多煤層條件下含煤層氣系統流體能量分配及其地質控制

《多煤層條件下含煤層氣系統流體能量分配及其地質控制》是依託中國礦業大學，由楊兆彪擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：多煤層條件下含煤層氣系統流體能量分配及其地質控制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：楊兆彪
• 依託單位：中國礦業大學

項目摘要

以貴州省織納煤田比德-三塘盆地典型向斜晚二疊世多煤層流體能量分配為研究對象，採取地質分析與層序地層學分析方法，深入分析多煤層條件下流體能量分布規律及其內在控制因素。重點探討煤儲層含氣性、含水性、滲透性、儲層壓力在多煤層序列上的垂向分配規律及相互關係。引入啟動壓力梯度及數值模擬方法，分析含煤層氣系統形成具有統一流體壓力含煤層氣系統所需的最低孔滲性值，以此判別值劃分含煤層氣系統類型，進一步分析不同含煤層氣系統類型的流體能量存在狀態及屬性。最後解剖典型向斜，闡釋多煤層序列上具有不同流體能量特徵的含煤層氣系統的垂向疊置分配模式，進而指導後期煤層氣開採方式的選擇，推進適合於多煤層條件下的煤層氣成藏理論向縱深發展，為構建我國西南煤層氣大型開發基地提供理論依據。

結題摘要

多煤層條件下的煤層氣成藏作用具有其特殊性，含煤地層高頻旋迴普遍發育，深刻地影響到煤層氣成藏效應，為此本項目以黔西織納煤田比德-三塘盆地為研究對象。重點探討了典型向斜晚二疊世多煤層含煤層氣系統流體能量分配及其地質控制機理。取得以下成果。 首先，基於單孔含煤地層柱狀微量元素地球化學分析，結合整個盆地典型鑽孔的岩性分析和測井曲線，修正了研究區含煤地層三級層序格架，識別出4個層序界面，劃分為5個三級層序。認為層序結構為二元組合，由海侵體系域和高位體系域組成。 第二，綜合運用相關測試手段，對黔西比德三塘盆地單井多煤層儲層物性進行了分析。揭示和表征了煤層孔隙性、滲透性、吸附性、擴散性等在沉積序列上的變化規律。研究發現：煤的孔徑隨層位降低而趨於減小，孔容波動性較小，孔比表面積隨層位降低而趨於增大，暗示煤吸附能力隨層位降低而有所增強，但儲氣能力變化不大；煤岩滲透率隨層位變化呈現為3個突變式半旋迴，高滲層位集中於最大海泛面附近及海侵體系域，與三級層序結構具有較高的一致性；煤的吸附常數隨層位降低具增高趨勢，但蘭氏壓力在局部煤層出現異常；煤的擴散係數在層序Ⅲ中最高。研究區泥岩、粉砂岩、細砂岩、灰岩都是煤層的良好封蓋層，擴散係數遠遠小於煤層，這是煤層之間地下流體貫通不暢的一個重要原因。 第三，在參閱相關文獻和實驗數據分析的基礎上，提出了劃分含氣系統類型的基本界限值。以煤儲層原位滲透率0.1md作為劃分具有統一壓力含氣系統（壓力氣系統）和無統一壓力含氣系統（應力氣系統）的界限值。基於啟動壓力梯度實驗測試結果得到，儲層滲透率與啟動壓力梯度具有冪指數關係，儲層滲透率越低，啟動壓力梯度越高，存在無統一壓力含氣系統的機率越高。在此基礎上，結合多煤層條件下層序地層結構對煤儲層主要物性的控制特徵和抽水試驗數據分析，在研究區從形態上區分出多層疊置獨立和多層統一兩類含氣系統，提出了層序地層結構控氣模式，分析了比德－三塘盆地含煤地層中兩類含氣系統的空間配置關係。 第四，基於黔西大量注入壓降試井數據統計和分析,進一步研究了地應力條件下的多層疊置獨立含氣系統的後期調整。分析顯示在黔西六盤水一般發育應力氣系統，在形態上主要為多層疊置獨立含氣系統。而在織納地區，一般發育壓力氣系統，在形態上包括多層疊置獨立含氣系統和多層統一含氣系統。研究成果對於指導多煤層條件下的煤層氣開發方式具有重要意義。