煤系天然气高效开发在能源转型中的价值及发展方向 被引量：3

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作者 李瑞 向雯婷 +5 位作者 徐凤银 肖宇航 吕帅锋 张晓飞 张乐 阳保科 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期60-72,共13页

天然气资源是能源利用由化石能源向非化石能源转型的过渡能源,煤系天然气是天然气的重要组成部分。为了充分发挥煤系天然气开发在我国“双碳”目标中的优势,对煤系天然气高效开发在能源转型中的价值作用及其发展方向进行了分析与研究。... 天然气资源是能源利用由化石能源向非化石能源转型的过渡能源,煤系天然气是天然气的重要组成部分。为了充分发挥煤系天然气开发在我国“双碳”目标中的优势,对煤系天然气高效开发在能源转型中的价值作用及其发展方向进行了分析与研究。结果表明:我国煤系天然气资源类型多、资源量大且分布广泛,具有大规模高效开发的资源基础。高效开发煤系天然气资源对促进能源低碳发展具有重要意义,能够有效降低高碳化石能源消费占比,减少CH_(4)温室气体排放,与CCUS技术结合实现增产减碳双效应。煤系天然气开发与新能源发展可实现协同促进,可以保障新型灵活电力系统的优质调峰,实现安全高效低成本制氢、利用煤系储氢,以及与地热资源协同互补,提高开发效率。我国目前煤系气井总体单井产量低,且开发技术尚待成熟,这些因素限制了煤系天然气的高效开发。因此,探讨了我国煤系天然气开发的重点攻关方向,包括大力开发深部煤层气资源,增加深部煤层气资源量和储量,突破深部复杂地质条件开采难题;大力实施煤系多类型天然气共探共采,降低煤系多气勘探开采成本并提高煤系气单井产量;大力推动煤矿CH_(4)零排放,降低CH_(4)温室气体排放,提高矿井瓦斯抽采量对天然气产量贡献度;强化CCUS+煤系气资源高效开发,实现CCUS技术与煤系气开发融合发展;强化煤系气开发地质工程一体化,增强煤系气开发技术与储层地质条件的匹配性;促进煤系气开发的数字化和智能化发展进程,利用数字化和智能化技术提升煤系气资源的高效、绿色及低碳开发水平。 展开更多

关键词 煤系天然气 能源低碳发展 CCUS 零排放 储氢 高效开发

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从页岩到页岩气储层:论泥(页)岩层构成油气储集层的必要条件 被引量：1

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作者 周文 蒋柯 +3 位作者 徐浩 周秋媚 胡钦红 刘瑞崟 《成都理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期140-152,共13页

近10年来,页岩气的勘探开发已取得重要进展,但对于传统意义上作为“油气烃源岩或盖层”的富有机质泥(页)岩能否作为“储层”还需验证。利用薄片鉴定、扫描电镜观测、分子示踪剂扩散实验、孔隙度与脉冲渗透率测试等手段,系统分析了泥(页... 近10年来,页岩气的勘探开发已取得重要进展,但对于传统意义上作为“油气烃源岩或盖层”的富有机质泥(页)岩能否作为“储层”还需验证。利用薄片鉴定、扫描电镜观测、分子示踪剂扩散实验、孔隙度与脉冲渗透率测试等手段,系统分析了泥(页)岩的储集属性特征。结果表明:(1)富有机质泥(页)岩发育有机质孔隙(10~100 nm)和无机孔隙(10~500 nm),孔隙度在1%~10%之间,具备储集油气的有效空间;(2)富有机质泥(页)岩在高演化阶段(高成熟至过成熟阶段)发育与裂解气同期形成的大量微-纳米级有机质气孔,天然气能就近无阻力充注于有机质孔隙中,在克服运移阻力后经过短距离运移可以充注于与有机质孔连通的无机孔隙中;(3)泥(页)岩微-纳米孔隙系统呈网状连通,页岩渗透率小于0.01×10^(-3)μm^(2),天然气分子可以沿网状连通孔隙运移,但流动速度缓慢。综合分析认为富有机质泥(页)岩具备形成天然气储层的3个必要条件(储气空间、储集天然气和天然气流动),可作为“页岩气储层”,但能否作为油的储层,还需进一步验证,其他类型的泥(页)岩层只能被作为盖层及烃源岩层对待。 展开更多

关键词 页岩气储层 有机质气孔 微孔隙类型 连通网络 气体分子流动

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页岩气加密井水力压裂增能与老井压力恢复机理——以涪陵国家级页岩气示范区为例

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作者 唐煊赫 何永生 +8 位作者 朱海燕 王大江 李奎东 肖佳林 刘立之 冯宁鑫 孔繁昇 杨海心 滕格格 《天然气工业》 北大核心 2025年第4期85-97,共13页

