论煤炭地下气化对煤层地质条件的适应性 被引量：9

1

作者 徐永生 《天津城市建设学院学报》 CAS 1995年第4期6-11,共6页

分析了煤层埋藏深度、厚度、倾斜度、围岩等地质条件对并工法和地下气化法开采的影响，阐述了煤炭地下气化较大的适应性．

关键词 煤炭地下气化 深层煤 薄煤层 析空区 适应性

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柯柯亚深层煤岩气水平井钻井实践 被引量：3

2

作者 赵前进 杨立军 +2 位作者 李慎越 任凯 秦新德 《天然气勘探与开发》 2024年第1期89-96,共8页

吐哈盆地侏罗系煤岩天然气区块位于山前高陡构造,地层倾角大,地质条件复杂,为国内陆地埋藏最深的煤岩气气藏,煤层水平井钻探技术在该领域尚属空白,钻井过程中“斜、慢、阻、卡”矛盾突出,亟须开展煤岩气水平井钻完井技术研究。为此,针... 吐哈盆地侏罗系煤岩天然气区块位于山前高陡构造,地层倾角大,地质条件复杂,为国内陆地埋藏最深的煤岩气气藏,煤层水平井钻探技术在该领域尚属空白,钻井过程中“斜、慢、阻、卡”矛盾突出,亟须开展煤岩气水平井钻完井技术研究。为此,针对井身结构优化、井眼轨道优化、防斜打快技术、煤层坍塌机理、水平段安全钻完井开展了深入分析研究,柯新1H先导试验结果表明:①大三层井身结构可以满足水平井安全钻进,但具有较大的优化潜力;②垂直钻井技术在2500 m以浅的煤上地层应用效果佳,为中上部地层防斜打快提供了技术手段;③技术套管下深的确定是关键,是保障水平段能否成功实施的基本条件;④水平段通过多靶点轨道设计、随钻岩性追踪、无扶单弯螺杆+缩小底部钻具外径、双向通井工具、强抑制强封堵钻井液等手段降低卡钻风险,在煤层起伏变化大的情况下,确保了千米长水平段钻进与下套管作业顺利实施。 展开更多

关键词 深层煤岩气 坍塌机理 井身结构 防斜打快 技套下深 安全钻井

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适合矿井防治水的水泥基化学复合材料研究 被引量：2

3

作者 梁伟锋 张弼强 陈汉章 《化学工程师》 CAS 2024年第6期100-104,共5页

深层煤矿井开采过程中极易出现巷道涌水等事故,为了解决传统水泥基支护材料硬脆性强、韧性差以及抗渗能力弱的问题,以醋酸乙烯酯和聚乙烯醇为主要原料,在乳化剂OP-10和SDS的作用下,制备了一种改性聚合物乳液PVEA-1,并将其与水泥、粉煤... 深层煤矿井开采过程中极易出现巷道涌水等事故,为了解决传统水泥基支护材料硬脆性强、韧性差以及抗渗能力弱的问题,以醋酸乙烯酯和聚乙烯醇为主要原料,在乳化剂OP-10和SDS的作用下,制备了一种改性聚合物乳液PVEA-1,并将其与水泥、粉煤灰、砂和PVA纤维等材料相结合,制备出了一种新型水泥基化学复合材料。考察了水泥基化学复合材料的基本物理性能、力学性能和抗渗性能,结果表明,改性聚合物乳液PVEA-1能够有效提高水泥基化学复合材料的流动度和保水率,并且随着PVEA-1加量的不断增大,水泥基化学复合材料的抗压强度逐渐降低,抗折强度先升高后降低,压折比先降低后升高,吸水率逐渐降低。当PVEA-1的加量为8%时,水泥基化学复合材料的综合性能较好,具有较高的韧性和抗渗能力,能够作为深层煤矿井防治水的支护材料使用。 展开更多

关键词 深层煤矿井 防治水 改性聚合物乳液 水泥基复合材料 性能评价

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煤炭地下气化试验综述与产业化发展建议 被引量：2

4

作者 东振 陈艳鹏 +10 位作者 孔令峰 王峰 陈浩 薛俊杰 张梦媛 陈姗姗 赵宇峰 喻岳钰 龚万兴 孙宏亮 王兴刚 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期180-196,共17页

