深部碳储空间探测与地质评价关键技术

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作者 李文平 曹丹平 +17 位作者 乔伟 周正武 常庆粮 张松航 刘双星 沈奕 李万军 付欣 刘博 王衍 王启庆 李小琴 杨志 刘聪 张政 徐宏杰 朱振南 程香港 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2333-2354,共22页

在全球气候变暖和“双碳”目标驱动下,深部碳储空间的高效开发与安全封存成为实现碳中和的关键路径。系统综述了深部咸水层、枯竭油气藏、不可采煤层及玄武岩层等碳储空间的探测技术、场地适宜性评价方法及规模化封存的关键理论技术难... 在全球气候变暖和“双碳”目标驱动下,深部碳储空间的高效开发与安全封存成为实现碳中和的关键路径。系统综述了深部咸水层、枯竭油气藏、不可采煤层及玄武岩层等碳储空间的探测技术、场地适宜性评价方法及规模化封存的关键理论技术难题。结果表明:CO_(2)注入引发的多场耦合效应(热-流-力-化学)可能导致断层活化、盖层泄漏及地震风险,需通过多物理场数值模拟与动态监测构建风险评估框架。深部咸水层占我国理论封存潜力的98.64%,但其非均质性显著,适宜性评价需结合地质稳定性(断裂发育、盖层封闭性)和封存能力(孔隙率、渗透率)构建多尺度指标体系,联合层次分析法、GIS及机器学习方法优化选址决策。针对深部碳储空间复杂性,地震与电法联合探测技术可以显著提升储层识别精度,其中全波形反演(FWI)可刻画孔隙-裂隙结构,重磁反演技术实现深部构造建模,多物理场数据融合技术降低反演多解性。在煤矿绿色转型方面,创新提出“负碳充填”技术,通过CO_(2)矿化钢渣、粉煤灰等工业固废制备充填材料,实现高固碳率,同时兼顾生态修复与动力灾害防控。深部不可采煤层CO_(2)封存与煤层气驱替(ECBM)协同效应显著,需优化压裂—驱替—封存全生命周期管理模式。采空区CO_(2)封存则面临碎裂煤岩体复杂渗流-吸附机理挑战,需构建多相动态模型评估游离态、吸附态及溶解态封存潜力。潜力计算方法随储层类型差异显著,咸水层采用封存机理法(构造圈闭、溶解、矿化耦合),枯竭油气藏结合物质平衡法与数值模拟,煤层依赖吸附容量与置换效率评估。注入技术创新方面,微纳米气泡注入技术可提升CO_(2)溶解率,玄武岩“水混合溶解态注入”模式实现高矿化率。未来需强化多学科交叉,通过多物理场联合智能探测与精细成像,突破多类型、立体碳储空间精细探测的行业难题,研发深部负碳高效充填开采材料与技术装备;构建深部立体集成空间CO_(2)封存潜力计算与适宜性评价方法体系,形成技术标准体系和信息决策系统,为“双碳”目标下地质封存规模化应用提供理论与工程支撑。 展开更多

关键词 深部碳储空间 多场耦合 地质评价 探测技术 固碳封存

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新疆地区煤层气勘探开发工艺技术难点与对策

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作者 杜世涛 杨曙光 +7 位作者 李瑞明 王刚 廖方兴 单彬 赵明 梁鹏 陈飞 张特特 《地质通报》 北大核心 2025年第6期1021-1032,共12页

【研究目的 】为厘清新疆地区煤层气增储上产面临的瓶颈,探索针对性破解对策,助力“十四五”煤层气产业如期完成阶段性任务,【研究方法 】本次梳理新疆地区“十三五”期间煤层气勘探开发条件、发展现状、未解难题和成果,“十四五”初—... 【研究目的 】为厘清新疆地区煤层气增储上产面临的瓶颈,探索针对性破解对策,助力“十四五”煤层气产业如期完成阶段性任务,【研究方法 】本次梳理新疆地区“十三五”期间煤层气勘探开发条件、发展现状、未解难题和成果,“十四五”初—中期有关煤层气发展的政策、资金、专业机构挂帅等发展契机。【研究结果 】薄煤层勘探开发和煤与煤层气开发利用不协调是削弱产能的首要因素;复杂的构造条件是束缚区域煤层气高效规模开发的客观因素;煤层气勘探未充分关注煤系气综合贡献是限制单井产量的关键因素;深部煤层气地质条件控制程度低是制约全区煤层气增储上产的直接因素。【结论 】结合国内外煤层气开发经验、新疆煤层气勘探开发成果和工作实践认识,提出了4个方面的应对策略:(1)薄煤层、页岩气、致密砂岩气与主力厚煤层煤层气同勘共采提高单井利用率和产能;(2)通过数据整合和系统深度研究,提升工程技术与特殊地质条件的适配,实现工程-地质一体化和深部煤层气开发;(3)老井(枯竭井)创造性灵活构架组合方案低成本提产;(4)采用“上煤下气”和“先气后煤”理念,推动瓦斯治理与煤层气开发协调发展。从直接提高产量、破解客观制约煤层气井技术束缚、节约成本和能源科学规划利用的思路实施整体策略,以期对新疆煤层气产业振兴起到立竿见影的效果。 展开更多

