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筠连沐爱区块富氦煤层气成藏模式及其特殊意义
1
作者 杨兆彪 顾俊雨 +5 位作者 傅雪海 田文广 毕彩芹 韩永胜 梁宇辉 张宝鑫 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期101-114,共14页
四川筠连沐爱核心区是中国南方第一个成功商业化开发多年的煤层气田,在南方煤层气开发中具有引领意义,然而其富集成因尚待进一步揭示。基于研究区大量的煤层气评价测试井、煤层气试井和煤层气开发井数据为基础,结合测试化验分析,参考并... 四川筠连沐爱核心区是中国南方第一个成功商业化开发多年的煤层气田,在南方煤层气开发中具有引领意义,然而其富集成因尚待进一步揭示。基于研究区大量的煤层气评价测试井、煤层气试井和煤层气开发井数据为基础,结合测试化验分析,参考并借鉴油气研究成果,结合地质背景,分析了其独特的煤层气富集成藏模式。研究认为:筠连沐爱核心区主力煤层平均含气量为15.58 m^(3)/t,具有“中高灰分煤,高含气量和高饱和度”的特征,且发现原始气藏氦气异常,平均体积分数为0.074%,煤层气富集区主要位于铁厂沟向斜轴部沐爱断层东侧及区块西部和南部边缘,氦气异常区与煤层气富集区具有协同性。本区地下水矿化度高为其鲜明特色,TDS平均在10638.3 mg/L,远高于国内外浅层煤层气产区的TDS值,且具有“高氯离子,高硫酸根离子”特征,这与其处于四川盆地边缘,构造活动较弱,地层水为泥岩压实排出水(古海洋水)混合大气降水密切相关。矿化度高的区域煤层含气量高,氦气异常,且具有超压现象,氦气异常推测主要来自深层离心流中水溶氦气的脱气作用。由此,提出了一种新的煤层气成藏模式,即构造−混合水动力封堵型富氦煤层气藏,构造主要体现2方面,一是封闭性好的逆断层为富氦煤层气富集提供了有益边界,二是构造形迹控藏,包括宽缓向斜轴部低部位控藏和构造高点高部位控藏。混合水动力则体现在独特的沉积盆地泥岩压实离心流和大气降水向心流的综合控制,促成了富氦煤层气藏的形成,由此导致,在原始气藏中地下水−煤层气−氦气具有协同性,在后期长时间的排采过程中,这种动态协同性仍然一致。因此,煤层气藏中富氦可能是煤层气富集的重要指示性指标。 展开更多
关键词 筠连沐爱核心区 煤层气 富氦煤层气藏 古海洋水 构造−混合水动力封堵型气藏 协同性
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基于排采数据的煤层气井排水-降压-产气有效性研究——以黔西织金区块为例 被引量：1
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作者 郭晨 史康 +9 位作者 秦勇 袁航 陈贞龙 高为 卢玲玲 李猴强 张旭阳 王祥 何红斌 张润涵 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期370-384,共15页
煤层气井排水、降压、产气是一个递进过程,可分解为排水降压与降压解吸产气2个环节,任一环节失效均会导致产气受限。通过分析排采数据剥离上述2个环节的有效性,明确解吸产气的主要制约因素,对于促进煤层气经济有效开发具有重要意义。构... 煤层气井排水、降压、产气是一个递进过程,可分解为排水降压与降压解吸产气2个环节,任一环节失效均会导致产气受限。通过分析排采数据剥离上述2个环节的有效性,明确解吸产气的主要制约因素,对于促进煤层气经济有效开发具有重要意义。构建了一种基于累计产水量与井底流压、累计产气量与井底流压、以及累计产水量与累计产气量3条关系曲线的排采有效性分析方法,具有水侵识别、水源劈分、气藏参数获取与关键环节剥离等功能,将其应用于黔西织金区块煤层气井排采动态分析,取得一定成效。基于累计产水量与井底流压关系曲线,上凹型代表水侵井,下凹型代表非水侵井。面向开发需求,将含气系统概念延伸为产气系统,指具有相近水文地质条件、开发动态及生产规律的含气系统及其组合,不同产气系统合采兼容性差。织金区块含煤地层可划分为上部(1~9号煤层)与下部(10~35号煤层)2套产气系统,上部产气系统水文地质开启程度高,易发生水侵,而下部产气系统水文地质条件较为封闭,无明显水侵现象,有利于高效降压与产气。气藏属性参数计算结果显示,水侵井具有启抽压力低,弹性产水指数高的特点,非水侵井与之相反。水侵井的水侵产水量大于弹性产水量,总产水量高;非水侵井主要产出弹性水,总产水量低。产水能量驱动类型的差异决定了排水降压有效性,进而影响了气井的产能潜力。限制或避免水侵、提高排水降压有效性将是织金区块老井提产改造与新井开发设计的基本思路。研究成果可为叠置煤层气系统发育背景下的煤层气井排采动态分析与产能主控因素诊断提供方法借鉴。 展开更多
关键词 煤层气排采 水侵识别 产气系统 合采 储层流体效应 动态分析
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贵州深部煤层气地质特征及其资源潜力 被引量：14
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作者 杨兆彪 高为 +10 位作者 秦勇 张孟江 李存磊 颜智华 梁宇辉 卢本举 陈义林 吴财芳 陈捷 李庚 文德修 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期348-361,共14页
