西北地區煤田水文地質條件與煤層氣富集

2021-04-19 05:24:12 字數 4317 閱讀 1416

1樓:中地數媒

1)從構造背景、構造演化及構造型別等角度**了構造條件對西北地區煤層氣生成和富集的控制作用,將西北地區煤層氣控氣構造歸納為擠壓構造和伸展構造兩大類,再根據構造形態和不同型別構造組合關係,進一步總結出西北地區10種控氣構造型別。

2)沉積作用控制聚煤作用的強度和煤儲層的展布,並在很大程度上決定煤層氣生成的物質基礎和煤儲層的物性;詳細闡述了沉積作用對聚煤作用、煤相及煤巖組成等煤層氣物質基礎的控制作用,進而**了沉積作用與煤層氣儲層圍巖型別及封蓋效能的制約關係。

3)水文地質條件是影響煤層氣富集與儲存的又一重要因素,一方面地層壓力通過煤中水分對煤層氣起封閉作用,另一方面在斷層發育地區通過導水斷層和裂隙使煤層與含水層溝通,地下水在運動過程中攜帶煤層氣運移而逸散。

4)總結歸納出西北地區存在4種煤層氣藏型別:構造圈閉氣藏、地層壓力圈閉氣藏、水壓-水力封閉氣藏及構造-水力複合圈閉氣藏。

煤層氣富整合藏條件

2樓:中地數媒

煤層既是生氣層,又是儲集層,在煤化作用過程的各個階段只要維持一定的地層壓力就可以形成煤層氣藏,但煤層氣富集為具有開採價值的氣藏則需要一些地質條件的共同作用,這些地質條件包括構造和成煤環境、生儲性良好的煤層、上覆有效厚度、較高的地層壓力、穩定封閉的水文地質條件等。下面分別論述這些地質條件對煤層氣富整合藏所產生的影響。

(一)構造環境

聚煤期構造穩定、聚煤期後構造改造較弱是煤層氣富整合藏的有利構造環境,如鄂爾多斯含氣盆地和沁水含氣盆地,是國內石炭—二疊紀煤層氣富整合藏的最有利地區。這兩個盆地的基底為形成最早的古板塊,石炭—二疊紀聚煤期構造穩定,聚煤作用發育,沉積了一套海陸互動相含煤地層。煤層厚度較大,鄂爾多斯東緣山西組煤厚3~5m,太原組煤厚5~12m;沁水盆地山西組煤厚3~7m,太原組煤厚5~9m,煤層結構簡單,分佈範圍遍及這兩個盆地各處。

聚煤期後構造改造較弱,燕山和喜山期構造運動在這兩個盆地以抬升和輕微褶皺為主,斷裂不發育,無推覆構造,煤體結構儲存良好,煤層氣藏含氣性和滲透性較好,這兩個盆地的含氣量一般均在8m3/t以上,試井滲透率一般大於1m d。鄂爾多斯盆地東緣柳林楊家坪井組單井穩產氣量約1 000~7 000m3/d,沁水盆地單井穩產氣量1 800~3 000m3/d,已小型商業化生產。由此可見,有利的構造環境對煤層氣富整合藏和產出有重要影響。

(二)成煤環境

聚煤環境控制著煤層的原始展布狀態、巨集觀煤巖型別、顯微煤巖組份和灰分含量等,並進而影響到煤層氣的富集和產出特徵。如厚而穩定的煤層有利於形成大型煤層氣藏,而亮煤成分多,鏡質組含量高,灰分含量低的光亮煤不僅有利於煤層氣的吸附,而且有利於割理髮育,使煤層具有較好的滲透性。因此,聚煤環境與煤層氣藏地質特徵關係密切。

我國的成煤環境主要有濱海臺地、海灣瀉湖、三角洲、河流、沖積扇及扇三角洲前緣等環境。其中,海灣瀉湖和三角洲環境有利於形成厚度大,分佈範圍廣,灰分含量較低,鏡質組含量較高的煤層,為煤層氣富集的最有利聚煤環境。其次為河流及濱淺湖環境,這兩類環境中形成的煤層鏡質組含量低,分佈不十分穩定,為其不利之處,但煤的灰分含量低,有時發育在一定範圍內連續分佈的巨厚煤層,因此為煤層氣富集的較有利聚煤環境。

濱海臺地環境中形成的煤層鏡質組含量雖很高,但煤層厚度薄。沖積扇及扇三角洲前緣環境常形成巨厚煤層,但煤層分佈不穩定,分佈範圍有限,對煤層氣富集來說,為兩類較為不利的沉積環境。

(三)生氣條件

煤作為煤層氣的源巖,展布範圍廣、厚度大、熱演化程度高的煤層是煤層氣富整合藏最為有利的氣源條件。沁水盆地南部山西組和太原組煤層厚度變化範圍為8~12m,在深成變質作用的背景下疊加的岩漿熱變質作用,使煤熱演化程度大幅提高,romax為1.9%~5.

