中国南方海相页岩气选区关键参数探讨 被引量：31

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作者 郗兆栋 唐书恒 +4 位作者 王静 张振 李彦朋 龚明辉 肖何琦 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1313-1323,共11页

中国南方海相页岩具有热演化程度高和经历过多期构造运动等特征,基于多个页岩气区块的勘探开发实践,提出了以保存条件为核心、地质评价为重点,兼顾经济评价的页岩气有利区选区思路,筛选出了有机质含量、有机质成熟度和压力系数3项中国... 中国南方海相页岩具有热演化程度高和经历过多期构造运动等特征,基于多个页岩气区块的勘探开发实践,提出了以保存条件为核心、地质评价为重点,兼顾经济评价的页岩气有利区选区思路,筛选出了有机质含量、有机质成熟度和压力系数3项中国南方海相页岩气选区的关键评价指标。有机质含量是页岩气富集成藏的物质基础,在选区时应本着"高中找厚"的原则,即在TOC含量平均较高的页岩层段(系)寻找富有机质页岩连续厚度大的页岩层段;成熟度过高对页岩气的富集成藏有消极的影响,在选区时应本着"高中找低"的原则;压力系数可以直观反映页岩气的保存程度,压力系数越高,表明页岩气的保存程度越好,在选区时应本着"强中找高"的原则,即在强构造的地质背景下寻找压力系数高的区块。以湘西北牛蹄塘组页岩气的实际勘探情况为例,认为湘西北地区牛蹄塘组页岩气具有较好的勘探开发前景,但是成熟度过高和保存条件差(压力系数低)是影响湘西北地区页岩气富集与高产的主要潜在风险。 展开更多

关键词 四川盆地及其周缘 页岩气 有利区 有机质含量 成熟度 压力系数

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论中国煤炭地质勘查工作在新条件下的定位与重大研究问题 被引量：16

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作者 王佟 韩效忠 +14 位作者 邓军 孙亚军 李增学 唐书恒 毛善君 林中月 李聪聪 赵欣 孙杰 宋洪柱 张彪 孟凡彬 吴兆剑 邓小利 江涛 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期27-44,共18页

煤炭是我国的主体能源和重要的煤化工原料,新中国成立70多年来煤炭地质勘查工作紧密结合国家战略需求,为国家探明了急需的煤炭资源,保障了国家煤炭能源供应。通过系统总结近年来我国煤炭地质工作取得的主要成果,分析了当前新条件下煤炭... 煤炭是我国的主体能源和重要的煤化工原料,新中国成立70多年来煤炭地质勘查工作紧密结合国家战略需求,为国家探明了急需的煤炭资源,保障了国家煤炭能源供应。通过系统总结近年来我国煤炭地质工作取得的主要成果,分析了当前新条件下煤炭地质工作发展面临的重大研究问题,明确了煤炭地质勘查工作定位,提出“1个理论、10个主要技术”的重点攻关研究思路,拓展了煤炭地质勘查工作的研究范围,对保障煤炭资源在我国经济和社会发展中发挥好“稳定器”和“压舱石”作用具有重要研究意义。研究认为:(1)新条件下煤炭地质勘查工作已由以保障煤炭能源资源安全为主发展为既要保障煤炭能源资源安全供应,还要为绿色矿山建设、矿山智能化开采与生态安全服务的煤炭生态地质勘查新阶段。(2)提出了煤炭地质勘查工作今后的重点是资源勘查与利用、地质条件评价与动态地质事件预警、矿山环境治理修复与生态地质层功能作用复原、地质条件改性等方面的10大重点攻关问题。(3)针对煤、煤系及煤盆地多能源多矿产资源赋存特点,需研究建立煤与煤系共伴生矿产协同勘查模式,在关注“煤”的同时,加大对煤系、煤盆地全域性的多矿产聚集规律和各类资源研究,推动煤、煤系及煤盆地多能源多矿产资源协同勘查与开发利用。(4)针对煤炭智能化开采面临的地质保障问题,加强多手段协同技术开展开采扰动条件下地下水渗流介质及流场演化规律研究,瓦斯(煤层气)逸散和突出机理等隐蔽致灾因素研究,为矿井水、气灾害防治等隐蔽致灾地质因素勘查和资源化利用提出精准分析与预测预报。(5)针对新条件下,煤炭地质勘查工作提升至煤炭生态地质勘查工作的发展需求,提出采用地质手段开展生态环境治理修复新思路,核心是通过人工干预和修复被扰动或破坏 展开更多

