 张兵 王金 顾娇杨 叶建平 张守仁 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第2期115-121,共7页
为了达到更好的评价煤储层开发潜力的目的,对直接关系到煤储层流体可动性的煤层吸附时间进行了研究,通过对沁水盆地寿阳和柿庄区块3、15号煤层的煤岩进行测试,分析了高煤阶煤吸附时间的特征,讨论了镜质体最大反射率(Rmax)、煤质和气体... 为了达到更好的评价煤储层开发潜力的目的,对直接关系到煤储层流体可动性的煤层吸附时间进行了研究,通过对沁水盆地寿阳和柿庄区块3、15号煤层的煤岩进行测试,分析了高煤阶煤吸附时间的特征,讨论了镜质体最大反射率(Rmax)、煤质和气体组分等因素对吸附时间的影响。研究表明:煤阶,即Rmax是影响煤层吸附时间的主要因素,镜质组/惰质组比值、气体组分φ(CO_2)/φ(CH_4)和φ(CH_4)/φ(N_2)为次要因素,单一的显微组分(镜质组、惰质组)和灰分对吸附时间的影响不大。对高煤阶煤岩而言,当Rmax<2.9%时,吸附时间随Rmax的增大而增大;当Rmax>2.9%时,吸附时间随Rmax的增大而减小,主要是由于随煤岩演化程度增高,煤岩平衡水含量与比表面积综合作用引起煤岩孔隙度、微孔隙结构及比表面积下降,导致煤岩吸附能力下降。此外,受各显微组分吸附能力差异、各类气体吸附特点差异及煤层中气体浓度差等因素的影响,镜质组/惰质组、φ(CO_2)/φ(CH_4)和φ(CH_4)/φ(N_2)均与吸附时间表现为负向包络关系。 展开更多
关键词 寿阳区块 柿庄区块 煤层气 高煤阶煤 吸附时间 煤质 气体组分
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煤层气资源可动用性定性/半定量评价方法研究 被引量：12
4
作者 康永尚 姜杉钰 +3 位作者 张兵 王金 叶建平 张守仁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2914-2924,共11页
煤层气资源可动用性是指由煤层水文地质条件和煤层压裂改造条件共同决定的煤层气资源开发动用的难易程度,煤层气资源可动用性评价与煤层气储集条件评价构成煤层气资源可采性评价的两个重要方面。通过沁水盆地柿庄区块和寿阳区块排采效... 煤层气资源可动用性是指由煤层水文地质条件和煤层压裂改造条件共同决定的煤层气资源开发动用的难易程度,煤层气资源可动用性评价与煤层气储集条件评价构成煤层气资源可采性评价的两个重要方面。通过沁水盆地柿庄区块和寿阳区块排采效果差异的分析对比,从煤系地层含水性、断裂构造、地应力状态和煤层与围岩的岩性组合4个方面深入讨论煤层气资源可动用性的评价问题,进而提出煤层气资源可动用性定性/半定量评价方法。研究表明:煤系地层的含水性对区块整体的煤层气资源可动用性影响很大;断裂的天然水力连通作用降低了井筒-压裂煤层系统的封闭性,导致断裂附近的煤层气资源可动用性弱,且煤系地层含水性越强,断裂附近煤层气井高产水的风险就越大,煤层气资源的可动用性就越弱;煤层所处的地应力状态和围岩的岩性组合共同构成井层煤层气资源可动用性的客观条件,地应力状态影响人工压裂缝的方位,对可动用性产生重要影响,而煤层与围岩的岩性组合客观上决定煤层气的可动用性,但结合应力状态、水平应力强度和压裂规模的综合分析,才能做出更科学的判断。煤层气资源的可动用性评价方法基于层次分析的思想,综合考虑了煤系地层含水性、断裂、地应力状态和煤层与围岩岩性组合4个方面,可应用于煤层气选区评价和井层优选。 展开更多
关键词 煤层气 煤层水文地质条件 煤层压裂改造条件 可动用性 评价方法
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煤层气藏CO_2-ECBM注入过程中CO_2相态变化分析及应用——以沁水盆地柿庄北区块为例 被引量：8
5
作者 韩学婷 张兵 叶建平 《非常规油气》 2018年第1期80-85,共6页
CO_2相态变化直接影响其注入过程,CO_2相态变化分析是CO_2-ECBM成功实施的关键。基于柿庄北区块储层特征,结合实际CO_2注入参数,分析了CO_2-ECBM注入过程中参数对CO_2的相态影响及全过程相态变化。结合CO_2吸附置换能力试验,优化了研究... CO_2相态变化直接影响其注入过程,CO_2相态变化分析是CO_2-ECBM成功实施的关键。基于柿庄北区块储层特征,结合实际CO_2注入参数,分析了CO_2-ECBM注入过程中参数对CO_2的相态影响及全过程相态变化。结合CO_2吸附置换能力试验,优化了研究区CO_2注入模式。结果显示:注入压力和地面温度对井下CO_2的状态影响较小。注入过程中井底温度在30℃附近,井底压力变化大。注入过程中,地面管汇中CO_2为液态,注入前期,从井筒到井底,CO_2相态从液态变为气态;注入20d后,井口压力和井底压力均大于7.3 MPa,注入CO_2将不会变为气态,而是一直以液态的形态存在。建议在开发中后期实施CO_2-ECBM增产措施。综合考虑地层破裂压力及置换效果,注入压力最优为2.5 MPa,为CO_2-ECBM技术推广提供依据与指导。 展开更多
关键词 CO2-ECBM 相态变化 注入参数 吸附置换 柿庄北
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沁水盆地寿阳区块煤层气排采动态成因机理及排采对策 被引量：30
6
作者 康永尚 张兵 +4 位作者 鱼雪 王金 姜杉钰 叶建平 张守仁 《天然气地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期116-126,共11页
以寿阳区块的静态地质资料和动态排采资料为基础,分析了寿阳区块的排采动态特征并从系统分析观和地质因素2个方面解释了排采动态的成因机理,提出了寿阳区块的排采对策。研究表明:寿阳区块排采动态呈现出单井产水量高,产气量低或不见气... 以寿阳区块的静态地质资料和动态排采资料为基础,分析了寿阳区块的排采动态特征并从系统分析观和地质因素2个方面解释了排采动态的成因机理,提出了寿阳区块的排采对策。研究表明:寿阳区块排采动态呈现出单井产水量高,产气量低或不见气的特点,合层排采井的典型日产水量大于单采井产水量之和,表现出"1+1>2"的现象;典型日产气量与典型日产水量呈现负向包络关系,高产水对产气有抑制作用;造成寿阳区块煤层气井高产水的原因有2个,一是寿阳井筒—排采煤层系统为开放系统,断裂或压裂缝沟通煤层上下的含水层,造成煤层气井低效降压;二是寿阳区块煤系地层中分支河道砂体发育,且因该区发育的断裂多为高倾角断裂,当多层合层排采时,断裂沟通含水层的概率大大上升。因此,在培育高产气井时,首先要避开断层开放型系统,远离断层,其次是避开垂直压裂缝压穿型系统,因寿阳区块煤层更易压裂,故压裂时要适当降低前期采用的压裂规模,针对具体井层,需根据顶底板隔水层的厚度,保证在不压穿顶底板隔水层的前提下,优化压裂规模,以实现在规避围岩含水层不利影响的条件下最大程度地改善煤储层的渗透率。 展开更多
关键词 煤层气 寿阳区块 排采动态 包络关系 含水层 开放系统 压裂规模优化
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