加快深部(1000 m以深)煤层气资源勘探开发是煤层气走向规模化开发的重要途径,是近年来煤层气产业的重要发展方向。贵州省煤层气资源丰富,深部煤层气资源占比大,然而目前尚未开展深部煤层气资源的地质研究和勘探开发。立足于贵州煤层气... 加快深部(1000 m以深)煤层气资源勘探开发是煤层气走向规模化开发的重要途径,是近年来煤层气产业的重要发展方向。贵州省煤层气资源丰富,深部煤层气资源占比大,然而目前尚未开展深部煤层气资源的地质研究和勘探开发。立足于贵州煤层气地质背景,基于大量的煤层气试井资料和测试化验资料,分析了深部煤层气地质特征及其资源潜力。研究结果显示:贵州深部煤层气资源主要分布于六盘水、黔北和织纳煤田的众多向斜单元。沉积分异和构造分区导致深部煤储层地质条件具有区域差异性,六盘水煤田以“超压明显、低温、较高应力”为特征,织纳煤田以“超压、较高温度、较低应力”为特征,黔北煤田以“超压、高温、高应力”为特征。深部煤储层渗透率偏低,1000 m以深渗透率将普遍低于0.1×10^(-15)m^(2)。煤储层含气量较高,在1000 m以浅,以六盘水煤田为代表的中阶煤储层平均含气量为10.03 m^(3)/t,以织纳、黔北煤田为代表的高阶煤储层平均含气量为14.51 m^(3)/t,400 m以深超饱和现象较为明显。优选游离气、吸附气预测模型,考虑煤阶随深度的变化,预测深部整体含气量将进一步增加,超饱和现象更为明显,游离气占比增大,在2000 m左右,游离气占比普遍达到10%~25%,且中阶煤游离气占比要高于高阶煤。在此基础上,计算了包含2000 m以深的贵州省重点向斜的煤层气地质资源量,贵州省煤层气地质资源量为3.85万亿m^(3),其中1000 m以深煤层气地质资源量达到了1.90万亿m^(3),六盘水和黔北煤田深部煤层气资源占比大。综合考虑资源规模和资源丰度,提出了开发次序建议,盘关—土城—照子河—旧普安向斜和格目底向斜为首选开发单元,以上向斜均属于高丰度大型气田。 展开更多
关键词 贵州 深部煤层气 地质特征 吸附气 游离气 资源潜力
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阳泉-晋城矿区关闭煤矿煤层气资源特征及抽采模式 被引量：3
4
作者 王阳 向杰 +4 位作者 秦勇 陈尚斌 朱炎铭 黄曼莉 石莹 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期165-179,共15页
受资源枯竭、淘汰落后、过剩产能等因素影响,山西省关闭煤矿数量逐年增多,关闭/废弃煤矿煤层气资源评价和开发逐渐受到重视。笔者以阳泉-晋城矿区关闭煤矿为研究对象,通过资料整理、实验测试、数值模拟等手段,探究了关闭煤矿煤层气资源... 受资源枯竭、淘汰落后、过剩产能等因素影响,山西省关闭煤矿数量逐年增多,关闭/废弃煤矿煤层气资源评价和开发逐渐受到重视。笔者以阳泉-晋城矿区关闭煤矿为研究对象,通过资料整理、实验测试、数值模拟等手段,探究了关闭煤矿煤层气资源特征,预测了煤层气资源量,总结了抽采模式。研究表明,阳泉-晋城矿区2009年兼并重组前和兼并重组中关闭煤矿共153座,基本为低瓦斯煤矿。2016―2020年去产能关闭37座煤矿,阳泉矿区分布较为集中,以高瓦斯矿为主;晋城矿区分布相对零散,以低瓦斯矿井为主。关闭煤矿煤层气资源由采空区煤层气资源与原位煤层气资源组成。采空区煤层气以游离态为主赋存于采空区孔隙-裂隙中,厚煤层采空区垮落带与裂隙带孔隙体积之和与工作面体积的比值I介于0.53~0.73,而中厚煤层采空区I值通常大于0.90。原位煤层气主要以吸附态赋存于煤基质孔隙中,15号煤孔隙度介于3.69%~5.45%,微孔比表面积介于97.58~120.76 m2/g,微孔体积介于0.017~0.022 cm3/g,微孔最为发育。煤层埋深和局部构造控制原位煤层含气性,而甲烷浓度作为采空区含气性的重要指标,受控于煤层、储气空间结构及封闭条件。根据资源与关闭煤矿特征将关闭煤矿煤层气资源分为3类:低瓦斯关闭煤矿采空区煤层气资源、高瓦斯关闭煤矿采空区煤层气资源和高瓦斯关闭煤矿原位煤层气资源。构建了关闭煤矿采空区煤层气资源量预测数学模型,预测了采空区煤层气资源量;采用体积法预测了原位煤层气资源量。在资源预测范围内,阳泉-晋城矿区关闭煤矿采空区煤层气资源量合计46 074.01×10~4 m3,原位煤层气资源量达146 388.12×10~4 m3,其中,阳泉三矿的资源量最大。此外,总结了4种关闭煤矿煤层气抽采模式,分别为地面直井抽采、L型井抽采、采空区煤层气与水平邻近原位煤层气合采及过采空区下部煤层气抽采,并针对各关闭煤矿提出了利用方向。 展开更多
关键词 关闭煤矿 煤层气资源 采空区 资源量预测 抽采模式
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煤层气井产出水微量元素地球化学特征、成因及开发意义——以黔西织金区块为例
5
作者 郭晨 高俊喆 +7 位作者 秦勇 易同生 陈贞龙 袁航 王国玲 卢玲玲 李瑞腾 程曦 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期3000-3016,共17页