关键词 煤炭地质学理论 煤炭资源勘查 煤炭生态地质勘查 地质条件评价 动态地质事件

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沁水盆地柿庄南区块煤层气井储层压降类型及排采控制分析 被引量：16

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作者 伊永祥 唐书恒 +3 位作者 张松航 闫欣璐 王凯峰 党枫 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期118-126,共9页

为了充分认识柿庄南区块煤层气井储层压力变化特征及其对煤层气井产量的影响,基于对柿庄南区块储层地质参数的分析及实际生产数据的剖析,对不同类型生产井的储层压降类型进行分析归类,并结合排采异常井对气井低产原因、排采控制方法及... 为了充分认识柿庄南区块煤层气井储层压力变化特征及其对煤层气井产量的影响,基于对柿庄南区块储层地质参数的分析及实际生产数据的剖析,对不同类型生产井的储层压降类型进行分析归类,并结合排采异常井对气井低产原因、排采控制方法及储层敏感效应进行具体分析。结果表明:柿庄南区块煤层气井储层压降可分为快速下降型、中期稳定型及缓慢下降型3种类型,其中快速下降型井更有利于煤层气高产稳产,但若降压速率超过快速下降型井的最大降压速率反而会使储层受到压敏、速敏效应,降低储层渗透率,同时导致压降漏斗扩展受限,最终抑制煤层气井达到高产稳产。 展开更多

关键词 沁水盆地 柿庄南区块 煤层气 储层压力 排采控制 储层伤害

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沁水盆地柿庄南区块地质因素对煤层气井压裂效果的影响 被引量：14

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作者 张迁 王凯峰 +6 位作者 周淑林 唐书恒 张松航 闫欣璐 伊永祥 党枫 朱卫平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2636-2645,共10页

在煤层气开发过程中,地质条件不仅是煤层气开采的先决条件和地质保障,也直接影响了水力压裂施工,从而影响煤层气井的产能。以沁水盆地柿庄南区块施工参数相近的34口煤层气井为例,从地应力条件、煤体结构和煤层顶底板岩性组合3个方面具... 在煤层气开发过程中,地质条件不仅是煤层气开采的先决条件和地质保障,也直接影响了水力压裂施工,从而影响煤层气井的产能。以沁水盆地柿庄南区块施工参数相近的34口煤层气井为例,从地应力条件、煤体结构和煤层顶底板岩性组合3个方面具体分析了地质因素对煤层气井水力压裂效果的影响,进而对研究区压裂效果进行评价。结果表明:三向地应力的大小关系控制裂缝的延伸方向和缝长,煤体结构类型决定能否形成有效裂缝,煤层顶底板砂岩、泥岩厚度及比例影响裂缝能否穿透隔水层。应力比越小、水平主应力差系数越大、煤层中原生结构煤比例越高、煤层顶底板的泥岩隔水层厚度及比例越大,水力压裂效果越好,煤层气井的平均日产气量也越高。综合上述3方面地质因素,研究区中部地区具有易发育垂直裂缝的地应力特征,且煤层的原生结构煤比例和顶底板泥岩比例高,最有利于水力压裂裂缝的形成与延伸,该区域为水力压裂的优选区域。其次为南部及西南部地区,地应力和顶底板条件较好,但煤体结构破坏程度相对较大。研究区北部、东北部及东南部区域由于煤体结构破坏程度大、顶底板封闭性差等因素,在进行水力压裂时应尽量规避。建议在对煤层气井进行水力压裂时应根据煤层气井的地质条件进行压裂方案设计。 展开更多

关键词 水力压裂 煤层气井 地质因素 柿庄南区块 沁水盆地

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沁水盆地煤系非常规天然气共生聚集机制 被引量：14

5

作者 李俊 张定宇 +2 位作者 李大华 唐书恒 张松航 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1533-1546,共14页

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... 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。 展开更多