页岩储层水力压裂过程中出现的井间干扰即压窜,往往被认为只会产生井筒完整性失效、单井产能跌落等负面效应,但在涪陵国家级页岩气示范区加密井水力压裂过程中,却出现了部分相邻老井井筒压力恢复、产量提高的现象。为进一步研究该现象... 页岩储层水力压裂过程中出现的井间干扰即压窜,往往被认为只会产生井筒完整性失效、单井产能跌落等负面效应,但在涪陵国家级页岩气示范区加密井水力压裂过程中,却出现了部分相邻老井井筒压力恢复、产量提高的现象。为进一步研究该现象的地质力学机理,基于地质—工程一体化思路,以涪陵国家级页岩气示范区主体区的多层立体加密井组X1为研究对象,建立了立体加密井组水力压裂地质力学模型,分析了老井压后四维地应力演化及其对不同层位加密井复杂裂缝扩展的影响规律,并结合现场水力压裂施工监测曲线,揭示了加密井水力压裂对老井增能的内在机理。研究结果表明:①加密井水力压裂激活了天然裂缝带,形成了加密井(高地层压力)—老井(低地层压力)井间高效补压的高渗透率通道,在井间压差与井间高渗带的共同作用下,老井供液能力得到补充、产能有效恢复;②通过控制井距,可以实现新老井间裂缝正向沟通,促使老井裂缝前端缝长、缝宽增加,既减小渗流阻力又补充老井井周压力;③老井开采时间过长时,裂缝前端缝宽受限,不能有效减小渗流阻力,产能恢复有限且损害加密井的产能。结论认为,页岩气加密井水力压裂有利老井的压力恢复机理的深化认识,可为裂缝性页岩储层压窜防治和老井恢复生产提供理论依据,对加快四川盆地页岩气的安全规模高效开发具有重要意义。 展开更多

关键词 涪陵国家级页岩气示范区 立体井组压裂 井间干扰 压裂增能 天然裂缝带 压力恢复机理

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煤储层改造背景下深部煤层气藏物质平衡方程的建立与应用 被引量：3

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作者 石军太 徐凤银 +9 位作者 曹运兴 李相方 黄红星 王凯 陈明 张硕 吉义天宇 王伟 孙政 李靖 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期200-217,共18页

近些年深部煤层气发展迅速,在多个深部煤层气区块都取得单井日产万方的突破,为了更加科学高效地开发深部煤层气,大幅提高煤层气的采收率,建立合理、可靠且考虑因素全面的煤层气物质平衡方程,并研究深部煤层气藏或气井控制储量、平均煤... 近些年深部煤层气发展迅速,在多个深部煤层气区块都取得单井日产万方的突破,为了更加科学高效地开发深部煤层气,大幅提高煤层气的采收率,建立合理、可靠且考虑因素全面的煤层气物质平衡方程,并研究深部煤层气藏或气井控制储量、平均煤储层压力、不同类型气体产量占比、产能评价指标和最终可采储量具有重要的理论与现实意义。目前考虑游离气、煤基质收缩、溶解气、吸附气富集的微孔与游离气和水占据的介孔之间的压差和煤储层改造影响的煤层气物质平衡方程鲜有报道。首先基于深部煤层气藏物质平衡原理,在常规物质平衡方程考虑应力敏感引起的孔隙压缩、基质收缩、水的膨胀和产水因素的基础上,进一步考虑吸附气富集的微孔与游离气和水占据的介孔之间的压差、煤储层改造引起的煤储层物性参数变化和溶解气的影响,建立了基于煤储层改造背景下的深部煤层气藏物质平衡方程;然后提出了深部煤层气线性拟合的吸附气−游离气−溶解气储量评价方法、平均地层压力显式计算方法、吸附气−游离气−溶解气产量占比评价方法、深部煤层气井产能评价方法和最终可采储量EUR预测方法;最后对提出的方法进行了实例应用,评价了实例井控制的吸附气−游离气−溶解气储量,揭示了深部煤层气井生产过程中吸附气−游离气−溶解气产量占比变化规律,剖析了产能指标变化特征并预测了不同废弃压力下的EUR和煤层气采收率。研究表明:提出的深部煤层气储量评价方法,仅需实测2次以上的平均煤储层压力和对应的累计产气量和产水量数据,即可采用线性拟合的方法,评价出深部煤层气井吸附气−游离气−溶解气的储量;提出的深部煤层气平均地层压力计算方法为显式表达式,避免了隐式求解方法中复杂的计算机编程计算;提出的深部煤层气井吸附气−游离气−溶解气产量占比评价方法,无需在井口安装碳同位素监测装置,可实时评价出不同气体产量占比;提出的综合流体、游离气、吸附气、溶解气和水井底采出指数可以用于识别深部煤层气井工作制度的合理性;提出的深部煤层气井EUR预测方法,可将生产数据整理成视压力p/Z^(*)与累计产气量Gp的直线表达式,给定某一废弃压力,即可预测出深部煤层气井的EUR;实例井生产初期游离气日产气量占比和吸附气日产气量占比相当,在生产过程中,游离气日产气量占比先快速上升后缓慢降低最后逐渐稳定在29%,吸附气日产气量占比则先快速降低后缓慢上升最后逐渐稳定在70%,而溶解气日产气量占比一直较低;当废弃压力分别为4、3和2 MPa时,该深部煤层气井的煤层气采收率分别为37.8%、44.2%和52.4%,降低废弃压力是提高深部煤层气藏采收率较为有效的手段。 展开更多

关键词 深部煤层气 物质平衡方程 游离气 储量评价 煤储层压力 产量占比 产能评价 最终可采储量EUR预测

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中国煤层气商业开发典型案例及启示 被引量：4

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作者 李勇 熊先钺 +4 位作者 徐立富 徐凤银 张伟祺 谢金峰 李昀 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期31-46,共16页