关键词 新疆 煤层气 瓶颈 勘探开发 应对策略 产业振兴 油气地质勘查工程

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新疆地区不同产水程度煤层气井排采动态与产能特征

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作者 陈文圆 葛燕燕 +7 位作者 孔庆虎 杨曙光 李鑫 张娜 韦波 王刚 王兴刚 苏红梅 《地质与勘探》 北大核心 2025年第2期407-419,共13页

水文地质条件对煤层气的富集和产出具有重要影响。针对新疆地区不同产水程度煤层气井产能差异的问题,利用统计分析和数值模拟等手段,将煤层气井划分为低产水煤层气井、中产水煤层气井和高产水煤层气井三类。将累计排采500天、平均日产... 水文地质条件对煤层气的富集和产出具有重要影响。针对新疆地区不同产水程度煤层气井产能差异的问题,利用统计分析和数值模拟等手段,将煤层气井划分为低产水煤层气井、中产水煤层气井和高产水煤层气井三类。将累计排采500天、平均日产水量低于5m^(3)的煤层气井,划分为低产水煤层气井。该类井压力下降幅度适中(CS18井压力下降幅度51.56%),压降解吸范围受限,供气面积小。将平均日产水量介于5~10m^(3)的煤层气井划分为中产水煤层气井,该类井压力下降幅度适中(BCS-22井压力下降幅度53.67%),少见产水量过大需要长期排水无法解吸的情况。将平均日产水量高于10 m^(3)的煤层气井划分为高产水煤层气井,该类井压力下降幅度较小(T1-6井压力下降幅度30.42%),排水降压困难。进一步提出了低产水煤层气井“合理控水、适当憋压”、中产水煤层气井“连续排采、稳水稳压”和高产水煤层气井“低套压、高流压日降幅”的排采建议。该研究可为新疆不同产水程度煤层气井长期高效开发提供依据。 展开更多

关键词 煤层气 储层排采 产水量 井底流压 排采制度 新疆

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新疆侏罗纪煤田构造样式及其控煤效应 被引量：13

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作者 王佟 夏玉成 +5 位作者 韦博 李瑞明 王庆伟 杨曙光 江涛 王传涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期436-443,共8页

新疆侏罗纪煤炭资源丰富,但勘查开发程度较低,需对煤田构造展布规律、构造样式及其控煤效应进行系统研究以指导煤炭勘查开发。通过对多年来区域地质和煤田勘探资料的分析研究,根据主要赋煤盆地构造变形的动力学特征,将新疆控煤构造划分... 新疆侏罗纪煤炭资源丰富,但勘查开发程度较低,需对煤田构造展布规律、构造样式及其控煤效应进行系统研究以指导煤炭勘查开发。通过对多年来区域地质和煤田勘探资料的分析研究,根据主要赋煤盆地构造变形的动力学特征,将新疆控煤构造划分为挤压、拉张、扭动、反转4大类构造样式,在此基础上,又根据控煤构造组合的几何学、运动学特征,进一步划分为6个亚类和18种型式,对煤系、煤层赋存状态以及煤层开采地质条件具有主要控制作用的构造样式为叠瓦式逆冲构造、推覆式滑脱构造、褶皱构造和走向滑动构造。 展开更多

关键词 煤田地质 赋煤盆地 构造控煤 构造样式 新疆

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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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新疆哈密三塘湖特大整装煤田中—下侏罗统煤层煤质及煤相特征 被引量：28

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作者 张冀 韦波 +1 位作者 田继军 冯烁 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期917-930,共14页

新疆哈密三塘湖盆地独特的沉积-构造背景及丰富的煤炭资源,近年来倍受煤田地质学家的重视。随着2009年三塘湖煤田勘查项目作为全国最大的整装煤田勘查区全面开工,三塘湖盆地煤炭勘查取得重大突破,截止2012年,勘探工作获得1000m以浅资源... 新疆哈密三塘湖盆地独特的沉积-构造背景及丰富的煤炭资源,近年来倍受煤田地质学家的重视。随着2009年三塘湖煤田勘查项目作为全国最大的整装煤田勘查区全面开工,三塘湖盆地煤炭勘查取得重大突破,截止2012年,勘探工作获得1000m以浅资源量5144356.30万吨,其中,中侏罗统西山窑组煤层（2～20号）煤层资源量为3739272.74万吨,2000m以浅资源量1200亿吨。本区主要煤层有长焰煤、不粘煤,其中以长焰煤为主,分布广泛,全区发育,不粘煤次之,具有低水分,特低-中灰分,中高-高挥发份,特低-低硫,特低-中磷,中热值-特高热值等特点。此外通过煤相特征分析得出西山窑主力煤层是由开阔水域沼泽向潮湿森林沼泽的过渡,八道湾煤大都处于潮湿森林沼泽内,凝胶化作用西山窑煤相对弱一些,植物结构保存较完整。确定了三塘湖盆地中下侏罗统沉积环境主要为湖泊—湖泊三角洲过渡相,早中侏罗世沉积古气候逐渐变为温暖潮湿,适合成煤植物大面积生长,同时中下侏罗统沉积受到较弱的构造拉张应力影响,聚煤中心表现为由汉水泉凹陷逐渐向条湖凹陷迁移的特征。 展开更多