为深化煤系流体地球化学形成机理与煤层气富集高产机制,促进煤层气效益开发,基于黔西织金区块煤层气井产出水样品采集与微量元素地球化学测试,揭示产出水微量元素组成特征、差异分布与成因机制,探讨其地质意义以及对煤层气富集高产的指... 为深化煤系流体地球化学形成机理与煤层气富集高产机制,促进煤层气效益开发,基于黔西织金区块煤层气井产出水样品采集与微量元素地球化学测试,揭示产出水微量元素组成特征、差异分布与成因机制,探讨其地质意义以及对煤层气富集高产的指示意义。结果表明:织金区块煤层气井产出水较高的微量元素浓度是水与煤中无机矿物相互作用的结果,源于黔西煤中微量元素的赋存方式主要为无机态。微量元素溶出与沉淀为水-煤相互作用的2种机制,滞留条件下,易溶元素大量溶出,导致煤层水中微量元素浓度增加,以Li、Ga、Rb、Sr、Ba这5种特征微量元素为代表,溶出来源主要为黏土矿物。当水中微量元素浓度较高时,碱性水环境将促进可溶性元素的沉淀,反馈煤中微量元素变化。产出水微量元素浓度在不同含煤向斜之间差异显著,源于向斜间水动力条件的差异。产出水Li元素浓度与平均日产气量具有正相关性,特征微量元素浓度蛛网面积与平均日产水量具有负相关性,可指示地下水动力条件与产能潜力。珠藏向斜煤系水动力条件弱,产出水微量元素浓度高,加之构造改造弱,煤体结构相对完整,具有最佳的煤层气富集高产条件;阿弓向斜在保证排液能力的前提下也具有高产潜力,由以南东向缓倾翼为典型。研究成果从煤层气井产出水微量元素地球化学差异分布与成因机理的角度出发,为理解织金区块煤层气富集高产的区控性原因提供了新的思路,并为下一步开发部署提供了方向。 展开更多
关键词 煤层气井 产出水 微量元素 富集高产 水-煤作用
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煤层气井产出水地球化学特征差异及排采指示——以黔西三塘向斜为例
6
作者 周效志 王帅琪 +5 位作者 朱世良 王少雷 向刚 陈学华 董吉航 邱鑫 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期169-182,共14页
煤层气井产出水蕴含丰富地质信息,分析其地球化学特征及井间差异,可为精细化排采工作提供科学指导。以黔西织纳煤田三塘向斜为研究区,探究了复杂构造背景下煤层气井产出水地球化学特征差异、成因及精细排采管控策略。基于3口煤层气井产... 煤层气井产出水蕴含丰富地质信息,分析其地球化学特征及井间差异,可为精细化排采工作提供科学指导。以黔西织纳煤田三塘向斜为研究区,探究了复杂构造背景下煤层气井产出水地球化学特征差异、成因及精细排采管控策略。基于3口煤层气井产出水定期采样测试,剖析了产出水水质、水化学、水中氢氧同位素等特征差异,探讨了煤层气井排采水产出规律及井间差异的地质-工程协同控制作用,提出了压后精细放溢流与排采管控措施,对复杂构造区煤层气井排采具有指导作用。研究表明:区内煤层气井排采产出水特征差异显著,基于水中氢氧同位素、Cl^(-)浓度、pH等判识,W1、E1和N1井产出水分别主要来源于煤系滞留水补给、上覆含水层水补给和前期注入压裂液返排;受此影响,煤层气井压后放溢流及排采过程中产出水水质变化趋势有别,水中阴、阳离子浓度及水化学类型不同,氢氧同位素漂移趋势各异。结合煤层气井产出水水质、水化学特征监测,将压后放溢流过程划分为试放喷、恒速放喷、放喷速度缓慢提升、放喷速度快速下降4个阶段,前期排采过程划分为试抽、控压排液、缓慢降压、控压产气、降压提产5个阶段。对于产出水来源差异的煤层气井,综合煤储层渗透性、外源水补给强度确定排采管控基本原则,如地层水补给弱的低产水井维持高套压、低流压日降幅排采,地层水补给强的高产水井维持低套压、高流压日降幅排采,以保证降压提产阶段气水的连续、稳定产出,并在长期排采过程中持续携带出低浓度煤粉。 展开更多
关键词 复杂构造区 煤层气井 产出水地球化学 精细排采管控 三塘向斜
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鄂尔多斯盆地深部煤层气差异富集的地质控制 被引量：3
7
作者 范立勇 周国晓 +7 位作者 杨兆彪 王怀厂 卢本举 张宝鑫 陈宇航 李存磊 王彦卿 顾俊雨 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期203-215,共13页
鄂尔多斯盆地深部煤层气资源丰富,开发潜力大,是中国深部煤层气勘探开发的主战场。明确深部煤层气富集规律、圈定富集区段是煤层气勘探开发的重要基础。以中国石油长庆油田公司在鄂尔多斯盆地最新实施的多口深部煤层气评价井数据为分析... 鄂尔多斯盆地深部煤层气资源丰富,开发潜力大,是中国深部煤层气勘探开发的主战场。明确深部煤层气富集规律、圈定富集区段是煤层气勘探开发的重要基础。以中国石油长庆油田公司在鄂尔多斯盆地最新实施的多口深部煤层气评价井数据为分析基础,采用数学统计、模型计算和地质分析等方法,重点研究了盆地内深部煤层气差异富集的地质控制因素和富集规律。提出了物质组分效应、深度效应和保存效应是影响深部煤层气差异富集的“3种控制效应”。物质组分是控制煤层气富集的基础因素,其中灰分和煤变质程度是主要参数,低灰分、高变质煤储层含气量高。深度效应则是叠加孔隙率、温度和压力变化的综合效应,孔隙率随埋深增加而衰减,导致游离气随埋深增加会趋缓,吸附气和总含气量存在明显的临界转换深度,后者临界转换深度深于前者,一般在2000~3000m,在此深度范围内,总含气量高。3000m以深,深度效应加剧,总含气量缓慢降低,往往低于20m^(3)/t。保存效应是深部吸附气和游离气,尤其是游离气富集的重要控制因素,其中盖层类型是保存效应中的关键因素,而地下水矿化度和压力系数则是保存效应的重要外在显现。研究区煤岩组合类型中煤泥、煤灰、煤泥-煤灰组合具有良好封盖性,相应其地下水矿化度高,压力系数较大。叠加深度效应,2000~3000 m埋深范围内,总含气量往往高于20 m^(3)/t,煤砂组合封盖性相对较弱,相应其地下水矿化度相对较低,含气量往往低于20m^(3)/t。耦合深度效应和保存效应,提出了鄂尔多斯盆地深部煤层气富集模式。 展开更多
关键词 深部煤层气 物质组分效应 深度效应 保存效应 富集模式 鄂尔多斯盆地.
