当期目录

2024年 第45卷 第6期    刊出日期：2024-12-31

上一期   

2024年第45卷 第6期  封面+目录

2024, 45(6):  0. 

摘要 ( 33 )   PDF (18638KB) ( 36 )  

相关文章 | 多维度评价

院士论坛

中国深层煤层气地质特征与勘探实践

郭旭升, 赵培荣, 申宝剑, 刘曾勤, 罗兵, 赵石虎, 张嘉琪, 贺甲元, 付维署, 魏海鹏, 刘炯, 陈新军, 叶金诚

2024, 45(6):  1511-1523.  doi:10.11743/ogg20240601

摘要 ( 101 )   HTML ( 14)   PDF (4737KB) ( 189 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

中国深层煤层气资源丰富，近年勘探工作取得了积极进展，是非常规天然气的战略接替领域，但效益开发面临复杂的地质-工程挑战。本文研究了中国典型地区深层煤层气地质特征，总结了理论与技术研究进展，提出了深层煤层气的发展前景。研究结果表明：①与浅层对比，深层煤层气具有“非均质性强、游离气-吸附气双富、塑性强”的地质-工程特点。②深层中-低煤阶煤储集空间大，以原生植物组织孔为主，中-高煤阶煤微孔与裂隙发育，孔隙以有机质气孔为主，裂隙以割理和外生裂隙为主。③经过多年攻关，中国石化已经初步形成了深层煤层气选区评价、甜点预测、水平井钻井与有效支撑压裂改造技术系列，为深层煤层气的勘探突破提供了有效支撑。④建议进一步加强深层煤层气富集规律与“甜点”及开发技术政策与排采规律研究，研发薄煤层水平井优快钻完井与压裂改造降本增效技术。

油气地质

基于ResNet残差神经网络识别的深部煤层显微组分和微裂缝分类

刘大锰, 王子豪, 陈佳明, 邱峰, 朱凯, 高羚杰, 周柯宇, 许少博, 孙逢瑞

2024, 45(6):  1524-1536.  doi:10.11743/ogg20240602

摘要 ( 42 )   HTML ( 5)   PDF (14222KB) ( 59 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

显微组分和微裂缝是煤储层重要的微观特征，影响煤储层产气能力和力学性质。采集鄂尔多斯盆地深部煤层气井石炭系本溪组8^#煤层样品，运用ResNet残差神经网络识别方法，研究了显微组分和微裂缝发育特征。在煤样305个显微组分和65个微裂缝图样本研究的基础上，建立了基于残差神经网络识别的煤岩显微组分和微裂缝识别方法，并利用残差神经网络技术对镜下数据进行反演，构建了深部煤储层显微组分和微裂缝的识别和分类模型。结合地质特征和聚类算法结果联合验证，模型具有可靠性。显微组分预测准确率为0.90，微裂缝预测准确率为0.80，可以有效预测煤岩显微组分和微裂缝类型。模型识别与预测表明裂缝形态与显微组分具有相关关系。裂缝的发育与显微组分中的镜质组关系最大，裂缝类别和数量的预测结果与显微组分发育的相吻合。

中国低煤阶煤层气资源潜力及发展方向

李勇, 郭涛, 刘欣妍, 彭苏萍

2024, 45(6):  1537-1554.  doi:10.11743/ogg20240603

摘要 ( 64 )   HTML ( 5)   PDF (5341KB) ( 81 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