关键词 三塘湖盆地 中下侏罗统 煤质特征 煤相特征 成煤环境

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塔里木盆地北缘库拜煤田陡倾斜煤储层纳米孔隙特征及其地质控制 被引量：6

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作者 贺小标 李鑫 +6 位作者 魏永恒 田继军 琚宜文 杨曙光 王文峰 吴斌 王猛 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期740-757,共18页

近年来新疆塔里木盆地北缘库拜煤田陡倾斜煤储层成为我国煤层气勘探开发新热点,部分煤层气井相继取得高产。本次采集了库拜煤田陡倾斜储层不同深度及煤体结构共61块煤样,通过煤岩组分与成熟度、低温液氮吸附、等温吸附等实验,分析了陡... 近年来新疆塔里木盆地北缘库拜煤田陡倾斜煤储层成为我国煤层气勘探开发新热点,部分煤层气井相继取得高产。本次采集了库拜煤田陡倾斜储层不同深度及煤体结构共61块煤样,通过煤岩组分与成熟度、低温液氮吸附、等温吸附等实验,分析了陡倾斜煤储层纳米孔隙结构特征及其地质控制。结果表明:受控于南天山山前冲断带内部不同部位剪切及挤压强度的非均质性,库拜煤田陡倾斜储层纳米孔隙体积随深度增加先增大后减小;随煤体破坏程度的增大,煤岩纳米孔隙体积相应增加且其孔隙结构复杂程度趋于复杂;陡倾斜储层倒转位置煤体变形相对增强,构造煤发育程度较高,煤岩纳米孔隙体积以及比表面积相应增大,甲烷吸附能力强、含气性较好。研究成果对陡倾斜储层煤层气勘探和开发具有重要指导意义。 展开更多

关键词 煤层气 孔隙结构 吸附孔隙 煤体结构 库拜煤田

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新疆库拜煤田铁列克矿区地应力分布及其对煤层气开发的影响 被引量：4

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作者 魏永恒 葛燕燕 +5 位作者 王刚 王文峰 田继军 李鑫 吴斌 张晓 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1324-1332,共9页

地应力、煤储层渗透率和煤储层压力等是影响煤层气开发的重要因素。通过分析新疆库拜煤田铁列克矿区注入/压降试井及原地应力测试数据,结合铁列克矿区煤层气井日产气量分析,研究了新疆库拜煤田铁列克矿区地应力变化规律及其对煤层气开... 地应力、煤储层渗透率和煤储层压力等是影响煤层气开发的重要因素。通过分析新疆库拜煤田铁列克矿区注入/压降试井及原地应力测试数据,结合铁列克矿区煤层气井日产气量分析,研究了新疆库拜煤田铁列克矿区地应力变化规律及其对煤层气开发的影响,分析了铁西矿区和铁东矿区煤储层地应力特征及其对煤储层物性的影响。结果表明:(1)地应力状态在垂向上发生变化,埋深处于550~650 m、650~850 m和850~1200 m时,地应力状态类型依次为σ_(H)>σ_(v)>σ_(h)、σ_(H)≈σ_(v)>σ_(h)和σ_(v)>σ_(H)>σ_(h);(2)埋深850 m处既是垂直主应力和最大水平主应力的转换点也是渗透率趋势变化点,指示了地应力对渗透率的控制作用;(3)渗透率和煤储层压力与地应力分别呈负相关和正相关关系;(4)地应力对产能的负效应大于地应力对产能的正效应,使典型日产气量随着地应力的增大而减小;(5)铁西矿区和铁东矿区中部煤储层碎粒煤较发育、吸附孔体积和含气量均较大,是煤层气开发的有利区带。研究成果可为库拜煤田下一步煤层气开发提供理论指导。 展开更多

关键词 煤层气 地应力 煤储层渗透率 煤储层压力 含气量 铁列克矿区

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准南低质煤层气原位提质增量研究

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作者 苏现波 丁锐 +8 位作者 赵伟仲 严德天 李瑞明 王一兵 王海超 黄胜海 周艺璇 王小明 伏海蛟 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期532-545,共14页