在实现碳达峰碳中和(“双碳”)目标和保障国家能源安全的双重需求驱动下,我国煤炭地下气化(UCG)迎来了新的历史发展机遇期。为科学制定技术攻关路线、加快产业化发展,按时间顺序梳理了煤炭地下气化试验历程,将其分为矿井式气化、直井/... 在实现碳达峰碳中和(“双碳”)目标和保障国家能源安全的双重需求驱动下,我国煤炭地下气化(UCG)迎来了新的历史发展机遇期。为科学制定技术攻关路线、加快产业化发展,按时间顺序梳理了煤炭地下气化试验历程,将其分为矿井式气化、直井/定向井气化、水平井气化3个发展阶段,探究了不同阶段推动气化技术革新的底层逻辑,从技术和非技术2个方面分析了未能产业化的原因并提出产业化发展建议。研究表明:(1)水平井+可控注入点后退气化工艺不仅能够有效规避浅层气化在地表沉降、淡水污染方面的风险,而且在扩大煤炭纵向开发范围、提高单井控煤量、提升粗煤气品质、保障连续气化方面具有优势,是当前和今后一个时期的主流技术路线。(2)我国是现场试验时间最长的国家,长期处于矿井式气化阶段,虽然我国中深层煤炭地下气化攻关试验刚起步,但是由于该技术攻关难度大、技术成熟度低,主要富煤国家在技术研发上基本属于同一起跑线,有希望成为我国钻井式气化技术弯道超车的新赛道。(3)技术适用性不强是造成矿井式、直井式气化产业化困难的主要技术原因,技术成熟度较低是制约水平井气化产业化的主要技术原因,长期稳产高产问题尚未得到彻底解决。(4)常规天然气低成本开发和页岩气革命的冲击,民众对浅层气化诱发环境污染的担忧,政府对煤炭地下气化的政策转向,是导致国外试验终止的主要非技术原因;发展规划长期空白、科研试验主体相对单一、科研投入不足、产业扶持政策未出台、联合创新机制未建立是阻碍我国气化产业化的非技术原因。提出我国UCG产业化建议:新时期要充分认识煤炭地下气化技术的复杂性和挑战性,按照“干成”“干好”两个维度,破解“长期稳产”和“高产优产”两个核心问题,通过同步推进科研攻关和现场� 展开更多

关键词 煤炭地下气化 中深层煤 钻井式气化 产业化 技术原因 产业政策 发展建议

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大宁-吉县区块深层煤岩气水平井钻井技术 被引量：5

5

作者 王维 韩金良 +4 位作者 王玉斌 杨干 苗强 辛江 李猛 《石油机械》 北大核心 2023年第11期70-78,共9页

为了解决鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块深层煤岩气先导性试验区大平台钻井轨道设计困难、长裸眼段反复漏失、泥灰互层可钻性差、泥岩和煤岩易坍塌、水平段固井质量差等技术难题,从先导性试验区煤岩储层特征和岩石力学特性入手,开展了... 为了解决鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块深层煤岩气先导性试验区大平台钻井轨道设计困难、长裸眼段反复漏失、泥灰互层可钻性差、泥岩和煤岩易坍塌、水平段固井质量差等技术难题,从先导性试验区煤岩储层特征和岩石力学特性入手,开展了井眼轨道优化设计、防漏堵漏工艺技术、高性能PDC钻头设计、长裸眼段钻井液技术和固井工艺技术等关键技术的研究,形成大宁-吉县区块深层煤岩气水平井钻井技术。在先导性试验区25口水平井中应用结果表明:高性能PDC钻头平均进尺、平均机械钻速明显提升,复杂时效有效降低,钻井周期明显缩短,防漏堵漏提升明显,固井质量合格率100%,提质提效效果明显。研究成果可为鄂尔多斯盆地东缘深层煤岩气的有效动用提供技术支持,对我国其他深层煤岩气区块勘探开发具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 深层煤岩气 轨道优化设计 刘家沟井漏 井壁失稳 增韧防窜水泥浆

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鄂尔多斯盆地中东部地区石炭系本溪组煤岩气储层特征

6

作者 刘新社 黄道军 +3 位作者 虎建玲 周国晓 杜小伟 戴贤铎 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期51-62,共12页

近年来,鄂尔多斯盆地多口风险探井在石炭系本溪组煤岩中获得工业气流,展示出该盆地煤岩气良好的勘探前景,但关于该盆地煤岩气储层特征的研究较少,煤岩气储层分布规律认识不清,制约了下一步勘探部署。为此,以本溪组8号煤为例,综合岩心、... 近年来,鄂尔多斯盆地多口风险探井在石炭系本溪组煤岩中获得工业气流,展示出该盆地煤岩气良好的勘探前景,但关于该盆地煤岩气储层特征的研究较少,煤岩气储层分布规律认识不清,制约了下一步勘探部署。为此,以本溪组8号煤为例,综合岩心、扫描电镜及物性等分析化验资料,对盆地深层煤岩的宏观煤岩类型、显微组分、煤质特征、孔-裂隙发育特征、物性特征和甲烷吸附能力等储层特征开展了系统研究,建立煤岩气储层评价标准,并预测了煤岩气的有利分布区。研究结果表明:①8号煤以原生结构的光亮煤、半亮煤为主,显微组分中镜质组含量高,灰分平均值为17.77%,镜质体最大反射率为1.08%~2.23%,以肥煤-贫煤为主。②8号煤储集类型以胞腔孔、气孔和裂隙为主,其中裂隙包括宏观割理和微裂隙;孔裂隙体积分布以“U”字形结构为主,微孔贡献最大,其次为微裂隙;比表面积分布呈“L”字形,呈现出微孔单峰。③8号煤氦气法孔隙度平均值为6.25%,渗透率平均值为4.21 mD,煤岩在地层状态下具有良好的渗透性。④8号煤空气干燥基兰氏体积为7.79~26.08 m^(3)/t,平均值为18.60 m^(3)/t,兰氏压力为2.03~4.17 MPa,平均值为3.12 MPa,煤岩吸附能力与灰分含量呈负相关性,与成熟度呈正相关性。结论认为,鄂尔多斯盆地本溪组8号煤发育2类有利区,其中横山-米脂-绥德一带为Ⅰ类有利区,面积约11200 km^(2);乌审旗西和榆林北为Ⅱ类有利区,面积约13300 km^(2),2类有利区资源量超过4.5×10^(12) m^(3),可形成煤岩气规模增储上产的现实领域。 展开更多