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深部煤层气超临界状态下赋存特征及分配规律 被引量：3
8
作者 周立宏 闫霞 +5 位作者 熊先钺 王峰 刘文超 杨月洁 杨兆彪 冯延青 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期73-90,共18页
深部煤层气成为天然气增储上产的重要方向,但其吸附气、游离气原始赋存状态不清、不同条件下的赋存态分配规律不明,制约了深部煤层气储量准确评估和产出规律认识。随着埋深增加,温度和压力不断升高,甲烷进入超临界相态,其流体密度将不... 深部煤层气成为天然气增储上产的重要方向,但其吸附气、游离气原始赋存状态不清、不同条件下的赋存态分配规律不明,制约了深部煤层气储量准确评估和产出规律认识。随着埋深增加,温度和压力不断升高,甲烷进入超临界相态,其流体密度将不断增重、黏度与气态相近,表明当前现有认识低估了游离气的资源量和流体易于产出的流动能力。在深层高温高压下,甲烷超临界流体特征更为显著,不能被忽视。现在基于储层压力的含气量计算方法,未考虑煤层微孔内流体压力要高于储层压力,即“微孔超压”环境的存在,故实际含气量被低估。针对国内深部煤层埋深最深至5000 m、煤阶0.8%~3.0%范围内,基于甲烷物性随压力、温度变化规律和微孔超压理论,研究建立了考虑微孔超压和甲烷超临界流体特征的深部煤层气游离气、吸附气含量计算模型。研究表明:①深层高温高压下,甲烷黏度、密度、压缩因子、体积系数等高压物性参数变化并非随温度、压力线性变化,基于高压物性参数与温度和压力关系,建立了各参数经验计算式,并结合分子模拟等手段,分析了深层与浅层相应参数差异;②揭示了深部煤层气吸附气、游离气赋存状态在不同热演化程度、不同埋深、不同温压条件下的分配规律,相同深度下,随着煤阶的增加,吸附气含量越高、游离气含量越低,且游离气占比不断减小;相同热演化程度下,随着煤层深度增加,煤的吸附气含量呈现先增加后降低趋势,游离气占比逐渐增加;③考虑甲烷超临界流体性质对吸附作用的影响,相比忽略该特征的同等情况下,实际吸附气含量并没有现有认识那么高,吸附气占比降低6%~9%;④针对是否考虑Langmuir修正和含水饱和度随埋深变化等情况,建立4种模型方法,明确了不同煤阶、不同孔隙率和含水饱和度下临界转折深度、吸附气/游离气变化规律及图版;⑤基于“微孔超压、宏孔常压”新认识,建立了考虑“微孔超压+超临界状态”的游离气、吸附气含量计算方法,计算埋深2000 m时高阶煤(镜质体反射率R^(o)=2.7)游离气占比保守可达41%,比现有认识增大了约20%,相比传统方法只考虑储层压力的计算结果更符合生产实际。研究成果可为揭示深部煤层气赋存态分配规律和储量评估等,提供科学理论依据。 展开更多
关键词 煤层气 深部煤层气 超临界 赋存 吸附气 游离气 临界转折深度 微孔超压
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四川筠连煤层气井产出水地球化学特征及地质意义 被引量：1
9
作者 顾俊雨 杨兆彪 +7 位作者 田文广 韩永胜 刘常青 梁宇辉 卢本举 李存磊 彭丽莎 王海晨 《煤炭学报》 北大核心 2025年第3期1647-1658,共12页
煤层气井排采水地球化学特征包含着丰富的地层水来源信息,可反映煤层气保存条件,对煤层气富集机理和勘探开发研究具有重要意义。以四川盆地南缘筠连区块9组19口典型煤层气井为研究对象,开展了产出水常规离子、微量元素、氢氧同位素实验... 煤层气井排采水地球化学特征包含着丰富的地层水来源信息,可反映煤层气保存条件,对煤层气富集机理和勘探开发研究具有重要意义。以四川盆地南缘筠连区块9组19口典型煤层气井为研究对象,开展了产出水常规离子、微量元素、氢氧同位素实验测试,并结合产出水常规离子随排采时间变化规律探讨煤层气井产出水的来源。结果表明:筠连区块煤层气井产出水中Na^(+)+K^(+)含量超过90%,溶解性固体(TDS)总质量浓度为1203~143099 mg/L,Cl^(-)质量浓度为709~85700 mg/L,SO_(4)^(2)质量浓度为12~3614 mg/L,HCO_(3)^(-)质量浓度为24~516 mg/L,具有“高TDS、高Cl^(-)、高SO_(4)^(2)、低HCO_(3)^(-)”的特征。在10 a排采期间,Cl^(-)表现为波动性下降,SO_(4)^(2-)前期含量较为稳定,约为20~25 mEq/L,在排采1500 d左右开始出现波动,HCO_(3)^(-)含量最低。筠连煤层气井产出水主要存在海相成因的原始沉积水、大气降水补给的渗入水与混合水3种类型,产出水变化在时间与空间尺度上均显示了一个大气降水渗入到原始沉积水的混合过程。随着大气降水的渗入,产出水水型由Ca/Mg-Cl型先转变为Na-SO4型,再转变为Na-HCO_(3)型;微量元素含量逐步减少,其中Sr与B元素对产出水来源的敏感性较高;产出水氢氧同位素值逐渐减小,氢氧同位素拟合线也逐渐向大气降水线靠近。多种地球化学指标均显示处于宽缓向斜轴部的G1-2井封闭性较好,产出水主要为海相沉积水,而处于向斜翼部的G3井封闭性较差,来源主要为大气降水,其余井介于二者之间,为古海水与大气降水的混合水。 展开更多
关键词 川南筠连 煤层气 产出水 地球化学特征 地质意义
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中国煤层气资源控制程度及可靠性分析 被引量：45
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作者 秦勇 申建 李小刚 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期19-32,共14页