煤层气作为一种非常规天然气,其开发利用契合国家能源安全目标,更是对碳中和的一种助力。准南是我国重要的煤层气资源富集区之一,也是目前中国煤层气开发的热点地区,但高产井数量不多,稳产困难,迫切需要一种能够增加单井控制范围内煤层... 煤层气作为一种非常规天然气,其开发利用契合国家能源安全目标,更是对碳中和的一种助力。准南是我国重要的煤层气资源富集区之一,也是目前中国煤层气开发的热点地区,但高产井数量不多,稳产困难,迫切需要一种能够增加单井控制范围内煤层气资源量的技术;同时高CO_(2)和高H_(2)S体积分数已经成为该区煤层气的普遍现象,迫切需要一种原位处置这2种有害气体的技术,煤层气生物工程为此类煤层气的“提质增量”提供一种潜在可行技术。现场的跟踪监测以及实验室物理模拟试验表明,CO_(2)的体积分数与储层温度密切相关,产酸发酵细菌和产氢产乙酸菌能够在较为宽广的储层温度下保持活性而产生CO_(2);而相对较低的储层温度下氢营养型产甲烷菌代谢较弱、CO_(2)很难被还原,这是该区CO_(2)的主要成因。此外发现地下水中携带的有机质、SO_(4)^(2-)和原始菌群在运移过程中进行着代谢活动,随着排采的长期进行,当地下水补给速率、排采速率和产甲烷菌的代谢周期相匹配时,就会生成的H_(2)S,被称为后生生物H_(2)S。这2种酸性气体的存在,不仅影响安全生产,也大幅降低了煤层气的“质”。以准南低质煤层气为研究对象,提出了一种微生物介导的煤层气原位提质增量关键技术,并从必要性和可行性两方面阐述了该技术在煤层气增产、CO_(2)原位微生物转化、H_(2)S原位抑制方面的广阔前景。该技术的基本思路是将煤储层作为一个“车间”,微生物作为“劳动力”,将煤和原始储层中CO_(2)作为“生产资料”,制造的“产品”为甲烷,对于CO_(2)实现了生物甲烷化,对于H_(2)S实现了原位抑制,对于煤层气实现了提质增量。该技术涉及的关键挑战包括高效菌群的培养(培育温度范围宽广的氢营养型产甲烷菌)、H_(2)S原位抑制的生物压裂液研制以及提质增量的评价技术。物理模拟CO_(2)微生物甲烷化实验表明随着储层温度的增加,CO_(2)微生物累计甲烷化量逐渐增加,在55℃下达到最大值8.5 m^(3)/t,参与该过程的糖酵解、丙酮酸代谢和TCA循环的关键酶的丰度在55℃下明显高于其他原位厌氧发酵系统,提高了CO_(2)的转化效率与转化量;添加生物抑制剂的非CO_(2)气氛厌氧发酵系统生物甲烷产量为4.5 m^(3)/t,略高于对照组的4.38 m^(3)/t;而气态H_(2)S的体积分数比对照组减少了88.8%,且从第9天开始到产气结束一直为0,实现了H_(2)S的原位抑制。 展开更多

关键词 准噶尔盆地南缘(准南) 低质煤层气 CO_(2)生物甲烷化 H_(2)S原位抑制 提质增量

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新疆准噶尔含煤盆地基本构造格架与认识 被引量：16

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作者 王佟 冯帆 +4 位作者 江涛 王庆伟 夏玉成 韦波 杨曙光 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期628-638,共11页

基于盆地煤田构造与赋煤特征的综合分析,辅以准噶尔盆地西北、东北、东部和南部典型构造剖面的解析分析,厘清了准噶尔盆地的基本构造形态,呈现出如下规律:一是准噶尔现今构造格局于喜山运动中晚期定格,长期处于近南北向构造挤压应力场环... 基于盆地煤田构造与赋煤特征的综合分析,辅以准噶尔盆地西北、东北、东部和南部典型构造剖面的解析分析,厘清了准噶尔盆地的基本构造形态,呈现出如下规律:一是准噶尔现今构造格局于喜山运动中晚期定格,长期处于近南北向构造挤压应力场环境,总体具隆坳相间、南北分带、东西分块的构造格局;二是盆缘四周构造变形强烈,向盆内逐渐减弱且层次变浅,整体呈"环带"构造,反映出准噶尔盆地主体受控于周缘造山带和自盆缘向盆内挤压应力场的动力学、运动学和几何学特征;三是准噶尔盆地大规模聚煤作用是在早中侏罗世短暂的引张或弱挤压的区域构造应力场背景下完成的;四是准噶尔盆地周缘推覆带为可能的煤炭资源勘查开发远景区。 展开更多

关键词 构造格架 动力学 运动学 几何学 准噶尔盆地

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准噶尔盆地煤层气勘探开发与地质研究进展 被引量：42

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作者 汤达祯 杨曙光 +5 位作者 唐淑玲 陶树 陈世达 张奥博 蒲一帆 张泰源 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2412-2425,共14页