关键词 鄂尔多斯盆地 石炭系 本溪组 8号煤 深层煤岩 储层特征 煤岩气 勘探有利区

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大宁-吉县区块深层煤岩多尺度孔缝结构特征 被引量：5

7

作者 杨秀春 宋柏荣 +3 位作者 陈国辉 何睿 赵浩阳 杨潇 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期94-100,共7页

针对单一技术手段难以定量表征大宁-吉县区块深层煤岩储层复杂的多尺度孔缝结构问题,基于全直径CT扫描、微米CT扫描、FIB-SEM电镜扫描、氩离子抛光场发射扫描电镜等多种实验方法,利用多尺度的数字岩心技术对煤岩样品进行扫描及分析。结... 针对单一技术手段难以定量表征大宁-吉县区块深层煤岩储层复杂的多尺度孔缝结构问题,基于全直径CT扫描、微米CT扫描、FIB-SEM电镜扫描、氩离子抛光场发射扫描电镜等多种实验方法,利用多尺度的数字岩心技术对煤岩样品进行扫描及分析。结果表明:大宁-吉县区块深层煤岩发育多尺度孔缝系统,纳米尺度以气孔和组织孔发育为主,微米尺度以微裂缝和矿物溶孔发育为主,毫米尺度发育有高角度裂缝和割理组合;全直径CT扫描技术可有效识别毫米级的裂缝、割理及溶孔;建立了D20井煤岩段岩心孔-缝模型,计算得到裂缝孔隙度为1.55%,裂缝密度为22.5条/m,裂缝平均开度为1.1 mm;微米孔隙平均半径为2.99~4.15μm,微米喉道平均半径为1.16~1.80μm;微裂缝平均开度为3.75~4.84μm;纳米孔隙平均半径为51.21~80.65 nm,纳米喉道平均半径为19.44~32.06 nm;通过微、纳米孔隙数据拼接,获得多尺度分布特征,小孔数量最多,平均表面积占比为63.68%,大孔(大于103 nm)数量少但贡献了大量的孔隙体积。研究成果可为深层煤层气勘探开发提供技术支撑。 展开更多

关键词 深层煤岩 多尺度孔缝结构 数字岩心技术 煤层气压裂选层 大宁-吉县区块

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深层中低煤阶储层煤层气含量测井计算方法

8

作者 陈国军 李军红 +4 位作者 张文芊 高明 张帆 张啸 张进 《新疆地质》 CAS CSCD 2024年第3期385-391,共7页

深层中低煤阶煤层气作为目前的勘探热点,相应研究技术亟需突破,以往煤层气的研究方法均基于浅层建立,无法评价深层煤岩含气性特征。通过岩心实验及试气分析,发现深层煤岩具孔隙结构特征好、吸附气和游离气共存等特征。含气饱和度评价对... 深层中低煤阶煤层气作为目前的勘探热点,相应研究技术亟需突破,以往煤层气的研究方法均基于浅层建立,无法评价深层煤岩含气性特征。通过岩心实验及试气分析,发现深层煤岩具孔隙结构特征好、吸附气和游离气共存等特征。含气饱和度评价对深层煤岩研究至关重要,发现拟合的水层和吸附气层阻抗可很好解决气层定性识别和定量计算。对吸附气含气饱和度计算考虑了兰氏体积和兰氏压力温度校正,并在两个模型中加入含气饱和度及变骨架孔隙度参数,使吸附气和游离气的计算更加准确,为中低煤阶煤岩深层勘探提供测井技术支撑。 展开更多

关键词 深层煤岩 测井解释评价 游离气及吸附气 含气饱和度

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深层煤岩微构造对现今地应力的控制机理

9

作者 唐志潭 刘敬寿 +5 位作者 闫霞 冯延青 蒋恕 张滨鑫 张冠杰 付一鸣 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期344-357,共14页