煤层气资源可靠性是产业持续发展的重要基础。为了客观认识和评价中国历次煤层气资源评价结果,从勘查控制程度的视角,基于煤炭资源、煤层含气性、煤层气可采性3个方面,研究了中国煤层气资源量控制程度,分析了提高煤层气资源可靠性待解... 煤层气资源可靠性是产业持续发展的重要基础。为了客观认识和评价中国历次煤层气资源评价结果,从勘查控制程度的视角,基于煤炭资源、煤层含气性、煤层气可采性3个方面,研究了中国煤层气资源量控制程度,分析了提高煤层气资源可靠性待解决的关键问题,探讨了提高煤层气资源可靠性的措施与途径。研究结果表明:①当前全国煤层气资源评价结果具有全面性、系统性和客观性,也存在历史局限性,资源控制程度和潜力认识尚有极大提升空间;②基于所建立的勘查控制程度参数体系开展评价,二连盆地浅部煤层气资源可靠性极高,沁水盆地中等偏上,鄂尔多斯盆地和黔西—滇东地区相对较低,北疆地区很低,这些地区深部煤层气资源潜力可观;③已提交的全国2000 m以浅煤层气资源中,可靠的地质资源量介于11×10^(12)~14×10^(12)m^(3)之间,其中可采资源量约为4.5×10^(12)~6.3×10^(12)m^(3);④可采系数及可采资源量的认识具有高度不确定性,低估了全国2000 m以浅煤层气可采资源量;⑤讨论了评价方法现存关键问题,提出了解决问题的4条具体建议。结论认为,煤炭资源量控制程度很大程度上反映煤层气资源量可靠性,煤层气资源可靠性评价理论与方法尚待发展,资源控制程度和潜力认识尚有极大提升空间。 展开更多
关键词 煤层气 资源评价 控制程度 可靠性 产业持续 措施与途径 资源量
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废弃矿井遗留煤层气资源次生富集成藏研究现状及展望 被引量：11
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作者 王家琛 杨兆彪 +3 位作者 秦勇 杨彦群 董志勇 孟祥昊 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期35-44,共10页
在当前国家大力推进“双碳目标”落实阶段,废弃矿井遗留煤层气资源开发具有重要的现实意义。然而,废弃矿井遗留煤层气资源开发具有其独特性,源于其在原始地质条件下扰动后的二次动态成藏。通过综述近些年国内外研究成果得出:(1)煤层开... 在当前国家大力推进“双碳目标”落实阶段,废弃矿井遗留煤层气资源开发具有重要的现实意义。然而,废弃矿井遗留煤层气资源开发具有其独特性,源于其在原始地质条件下扰动后的二次动态成藏。通过综述近些年国内外研究成果得出:(1)煤层开采覆岩及底板扰动区可以依次分为导气裂隙带、卸压带及不易解吸带,长臂法开采煤层覆岩采动影响范围可达到100 m左右,底板采动影响范围可达到50 m左右。(2)遗留煤层气资源主要以游离态、吸附态及溶解态赋存于开采扰动区内,与原位储层相比游离气占比增大。依据开采扰动应力场–裂隙场–渗流场分布规律,可将遗留煤层气赋存空间分为:三维卸压带、一维卸压带、原始位区,覆岩三维卸压带顶部为潜在煤层气富集区。(3)废弃矿井煤层气资源量评估方法主要有月下降曲线法、分源叠加法及间接扣减法,后2种方法在国内有较高的适用性。最后指出准确圈定遗留煤层气富集空间及其采动裂隙场,揭示遗留煤层气的赋存特征及其动态运聚过程,建立遗留煤层气资源量的动态评价模型是废弃矿井遗留煤层气资源成功开发的地质理论基础,也是今后的重点研究方向。 展开更多
关键词 遗留煤层气 废弃矿井 扰动区 运移富集 资源量评价
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CO_(2)−水−煤地球化学作用对淮南煤田CO_(2)驱煤层气增产效果的影响
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作者 张贺龙 刘世奇 +5 位作者 田钰琛 王文楷 桑树勋 郑司建 李兵 陈永春 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期274-290,共17页
CO_(2)驱煤层气封存(CO_(2)-ECBM)是重要的CO_(2)地质利用与地质封存方式,有望破解以淮南煤田为代表的松软、低渗、难抽采煤层煤层气开发效果差、产量衰减快等难题,提高煤层气产量和采收率。CO_(2)注入煤层与煤中无机矿物的地球化学作... CO_(2)驱煤层气封存(CO_(2)-ECBM)是重要的CO_(2)地质利用与地质封存方式,有望破解以淮南煤田为代表的松软、低渗、难抽采煤层煤层气开发效果差、产量衰减快等难题,提高煤层气产量和采收率。CO_(2)注入煤层与煤中无机矿物的地球化学作用可导致煤层孔裂隙结构和渗透性的变化,对煤层CO_(2)封存能力和煤层气增产效果具有显著影响。为此,考虑有效应力、温度及地球化学效应影响下的CO_(2)与CH_(4)竞争吸附、扩散与渗流作用、CO_(2)−水−煤地球化学作用及其影响的煤层孔隙率与渗透率动态演化特征,建立了CO_(2)注入煤储层渗流场−应力场−温度场−化学场全耦合数学模型,开展了淮南煤田CO_(2)-ECBM工程数值模拟研究,分析了地球化学作用条件下,CO_(2)注入煤层增产CH_(4)效果,以及CO_(2)注入压力、初始渗透率和含水饱和度等对CH_(4)增产、CO_(2)封存的影响。结果表明:数学模型与试验结果吻合度较高,CH_(4)、CO_(2)混合气体体积分数及产出速率平均误差为1%~10%;相较于未考虑地球化学作用的情况,模拟周期内CH_(4)累计产量降低11%,CO_(2)累计封存量提升19.8%,表明忽略CO_(2)−水−煤地球化学作用会高估CH_(4)增产效果和低估CO_(2)封存量;注入压力和煤储层初始渗透率越大,CH_(4)增产效果越显著,CO_(2)封存量越大;而高含水饱和度对CH_(4)增产和CO_(2)封存产生不利影响,指示了CO_(2)驱煤层气封存应结合储层性质,优选目标层位,并通过合理设计注入工艺最大化CH_(4)增产和CO_(2)封存效果;CO_(2)−水−煤地球化学作用能够缓解CO_(2)注入导致的储层压力升高,降低裂隙中自由态CO_(2)含量,进而抑制应力−应变效应造成的煤储层渗透率下降,促进渗透率的回升,渗透率回升幅度达2.4%~3.3%,而渗透率回升进一步促进了储层压力传导和CO_(2)吸附、CH_(4)解吸与扩散,从而提升CH_(4)增产和CO_(2)封存效果。 展开更多