关键词 沁水盆地 煤系 非常规天然气 共生聚集 共采前景

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柿庄南区块3号煤层含气量三维建模 被引量：13

6

作者 周优 张松航 +2 位作者 唐书恒 喻天成 冯钊 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期96-104,共9页

煤层含气量对煤层气开发有直接影响。柿庄南区块煤层含气量相对较高,但开发过程中存在较多低效井,开展含气量三维地质建模有助于厘定含气性对煤层气井产量的影响。以沁水盆地柿庄南区块3号煤层为研究对象,运用多元回归分析方法依次建立... 煤层含气量对煤层气开发有直接影响。柿庄南区块煤层含气量相对较高,但开发过程中存在较多低效井,开展含气量三维地质建模有助于厘定含气性对煤层气井产量的影响。以沁水盆地柿庄南区块3号煤层为研究对象,运用多元回归分析方法依次建立基于埋深、灰分、挥发分及固定碳含量等参数的含气量预测公式及基于测井数据的煤岩工业分析各组分含量预测公式,最终得出柿庄南区块基于测井数据的含气量预测模型并应用于全区,与实测值对比表明预测结果较好。运用Petrel软件基于预测结果构建含气量模型,探讨3号煤层含气量三维分布特征。研究表明,区内3号煤层含气量介于11~20 m^3/t,其主控因素为煤层埋深和构造部位。该模型对研究区煤层气井低产因素厘定和煤层气开发生产具有指导意义。 展开更多

关键词 煤层气 含气量 多元回归分析 PETREL 三维地质建模 沁水盆地 柿庄南区块

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柿庄南区块煤层气高产潜力井低产因素分析 被引量：12

7

作者 王凯峰 唐书恒 +2 位作者 张松航 杨国桥 闫欣璐 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第6期85-91,113,共8页

为了研究柿庄南区块部分煤层气高产潜力井产气效果不佳的原因,通过分析煤层煤体结构和顶底板特征,结合水力压裂效果分析,并与高产井排采制度对比,分析总结了典型井低产原因。结果表明:水力压裂效果直接影响煤层气井产能,在改善煤储层渗... 为了研究柿庄南区块部分煤层气高产潜力井产气效果不佳的原因,通过分析煤层煤体结构和顶底板特征,结合水力压裂效果分析,并与高产井排采制度对比,分析总结了典型井低产原因。结果表明:水力压裂效果直接影响煤层气井产能,在改善煤储层渗透性的同时也可能沟通含水层造成煤层气井低产;在排采初期的单相排水阶段和两相流产气上升阶段,排采制度的不合理也是造成高产潜力井低产的重要原因,这2个阶段排采制度的合理控制会对未来整个产气过程产生影响;控制裂缝高度和压裂规模以避免穿透隔水层,最大限度使裂缝在煤层中深远扩展,同时合理制定排采制度,是煤层气增产潜力井二次压裂改造后长期高效开发的关键。 展开更多

关键词 柿庄南区块 煤层气 煤体结构 水力压裂 排采特征

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沁水盆地南部山西组煤储层产出水氢氧同位素特征 被引量：10

8

作者 时伟 唐书恒 +1 位作者 李忠城 张松航 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期62-68,共7页

水化学成分及特征对煤层气开发有重要指导意义。为研究沁水盆地南部柿庄南煤层气开发区块3号主采煤层的地下水径流与水化学特征,从该区采集了煤层气井排出水样,进行主要离子浓度及氢氧同位素测定,分析离子浓度与氢氧同位素的展布特征。... 水化学成分及特征对煤层气开发有重要指导意义。为研究沁水盆地南部柿庄南煤层气开发区块3号主采煤层的地下水径流与水化学特征,从该区采集了煤层气井排出水样,进行主要离子浓度及氢氧同位素测定,分析离子浓度与氢氧同位素的展布特征。同位素组成研究结果显示,3号煤层产出水均来自大气降水补给,表现出^(18)O与D漂移的特点。研究区由东向西δD和δ^(18)O值呈增大趋势,和Na^+、K^+、Cl~–等离子浓度呈现出一定的正相关性,并与研究区由东向西水文径流区(氧化环境)到滞流区(还原环境)的过渡特征相符合,说明δD和δ^(18)O值也可以作为判断煤层水径流条件与煤层气开发有利区的参考指标。 展开更多