深部煤层气的勘探开发不能简单套用浅部煤层气的勘探开发理论,原因之一在于深煤层地应力制约了煤层气的吸附/解析、渗流等过程,决定了煤层裂隙的有效性,并影响着水平井轨迹设计。因此,开展深部地应力变化规律研究对煤层气的勘探开发具... 深部煤层气的勘探开发不能简单套用浅部煤层气的勘探开发理论,原因之一在于深煤层地应力制约了煤层气的吸附/解析、渗流等过程,决定了煤层裂隙的有效性,并影响着水平井轨迹设计。因此,开展深部地应力变化规律研究对煤层气的勘探开发具有重要意义。本文以鄂尔多斯盆地大吉区块为例,利用阵列声波测井、微地震监测数据和岩心测试等资料,综合考虑深层煤岩微构造类型与产状、边界应力条件和顶底板岩石力学性质组合等因素,利用ANSYS有限元软件,建立微构造三维地质力学模型,全面分析了微构造的类型、产状和对煤层应力的控制机理。研究结果表明:煤层微构造越平缓,应力分布越均匀,反之应力越容易集中;煤层微构造产状对煤层应力的影响主要为:随着煤层微构造曲率的增大,挠曲处水平应力差会随之增大,且挠曲处周缘水平最小主应力也会越集中。由微构造类型与煤层力学性质、顶底板岩性、边界应力条件等因素交叉模拟得到,正向微构造下的煤层应力与泊松比呈正相关,与杨氏模量呈负相关,而负向微构造则相反。当顶板为灰岩时,煤层应力大小受微构造类型变化影响比顶板为砂岩时更显著。区域应力大小对深部煤层应力的影响相对较小。论文研究成果可为深部煤层地应力成因机制分析、煤层气高效开发和地质工程一体化实践提供有益的参考。 展开更多

关键词 微构造 地应力 深层煤岩 大吉区块 有限元模拟

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膨胀管补贴技术在深层煤层气大规模压裂井的探究与应用

10

作者 石元宝 马召 +2 位作者 熊巍 施瑞鑫 郝晟烨 《中国石油和化工标准与质量》 2024年第6期172-174,共3页

随着临汾区块致密气开发时间不断延长,部分井处于长停关井状态,且这部分井大多数进行了多层系开发生产,再利用难度大,面临报废处置的窘境。随着区块深层煤储层改造技术的突破,膨胀管补贴技术的引进和应用,解决了下返调层实现大规模压裂... 随着临汾区块致密气开发时间不断延长,部分井处于长停关井状态,且这部分井大多数进行了多层系开发生产,再利用难度大,面临报废处置的窘境。随着区块深层煤储层改造技术的突破,膨胀管补贴技术的引进和应用,解决了下返调层实现大规模压裂增产改造的技术难题,为这部分气井的盘活再利用提供了技术保障。 展开更多

关键词 膨胀管补贴技术 下返调层 大规模压裂 深层煤储层 增产改造

原文传递

深层煤岩气水平井“工程地质一体化” 导向技术研究与应用

11

作者 何光远 杨东良 陈长江 《中国石油和化工标准与质量》 2024年第16期180-182,186,共4页

我国深部煤层气资源丰富,目前长庆区块也已逐步进入勘探开发阶段,长庆鄂尔多斯盆地气田深层煤顶构造相对比较复杂,发育小规模多排鼻状构造,鼻翼的宽度200~500 m,倾角一般在1°~3°,目前三维地震解释对米煤层大尺度构造变化能够... 我国深部煤层气资源丰富,目前长庆区块也已逐步进入勘探开发阶段,长庆鄂尔多斯盆地气田深层煤顶构造相对比较复杂,发育小规模多排鼻状构造,鼻翼的宽度200~500 m,倾角一般在1°~3°,目前三维地震解释对米煤层大尺度构造变化能够起到借鉴作用,但对微伏构造刻画的精度仍然不高,地震解释对区块气田煤层大尺度构造变化能够起到借鉴作用,导致钻井工程施工难度比较大。基于此,在分析深部煤层气分布特点后,推行工程地质一体化导向技术,最大限度优化井眼轨迹,提高靶点着陆准确度和水平段煤层钻遇率。该技术主要流程为:根据前期有限的完钻井资料建立目的层地质模型,钻井工程实施过程中获取钻遇地层的钻井参数响应值,水平段钻进时实时对比定向和录井参数,及时校正井眼轨迹,利用Gxplorer软件进行层位对比和划分,建立动态地质模型,进而调整和预测后续井眼轨迹。通过长庆区块的台11H、绥德1H、靳26H等井实际应用,该技术取得了良好的效果,米172H水平段长度1 314 m周期10.41天煤层钻遇率94.292%,台11H井水平段长度1 550 m周期12天煤层钻遇率96.06%,绥德1H水平段长度1 500 m周期4.83天煤层钻遇率96.07%,靳26H井水平段长度1 240 m周期12天煤层钻遇率100%,因此可以看出,工程地质一体化导向技术很好的提高了水平井钻井技术的精确性和高效性。 展开更多

关键词 深部煤岩气 鄂尔多斯盆地气田深层煤岩气 地质导向技术 井眼轨迹 动态地质模型 水平井钻井技术

原文传递

鄂尔多斯盆地煤层(岩)气勘探开发进展及发展方向

12

作者 李勇 徐凤银 +3 位作者 唐书恒 王延斌 孟尚志 徐强 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期63-79,共17页