我国煤层气资源具有地域分布广、时域跨度大、品位差异大、地质条件复杂等特征,建立适合差异地质特征的煤层气开发体系能够降低开采难度,推动产业发展。通过系统总结分析30多年来我国煤层气商业开发典型案例,包括潘庄浅部高煤阶、保德... 我国煤层气资源具有地域分布广、时域跨度大、品位差异大、地质条件复杂等特征,建立适合差异地质特征的煤层气开发体系能够降低开采难度,推动产业发展。通过系统总结分析30多年来我国煤层气商业开发典型案例,包括潘庄浅部高煤阶、保德浅部中低煤阶、延川南中深煤层、大宁—吉县深煤层和潘河多薄煤层的地面气井开发,以及两淮、晋城和松藻矿区的井下气体(瓦斯)抽采,取得如下主要认识:潘庄、潘河浅部高煤阶含气量高、渗透率较高、水动力较弱,发育向斜−水文控气模式,形成浅部高煤阶单/多支水平井单层开发模式;针对薄−超薄煤层多层综合含气特征,形成直井多组合立体开发模式。保德中低煤阶含气饱和度高、构造稳定且存在生物气补给,发育正向构造−水文控气模式,形成了浅部中低煤阶大平台丛式井合层开发模式。延川南煤层埋藏相对较深、低孔低渗低压、水动力弱,形成中深煤层有效支撑−精细排采开发模式。大宁—吉县西部煤层埋深大、低孔低渗、游离气含量高、水动力弱,形成了深煤层体积压裂−水平井开发模式。两淮矿区发育松软低透气性高瓦斯煤层群,形成中远距离保护层卸压井上下立体开发技术;晋城矿区发育高透气性高瓦斯原生结构煤,形成中厚硬煤层四区联动井上下立体开发技术;松藻矿区发育松软低渗突出煤层群,形成了近距离三区配套三超前增透开发技术。我国煤层气开发突破了深度极限、厚度下限、单类型气体开发和复杂构造背景局限,形成了中国特色煤层气开发地质理论认识。西北和东北地区中低煤阶煤层气、南方复杂构造区煤层气、大型盆地腹部深−超深煤层气开发潜力仍有待进一步挖掘。我国煤层气开发在不同埋深、煤阶、厚度和构造背景下均实现了显著突破,有望推动和引领全球煤层气产业发展新格局。 展开更多

关键词 深层煤层气 浅层煤层气 瓦斯抽采 薄煤层 体积压裂 富集模式 开发模式

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含油气盆地中有机成因天然氢气形成初探

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作者 徐浩 周文 +6 位作者 周秋媚 何建华 邓乃尔 钟治奇 蒋柯 曹茜 武瑾 《成都理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期330-343,共14页

有机成因天然氢气是含油气盆地中一种具有重要潜力的资源,本文旨在探讨这类氢气在含油气盆地中形成和富集的可能性。本文首先区分了天然氢气的无机与有机成因类型,重点探讨了有机成因天然氢气的形成;其次分析了有机质热演化成烃过程及... 有机成因天然氢气是含油气盆地中一种具有重要潜力的资源,本文旨在探讨这类氢气在含油气盆地中形成和富集的可能性。本文首先区分了天然氢气的无机与有机成因类型,重点探讨了有机成因天然氢气的形成;其次分析了有机质热演化成烃过程及甲烷裂解成氢的机理和条件。研究表明,沉积盆地中的有机质演化至“石墨化阶段”时(或埋深超过20 km、温度达到700℃以上时),有机成因甲烷可通过裂解形成大量天然氢气。在水蒸气存在的条件下,这些氢气可能被保存并相对富集。勘探成果显示,随着勘探向盆地深部推进,高演化烃源岩地层中有机成因氢气的出现频率和含量均有所增加。未来在更大勘探深度下,含油气盆地中有望发现更高浓度的有机成因天然氢气,甚至可能存在“纯”氢气藏。这些发现可为含油气盆地中有机成因天然氢气的勘探提供新视角,为能源转型中的清洁能源开发提供潜在方向。 展开更多

关键词 含油气盆地 有机成因天然氢气 有机质热演化 甲烷裂解 勘探潜力

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川中蓬莱气田灯影组油气成藏过程——来自沥青形态、低温热年代学和流体地球化学的制约

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作者 邓宾 鲁鹏达 +7 位作者 李泽奇 吴娟 李文正 孙玮 田腾振 张旋 姜华 刘树根 《成都理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期603-619,共17页

中国西部叠合盆地深层碳酸盐岩层系具有年代古老、埋藏深和多期成岩改造叠加等特征,其复杂油气成藏过程是业界普遍关注的热点和重点研究领域。对川中蓬莱气田开展岩石学、流体包裹体、低温热年代学和储层沥青形态学等进行研究。结果显... 中国西部叠合盆地深层碳酸盐岩层系具有年代古老、埋藏深和多期成岩改造叠加等特征,其复杂油气成藏过程是业界普遍关注的热点和重点研究领域。对川中蓬莱气田开展岩石学、流体包裹体、低温热年代学和储层沥青形态学等进行研究。结果显示蓬莱气田震旦系灯影组储层沥青可分为2种类型:环边状和团块状原位沥青,以及呈角砾状和碎裂状“变形”的异位沥青。中江2井中侏罗统沙溪庙组磷灰石裂变径迹年龄(35±2.7 Ma)、(U-Th)/He年龄(19.0±0.5 Ma)显示新生代抬升剥蚀厚度达到2000 m。结合年代学、单井沉降热史模拟恢复及流体包裹体分析,认为下寒武统筇竹寺组烃源岩多期埋藏生烃导致灯影组经历早寒武世—中奥陶世和早二叠世—三叠纪2期油气充注过程,以及侏罗纪—白垩纪原油裂解生气成藏过程。新生代抬升剥蚀作用可能导致蓬莱气田灯影组异位沥青发育。沥青形态的发育特征是揭示古老深层油气藏保存及破坏的潜在指示标志。准确评价新生代抬升剥蚀作用对灯影组气藏调整过程的影响是指导研究区下一步勘探重点内容。 展开更多