关键词 煤层气增产 地球化学作用 注入压力 渗透率 含水饱和度 CO_(2)地质封存
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中国煤层气成藏作用研究进展与述评 被引量：72
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作者 秦勇 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期405-418,共14页
中国以成藏作用为核心的煤层气基础地质研究近些年取得显著进展。本源菌条件下褐煤生物气模拟、矿物/元素催化生气作用、无烟煤层重烃极度异常原因、煤层次生生物气等的研究成果,深化了对煤层气多元化成因的学术认识。在更为广泛的盆地... 中国以成藏作用为核心的煤层气基础地质研究近些年取得显著进展。本源菌条件下褐煤生物气模拟、矿物/元素催化生气作用、无烟煤层重烃极度异常原因、煤层次生生物气等的研究成果,深化了对煤层气多元化成因的学术认识。在更为广泛的盆地和更加深入的层次上探讨了煤层气成藏作用的宏观地质过程及其控制因素,经典煤层气成藏作用理论得到发展。提出了原创性的煤层气成藏效应研究思路,从地层能量角度探讨了煤层气成藏作用的实质,提出了某些新的学术观点,初步探讨了深部煤层气成藏作用的特殊性。我国煤层气地质条件复杂多变,诸多基础地质问题尚待解决,近期探讨的重点在于宏观动力学方面的地应力场效应和深度效应,以及微观动力条件方面的煤级效应和粒度效应,涉及到深部、构造煤、低煤级煤等资源量巨大的煤层气成藏领域。同时,含煤地层非常规气(煤系气)的共生成藏关系以及共采中的基础地质问题,也将是今后的一个重点研究方向。 展开更多
关键词 中国 煤层气 成因 成藏作用 成藏效应 进展
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旋卷压扭构造作用控制下煤层气富集地质控制模式——以河西走廊带东部魏家地煤矿为例
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作者 王勃 王宁 +4 位作者 文建东 徐凤银 李长兴 屈争辉 史鸣剑 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期139-150,共12页
我国西北地区河西走廊带东部广泛发育的小型断陷含煤盆地,煤层厚度大且变化快,受中新生代陇西旋卷构造叠加影响,煤层气含量分布不均一,治理难度大。以靖远煤田魏家地煤矿为研究区,以煤层气钻井、录井、测井数据及勘探与生产期间获得的... 我国西北地区河西走廊带东部广泛发育的小型断陷含煤盆地,煤层厚度大且变化快,受中新生代陇西旋卷构造叠加影响,煤层气含量分布不均一,治理难度大。以靖远煤田魏家地煤矿为研究区,以煤层气钻井、录井、测井数据及勘探与生产期间获得的构造和水文资料为基础,系统分析研究区煤层气富集特征及其构造控制作用,取得如下主要认识:受“旋卷挤出效应”和“断层阻挡效应”控制,研究区形成高角度逆断层间夹东西雁列状排列的背−向斜。以F3断层为界,分为西南部压性构造区、东北部压扭构造区,各构造分区煤层含气量整体偏低,且差异明显。旋卷压扭构造作用控制下的断层面泥岩涂抹封闭、顶板有效封盖、构造煤吸附性能强且封闭性强是煤层气富集关键控因。本次构建了3种煤层气富集模式:旋扭构造过渡段裂隙闭合区煤层气富集模式、逆断层下盘构造高点煤层气富集模式和向斜核部煤层气富集模式,其中靠近断层位置地层偏转明显,中间位置存在一个旋扭的过渡段,旋卷压扭构造区内过渡段现今水平最大主应力方向与裂隙方向垂直煤层裂隙闭合程度高,煤层气富集。以上认识可以为河西走廊带东部旋卷压扭断陷盆地瓦斯治理和煤层气开发提供理论支撑。 展开更多
关键词 旋卷构造 煤层气 富集模式 断陷盆地 河西走廊带
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新疆准噶尔盆地白家海凸起深部煤层气勘探开发进展及启示 被引量：22
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作者 兰浩 杨兆彪 +4 位作者 仇鹏 王彬 刘常青 梁宇辉 王钰强 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期13-22,共10页
白家海凸起侏罗系煤是国内深部煤层气直井产量很早取得突破的地方,为准噶尔盆地的重要靶区。煤储层为特低灰、低水分、中高挥发性煤,孔渗系统较好。具有“古生新储”和“自生自储”两种成藏模式,煤层含气量高、游离气占比高、含气饱和度... 白家海凸起侏罗系煤是国内深部煤层气直井产量很早取得突破的地方,为准噶尔盆地的重要靶区。煤储层为特低灰、低水分、中高挥发性煤,孔渗系统较好。具有“古生新储”和“自生自储”两种成藏模式,煤层含气量高、游离气占比高、含气饱和度高,为优质煤层气储层。历经多年的勘探开发证明:多数直井试采无需排水降压即可快速见气(2~5 d),排采初期日产气量较高(2100~9890 m^(3)),日产水量少甚至不产水(<5 m^(3)),可自喷生产,返排率低,长期试采压力均衡下降,且具有一定的稳产期(25~60 d);煤层射孔层厚度、压裂液体系、压裂加砂比均可影响煤层气试气效果,其中冻胶、胍胶体系优于活性水-清洁压裂液体系。最新施工的彩探1H水平井试采表现出压裂开井后即高产,试采最高日产气量5.7万m^(3),日产水量少(0.5~3.0 m^(3)),表现出常规天然气特征,随后衰减稳定,表现为吸附气与游离气共同产出;与直井对比,水平井产量高、稳产时间长、压降速率小。基于研究区储层特征和含气性特征,及勘探开发历程,得到3方面启示。一是深部多类型气藏富集规律再认识:需重视油气运聚圈闭的成藏演化研究,重视深部位气水空间分配和富集规律的研究。二是深部中低阶煤储层可压性评价:针对凸起高部位孔渗系统好的中低煤阶储层,需形成适合的压裂工艺体系。三是深部多类型气藏开发方式优化:针对游离气占比高的气藏,实现游离气-吸附气的接续产出,保持降压面积稳定扩展,排采控制尤为关键。 展开更多