鄂尔多斯盆地历经30余年的不断探索,已在盆地东缘形成了超千亿立方米探明储量规模的浅层煤层气产业基地,并于2019年后逐步实现了盆地深层煤岩气勘探开发重大突破。为了进一步推动盆地深层煤岩气规模效益开发,在系统梳理盆地煤层(岩)气... 鄂尔多斯盆地历经30余年的不断探索,已在盆地东缘形成了超千亿立方米探明储量规模的浅层煤层气产业基地,并于2019年后逐步实现了盆地深层煤岩气勘探开发重大突破。为了进一步推动盆地深层煤岩气规模效益开发,在系统梳理盆地煤层(岩)气勘探开发历程和开发地质特征的基础上,总结了盆地煤层(岩)气勘探开发取得的主要成果和形成的关键勘探开发技术,提出了煤层(岩)气勘探开发的理论与技术发展方向。研究结果表明:①盆地主体经历了勘探开发探索(1991-2002年)、典型区带勘探开发突破(2003-2008年)、浅-中层煤层气规模勘探开发(2009-2018年)和深层煤岩气规模勘探开发(2019年至今)4个阶段,煤层(岩)气产量和深度不断取得重大突破;②受控于沉积环境、埋深、构造、水文条件、应力场等地质因素,煤层(岩)气从浅层向深层形成孔渗物性变差、游离气含量增加、含水量降低等储层特征演化,生产特征由排水采气转变为开井见气;③深层煤岩气勘探思路由有利区向地质-工程一体化甜点区转变,形成了地下-地面一体化的大井丛井网设计技术,研发了“密切割+大排量+组合支撑剂+前置酸+变黏滑溜水”极限体积压裂技术体系,提出了全生命周期煤岩气排采理念和排采技术。结论认为:①浅层煤层气需要围绕“高产老区稳产、低产低效区盘活、未动用区效益建产、非主力层系接替”4个方面推动规模效益开发;②深层煤岩气继续强化“煤系组合-煤层结构-煤体结构-煤岩类型”4个层次差异,完善“地应力-天然裂缝-人工裂缝-井型与方位-井网井距”五位一体井网设计,攻关“立体勘探、有序开发、多气协同、效益产出”开发技术。 展开更多

关键词 鄂尔多斯盆地 浅层煤层气 深层煤岩气 勘探开发历程 地质认识 开发技术 技术发展方向

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深层煤岩气水平井各段产出贡献及其主控因素——以鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块为例

13

作者 闫霞 熊先钺 +5 位作者 李曙光 黄力 王峰 孙雪冬 郭乐乐 冯延青 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期80-92,共13页

在“双碳”目标背景下,实现深层煤岩气高效开发、甲烷管控或近零排放具有极其重要的战略意义。但深层煤岩气水平井各段产出贡献不清、主控因素不明,制约了煤层气单井产能提升和降本增效。为此,以鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块为例,通... 在“双碳”目标背景下,实现深层煤岩气高效开发、甲烷管控或近零排放具有极其重要的战略意义。但深层煤岩气水平井各段产出贡献不清、主控因素不明,制约了煤层气单井产能提升和降本增效。为此,以鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块为例,通过示踪剂监测技术,获得了深层煤岩气水平井各段差异认识,提出了基于深层煤岩气地质—工程甜点系数的模型构建方法、“黑金”靶体和地质—工程甜点分类评价标准,构建了沿水平井地质—工程甜点模型,提取了11项地质因素和10项工程因素开展“定性+定量”评价,明确了深层煤岩气水平井各段产出贡献的主控因素。研究结果表明:①深层煤岩气水平井各井段的产出差异大,各井段产气量贡献率介于2.2%~25.3%,同一口井各井段产气量差异最高达11.5倍。②明确了影响水平井各井段产出主控因素是钻遇Ⅰ、Ⅱ类地质—工程甜点情况和压裂改造规模;钻遇Ⅰ类和Ⅱ类甜点井段长度占水平井长度的63.7%,其中采用相对更高规模压裂设计的Ⅰ、Ⅱ类甜点段仅占37.5%,却贡献了单井59.2%的累计产气量。③影响高产段的离散型因素,裂缝形态以均匀缝为主;构造曲率以正曲率和零曲率为主;煤岩类型以光亮煤和半亮煤为主。④利用斯皮尔曼相关系数法、层次分析法和梯度提升树法定量确定的主控因素,与基于甜点模型得到的认识一致。结论认为,研究成果为深层煤岩气水平井甜点评价、“黑金”靶体钻遇率提高、压裂段簇差异化设计、施工方案优化等方面提供了新认识、新方法和新思路。 展开更多

关键词 鄂尔多斯盆地 深层煤岩气 水平井 示踪剂监测 产出剖面 主控因素 甜点 煤层气

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煤层自封闭性对深层煤岩气的富集与改造意义

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作者 郗兆栋 唐书恒 +4 位作者 杨文府 杨雄雄 张迁 王凯峰 吕建伟 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期105-112,共8页