关键词 灯影组 原位沥青 异位沥青 低温热年代学 成藏特征 川中地区

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深层页岩储层现今地应力方向评价及其扰动力学机制——以川南永川区块五峰组——龙马溪组一段为例

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作者 李勇 何建华 +5 位作者 曹峰 邓虎成 王园园 李瑞雪 魏力民 李厂 《中国地质》 北大核心 2025年第1期78-94,共17页

【研究目的】川南深层页岩储层五峰组—龙马溪组现今地应力方向变化复杂,且局部构造对地应力方向的影响尚不清晰。【研究方法】以川南永川页岩气区块为例,基于古地磁和波速各向异性实验,结合测井、微地震监测以及数值模拟手段评价了应... 【研究目的】川南深层页岩储层五峰组—龙马溪组现今地应力方向变化复杂,且局部构造对地应力方向的影响尚不清晰。【研究方法】以川南永川页岩气区块为例,基于古地磁和波速各向异性实验,结合测井、微地震监测以及数值模拟手段评价了应力方向的分布特征及构造变形影响下的偏转。【研究结果】当应力差异系数大于0.2,横波各向异性系数大于18%时,偶极横波测井解释的准确度显著提高;在高陡地层(>60°),需同时考虑两向差应力和高角度裂缝发育情况对现今地应力方向解释的影响。永川向斜区最大主应力方向分布为近EW向,背斜核部及断块区方向发生了较大方向的偏移(方向偏差最大为70°±5°)。永川地区五峰组—龙马溪组中和面应位于龙一段1~2小层,中和面上下地应力方向变化呈相反趋势,褶皱派生应力介于10~30 MPa,对区域应力的影响不可忽略;随着距断层距离的减少,泊松比(ν)呈增大趋势并使得最大主应力方向偏转。【结论】最大主应力方向有利于向斜区页岩气的保存,而背斜区的高角度天然裂缝则更易转变为有效裂缝。建议向斜区水平井部署方位为SN-NEE向;背斜区和夹持断块区以NE向为主且采用分层布井。 展开更多

关键词 深层页岩储层 五峰组—龙马溪组 地应力方向 扰动机制 油气勘查工程 四川盆地

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基于五维地震数据的深层煤层气微尺度裂缝预测技术研究及应用

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作者 张雷 徐凤银 +13 位作者 童姜楠 张枫 王峰 侯伟 常益行 侯淞译 裴向兵 曹振义 陈彤 李雪峰 周科 李永洲 甄怀宾 曾文婷 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期187-199,共13页

鄂尔多斯盆地东缘大吉区块深层煤层气规模开发采用水平井+大规模体积压裂的过程中,在采用相似压裂工艺以及技术参数的条件下,部分井出现了压裂窜扰现象,极大地影响了压裂改造和产气效果。前期通过三维地震精细解释发现区块断层不发育,... 鄂尔多斯盆地东缘大吉区块深层煤层气规模开发采用水平井+大规模体积压裂的过程中,在采用相似压裂工艺以及技术参数的条件下,部分井出现了压裂窜扰现象,极大地影响了压裂改造和产气效果。前期通过三维地震精细解释发现区块断层不发育,推测局部微尺度裂缝发育可能是水平井压裂发生窜扰的重要因素。在深层煤层气领域,以研究区深层8号煤为目的层,依托研究区“两宽一高”高品质三维地震资料,通过OVT(Offset Vector Tile)域处理获得了包含时间、空间(三维坐标)、偏移距(或炮检距)和方位角的五维地震数据,首次采用方位统计法开展了微尺度裂缝发育程度、方位和发育期次等方面的研究。结果表明:研究区微尺度裂缝整体较为发育,发育5个规模较大的裂缝带,南部相比北部微尺度裂缝发育程度更高;裂缝发育受控于区域2期构造活动,呈现出2组不同的平面展布方向,其中燕山期构造活动形成近东西向与北西向裂缝,喜山期构造活动形成近南北向与北东向裂缝。结合区域不同时期构造应力场、野外露头、成像测井、阵列声波测井等成果资料,验证了本次裂缝发育程度和方向研究成果的可靠性。应用上述微裂缝预测成果指导了后期研究区水平井压裂方案的优化和实施,窜扰比例明显下降,窜扰比例从2023年的14.58%大幅下降为5.23%,同时经统计2023年投产井平均日产气量为6.7×10^(4)m^(3),2024年投产井平均日产气量为7.5×10^(4)m^(3),表明压窜影响显著降低,开发效果持续向好。该预测方法可为相同地质条件区块深层煤层气微尺度裂缝预测提供重要借鉴。 展开更多

关键词 大吉区块 深层8号煤 煤层气 微尺度裂缝预测 OVT 各向异性

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四川盆地页岩气地质工程一体化高效开发关键技术与装备 被引量：6