关键词 准噶尔盆地 白家海凸起 深部煤层气 孔渗系统 成藏特征 勘探开发进展
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新疆煤层气大规模高效勘探开发关键技术领域研究进展与突破方向 被引量：22
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作者 桑树勋 李瑞明 +10 位作者 刘世奇 周效志 韦波 韩思杰 郑司建 皇凡生 刘统 王月江 杨曙光 秦大鹏 周梓欣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期563-585,共23页
新疆煤层气资源量7.5万亿m^(3)(2000 m以浅),已施工煤层气井450口,年产气量达到0.8亿m^(3),新疆维吾尔自治区提出了2025年实现煤层气产量25亿m^(3)的目标,煤层气大规模高效开发成为紧迫的重大需求。从煤层气富集模式与选区技术、“甜点... 新疆煤层气资源量7.5万亿m^(3)(2000 m以浅),已施工煤层气井450口,年产气量达到0.8亿m^(3),新疆维吾尔自治区提出了2025年实现煤层气产量25亿m^(3)的目标,煤层气大规模高效开发成为紧迫的重大需求。从煤层气富集模式与选区技术、“甜点”预测探测技术、加速滚动开发与快速增储上产策略、地质适配性开发技术、煤层气与煤炭、油气协同开发技术5个关键技术领域,系统梳理了新疆煤层气勘探开发已取得的主要研究进展,分析提出了可能突破方向。研究表明:新疆煤储层具有多-厚煤层普遍、低阶煤发育、急倾斜煤层多见、煤体变形与构造控制显著、水文条件和露头条件复杂,和三“低”(含气量低、甲烷体积分数低、含气饱和度低)五“高”(高含气强度、高孔隙度、高地应力变化、高储层压力变化、高渗透率变化)的含气性及物性等煤层气地质独特性;煤层气成因与富集模式具有多样性,包括生物成因气、热成因气或生物-热复合成因及其相应富集模式,生物成因气藏或生物成因气贡献普遍;煤层气分布赋存规律呈现前陆盆地、山间盆地显著差异性;创新形成基于“两”分开(浅部与深部,低阶煤与中高阶煤)“两”结合(地质评价与工程评价,多元数据)的科学评价与基于“机器学习+三维地质建模”的精准选区技术是第1个突破方向。深部煤层气/煤系气“甜点”发育区域主要为盆内坳陷的凸起、盆内隆起的凹陷、盆缘斜坡,高产井位多为构造高点,发育层位为割理裂隙发育的原生结构煤层或孔裂隙发育的煤系砂砾岩储层;基于“地球物理+岩石物理+岩石力学地层新方法”和“地质甜点+工程甜点新理念”的深部煤层气/煤系气“甜点”预测探测技术是第2个突破方向。低风险、短周期、高效率、多批次工程部署是加速滚动开发的基本原则;中浅部煤层气快速增储上产技术策略是在优选新区块布井建井、对老区块煤层气井进行增产改造;深部煤层气快速增储上产技术策略是在大型盆地缓坡深部和盆内凸起“甜点”区优先部署开发;科学加速滚动开发与高效快速增储上产的工程部署方法与技术策略是第3个突破方向。在井网井型差异性优化部署、低储层伤害钻井固井、高可靠性录井测井试井、多井型高效分段压裂、低套压-控压排采管控等工程技术取得重要进展;发展构建新疆煤层气大规模高效勘探开发地质适配性技术体系是第4个突破方向。开展先采气后采煤、煤层气与煤共采、煤层气与原位富油煤共采,推动中浅部煤层气与煤炭协同勘探开发;开展煤系叠合型气藏开发、煤层气与煤系气共探共采、煤系全油气系统勘探开发,推动深部煤层气与油气协同勘探开发,已有关注和探索;煤层气与煤、油气共探共采是第5个突破方向。成果试图为新疆煤层气大规模高效勘探开发提供技术支持和工程决策参考。 展开更多
关键词 地质独特性 成因与成藏模式 工程部署方法 地质适配性技术 协同勘探开发 新疆煤层气
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新疆准噶尔盆地白家海凸起深部煤层气孔渗系统特征 被引量：3
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作者 陈河青 杨兆彪 +4 位作者 李道清 徐苗苗 梁宇辉 刘常青 王钰强 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期33-43,共11页
【目的】新疆深部煤层气资源丰富,其中准噶尔盆地白家海凸起侏罗系煤层是深部煤层气勘探开发的有利目标区。深部煤层气孔渗系统直接决定了深部煤层气的可采性。【方法】以新疆油田2023年最新施工的彩煤2-004H评价井为基础,基于扫描电镜... 【目的】新疆深部煤层气资源丰富,其中准噶尔盆地白家海凸起侏罗系煤层是深部煤层气勘探开发的有利目标区。深部煤层气孔渗系统直接决定了深部煤层气的可采性。【方法】以新疆油田2023年最新施工的彩煤2-004H评价井为基础,基于扫描电镜观察,压汞–低温液氮–二氧化碳吸附、低场核磁共振、CT扫描,变温压孔渗实验,结合数学建模,深入研究了本区侏罗系西山窑组煤的孔渗系统。【结果和结论】结果表明:(1)研究区深部煤储层孔隙类型以植物组织孔和气孔为主,孔裂隙发育,形态多为板状和狭缝状,孔裂隙连通性好,多为开放型孔。(2)全孔径表征结果显示,超微孔最为发育,其次为中孔和过渡孔,各类型孔隙发育较为均匀,总孔比表面积和总孔容较大,接近于贫煤和无烟煤,暗示了其吸附性和储集能力较强,其主要地质原因在于其煤层为特低灰分(平均灰分在5%左右)煤、煤岩显微组分中主要为丝质体和结构腐殖体,且处于构造高部位的煤储层断裂发育。(3)考虑温度和有效应力对孔隙率和渗透率的影响,建立了研究区孔隙率和渗透率与埋深的关系式。与鄂尔多斯盆地大宁-吉县区块深部煤相比,不论是常规孔渗结果,还是模拟原位储层条件下的孔渗系统,白家海凸起深部煤储层孔隙率和渗透率均较大,原位储层条件下孔隙率介于8.60%~10.21%,渗透率介于(0.04~0.21)×10^(-3)μm^(2)。即本区深部煤储层孔渗系统,不仅储气能力较强,同时其导流能力也较好。 展开更多