关键词 沁水盆地 山西组 煤层水 氢氧同位素

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中、高阶煤样甲烷吸附应变及渗透性实验分析 被引量：10

9

作者 孟雅 李治平 +1 位作者 唐书恒 赖枫鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1915-1924,共10页

煤中气体吸附膨胀和解吸收缩应变是影响煤层气井排采中煤储层渗透率动态变化的重要因素。通过选取沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组中、高阶煤样,通过煤的吸附变形-渗流模拟实验,测得了中、高阶煤样中甲烷吸附应变值,提出了... 煤中气体吸附膨胀和解吸收缩应变是影响煤层气井排采中煤储层渗透率动态变化的重要因素。通过选取沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组中、高阶煤样,通过煤的吸附变形-渗流模拟实验,测得了中、高阶煤样中甲烷吸附应变值,提出了采用12~24 h的吸附应变数据点拟合计算吸附应变的方法,分析了高、中阶煤中甲烷吸附应变及其渗透性的差异性,揭示了中、高阶煤吸附应变规律及其对渗透性的影响及控制机理。结果表明,中、高阶煤样甲烷吸附应变与吸附平衡压力之间的关系符合Langmuir等温吸附模型;中阶煤中吸附甲烷气体的Langmuir径向应变、轴向应变和体积应变分别为0.18×10^(-2),0.09×10^(-2)和0.44×10^(-2),其对应的Langmuir压力分别为5.26,6.93和5.42 MPa;而高阶煤吸附甲烷气体的Langmuir径向应变、轴向应变和体积应变分别为1.91×10^(-2),0.22×10^(-2)和3.99×10^(-2),其对应的Langmuir压力分别为7.87,4.57和7.49 MPa。在有效应力一定的条件下,随着煤中甲烷吸附平衡压力增高,煤样吸附应变增大,且高阶煤吸附应变明显要强于中阶煤样,煤中甲烷吸附应变主要受控于煤中甲烷吸附量。在有效应力一定的条件下,中煤阶煤样的渗透率要大于高煤阶煤样的渗透率,煤中甲烷吸附应变过程中,中、高阶煤样随着煤中甲烷吸附平衡压力增高,煤样渗透率均按负指数函数规律降低,且高阶煤样中甲烷吸附应变对煤样渗透率的影响要强于中阶煤样,因此在煤层气井排采过程中,在临界解吸压力后,高煤阶煤层气井产量提升效果要好于中煤阶煤层气井。 展开更多

关键词 中、高阶煤样 吸附应变 渗透性 煤层气 LANGMUIR模型

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宁武盆地南部深部煤层气临界深度与成藏特征 被引量：6

10

作者 郗兆栋 唐书恒 +4 位作者 刘忠 张迁 张鹏豹 杨雄雄 张珂 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期108-118,共11页

近年来,随着深部煤层气勘探开发技术的不断突破,深部煤层气已逐渐成为中国油气资源重要的勘探开发新领域。但是,关于煤层气深度界线的科学内涵、深部煤层气藏的地质特征、煤层气富集模式等基础科学问题仍处于初期探索阶段。为此,以宁武... 近年来,随着深部煤层气勘探开发技术的不断突破,深部煤层气已逐渐成为中国油气资源重要的勘探开发新领域。但是,关于煤层气深度界线的科学内涵、深部煤层气藏的地质特征、煤层气富集模式等基础科学问题仍处于初期探索阶段。为此,以宁武盆地宁武南区块上石炭统太原组9号煤层为研究对象,基于区块20余口煤层气井的钻井、测井及试井资料等,联合等温吸附、气体同位素等实验测试手段,探讨了宁武南区块深部煤层气临界深度与成藏特征。研究结果表明:①研究区深部煤层气临界深度为1200 m,临界深度以深,深部煤层气藏具有煤层厚度大、热演化程度高、含气量及含气饱和度高、煤体结构好和孔隙度低的地质特征。②地温梯度和热演化程度是影响研究区深部煤层气临界深度及煤层气成藏条件的重要因素。结论认为,该盆地的宁武南区块深部煤层气地质特征与鄂尔多斯盆地大宁—吉县、临兴、延川南等深部煤层气区块具有可比性,展现出宁武盆地深部煤层气良好的勘探开发前景。 展开更多