近年来,煤岩气勘探开发成功突破“深度禁区”,将中国煤岩气产业带入了一个新的发展阶段。深层煤岩气富集规律以及“千方砂,万方液”的超大规模储层压裂改造工艺无不与中、浅层煤岩气的富集规律和勘探开发技术形成鲜明对比,进一步彰显了... 近年来,煤岩气勘探开发成功突破“深度禁区”,将中国煤岩气产业带入了一个新的发展阶段。深层煤岩气富集规律以及“千方砂,万方液”的超大规模储层压裂改造工艺无不与中、浅层煤岩气的富集规律和勘探开发技术形成鲜明对比,进一步彰显了深层煤岩气成藏、富集及开采的特殊性。为进一步明确有利于深层煤岩气富集、储层改造的地质-工程甜点纵向分布,推动实现深层煤岩气地质-工程一体化发展,以华北地区深层煤岩气为研究对象,基于土力学中超固结比的概念定量表征了煤储层的自封闭性,评价了深层煤岩气的富集条件和煤储层的可改造性。研究结果表明:①超固结比能够反映煤储层自封闭性的动态演化特征,与煤层埋藏深度具有耦合关系;②埋深越大,煤层超固结比越小,煤储层自封闭性越强,有利于煤岩气的富集,但煤储层压裂改造难度增大;埋深越浅,煤层超固结比越大,煤储层自封闭性越弱,不利于煤岩气的保存,但煤储层相对易于压裂改造;③基于煤层超固结比与埋深的耦合关系揭示了既有利于煤岩气富集又利于煤储层改造的深度范围,该深度带是深层煤岩气地质-工程甜点区带。结论认为,基于超固结比确定的地质-工程甜点深度界限可为相似地质背景条件下的深层煤岩气地质-工程一体化实施提供参考和借鉴,有助于煤岩气产业的高质量发展。 展开更多

关键词 深层煤岩气 成藏 保存条件 力学性质 可改造性 超固结比 地质-工程一体化

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深层煤岩气压裂研究进展与展望

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作者 李小刚 唐政 +4 位作者 朱静怡 杨兆中 李扬 谢鹏 廖宇 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期126-139,共14页

中国深层煤岩气资源丰富,勘探开发潜力巨大。水力压裂是开发深层煤岩气的重要工程技术,目前深层煤岩气水力压裂仍然存在技术瓶颈,在一定程度上制约了深层煤岩气的勘探开发。为进一步明确深层煤岩气水力压裂技术现状和发展趋势,基于鄂尔... 中国深层煤岩气资源丰富,勘探开发潜力巨大。水力压裂是开发深层煤岩气的重要工程技术,目前深层煤岩气水力压裂仍然存在技术瓶颈,在一定程度上制约了深层煤岩气的勘探开发。为进一步明确深层煤岩气水力压裂技术现状和发展趋势,基于鄂尔多斯盆地和沁水盆地深层煤岩气勘探开发案例,分析了深层煤岩气压裂地质特征的特殊性,论述了深层煤岩气压裂工程技术现状,剖析了深层煤岩气压裂存在的理论与技术挑战,最后展望了压裂改造理论与技术发展方向。研究结果表明:①与中深层页岩、低渗透致密砂岩和浅层煤层相比,深层煤岩具有更复杂的裂缝和割理裂隙网络系统,具有低孔低渗、煤体结构完整、高地应力、高弹性模量、低泊松比的特征,这些地质特征差异使得深层煤岩对应的压裂改造技术内涵应有差异;②深层煤岩主流压裂改造主体技术为水平井超大规模极限体积压裂和多轮次转向缝网弥合压裂;③下一步需持续研究不同煤阶、不同地域的深层煤岩气压裂地质特征差异性、压裂裂缝起裂及延伸规律、低成本压裂材料、高效压裂工艺技术。结论认为,深层煤岩气压裂改造开发需要结合压裂地质特征构建多尺度地质模型,建立“地质-工程”双甜点预测模型,并大力发展低成本、环境友好的压裂材料及工艺配套技术,进而实现深层煤岩气的规模效益开发。 展开更多

关键词 深层煤岩气 地质特征 多尺度地质模式 压裂改造技术 储层对比 展望

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基于融合多模态特征的深层煤岩气产量预测

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作者 郭子熙 张舒 +6 位作者 马骉 康芸玮 李曙光 陈东 陈怡羽 陈博文 赵金洲 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期140-149,共10页