关键词 准噶尔盆地 白家海凸起 深部煤层气 全孔径表征 孔渗系统
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韩城矿区煤层气成藏条件及类型划分 被引量：13
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作者 郭晨 夏玉成 +5 位作者 卫兆祥 孙学阳 代革联 王社荣 申建 任亚平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第B06期192-202,共11页
韩城矿区是我国最早实现煤层气商业开发的区块之一,分析前期煤层气勘探开发试验成果,有助于进一步认识煤层气成藏机理,提升开发效率。从含气性和渗透性两个关键储层参数、以及构造变形和水文地质条件两大宏观地质因素出发,揭示了煤层气... 韩城矿区是我国最早实现煤层气商业开发的区块之一,分析前期煤层气勘探开发试验成果,有助于进一步认识煤层气成藏机理,提升开发效率。从含气性和渗透性两个关键储层参数、以及构造变形和水文地质条件两大宏观地质因素出发,揭示了煤层气成藏地质条件及其耦合作用,并划分了成藏类型:韩城矿区基本构造形态为一走向NE,倾向NW的单斜构造,地下水在东南边浅部接受补给并向西北流动,流动过程中径流强度逐渐减弱,在中深部形成水力封堵造成煤层气富集。煤层含气量总体沿地层倾向增大,边浅部在活跃地下水补给条件下生成次生生物气,造成含气量局部增高。构造曲率显示边浅部构造带和东泽村构造带是煤层变形最强的两个区域,受其控制,边浅部煤级局部可达贫煤,且分布范围与高变形区域基本吻合,揭示存在动力变质作用。400 m和800 m两个深度界限划分了含气量和渗透率的垂向分异格局,在此基础上区分出3种煤层气成藏类型,分别为边浅部隆起断裂带逸散型,深部斜坡带富集型以及中部过渡型,中部过渡型含气量与渗透率可实现优势叠合,煤层气开发条件最好,实际产能情况与之相符。 展开更多
关键词 韩城矿区 煤层气 构造曲率 动力变质 次生生物气 成藏类型
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开平煤田煤层气富集成藏及其控制因素 被引量：11
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作者 罗跃 朱炎铭 +2 位作者 钟和清 王怀勐 张建胜 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第6期100-103,共4页
基于开平煤田构造演化背景和煤层气勘探研究结果,研究了煤层气从生成、储集、运移到聚集的演化过程。结果表明:在开平煤田的不同构造部位,由于煤系埋藏条件和后期构造运动改造影响,煤层气富集成藏模式不同,主要分为3个类型:唐山矿W字型... 基于开平煤田构造演化背景和煤层气勘探研究结果,研究了煤层气从生成、储集、运移到聚集的演化过程。结果表明:在开平煤田的不同构造部位,由于煤系埋藏条件和后期构造运动改造影响,煤层气富集成藏模式不同,主要分为3个类型:唐山矿W字型、吕家坨矿阶梯型与东欢坨矿V字型。受不同成藏模式的控制,煤层气含量、压力分布明显不同,大致呈"西高东低"的趋势。开平向斜的南东翼瓦斯压力普遍较低,全为低瓦斯矿井;北西翼瓦斯压力普遍较高,分布有2个高突矿井和1个高瓦斯矿井。 展开更多
关键词 开平煤田 煤层气 开平向斜 埋藏-生气模式 控制因素
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中国煤层气井产出水地球化学研究进展 被引量：9
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作者 杨兆彪 吴丛丛 +2 位作者 朱杰平 李洋阳 秦宗浩 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期110-117,共8页
针对煤层气井产出水地球化学研究对判识排采水来源、揭示其地质意义的重要作用,系统总结了煤层气产出水在常规离子、微量元素和氢氧同位素方面的化学特征及其地球化学响应作用,并探讨了现今产出水研究中存在的问题和未来发展趋势。研究... 针对煤层气井产出水地球化学研究对判识排采水来源、揭示其地质意义的重要作用,系统总结了煤层气产出水在常规离子、微量元素和氢氧同位素方面的化学特征及其地球化学响应作用,并探讨了现今产出水研究中存在的问题和未来发展趋势。研究表明:世界各地煤层气产出水具有相似的离子特征,不同排采阶段特征不同。随排采进行,特征微量元素含量呈先上升后下降的趋势。产出水氢、氧同位素组成多分布在区域大气降水线附近,属大气降水来源,具有明显的D漂移特征。Na+、K+、HCO-3、CO2-3、Cl-、微量元素浓度较高和氢氧同位素偏重暗示封闭型水文环境,有利于煤层气富集保存。建立了多种反映煤层气富集高产的综合地化指标和产出水来源判识模板。最后指出,煤层气井产出水来源准确判识、煤层气高产的地球化学预测模型建立、排采过程中气水联动关系深入探讨和压裂液影响的定量表述和消除等方面值得更多关注。 展开更多
关键词 煤层气 产出水 地球化学特征 水源判识 产能响应
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