关键词 宁武盆地 上石炭统太原组 深层 煤层气 临界深度 成藏特征

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湘中邵阳凹陷煤系气成藏基础及其共生组合特征 被引量：9

11

作者 郗兆栋 唐书恒 +4 位作者 杨国桥 李雷 龚明辉 王克营 张保民 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1589-1597,共9页

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... 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。 展开更多

关键词 湖南省 煤系 测水组 非常规天然气 页岩气

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无烟煤中甲烷和二氧化碳混合气吸附运移规律 被引量：9

12

作者 张松航 张守仁 +2 位作者 唐书恒 信迪 刘冰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期544-555,共12页

煤中CH_(4)和CO_(2)的运移和竞争吸附,是煤中CO_(2)封存和提高煤层气采收率(CO_(2)-ECBM)项目注入优化设计、注入驱替效果评价的重要依据。针对沁水盆地南部3个高阶煤样品开展了煤岩煤质、孔隙结构测试(低温液氮和二氧化碳吸附实验)和... 煤中CH_(4)和CO_(2)的运移和竞争吸附,是煤中CO_(2)封存和提高煤层气采收率(CO_(2)-ECBM)项目注入优化设计、注入驱替效果评价的重要依据。针对沁水盆地南部3个高阶煤样品开展了煤岩煤质、孔隙结构测试(低温液氮和二氧化碳吸附实验)和纯甲烷、二氧化碳及其混合气(体积分数75%CH_(4)+25%CO_(2),50%CH_(4)+50%CO_(2),25%CH_(4)+75%CO_(2))吸附试验。基于混合气吸附相密度计算,分析了煤中混合气吸附的绝对吸附量和气体分离因子随压力的变化规律;同时采用双孔隙扩散模型计算了吸附实验中每个压力段气体的等效扩散系数和大孔扩散占比;最后研究了煤岩煤质和孔隙结构对煤中CH_(4),CO_(2)吸附运移和竞争吸附作用的影响。结果表明:①煤中超微孔比表面积较低温氮比表面积高1~2个数量级,是煤岩吸附的主要场所;②高阶煤气体吸附分离因子(S(CO_(2)-CH_(4)))随平衡压力和气体体积分数于3~20变化,一般随压力的升高而下降,与煤中微、小孔发育正相关;③双孔扩散模型可以较好的描述混合气体的扩散过程,总体上受基质膨胀效应影响煤样的大孔等效扩散率随压力升高呈幂函数降低,且在相同压力下,大孔等效扩散率随CO_(2)体积分数增加而增高。煤样的小孔等效扩散率与气体体积分数和压力关系不明显,大孔扩散占比随压力升高呈“V”型变化。项目成果有助于深入理解CH_(4)和CO_(2)的吸附解吸过程。 展开更多

关键词 无烟煤 CO_(2)-ECBM 竞争吸附 混合气扩散 沁水盆地

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沁水盆地柿庄南区块煤层气低效井二次改造研究 被引量：9

13

作者 闫欣璐 唐书恒 +2 位作者 张松航 杨国桥 王凯峰 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第6期119-125,共7页

基于沁水盆地柿庄南区块低效井较多,制约该区块煤层气的产量,为了提高单井产量,需要对低效井进行二次改造,以TS-001井为例,通过建立储层压力、储层动态渗透率、裂缝动态渗透率、裂缝缝长的预测模型,研究了低效井的二次改造可行性,并利... 基于沁水盆地柿庄南区块低效井较多,制约该区块煤层气的产量,为了提高单井产量,需要对低效井进行二次改造,以TS-001井为例,通过建立储层压力、储层动态渗透率、裂缝动态渗透率、裂缝缝长的预测模型,研究了低效井的二次改造可行性,并利用数值模拟方法预测其改造后的效果。研究结果表明:低效井生产过程中储层渗透率先下降后上升,后期恢复至开采初期水平;初始压裂效果好,但后期受到有效应力效应使裂缝部分失效,裂缝渗透率降低,导致产气量下降;低效井经过二次压裂后日产气量逐渐上升,但由于长期低产导致储层水分布均匀,短期内并未达到高产,因此需要一定时间重新排水降压,才能提高稳定产气量。 展开更多

