滇东老厂矿区煤层气地质特征及甜点区段优选

摘要

作为一项重要基础工作，煤层气有利区块评价与优选结果直接决定着煤层气开发的成败。本文以高应力、多煤层、复杂煤体结构条件发育的滇东老厂矿区为研究对象，在查清煤层气地质条件配置关系的基础上，基于含煤性、含气性、储层可改造性三个方面，提出研究区煤层气勘探开发甜点区、段优选指标及模式，平面上优选甜点区，垂向上优选甜点段，建立适用于多煤层区煤层气勘探开发甜点选区选段技术体系，以期为后续煤层气勘探开发工程提供支撑。
　　老厂矿区煤层结构一般较简单，3#、7+8#、9#、13#、16#、19#煤层全区稳定发育，其厚度、结构、层间距等变化较大。煤体结构受构造作用影响明显，16#煤层Ⅰ+Ⅱ类煤比例最高，显示16#煤层可改造性和渗透性较好。各主采煤层含气量均呈现“东北、东南部高，西部低，浅低深高”的变化趋势，表现为典型的背斜控气特征。老厂矿区具有高地应力的特征，应力状态主要表现为大地动力场类型，地应力与埋深之间具有较好的线性关系。
　　利用分形维数特征相似维对老厂矿区构造复杂程度进行了分区：雨旺区块、道班房区块的中上部区域为构造程度简单区，与之对应的断层分维值最小；分维值较大的地方主要分布在道班房区块的西北和南部区域，以及雨旺区块外部的西北、东北区域，相应的分维值较大，最大分维值超过1.5。
　　老厂矿区构造曲率与煤储层渗透率、含气性、地应力状态等具有较好的相关性。构造曲率在-12.5×10-5~12.5×10-5时，储层渗透率相对较好；构造曲率大于12.5×10-5和小于-12.5×10-5时，渗透率明显较差。在构造曲率值小于-10×10-5和大于10×10-5时，无论是最小水平主应力还是最大水平主应力，均随着构造曲率绝对值的增大而增大。总体而言，研究区地应力具有随着构造曲率绝对值增加而增高的趋势，在-10~10×10-5范围内为地应力相对低值区。
　　利用关键要素递阶优选方法，结合研究区实际情况，选取煤层埋深、累积厚度、累积含气量、构造特征、地应力、地形条件作为平面甜点区优选指标，优选出Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类平面甜点区。
　　综合分析含煤性、含气性、储层可改造性等三方面特征，基于合层排采思想，结合区内地应力、煤体结构等研究成果，提出以煤体结构、煤岩及顶底板力学性质比值、储层压力梯度差值、临界解吸压力差值、煤层间距、渗透率比值六个参数作为垂向甜点段的优选指标。结果显示，16#、19#煤层为垂向最有利甜点段，7+8#煤层为有利甜点段，3#、9#、13#煤层为不利层段。

目录

声明

致谢

1引言

1.1研究意义（Background and Significance）

1.2国内外研究现状（Research Status at Home and Abroad）

1.3存在问题（Existing Problems）

1.4研究内容与方法（Research Contents and Methods）

1.5论文工作量（Paper Work）

2研究区概况

2.1研究区位置(Location of Study Area)

2.2地层与煤层（Strata and Coal Strata）

2.3地质构造与演化（Geological Structure and Evolution）

2.4岩浆活动（Magmatic Activity）

2.5水文地质特征（Hydrogeological Characteristic）

2.6小结（Brief Summary）

3研究区含煤性及煤储层物性特征

3.1含煤性特征（Coal Bearing Characteristics）

3.2煤的物质组成（Coal Reservoir’s Physical Characteristics）

3.3 煤层孔隙-裂隙特征（Characteristics of Pore-Fracture System of Coal Seams）

3.4渗透性特征（Permeability Characteristics）

3.5吸附/解吸特征（Adsorption and Desorption Characteristics）

3.6小结（Brief Summary）

4研究区含气性特征

4.1含气量及气体组成（Gas Content and Gas Composition）

4.2煤层气风氧化带（Coalbed Methane Oxidation Zone）

4.3煤层含气量区域分布特征（Regional Distribution of CBM Content）

4.4煤层含气量层域分布特征（Bedding Distribution of CBM Content）

4.5 含气量与煤层埋深间关系异常现象（ Abnormal Relationship of CBM to Buried Depth）

4.6小结（Brief Summary）

5研究区煤储层可改造性特征

5.1地应力特征（In-Situ Stress Characteristics）

5.2储层压力特征（Reservoir Pressure Characteristics）

5.3研究区构造复杂程度（Structural Characteristics）

5.4 煤岩及顶底板力学特征（Mechanical Characteristics of Coal and Rock）

5.5小结（Brief Summary）

6研究区煤层气甜点区、段优选

6.1平面甜点区优选（Surface Sweet Spots）

6.2垂向甜点段优选（Vertical Sweet Spots）

6.3小结（Brief Summary）

7结论

参考文献

作者简历

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