准噶尔盆地煤层气资源极为丰富,已开展近30个煤层气勘查项目,施工煤层气井270余口,建成白杨河、四工河、乌鲁木齐河东煤层气开发先导试验区,正在着力推进煤层气规模化开发利用,多个区块呈现出煤层气单井高产势头,针对多、厚、大倾角煤... 准噶尔盆地煤层气资源极为丰富,已开展近30个煤层气勘查项目,施工煤层气井270余口,建成白杨河、四工河、乌鲁木齐河东煤层气开发先导试验区,正在着力推进煤层气规模化开发利用,多个区块呈现出煤层气单井高产势头,针对多、厚、大倾角煤层顺煤层钻井、储层改造、优化排采技术不断推广应用,带动了新疆煤层气产业起步发展。系统总结准噶尔盆地煤层气成藏特殊地质条件,科学分析前期煤层气勘探开发的现状与趋势,全面梳理煤层气勘探开发所面临的地质难题,以期为新疆地区乃至中国中低煤阶煤层气的高效开发提供借鉴。盆地周缘构造隆升、水力逸散、煤层气风氧化带深延是制约煤层气资源分布和勘探开发潜力的不可忽略的地质因素,盆地腹地包括煤层气在内的深部煤系气资源潜力巨大,开展煤系油气地质综合研究、拓展煤系气勘探开发领域势在必行。盆地边缘多个区块煤层气富含CO_(2)且呈现随煤层埋深增大CO_(2)体积分数增高的异常现象,拟以水动力场和水化学场耦合作用为主线,气体差异构成与禀赋为线索,鉴别多源多阶气体来源、混合度及成藏贡献,揭示CO_(2)异常富集成因,探索流体场主导作用下的煤层气多源多阶多因素耦合成藏机制。盆地西山窑组与八道湾组2套煤系地层厚度巨大,受聚煤环境控制,多层叠置统一、多层叠置独立、多层叠置混合含煤层气系统空间分布有别,基于沉积、构造、水文耦合作用归纳出煤层气富集成藏基本模式,有效厘定流体压力系统,合理选层选段、组合开发,优势成藏地质配置及其区域、局域、层域变化规律有待深入研究。盆地周缘煤储层倾角大多超过35°,急倾斜煤储层在较小空间随深度发生快速变化,储层流体运动方式、储层应力状态等影响制约压降传播和煤层气产出过程,开发过程储层力学性质与物性变化、流体相态与饱和关系转化、气/水产出机制与生产规律需要进一步揭示。 展开更多

关键词 煤层气 地质特征 勘探开发 准噶尔盆地 CO_(2)异常富集

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吐哈盆地十三间房地区侏罗系水西沟群有机质聚集环境及富集机理

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作者 李立果 杨曙光 +4 位作者 田继军 李鑫 王大兴 许润泽 马骥 《地质科学》 北大核心 2025年第1期44-61,共18页

十三间房地区水西沟群作为吐哈盆地侏罗系下一步油气勘探开发主力层,但其有机质聚集古环境与富集机理尚不明确。通过X全岩衍射、总有机碳(TOC)测定、主微量元素测试与生物标志化合物等分析手段对吐哈盆地十三间房地区水西沟群淡水有机... 十三间房地区水西沟群作为吐哈盆地侏罗系下一步油气勘探开发主力层,但其有机质聚集古环境与富集机理尚不明确。通过X全岩衍射、总有机碳(TOC)测定、主微量元素测试与生物标志化合物等分析手段对吐哈盆地十三间房地区水西沟群淡水有机质聚集环境进行了分析,并探讨了有机质富集的控制因素及机理。结果显示:十三间房地区水西沟群淡水浅湖发育以灰色和灰黑色为主的泥岩与碳质源岩,可见黄铁矿与水平层理。水西沟群有机质为混合输入,有机质类型以Ⅱ_(2)和Ⅲ型为主,有机质整体位于成熟阶段。J_(1)s和J_(1)b组TOC均值分别为3.67%、4.29%,多为混合输入;J_(2)x出现最大湖泛面,TOC均值(2.74%)最低,有机质类型以Ⅲ型为主。古环境指标表明十三间房地区水西沟群发育温带季风气候下的淡水浅湖,古均气温低于15℃,水体为分层一般的厌氧环境。J_(1)s沉积时期得益于南北双向陆源供给,P元素富集,水体还原性略强,有机质丰度相对高;J_(1)b古气温较低,水体固碳能力强,陆源与水生生物源混合输入;水陆交汇受限、有机质消耗加快与水体氧化性加强抑制了J_(2)x时期有机质富集,陆源输入占比较大。古环境指标与TOC值耦合关系表明,古气候、陆源碎屑输入与古生产力为有机质富集主控因素,厌氧环境利于有机质保存。温润条件下的陆相淡水浅湖,有机质易富集于水陆交汇程度好的浅水环境,即湖湾沼泽等低能滞水环境,这与强调高盐、水深对有机质高富集作用下的海相、咸水及淡水深湖环境有所不同。 展开更多