关键词 煤层气低效井 储层压力预测 动态渗透率 压裂效果预测

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鄂尔多斯盆地东缘柳林地区煤系泥页岩稀土元素地球化学特征 被引量：8

14

作者 屈晓荣 李俊 +3 位作者 孙彩蓉 张庆辉 唐书恒 魏建光 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1083-1093,共11页

鄂尔多斯盆地东缘晚古生代含煤地层中暗色泥页岩广泛发育,通过系统采集柳林地区上古生界太原组和山西组暗色泥页岩岩芯样品,借助电感耦合等离子质谱方法开展了稀土元素与微量元素测试。研究表明,柳林地区暗色泥页岩中稀土元素含量较高,... 鄂尔多斯盆地东缘晚古生代含煤地层中暗色泥页岩广泛发育,通过系统采集柳林地区上古生界太原组和山西组暗色泥页岩岩芯样品,借助电感耦合等离子质谱方法开展了稀土元素与微量元素测试。研究表明,柳林地区暗色泥页岩中稀土元素含量较高,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损且平稳,配分曲线相互平行且右倾,可见微弱的Ce负异常和中等Eu负异常,指示稳定的上地壳物源注入。结合δCe与δE、ΣREE和w(La)N/w(Sm)N较差的相关性,以及w(U)/w(Th)<1可排除泥页岩中REE的非源岩影响因素,REE指标的源岩及环境指示意义可靠。综合δCe,Ceanom以及氧化还原敏感元素指标(w(V)/w(Cr),w(Ni)/w(Co),w(V)/w(V+Ni),w(U)/w(Th)和δU)表明山西组与太原组泥页岩沉积环境整体为弱还原-弱氧化环境,且山西组沉积期氧化程度更强。δCe、ΣREE和部分微量元素指标(w(Ba),w(Sr)/w(Ba),w(Ba)/w(Ga))的差异特征和变化规律在层序地层格架内指相意义明显,显示从SQ2到SQ3期,研究区具有从海相、过渡相到陆相的变化趋势。研究区物源来自盆地北部的阴山古陆,以长英质源岩为主,源区构造背景与大陆边缘环境相关。 展开更多

关键词 鄂尔多斯东缘 上古生界 稀土元素 煤系页岩 柳林地区

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黔北地区牛蹄塘组页岩矿物组成特征与脆性评价 被引量：7

15

作者 叶亚培 唐书恒 +1 位作者 郗兆栋 张耀选 《岩性油气藏》 CSCD 北大核心 2019年第4期62-71,共10页

为研究黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩的矿物组成、成因识别的微观特征,并提出适合本区的页岩脆性评价方法,通过薄片鉴定、扫描电镜能谱分析、阴极发光、元素扫描分析、X射线衍射矿物定量分析和三轴压缩实验等方法,研究了黔北地区 XY1 ... 为研究黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩的矿物组成、成因识别的微观特征,并提出适合本区的页岩脆性评价方法,通过薄片鉴定、扫描电镜能谱分析、阴极发光、元素扫描分析、X射线衍射矿物定量分析和三轴压缩实验等方法,研究了黔北地区 XY1 井牛蹄塘组页岩的矿物组成,并基于岩石物理与矿物组成评价页岩的脆性特征。结果表明,牛蹄塘组页岩的矿物主要由石英和黏土矿物组成,还含有少量的长石、碳酸盐矿物和黄铁矿,其体积分数分别为 43.5%,30.3%,11.6%,8.3%和 6.2%。在分析矿物含量与弹性模量、泊松比关系的基础上,认为牛蹄塘组下段较上段岩石脆性好,脆性矿物组合为石英、黄铁矿和碳酸盐矿物,脆性矿物体积分数为 41.7%~82.3%。沉积环境的不同是造成牛蹄塘组上、下段页岩脆性差异的原因。 展开更多

关键词 页岩矿物 成因类型 扫描电镜 沉积环境 脆性分析 牛蹄塘组 黔北地区

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滇东老厂矿区煤层气储层地应力特征研究 被引量：7

16

作者 邢亚楠 张松航 +3 位作者 唐书恒 郭莹莹 喻天成 朱卫平 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期199-206,共8页