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作者 刘清友 朱海燕 +3 位作者 唐煊赫 佘朝毅 欧成华 刘勇 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第4期191-203,共13页

四川盆地页岩气具有储层构造复杂、埋藏深、甜点储层薄、裂缝/断层发育、地应力差大、破裂压力高、产量衰减快等世界罕见的复杂特征,致使原有北美页岩气开发技术难以满足四川盆地的特殊需求,亟需自主研发适应于四川盆地复杂地质条件的... 四川盆地页岩气具有储层构造复杂、埋藏深、甜点储层薄、裂缝/断层发育、地应力差大、破裂压力高、产量衰减快等世界罕见的复杂特征,致使原有北美页岩气开发技术难以满足四川盆地的特殊需求,亟需自主研发适应于四川盆地复杂地质条件的页岩气高效开发技术。针对四川盆地复杂地质条件下的页岩气储层地质甜点与工程甜点科学评价、长水平井高效钻井、分段体积压裂和控压高效开发的关键技术与装备等难题,基于地质工程一体化研究思路,以地质建模为基础,发明了复杂页岩气储层“地质-工程”双甜点评价新方法、复杂难钻地层高效增压提速与动态多因素个性化钻头设计方法、基于双甜点的地质工程一体化分段体积压裂参数优化方法;自主研发了系列个性化高效复合钻头、无线电控趾端压裂滑套、全溶桥塞和专用压缩机等高性能关键工具与装备,形成了具有中国自主知识产权的四川盆地页岩气地质工程一体化高效开发关键技术与配套装备。研究成果先后在四川盆地长宁、威远、涪陵等页岩气田大规模应用834井次,通过提高钻头使用寿命、缩减钻井周期、提升压裂效率及单井测试产量,支撑了中国页岩气高效开发关键技术与装备进步。 展开更多

关键词 四川盆地 页岩气 地质工程一体化 双甜点评价 个性化钻头 分段体积压裂 专用压缩机

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不同成熟度页岩干酪根中CO_(2)吸附与孔隙变形的耦合机理

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作者 黄亮 田宝华 +6 位作者 徐侦耀 陈秋桔 冯鑫霓 朱海燕 杨琴 张润峰 王博文 《华南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期70-78,共9页

页岩干酪根中CO_(2)吸附会诱导孔隙变形,同时孔隙变形会影响干酪根吸附能力,CO_(2)吸附与孔隙变形的耦合特征和微观机理尚不明确。针对不同成熟度的干酪根,采用分子模拟方法开展了其在不同应变和压力条件下的CO_(2)吸附模拟;结合多孔介... 页岩干酪根中CO_(2)吸附会诱导孔隙变形,同时孔隙变形会影响干酪根吸附能力,CO_(2)吸附与孔隙变形的耦合特征和微观机理尚不明确。针对不同成熟度的干酪根,采用分子模拟方法开展了其在不同应变和压力条件下的CO_(2)吸附模拟;结合多孔介质力学理论确定了干酪根中CO_(2)吸附-孔隙变形耦合系数,并分析了吸附-变形耦合特征;联合干酪根孔隙结构和非键相互作用(包括静电力和范德华力),明确了CO_(2)吸附与孔隙变形的耦合机制。结果表明:页岩干酪根中CO_(2)吸附与孔隙变形的耦合系数受干酪根成熟度影响,不能直接采用煤岩有机质中结果,干酪根吸附-变形能力随成熟度增加而降低。吸附-变形耦合系数在一定压力范围内(>2 MPa)可近似为常数,未成熟干酪根在压缩变形和膨胀变形阶段的耦合系数存在明显差异。CO_(2)与干酪根的吸附作用以范德华力为主,其次为静电力。CO_(2)吸附使得干酪根孔隙度和比表面积增加,孔径分布向更大尺寸偏移。研究结果揭示了页岩干酪根中CO_(2)吸附与孔隙变形的耦合特征及微观机理,可为页岩储层CO_(2)封存效果评价提供理论指导。 展开更多

关键词 页岩干酪根 CO_(2)吸附 孔隙变形 耦合作用 分子模拟

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深部煤层气储层改造技术迭代升级历史与发展方向——以鄂尔多斯盆地东缘大吉区块为例 被引量：4

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作者 徐凤银 甄怀宾 +9 位作者 李曙光 王峰 张雷 王玉斌 余维初 朱卫平 徐博瑞 杨贇 赵海峰 白坤森 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期1-18,共18页