深层煤岩气生产在井型、压裂工艺、排采方式等方面显著区别于浅层煤层气,针对浅层煤层气建立的产量预测模型无法处理多元异构的深层煤岩气数据,且难以适应深层煤岩气的生产方式。为此,基于卷积自编码结合空间金字塔池化提取深层煤岩气... 深层煤岩气生产在井型、压裂工艺、排采方式等方面显著区别于浅层煤层气,针对浅层煤层气建立的产量预测模型无法处理多元异构的深层煤岩气数据,且难以适应深层煤岩气的生产方式。为此,基于卷积自编码结合空间金字塔池化提取深层煤岩气二维地质特征,采用PointNet++提取深层煤岩气缝网三维特征,拼接得到的完整数据矩阵再经近邻传播法(Affinity Propagation,AP)聚类后划分训练集和测试集,最后将注意力机制融入长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)建模,建立了预测深层煤岩气产量的深度学习新模型并通过不同算法和消融实验对比分析了新模型的泛化能力。研究结果表明:①提出的特征提取方法能够有效解决深层煤岩气数据多元异构、多尺度等问题。②对比深度神经网络(Deep Neural Networks,DNN)、门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)、LSTM、数值模拟、BP神经网络,融入三维特征提取及注意力机制的AP-LSTM预测产量的准确率最高。③融入三维特征提取,AP-LSTM预测产量的数据波动得到有效抑制;融入注意力机制,AP-LSTM预测产量的趋势得到改善。④基于研究区块建立的模型迁移到新的区块预测产量,仍具备较高的准确率。结论认为,缝网特征是影响深层煤岩气产量的重要因素,注意力机制有助于AP-LSTM区分自喷和抽吸,融入三维特征提取及注意力机制的AP-LSTM适应了深层煤岩气的生产方式,具有良好的普适性,能够为深层煤岩气规模化开发提供技术支撑。 展开更多

关键词 深层煤岩气 深度学习 长短时记忆网络 三维特征提取 注意力机制 产量预测

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四川盆地渝西大安区块龙潭组深层煤岩气压裂技术探索

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作者 李德旗 陈钊 +9 位作者 邹清腾 龚舒婷 刘臣 王天一 赖建林 葛婧楠 江铭 潘丹丹 刘兆然 曹博文 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期150-158,共9页

据多轮次煤层气资源评价结果,沉积于海陆交互环境的四川盆地上二叠统龙潭组也是重要的产煤层系,其中作为南方首个浅层山地煤层气代表的川南地区筠连煤层气田已成功实现商业开发,而深层煤岩气勘探评价仍处于探索试验阶段,亟需结合深层煤... 据多轮次煤层气资源评价结果,沉积于海陆交互环境的四川盆地上二叠统龙潭组也是重要的产煤层系,其中作为南方首个浅层山地煤层气代表的川南地区筠连煤层气田已成功实现商业开发,而深层煤岩气勘探评价仍处于探索试验阶段,亟需结合深层煤岩的构造和储层特征,建立一套适用于深层煤岩气的压裂技术体系。为此,从储层物性、岩石力学、顶底板特征3个方面,对比分析了四川盆地渝西区块龙潭组19号煤岩与其他深层煤岩气的地质工程差异,通过正交试验优化压裂参数,形成了“小簇间距布缝(15~23 m)+单段多簇射孔(4簇)+大排量大规模造缝(施工排量18~20 m^(3)/min、用液强度32~35 m^(3)/m)+高强度加砂支撑(6.5~7.0 t/m)”的压裂工艺技术,成功实施了四川盆地首口深层煤岩气水平井的压裂作业。研究结果表明:①龙潭组深层煤岩煤质呈软塑性,割理和裂缝发育,需通过小簇间距布缝、大排量大规模造缝、高强度加砂支撑的压裂工艺思路以提高缝网复杂程度和支撑裂缝导流能力;②微注入压降测试(DFIT)获取的地质参数与测井资料预测的数据吻合度好,在深层煤岩具有良好的适用性;③针对深层煤岩具有高孔隙度、发育割理和裂隙的地质特征,停泵30 min+投球暂堵的方式可以有效提高改造范围和效果。结论认为,在四川盆地渝西大安区块深层煤岩气的探索实践,有助于形成深层煤岩气压裂改造技术体系,对加快推进四川盆地超压、超饱和深层龙潭组煤岩气高效规模开发具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 四川盆地 渝西大安区块 龙潭组 深层煤岩气 压裂改造 正交试验 暂堵转向

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深层煤岩气水平井压裂关键技术——以准噶尔盆地白家海地区侏罗系为例

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作者 李雪彬 金力新 +3 位作者 陈超峰 俞天喜 向英杰 易多 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第4期629-637,共9页

目前准噶尔盆地白家海地区侏罗系煤层具有弹性模量低、泊松比高以及硬度低的特性,直井水力压裂过程中存在加砂困难和产气量低等问题。为此,确定了“验证+探索”的技术路线,现场验证簇间是否干扰,探索不同压裂液的增产效果。研究结果表明... 目前准噶尔盆地白家海地区侏罗系煤层具有弹性模量低、泊松比高以及硬度低的特性,直井水力压裂过程中存在加砂困难和产气量低等问题。为此,确定了“验证+探索”的技术路线,现场验证簇间是否干扰,探索不同压裂液的增产效果。研究结果表明:①通过直井现场试验表明,优先选择煤层作为水平井钻进的目标层,可以获得更好的开发效果;②簇间距、排量、黏度、支撑剂粒径与加砂规模是解决加砂困难和改造体积的重要参数,建议采用大排量、高黏度和组合加砂的压裂工艺;③经现场应用,冻胶压裂液造长缝和水平井细分切割体积改造是实现准噶尔盆地白家海地区侏罗系深层煤岩气效益增产的有效工艺措施,并取得了显著效果。研究的成功为深层煤岩气的勘探和开发提供了技术上的突破和支持,对准噶尔盆地煤岩气资源开发具有重要意义。 展开更多