地应力特征是煤层气勘探开发,尤其是压裂设计的基础研究内容。为了探明滇东老厂矿区地应力分布特征,基于测井资料、岩石力学试验及水力压裂曲线,利用带附加构造应力项的Anderson模型,计算了滇东老厂矿区煤层气储层地应力特征参数,分析... 地应力特征是煤层气勘探开发,尤其是压裂设计的基础研究内容。为了探明滇东老厂矿区地应力分布特征,基于测井资料、岩石力学试验及水力压裂曲线,利用带附加构造应力项的Anderson模型,计算了滇东老厂矿区煤层气储层地应力特征参数,分析了地应力分布规律及对储层渗透率的影响。结果表明:滇东老厂矿区煤储层地应力整体为10~30 MPa,属中高应力区。最大水平主应力σH,最小水平主应力σh和垂直主应力σV随埋深增加而增加,并且垂向上应力场随埋深增加逐渐由水平主应力主导变为垂直主应力主导,800 m为应力转换点,800 m以浅以σH>σV>σh为主,表明有利于走滑断层应力场活动,煤层处于压缩状态;800 m以深以正断层应力场(σV>σH>σh)为主,垂直主应力σV为主控应力,煤层处于拉张应力状态。侧压系数整体上位于中国和Hoek-Brown内外包络线之内,且随埋深增加逐渐由大于1为主,减小到应力转换带深度下的普遍小于1。地应力通过埋深对渗透率起控制作用,煤层埋深在800 m内,孔隙在挤压应力作用下逐渐闭合,渗透率随埋深增加呈负指数减小,800 m以深垂直主应力为渗透率主控因素,储层处于拉张应力状态,且天然裂缝近乎垂直发育,天然裂缝在垂直主应力作用下开启,渗透率随埋深增加而增加,渗透率变化点与应力场变化点基本一致。 展开更多

关键词 老厂矿区 煤层气 地应力 侧压系数 渗透率

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构造条件和水力压裂控制下的煤层气井异常高产水成因探讨 被引量：6

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作者 王凯峰 唐书恒 +4 位作者 张松航 杨宁 郗兆栋 张迁 王敬宇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期849-861,共13页

煤层气开发实践表明,产水量过高的煤层气井普遍存在低产气甚至不产气的现象,这成为煤层气开发低效的重要原因。为了分析异常高产水的主控因素,以沁水盆地柿庄南区块煤层气井为研究对象,基于区内大量的煤层气井生产资料,通过单因素方差... 煤层气开发实践表明,产水量过高的煤层气井普遍存在低产气甚至不产气的现象,这成为煤层气开发低效的重要原因。为了分析异常高产水的主控因素,以沁水盆地柿庄南区块煤层气井为研究对象,基于区内大量的煤层气井生产资料,通过单因素方差分析及非线性拟合方法,确定了异常高产水的量化指标,并分析了不同因素控制下的异常高产水成因,探讨了相应的解决对策。研究结果表明:对于沁水盆地柿庄南区块排采时间已达8 a的高煤阶煤层气直井,异常高产水的量化指标为平均产水量大于3.22 m^(3)/d;区内煤储层上部砂岩含水层的发育是异常高产水的先决条件,复杂构造地质背景下的异常高产水现象更为普遍,北部断层和陷落柱附近发育密集程度不同的天然裂缝,异常高产水的高风险区为分别距离断层和陷落柱600,900 m范围内。在中南部弱构造活动区,水力压裂裂缝和局部水动力场成为异常高产水的主控因素,局部洼陷内煤层海拔越低,裂缝规模和高度越大,越容易导致异常高产水,且发育垂直或高角度倾斜剪切裂缝的煤层气井异常高产水的风险更高。因此,以远离断层和陷落柱等复杂构造为原则来布井,兼顾含水层发育特征与压裂裂缝规模的适应性,尤其是在局部洼陷内煤层海拔相对低点,控制煤层气井压裂裂缝规模以防沟通含水层,从而避免异常高产水导致煤层气井开发低效。 展开更多