25%,以無煙煤為主,煤層的生氣能力很強,達170m3/t以上,遠大於煤層自身的吸附能力,生氣條件十分有利,氣源充足,為煤層氣富整合藏奠定了雄厚的物質基礎。

(四)儲集條件

從煤層氣藏的儲集條件角度分析,有利煤層氣富整合藏的內在儲集條件是:煤層厚度及其穩定性和煤的熱演化程度。煤層越厚、穩定性越好,越有利於煤層氣的富整合藏。

熱演化程度越高,蘭氏體積越大,煤層越傾向於吸附更多的氣體。熱變質作用是我國煤儲層熱演化程度升高的普遍地質原因,對大規模廣範圍煤層氣藏的形成條件來說,接觸變質作用一般遠不如區域熱變質作用更為有利,前者不僅影響範圍侷限,而且破壞煤層的連續性,而巨大的隱伏深成侵入體影響範圍廣,作用時間長,可以使煤儲層的熱演化程度在大範圍內顯著提高。研究表明沁水盆地南、北兩個高變質區的形成,是晚侏羅—早白堊世深部區域岩漿侵入導致高地熱作用的結果。

這對改善沁水南部煤層的儲集條件,形成沁水大型煤層氣田起到了重要作用。

(五)煤層上覆有效地層厚度

煤層上覆有效地層厚度定義為:含煤盆地或地區對煤層含氣效能起控制作用的煤層上覆地層厚度。簡稱上覆有效厚度。

就華北多數地區(埋深<2 000m)來說,石炭、二疊紀煤層的上覆有效厚度是煤層到三疊紀末印支運動抬升作用所造成的區域性不整合面之間的地層厚度,鄂爾多斯盆地侏羅紀煤層的上覆有效厚度是煤層到晚期燕山運動抬升剝蝕作用所形成的區域不整合面的地層厚度。

上覆有效厚度對煤層氣富整合藏的控制作用,表現為隨上覆有效厚度增大,煤層的儲集效能變好,在氣源一定的前提下,儲集的氣量越多。如焦作恩村井田,山西組二,煤的煤級在整個井田無變化,為無煙煤,煤層甲烷含量等值線與上覆有效厚度等值線吻合(圖3-11),顯示了上覆有效厚度增加含氣量增加的明顯趨勢,這種正相關關係在圖3-12上看得更清楚。

圖3-11 焦作恩村井田山西組二1煤甲烷含量與上覆有效厚度平面變化圖

上覆有效厚度控制煤層含氣性是由早期抬升剝蝕和後期沉降作用共同造成的。煤形成後的地殼抬升導致的風化剝蝕作用使抬升前的煤層上覆地層厚度變薄,原始地層壓力降低,原始的吸附平衡狀態打破,煤層氣的解吸擴散作用發生,煤層原始含氣量開始降低。這一含氣量的降低過程一直持續到地殼相對穩定,風化剝蝕作用停止,地層壓力保持不變,或地殼開始下沉,沉積物開始堆積,地層壓力開始上升為止。

此時,殘留於煤層之上的地層厚度就是煤層上覆有效厚度。煤層含氣量隨上覆有效厚度增大而增大,而不是隨埋深增加而增大。

(六)水文地質條件

水文地質對煤層氣富整合藏有明顯影響,地層壓力是通過煤層中水分傳導至煤層孔隙中的,是煤層氣以吸附狀態存在於煤層中的必要條件。弱徑流—阻滯的水文地質環境有利於煤層氣的儲存,對煤層氣的富整合藏有利,而活躍的水文地質環境不利於煤層氣的儲存,對煤層氣的富集產生不利影響。圖3-13是河東煤田三交試驗區太原組水文等勢面圖,林家坪井組和磧口井組相距約4km,林家坪井組距其南部的位勢異常帶較近。

由圖3-14可見林家坪井組位於氯根異常帶,由圖3-15可見林家坪井組位於地下水流量最大的部位,這些資料說明,磧口井組和林家坪井組所處的水文地質環境不同,磧口井組的水文地質環境較穩定,封閉性較好,而林家坪井組水文地質環境的穩定性和封閉性較差,地下水和地表水交替強烈,使煤層氣以水溶狀態不斷運移出去,導致含氣量和含氣飽和度降低。煤層氣鑽井實測含氣量林家坪井組為每噸煤7.5~7.

9m3,而磧口井組為12~15m3,前者比後者降低4~7m3,含氣飽和度前者為54%~66%,後者為78%~84%。這一例項說明了封閉的水文地質條件對煤層氣富整合藏有利。

圖3-12 焦作恩村井田山西組二1煤甲烷含量與上覆有效厚度關係圖

圖3-13 河東煤田三交試驗區太原組水文等勢面圖

圖3-14 河東煤田三交試驗區太原組氯離子含量圖

圖3-15 河東煤田三交試驗區太原組地下水流量圖

總之,煤層氣的儲集和儲存與常規天然氣有很大不同,造成兩者在富整合藏條件上出現很大差異,深入瞭解和正確認識這些差異,有益於煤層氣地質研究和勘探開發實踐。

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控制煤層氣富集的地質因素有哪些?

3樓:匿名使用者

如果進了地質行業,那麼地質學還是會比地球物理和煤及煤層氣要好,因為地質行業還是學地質的說了算,地物和其他的只是輔助性的,而且單位老總大部分是學地質的,而地球物理大多是總工,煤及煤層氣就不說了,

4樓:匿名使用者

控制煤層氣富集的地質因素很多。不過總的來說,最重要的是含氣性和滲透率。含氣量是基礎,沒有較高的含氣量就不可能有氣體產出;滲透率是煤層氣開採中最為重要的引數,即使含氣量再高,滲透率過低還是無法開採出來。

中國高煤價煤層氣開發面臨的主題不是含氣量低,而是滲透率低,而且難以通過壓裂等方法改造,美國煤層氣田的滲透率普遍比中國高兩個數量級。歸納起來可以說是煤層氣「三控論」,即封蓋層控制含氣量,應力場控制滲透率,構造體和煤體控制富集帶。此外水文地質條件也是煤層氣富整合藏的重要因素,目前研究的熱點之一。

5樓:關朕

煤層質量最重要,其次是煤層富集程度及展布,煤層深度等等

6樓:匿名使用者

等溫吸附曲線、含氣量、孔隙度、滲透率、地層壓力

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