关键词 低能滞水 有机质富集 温润淡水浅湖 水西沟群 十三间房地区

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停留时间及升温速率对三塘湖盆地褐煤热作用产物分布的影响

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作者 赵孟浩 李鑫 +8 位作者 王兴刚 杨曙光 王刚 焦立新 曹志雄 李斌 韩波 黄蝶芳 富永红 《煤炭工程》 北大核心 2025年第5期200-209,共10页

气化剂注入方式是影响煤炭地下气化过程中气体产率和热值的重要因素。为揭示停留时间和升温速率对褐煤在水蒸气中热作用下行为和产物的影响,采用固定床热解炉对三塘湖盆地西山窑组褐煤进行了不同停留时间和升温速率下的热作用实验。结... 气化剂注入方式是影响煤炭地下气化过程中气体产率和热值的重要因素。为揭示停留时间和升温速率对褐煤在水蒸气中热作用下行为和产物的影响,采用固定床热解炉对三塘湖盆地西山窑组褐煤进行了不同停留时间和升温速率下的热作用实验。结果表明:(1)停留时间增加,半焦转化率和气体质量分数增加,水质量分数先增后减;高温条件下加剧了二次反应,促进甲烷变换反应的发生导致H_2体积显著增加,且总的污染物质量减少。(2)升温速率增加,半焦转化率和气体质量分数减少,水和焦油的质量分数先减后增;高温条件下抑制二次反应发生,H_2体积减少,且总的污染物质量增加。(3)建议在实际生产过程中,控制氧气和水蒸气鼓入量,适当增加热作用产物停留时间、降低煤层升温速率,以增加H_2的生成量并减少总的污染物质量(反应温度大于等于700℃),提升煤炭地下气化制氢效果。 展开更多

关键词 煤炭地下气化 热作用 褐煤 气化剂 水蒸气 三塘湖盆地

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沙帐断褶带巴山组火山岩储层特征及影响因素

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作者 帕哈丁·麦麦提依力 韦波 +2 位作者 李鑫 田继军 张紫昭 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期70-83,共14页

准东地区沙帐断褶带石炭系巴山组火山岩层普遍发育,邻区五彩湾凹陷石炭系火山岩气田的勘探和开发投入表明研究区石炭系火山岩亦有成储成藏的潜力。为对该区火山岩油气勘探提供支撑,利用钻井、岩芯、镜下薄片、成像测井及物性分析资料等... 准东地区沙帐断褶带石炭系巴山组火山岩层普遍发育,邻区五彩湾凹陷石炭系火山岩气田的勘探和开发投入表明研究区石炭系火山岩亦有成储成藏的潜力。为对该区火山岩油气勘探提供支撑,利用钻井、岩芯、镜下薄片、成像测井及物性分析资料等成果,综合研究沙帐断褶带石炭系巴山组火山储层特征及其发育影响因素。研究表明:1)巴山组火山岩储层岩性以火山熔岩、熔结火山角砾岩、火山碎屑岩、火山-沉积岩及次火山岩为主;发育爆发相、溢流相及火山-沉积相;2)储集空间以原生储集空间(原生孔隙)、次生储集空间(次生孔隙、裂缝)为主,并发育气孔+杏仁体内溶孔+裂缝型、气孔+溶蚀孔型、溶蚀孔+裂缝型及裂缝型4种储集空间组合类型;3)火山岩储层物性整体较差,非均质性较强,为中低孔隙度中渗透率储层;4)巴山组火山岩有利储层发育主要受岩性岩相、风化淋滤及构造破碎作用的控制。 展开更多

关键词 火山岩储层 储层特征 影响因素 沙帐断褶带 巴山组

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新疆三塘湖盆地低煤阶煤层气成因探讨 被引量：12

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作者 吴斌 周龙刚 +2 位作者 潘新志 张耀选 杜世涛 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期47-54,共8页

针对新疆三塘湖盆地煤层气生产试验井产量较低的问题,通过对煤层特征分析、含气量测试、甲烷同位素化验等实验数据进行分析,结合盆地煤及煤层气成因模板及数值模拟,根据煤层气地质理论并结合地质分析,对盆地汉水泉、条湖、淖毛湖三大凹... 针对新疆三塘湖盆地煤层气生产试验井产量较低的问题,通过对煤层特征分析、含气量测试、甲烷同位素化验等实验数据进行分析,结合盆地煤及煤层气成因模板及数值模拟,根据煤层气地质理论并结合地质分析,对盆地汉水泉、条湖、淖毛湖三大凹陷煤层气成因类型进行了判别分析。结果表明:汉水泉、条湖凹陷深部煤层Ro为0.80%,其中,1000 m以浅9号煤层生烃强度为18.6 m^3/t,26~35号煤层R o平均为0.52%,生烃强度平均为39.2 m^3/t,主要为热成因气;淖毛湖区块R o为0.26%~0.50%,平均为0.34%,含气量为4~10 m^3/t,以生物成因气为主,背斜轴部附近为高含气区。该研究可为三塘湖盆地煤层气进一步科学高效开发提供参考。 展开更多