2019年,中石油煤层气公司通过对位于鄂尔多斯盆地东缘大吉区块埋藏深度大于2000 m的深部8号煤层,实施了储层改造适应性技术攻关,取得深部煤层气实现效益开发的颠覆性突破,有力地推动全国加快深部煤层气勘探开发进程,由此带动中国煤层气... 2019年,中石油煤层气公司通过对位于鄂尔多斯盆地东缘大吉区块埋藏深度大于2000 m的深部8号煤层,实施了储层改造适应性技术攻关,取得深部煤层气实现效益开发的颠覆性突破,有力地推动全国加快深部煤层气勘探开发进程,由此带动中国煤层气产业进入发展史上最佳时期。5 a多来的实践证明,储层改造技术进步和迭代升级是推动深部煤层气效益开发和增储上产的关键技术路径。针对深部煤层气实现效益开发以来储层改造技术所经历的阶段与迭代历程,系统梳理出体积酸化、大规模体积、超大规模体积、地质工程一体化精益等4种压裂迭代技术,并对其分别进行了实施效果评价,也对相应压裂液体系性能进行了简要分析。从追求基质改造到大规模缝网形成,从追求极限改造体积到井网缝网精益弥合,逐步上升到多种储层改造的新技术和先进理念,将基于地质特征的精细化压裂设计在实践中应用,取得显著效果;指出深部煤储层改造仍面临5方面问题挑战和优化空间,包括:超大规模压裂水资源消耗及返排液处理难度大、智能化压裂模式攻关、协同压裂方法尚不成熟、深部中低阶煤层压裂技术体系亟待建立、压裂液功能仍不完善等。针对存在的问题和挑战,提出六大发展方向:①深化推动减水压裂;②开展鱼骨水平井+基质酸化大规模减水增产技术攻关;③加大实现人工智能技术在智能化压裂和压后评估中的应用突破;④开展基于井组缝网弥合协同压裂工艺研发和应用;⑤加强深部中低阶煤储层改造技术体系研发和实践;⑥研发进一步实现降本增效和提高深部煤层气采收率的新压裂材料。 展开更多

关键词 深部煤层气 储层改造 压裂技术 迭代升级 压裂液 地质工程一体化

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深部煤层气勘探开发项目经济评价及投资决策流程 被引量：1

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作者 代由进 徐凤银 +7 位作者 王峰 马鹏飞 杨贇 云箭 许洁 孙潇逸 程珊 李宇新 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期47-59,共13页

深部煤层气是近年来勘探开发进展迅速且前景极为广阔的一种优质天然气资源,高效开发深部煤层气对于中国成功实现能源转型发展和助力“双碳”目标具有重要战略及现实意义。勘探开发项目经济性的科学合理评价及项目投资决策是实现深部煤... 深部煤层气是近年来勘探开发进展迅速且前景极为广阔的一种优质天然气资源,高效开发深部煤层气对于中国成功实现能源转型发展和助力“双碳”目标具有重要战略及现实意义。勘探开发项目经济性的科学合理评价及项目投资决策是实现深部煤层气效益开发中的2个重要而紧迫的难题。结合深部煤层气勘探开发项目及经济评价特点,构建了基于折现现金流方法的评价方法与指标,并将该方法应用于鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块典型模拟开发项目A。结果表明:该方法具有较强的可操作性,可满足深部煤层气项目投资决策需要;在当前技术经济条件下,鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块开发模拟项目A具有较好的经济效益,具备技术经济可行性。通过单因素敏感性分析表明,价格、产量、投资及成本是影响项目经济性的关键因素;通过双因素、三因素及四因素不同组合情景下的压力测试分析结果表明,项目A具有较强的多因素抗风险能力;聚焦价格及产量2个重点风险因素,通过典型情景分析结果表明,灵活的市场价格政策、适度的差异化财政补贴政策、加强基础理论创新、加强工程技术创新对于应对项目重点风险至关重要,是现阶段我国深部煤层气全面快速发展不可或缺的支撑要素。同时,结合近年深部煤层气开发实践,借鉴北美及国内页岩气勘探开发经验,将深部煤层气勘探开发程序划分为选区评价、勘探评价、先导试验和开发生产4个阶段,明确了各阶段主要任务及目标、决策点、对应项目及经济评价方法及项目决策流程,为规范化、高效实施深部煤层气勘探开发项目并积极推动我国深部煤层气产业高质量发展提供有力借鉴。 展开更多

关键词 深部煤层气 勘探开发 经济评价 净现值 风险分析 项目阶段 投资决策流程

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非热成熟度因素对高—过成熟页岩激光拉曼光谱的影响——以四川盆地南部下古生界海相页岩为例

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作者 张鸿飞 焦堃 +10 位作者 王佳玉 许宁 马丽君 刘岚锋 吴赟骏 邓宾 吴娟 叶玥豪 管全中 王周祥昕 张丛科 《石油实验地质》 北大核心 2025年第4期895-903,共9页

激光拉曼光谱技术因其样品制备过程简单、测试便捷及具备无损分析等优势,在古老海相页岩热成熟度评价领域的应用日益广泛。目前,国内外研究主要聚焦于激光拉曼相关参数对热成熟度变化的响应,而对于非热成熟度因素(如谱图处理、样品预处... 激光拉曼光谱技术因其样品制备过程简单、测试便捷及具备无损分析等优势,在古老海相页岩热成熟度评价领域的应用日益广泛。目前,国内外研究主要聚焦于激光拉曼相关参数对热成熟度变化的响应,而对于非热成熟度因素(如谱图处理、样品预处理、激光波长设置等)对实验精度影响的研究相对匮乏且认识不一。采用激光拉曼光谱技术对四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组及下寒武统筇竹寺组高—过成熟黑色页岩进行系统对比分析,重点探讨非热成熟度因素对激光拉曼光谱峰间距(RBS)、半峰宽(FWHM)、峰强比(I_(D)/I_(G))等参数的影响,主要获得如下认识:(1)在图谱处理方法方面,双峰拟合较五峰拟合的不确定性更小、处理效率更高,更契合高—过成熟页岩热成熟度测试的需求,适用于筇竹寺组页岩拉曼谱图处理;(2)在参数选择方面,位置参数(W_(D)、W_(G)、RBS)经分峰拟合后,热成熟度差异小于2%,稳定性较高,而峰形参数(I_(D)/I_(G)、FWHM-D、FWHM-G)中的I_(D)/I_(G)受分峰拟合影响较小且样品间区分度高,建议在热成熟度相关性研究中优先选用位置参数RBS与峰形参数I_(D)/I_(G);(3)在样品预处理方面,抛光处理对五峰组—龙马溪组高—过成熟黑色页岩拉曼参数的影响整体小于3%,但为确保能够准确定位黑色页岩中的分散有机质,建议在实验前对样品进行抛光处理。 展开更多