关键词 沁水盆地 高煤阶 煤层气 异常高产水 水力压裂 局部洼陷

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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 被引量：2

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作者 郗兆栋 唐书恒 +4 位作者 刘忠 屈晓荣 张鹏豹 苏育飞 张迁 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期92-101,共10页

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1000 m的面积占比超过90%... 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1000 m的面积占比超过90%,盆地腹部煤层埋深基本大于1500 m,最大埋深超过2500 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。 展开更多

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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无越流补给含水层对煤层气排采影响的数值模拟 被引量：6

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作者 刘冰 张松航 +3 位作者 唐书恒 王鹏飞 翟佳宇 纪朝琪 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期43-53,共11页

沁水盆地南部煤层气井具有“高产水、低产气”的特征,然而也有部分井存在“高产水、高产气”的现象。一般来说,煤层气井高产水,多与沟通含水层相关。针对这种情况,基于沁水盆地柿庄南区块煤储层地质条件,结合煤层气直井排采的实际情况,... 沁水盆地南部煤层气井具有“高产水、低产气”的特征,然而也有部分井存在“高产水、高产气”的现象。一般来说,煤层气井高产水,多与沟通含水层相关。针对这种情况,基于沁水盆地柿庄南区块煤储层地质条件,结合煤层气直井排采的实际情况,利用数值模拟方法,采用气水两相多组分的三维煤储层模拟软件(SIMEDWin)模拟煤层气井排采中,沟通无越流补给含水层对储层压力变化及煤层气水产出规律的影响。结果表明:与无含水层影响的煤层气井对比,沟通无越流补给含水层的煤层气井远井地带压降幅度显著,高产气时间久,累积产气量多,排水量大,但见气时间较晚;含水层渗透率越大,气井日产气峰值越高;气井日排水量越大,产气速度也会越快,但产气速度在排水量达到一定值时不再增大。综合考虑,沟通无越流补给高渗透率含水层,增大日排水量到一定值更有利于柿庄南区块煤层气的增产。 展开更多

关键词 柿庄南区块 数值模拟 含水层 储层压力 煤层气

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煤储层含水性及其对煤层气产出的控制机理 被引量：5

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作者 张松航 唐书恒 +3 位作者 孟尚志 信迪 张远远 王希栋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期171-184,共14页

煤储层的含水性不仅决定了煤层气吸附成藏理论的应用,影响储层改造措施的选取,也决定了对煤层气产出过程的认识。针对煤层的含水性,煤层气地质学认为煤储层基本饱和水,而瓦斯地质学在瓦斯含量计算和瓦斯渗流中基本没考虑水的影响,相当... 煤储层的含水性不仅决定了煤层气吸附成藏理论的应用,影响储层改造措施的选取,也决定了对煤层气产出过程的认识。针对煤层的含水性,煤层气地质学认为煤储层基本饱和水,而瓦斯地质学在瓦斯含量计算和瓦斯渗流中基本没考虑水的影响,相当于认为煤储层饱和气。从煤层水来源、煤储层埋藏及热演化史的角度阐述了煤储层含水性的变化,分析现今煤储层可能存在饱和水、超低饱和含水、不饱和含水和不含水4种状态。煤储层热演化生烃及其造成的储层润湿性的改变,先存气体对后期水侵作用的影响是影响储层现今含水性的关键因素。由于我国构造运动复杂,多发生后期水侵,“大孔裂隙饱和水、小微孔饱和气”可能为多数煤储层气、水赋存状态。这种气、水赋存状态,可以有效回应煤层气地质理论中“煤储层饱和水,兰氏吸附理论不适用”的论点,同时也决定了在煤储层含气性分析中应该考虑毛管力的影响。此外,煤储层为低孔、低渗储层,早期的排采阶段一般为单相水流,煤层气的排采过程需要确定并考虑启动压力梯度的影响。综上所述,开展煤-水-甲烷条件下的煤储层润湿性研究,生烃作用及先存气体对储层含水性的影响研究,重新认识煤储层的含水性,并基于此进一步刻画煤层气的赋存和产出过程,可能是解决我国煤层气,特别是中、高煤阶煤层气低产问题的一把钥匙。 展开更多

关键词 煤层气 储层含水性 煤润湿性 临界解吸压力 产出机理

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