关键词 煤层气 低煤阶 生烃强度 热成因气 生物成因气 三塘湖盆地

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新疆煤矿区瓦斯抽采利用技术现状及展望 被引量：23

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作者 王刚 杨曙光 +1 位作者 张寿平 刘学良 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期154-161,共8页

新疆煤炭及瓦斯资源丰富,是我国能源战略后备基地和煤炭生产力西移的重要承接区,但煤矿瓦斯抽采利用规模小、技术水平低,与其煤炭开采量极不匹配。通过对国内外煤矿瓦斯抽采、利用技术领域科学研究与工业应用进展的调研分析,根据不同浓... 新疆煤炭及瓦斯资源丰富,是我国能源战略后备基地和煤炭生产力西移的重要承接区,但煤矿瓦斯抽采利用规模小、技术水平低,与其煤炭开采量极不匹配。通过对国内外煤矿瓦斯抽采、利用技术领域科学研究与工业应用进展的调研分析,根据不同浓度瓦斯的利用技术差异,将瓦斯浓度更科学地精确划分为5级。新疆煤矿区产出瓦斯主要为乏风瓦斯、巷道瓦斯钻孔抽采的特低-低浓度瓦斯,乏风瓦斯的科学利用技术方向为蓄热氧化发电,而钻孔抽采瓦斯因其地域的不同存在瓦斯浓度的差异,库拜、阜康、艾维尔沟等地区的低浓度瓦斯适宜燃气内燃机发电,其他矿区的特低-低浓度瓦斯适宜作为掺混气源与乏风掺混后蓄热氧化发电。对瓦斯抽采利用的瓦斯治理需求与严峻环保形势进行剖析,借鉴国内高阶煤地区成熟的瓦斯治理模式,根据新疆急倾斜、侏罗系中低煤阶地质条件下的瓦斯赋存与产出特点分析,建立了适用于新疆各主要煤矿区的"浅部采煤、深部排水采气,中部采空区卸压影响带抽采煤系气"的立体抽采模式,提出通过三维地质建模手段实现采煤、采气、排水过程的动态管理,优化采煤、采气的合理时序,为新疆煤矿区的瓦斯综合抽采利用提出技术方向、抽采模式等科学建议。 展开更多

关键词 新疆地区 煤矿瓦斯 抽采利用技术 立体开发模式

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煤储层水文地质特征及其煤层气开发意义研究综述 被引量：14

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作者 赵馨悦 韦波 +7 位作者 袁亮 葛燕燕 胡永 李鑫 王毛毛 贾超 玛依拉·艾山 田继军 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期105-117,共13页

我国煤层气资源开发具有广阔的前景,煤储层水的演化过程及其在煤层气开发过程中的运移规律对煤层气的富集和产能有重要影响。文章阐明了煤储层水的组成、性质、来源及同位素年代学研究进展;分析了煤储层水运移过程中压降漏斗的扩展规律... 我国煤层气资源开发具有广阔的前景,煤储层水的演化过程及其在煤层气开发过程中的运移规律对煤层气的富集和产能有重要影响。文章阐明了煤储层水的组成、性质、来源及同位素年代学研究进展;分析了煤储层水运移过程中压降漏斗的扩展规律和井间干扰机理,探讨了煤储层水运移过程中可能造成的储层伤害,并根据煤储层水的演化过程及其在煤层气开发中的运移规律,对煤层气开发提出几点建议。研究总结表明:(1)煤储层水来源于原始沉积水、渗入水、深成水以及成岩水,原始沉积水的钠氯系数(r_(Na)^(+)/r_(Cl)^(-))<0.5,肖勒系数IBE>0.129,矿化度>10000 mg/L;渗入水则与原始沉积水相反,深层水的δD介于-80‰~+40‰,δ^(18)O介于+7‰~+9.5‰,成岩水δD介于-65‰~-20‰,δ^(18)O介于+5‰~+25‰;(2)煤储层水地球化学特征对煤层气的富集、开发有重要指示意义,煤层气高含气区通常具有钠氯系数、脱硫系数、镁钙系数小,变质程度高的特点,低含气区反之;(3)煤储层水运移过程中形成的压降漏斗以及井间干扰有利于提高煤层气井产量,我国煤层气井大多采用矩形或菱形井网部署,最优井距通常在250~400 m;(4)煤储层水运移会引起水锁伤害、水敏伤害及速敏伤害等,通过实施合理排采强度、开展井网优化以及向入井流体中加入防水锁剂和煤粉分散剂方式等降低储层伤害。研究成果可为提高我国煤层气勘探效率和产量提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 煤层气 煤储层水 水运移 储层伤害 地球化学