关键词 有机岩石学 有机质 拉曼光谱参数 分峰拟合 四川盆地

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煤层气排采过程中水岩耦合作用及其产能响应——以沁水盆地樊庄区块为例

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作者 王勃 徐凤银 +6 位作者 张傲翔 王立龙 王文龙 李志 屈争辉 王硕 史鸣剑 《煤炭学报》 北大核心 2025年第8期4008-4021,共14页

为了阐明煤层气排采过程中的水岩耦合作用机理及对产能的影响,针对实际生产过程中的不同类型产气井,按照相似性原则开展了基于水力冲洗的煤层气排采过程水岩作用模拟试验,对比分析了试验前后产出离子的变化特征,结合实际生产数据,揭示... 为了阐明煤层气排采过程中的水岩耦合作用机理及对产能的影响,针对实际生产过程中的不同类型产气井,按照相似性原则开展了基于水力冲洗的煤层气排采过程水岩作用模拟试验,对比分析了试验前后产出离子的变化特征,结合实际生产数据,揭示了产出水地球化学特征与产能的响应关系。结果表明:不同的矿化度和流速条件下,水岩作用的反应程度不同,较高的矿化度和较小的流速有利于水岩作用的进行,水岩反应产出溶液的矿化度和pH值均增加,且在矿化度2000 mg/L,流速0.3 mL/min条件下矿化度增量最大。整体上,Na^(+)+K^(+)和Cl^(-)均随着原始溶液矿化度增加而增加;且特定的矿化度和流速范围有利于Ca^(2+)、Mg^(2+)产出;较高的矿化度和流速都会抑制HCO_(3)^(-)离子产出,当矿化度和流速超过某一阈值时,SO_(4)^(2-)会大量产出。煤层气井的高产受原始矿化度和排采水耦合作用的共同影响,樊庄区块高产井对应的矿化度范围为1800~2200 mg/L,多属中、低产水,相应模拟试验条件的水岩作用最强。3号煤层煤层气井产出水的Ca^(2+)浓度和产气量呈现良好的正相关性,但不同产水-产气模式下Ca^(2+)的产能响应机制不同。高产水中产气模式中Ca^(2+)产出主要受底板砂岩含水层水岩作用影响,低产水高产气模式中Ca^(2+)产出主要受煤中方解石溶解影响。 展开更多

关键词 煤层气 水岩作用 水力冲洗 产出水地球化学 产能控制

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青藏高原南部南北地堑系温泉气体地球化学特征与演化过程

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作者 全三余 王迎春 +3 位作者 唐鑫 周金林 罗璐 宋荣彩 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第2期190-202,共13页

目前,对于青藏高原南部单个地热田的水文地球化学演化过程,已有较为清晰的认识,但对于该地区各个地堑系的热泉气体来源和空间特征及演化过程仍缺乏深入了解。通过对青藏高原南部3个地堑(错那—沃卡、亚东—谷露、申扎—定结)的16个热泉... 目前,对于青藏高原南部单个地热田的水文地球化学演化过程,已有较为清晰的认识,但对于该地区各个地堑系的热泉气体来源和空间特征及演化过程仍缺乏深入了解。通过对青藏高原南部3个地堑(错那—沃卡、亚东—谷露、申扎—定结)的16个热泉气体进行采样与测试,研究分析了地热气体组分、同位素特征、地热气体来源、各地热气体物质含量与状态和地下热储温度的空间关系。以地幔缝合线为分界,识别了青藏高原南部3种类型的热泉气体,取得以下结论:(1)地幔缝合线南北侧的温泉气体演化过程存在明显差异,且青藏高原南部部分温泉气体发生脱气分馏现象;(2)温泉气体中氦、碳主要来源于地壳,氦的运移主要依附于二氧化碳的流动;(3)研究区热储温度存在明显差异,亚东—谷露地堑温度较高(225℃)。研究成果可为阐释青藏高原南部构造与地热气体及地热田的相关性提供参考,同时,对气体地球化学特征及其演化过程的深入探讨,对于深化对地下地质过程的认识以及推动地热资源的高效开发有重要意义。 展开更多

关键词 地球化学 地热气体 地热温度计 气体同位素

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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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考虑薄煤层影响的致密砂岩气藏地质工程双甜点评价方法——以鄂尔多斯盆地神府区块为例 被引量：1

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作者 张兵 周展 +7 位作者 米洪刚 朱海燕 张兆鹏 魏超 徐伟 龚丁 王泽宇 贺甲元 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期170-181,共12页