关键词 准噶尔盆地 白家海地区 深层煤岩气 水力压裂 水平井

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吐哈盆地台北凹陷中侏罗统西山窑组深层煤岩气地质特征与勘探潜力

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作者 陈旋 张华 +5 位作者 林霖 刘俊田 苟红光 李新宁 程祎 尤帆 《中国石油勘探》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期44-59,共16页

深层煤岩气是吐哈盆地油气勘探的新领域,但研究程度相对较低。基于煤岩测试与基础资料,系统研究了吐哈盆地台北凹陷中侏罗统西山窑组煤层分布、煤岩煤质、储层物性、宏微观煤岩、煤储层气源及煤岩等温吸附特征,揭示了煤岩储层含气性及... 深层煤岩气是吐哈盆地油气勘探的新领域,但研究程度相对较低。基于煤岩测试与基础资料,系统研究了吐哈盆地台北凹陷中侏罗统西山窑组煤层分布、煤岩煤质、储层物性、宏微观煤岩、煤储层气源及煤岩等温吸附特征,揭示了煤岩储层含气性及其影响因素,提出了深层煤岩气形成富集条件,建立了深层煤岩气富集成藏模式,预测了台北凹陷煤岩气勘探潜力。结果表明:(1)台北凹陷深层侏罗系西山窑组煤层分布广、厚度大,为中低阶、原生结构、割理发育的低灰、低水、富镜质组煤层;(2)煤储层孔渗较高且受埋深影响不明显,煤层段气测异常普遍且储层吸附性能中等—好,具有游离气与吸附气共存、试采快速见气、气组分齐全等特征;(3)台北凹陷煤岩气的油气供给充注,可以形成正向构造带“调整型”和斜坡及洼陷区“自生自储型”两种成藏模式;(4)台北凹陷煤岩气资源丰富,西山窑组主煤层煤岩气资源量近3×10^(12)m^(3)。根据煤岩气资源丰度、煤层厚度、含气量、保存条件等综合评价优选出温吉桑构造带、小草湖南斜坡为深层煤岩气勘探有利目标区。 展开更多

关键词 吐哈盆地 台北凹陷 西山窑组 深层煤岩气 地质特征 勘探潜力

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深层煤岩气地质品质及含气量测井评价方法研究

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作者 石玉江 何羽飞 +3 位作者 万金彬 郭笑锴 于红果 杨仁杰 《中国石油勘探》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期126-141,共16页

深层煤岩气作为非常规油气开采领域的重点勘探开采目标之一,已逐渐成为我国天然气资源供给的重要来源。相较于中浅层煤层气储层,深层煤岩气储层气体赋存特征及地质特征更为复杂。以鄂尔多斯盆地B区块为例,与中浅层煤层气相比,深层煤岩... 深层煤岩气作为非常规油气开采领域的重点勘探开采目标之一,已逐渐成为我国天然气资源供给的重要来源。相较于中浅层煤层气储层,深层煤岩气储层气体赋存特征及地质特征更为复杂。以鄂尔多斯盆地B区块为例,与中浅层煤层气相比,深层煤岩气在地质特征上呈现出含气量更高、煤体结构更优、储层物性更差,以及储层温度、压力、地层水矿化度更高的特征。通过系统分析深层煤岩气地质特征,总结出煤层具有典型的低密度、低自然伽马、高中子、高声波时差、高电阻率的测井响应特征,并基于此实现煤储层识别;分析不同煤体结构对应测井响应特征差异,优选测井参数建立适用于靶区的煤体结构因子并完成煤体结构划分;依据实验结果并结合目标层测井相响应特征,创建了煤岩变骨架参数条件下的孔隙度测井解释模型;基于实验数据,对比分析测井响应与组分及组分间相关性,构建了靶区工业组分测井评价模型。在完成煤层识别、煤岩组分计算、煤体结构划分等地质品质参数评价的基础上,形成了常规和核磁—等温吸附联测含气量评价技术,以实现针对深煤岩储层游离气和吸附气的联合计算,为深层煤岩气储量和资源量计算提供保障;同时以进一步提升深层煤岩气勘探效率和开发效益为目的,提出了针对深煤岩储层评价的测井建议及技术攻关方向展望,以满足深层煤岩气产业高质量发展的目标。 展开更多

关键词 深层煤岩气 测井评价 含气量 测井系列 攻关方向

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