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三塘湖煤田汉水泉矿区富油煤赋存特征及沉积环境分析 被引量：6

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作者 高文博 冯烁 +1 位作者 田继军 吴斌 《煤炭工程》 北大核心 2022年第10期136-140,共5页

以三塘湖煤田汉水泉矿区9-1号、11号和15号煤层为研究对象,通过对比煤层及煤岩煤质特征,划分原煤焦油产率特征,分析富油煤赋存特征;通过对比灰成分指数、全硫、镜惰比等地球化学参数,分析富油煤沉积环境。结果表明:9-1号、11号与15号煤... 以三塘湖煤田汉水泉矿区9-1号、11号和15号煤层为研究对象,通过对比煤层及煤岩煤质特征,划分原煤焦油产率特征,分析富油煤赋存特征;通过对比灰成分指数、全硫、镜惰比等地球化学参数,分析富油煤沉积环境。结果表明:9-1号、11号与15号煤层以镜质组为主,惰质组次之,具有低水、低灰、高挥发分、低硫~特低硫的特征;各煤层焦油产率分别为6.6%~22.3%、6.4%~21.5%、6.4%~19.2%,均属于富油煤;焦油产率变异系数均介于10%~12%,发育稳定;富油煤大面积呈环、带状分布。该矿区富油煤形成于温暖潮湿气候下还原性强的滨浅湖环境,从矿区中部向东、西部,由辫状河三角洲前缘到滨浅湖,煤焦油产率逐渐增大;从15号煤层到11号煤层再到9-1号煤层,随着覆水深度的增加以及还原性的变大,且辫状河三角洲前缘向西北偏移以及面积的减小,富油煤分布面积越来越大,发育越来越好。 展开更多

关键词 汉水泉矿区 富油煤 赋存特征 沉积环境

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中-低煤阶煤层气产能模式及其控制因素分析:以准南煤田阜康矿区为例 被引量：4

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作者 韩旭 田继军 +1 位作者 杨曙光 王海超 《中国矿业》 北大核心 2018年第12期157-159,166,共4页

基于对阜康矿区煤层气井生产动态资料分析,结合各煤层气井生产特征,建立了3种阜康矿区煤层气产能模式,并细分为6个亚类。对影响阜康矿区煤层气产量的地质因素及工程因素进行了重点研究。研究发现,地质因素中煤层气产量与煤层埋深呈正比... 基于对阜康矿区煤层气井生产动态资料分析,结合各煤层气井生产特征,建立了3种阜康矿区煤层气产能模式,并细分为6个亚类。对影响阜康矿区煤层气产量的地质因素及工程因素进行了重点研究。研究发现,地质因素中煤层气产量与煤层埋深呈正比,深度越大产量越大;而产气量与煤层厚度呈反比,分析认为与煤层非均质性及射孔范围有关;工程因素中,多层合采,层间干扰严重;产气量与压裂输出排量呈正比,输出排量越大,产能越好。 展开更多

关键词 准南煤田 阜康矿区 产能模式 生产特征 压裂

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大倾角储层煤层气多层合采产量控制地质与工程因素 被引量：3

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作者 韦波 马君慧 +5 位作者 胡永 张冀 吴斌 李鑫 王博 崔德广 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第31期13350-13360,共11页

针对大倾角储层煤层气多层合采的特点,以库拜煤田煤层气井的实际排采动态资料为基础,通过分析排采动态典型指标与地质要素和工程要素之间的关系,剖析了库拜煤田大倾角储层多层合采煤层气井产能的控制因素,并用灰色关联分析定量评价了各... 针对大倾角储层煤层气多层合采的特点,以库拜煤田煤层气井的实际排采动态资料为基础,通过分析排采动态典型指标与地质要素和工程要素之间的关系,剖析了库拜煤田大倾角储层多层合采煤层气井产能的控制因素,并用灰色关联分析定量评价了各影响因素的重要性。结果表明:①大倾角储层煤层气合层排采产量与单井动用资源丰度、储层压力梯度、煤体结构、临界解吸压力、初始排水速度、压裂效果、初始见气时间具有较好的相关性,但与渗透率、吸附时间相关性较差。储层压力梯度和储层压力是影响该研究区产能的主控因素;②新疆库拜煤田大倾角储层靶点压力特征、含气量、渗透率基本处于同一水平,同埋深不同煤层物性非均质性较小,层间干扰作用小,较适合合层排采。研究成果可为大倾角储层煤层气合层排采提供指导。 展开更多

关键词 煤层气 多层合采 地质因素 工程因素 灰色关联度分析

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