在薄煤层发育的致密砂岩气藏,由于薄煤层割理发育且塑性较强,容易限制水力压裂裂缝的缝高扩展,进而导致遴选的地质、工程双甜点区域的实际产能无法达到预期效果。为获得更加准确的双甜点评价结果,以鄂尔多斯盆地神府南区致密砂岩气藏为... 在薄煤层发育的致密砂岩气藏,由于薄煤层割理发育且塑性较强,容易限制水力压裂裂缝的缝高扩展,进而导致遴选的地质、工程双甜点区域的实际产能无法达到预期效果。为获得更加准确的双甜点评价结果,以鄂尔多斯盆地神府南区致密砂岩气藏为研究对象,首先构建了多属性融合的地质、工程双甜点评价模型,然后开展了双甜点三维分布的初次预测,进而采用Abaqus软件分析了煤层厚度、起裂点距煤层垂直距离对水力压裂裂缝穿煤层扩展的影响规律,最后形成了穿煤层双甜点二次优选评价技术。研究结果表明:①当煤层厚度大于等于4 m或起裂点距煤层垂直距离大于等于4 m时,水力压裂裂缝难以纵向穿过煤层扩展,可压性降低;②研究区双甜点指数划分标准为,Ⅰ类双甜点≥0.46,0.37≤Ⅱ类双甜点<0.46,0.30≤Ⅲ类双甜点<0.37。结论认为:①考虑薄煤层影响的致密砂岩气二次甜点评价技术能够准确筛选出优质的地质、工程双甜点,且优选结果与实际高产区域的匹配度较高;②建立的评价方法对于砂泥岩互层非常规储层的开发和多气合采中甜点的同步动用具有较好的理论与实际意义。 展开更多

关键词 神府区块 致密砂岩气 薄煤层 地质工程双甜点 裂缝扩展

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川北地区大隆组页岩储层特征及勘探潜力 被引量：6

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作者 陈更生 王林琪 +6 位作者 石学文 杨雨然 朱逸青 蒲飞龙 杨雪 王青 徐浩 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期361-378,共18页

以川北地区朝天关口村大隆组典型野外剖面及邻区其他剖面为例,通过野外剖面观察、岩石薄片和微体古生物化石薄片观察鉴定等方法,分析其垂向及平面的岩相及沉积相展布及变化,结合区内已有钻井、地球化学主微量元素、总有机碳(TOC)、物性... 以川北地区朝天关口村大隆组典型野外剖面及邻区其他剖面为例,通过野外剖面观察、岩石薄片和微体古生物化石薄片观察鉴定等方法,分析其垂向及平面的岩相及沉积相展布及变化,结合区内已有钻井、地球化学主微量元素、总有机碳(TOC)、物性及微孔隙等参数来探讨其页岩的勘探潜力。研究结果表明:(1)大隆组地层纵向上自上而下发育一套灰色硅质灰岩、灰黑色灰质页岩、灰黑色碳质页岩、泥岩组合,其中大隆组二段硅质灰岩和泥质灰岩中含有大量的菊石、牙形石、放射虫化石,大隆组一段碳质页岩和钙质页岩中则含有少量有孔虫、介形虫、双壳类、腹足类以及腕足等化石;(2)大隆组页岩沉积环境属于缺氧—贫氧咸水环境,利于有机质的保存与富集;(3)大隆组页岩有机质类型为Ⅱ1型、有机质丰度高,处于成熟—高成熟演化阶段,孔隙主要发育粒间孔、粒内孔与有机质孔,大隆组二段黑色页岩孔隙度较高,脆性矿物质量占比高,页岩可压裂性好,具有良好的页岩气富集成藏地质条件。综上分析认为,川北地区大隆组页岩整体具有较好的页岩气资源潜力,可作为下一步页岩气勘探的后备层位。 展开更多

关键词 四川盆地 大隆组 野外剖面 页岩储层特征 勘探潜力

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无机成因天然氢气的形成机理与中国天然氢气资源潜力分析 被引量：2

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作者 钟治奇 周文 +2 位作者 章威 陶辉飞 伏美燕 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期942-952,965,共12页

作为化石燃料的理想替代品,氢气被视为实现全球能源转型的重要资源。当前,所有人工制备的氢气成本过高,难以与化石燃料带来的经济效益竞争,唯有天然氢气(即金氢)能够为氢气经济提供具有成本效益的动力。天然氢气是一种无碳、可持续利用... 作为化石燃料的理想替代品,氢气被视为实现全球能源转型的重要资源。当前,所有人工制备的氢气成本过高,难以与化石燃料带来的经济效益竞争,唯有天然氢气(即金氢)能够为氢气经济提供具有成本效益的动力。天然氢气是一种无碳、可持续利用的资源。地下不断生成的天然氢气渗透到地表的现象,也暗示着地下存在更大的氢气储量。然而,目前对天然氢气的研究尚处于初期阶段,因此天然氢气研究的核心将集中于探索天然氢气的成因机理及其资源潜力评价。在综述现有研究的基础上,概述了无机成因天然氢气的3种主要赋存状态,包括游离态氢、包裹体中的氢和水中的溶解氢。基于现有理论和已发现的天然氢气特征,从深源氢、蛇纹石化作用、水的辐解作用和岩石破裂产氢4个方面总结了无机成因天然氢气的形成机理;并通过对比这4类天然氢气的生氢能力,探讨其能源潜力。在生氢机理与地质富集条件相结合的基础上,通过分析中国已发现天然氢气的地点,总结并预测了可能具有天然氢气藏的地区,为中国天然氢气的发展与探索提供战略指导。 展开更多

关键词 天然氢气 赋存状态 无机成因 资源潜力 氢气勘探

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