中国低煤阶煤层气在西北和东北地区均有分布，主要赋存于侏罗系、白垩系和古近系，煤层数量多、厚度大但含气量低。埋深2 000 m以浅低煤阶煤层气资源量约14.7×10¹² m³，勘探开发潜力巨大。系统分析了中国4个典型盆地低煤阶煤层气资源情况，研究了不同埋深和地质组合条件下低煤阶煤层气的典型成藏特征和勘探开发潜力。结果表明：①中国低煤阶煤层气储层渗透性差（渗透率<1×10^-3 μm²），煤层水矿化度相对较高（>5 000 mg/L）；②基于构造、水动力场和温-压场协同驱动下的低阶煤层气成藏要素解剖，提出了“微相控煤、水文控烃、埋深控储、构造控藏”四元控气模式；③基于典型区带解剖，建立了6种低煤阶煤层气富集模式；④结合美国粉河盆地和澳大利亚苏拉特盆地低煤阶煤层气地质特征和开发实践，认为中国存在多薄煤系共聚和深部煤层气多元封存2种富集高产模式；⑤基于对低煤阶煤层气高效开发至关重要的煤岩条件、资源条件、保存条件、产出条件和可改造性等5种因素的分析，构建了煤层气选区评价方法及指标体系。未来勘探领域是盆地边缘山前逆掩断层下盘、盆地斜坡带深部-中部隆起区2大领域。

鄂尔多斯盆地大牛地气田深层中煤阶煤层气勘探实践及产能新突破

李亚辉

2024, 45(6):  1555-1566.  doi:10.11743/ogg20240604

摘要 ( 53 )   HTML ( 6)   PDF (8239KB) ( 94 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

鄂尔多斯盆地在大牛地气田2 800 m以深的中煤阶深层煤层气勘探开发中取得了重大突破，其中阳煤1HF井单井最高日产气量超10.4×10⁴ m³，稳产时间已超过1年，平均稳产气量6.3×10⁴ m³/d，累计产气量超2 300.0×10⁴ m³。通过对该区深部中煤阶煤及煤层气地质特征的分析，提出了“区带优选、层段控制、规模压裂、精细排采”建产思路并实践应用。根据含气量、煤层厚度与特征、顶板条件和热演化程度对榆阳目标区进行了优选评价，研究表明：研究区以原生结构半亮煤为主，含气量主要分布在16.50 ~ 26.00 m³/t，游离气占总含气量的20 % ~ 25 %，平均孔隙度为4.68 %，平均渗透率为0.24×10^-3 μm²，割理/裂隙发育，部分被方解石充填。光亮煤和半亮煤的总厚度大及高含气量是高产的基础，大排量和大规模改造是高产的关键。规模压裂时，要基于“饱和加砂、控近扩远、有效支撑”的工作思路，以“多簇密切割+大排量+高强度加砂”为有效技术手段。合理控制降压速率是深层煤层气井稳产、高产的关键，采用“控砂不控粉”排采理念，在排液和快速上产阶段采用光套管生产，在自喷生产阶段下入生产管柱采用控压连续、稳定排采，阳煤1HF井的控压生产实践已证实这些措施效果良好。

鄂尔多斯盆地大牛地气田深部煤层气勘探突破及其关键技术

何发岐, 雷涛, 齐荣, 徐兵威, 李晓慧, 张茹

2024, 45(6):  1567-1576.  doi:10.11743/ogg20240605

摘要 ( 58 )   HTML ( 6)   PDF (6200KB) ( 83 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

鄂尔多斯盆地是中国最重要的石炭系-二叠系煤层发育区。近年来，盆地东缘2 000 m深度以深煤层气勘探的持续突破，促使深部煤层气勘探开发成为煤层气增储上产的最重要方向。盆地北部大牛地气田阳煤1HF井在2 800 m深度获得高产工业气流，再次实现深部煤层气勘探的重大突破，极大地提升了业界对释放深部煤层气资源潜力的信心。依托阳煤1HF井测试结果，结合大牛地气田上古生界气藏地质研究，分析石炭系太原组煤岩煤质特征、含气性及物性特征。基于此，进一步探讨深部煤层气高产潜力的地质控因，并明确了“饱和加砂、有效支撑”压裂建立区域缝网是关键。研究结果表明，上古生界太原组8^#煤层和山西组5^#煤层分布稳定、厚度较大、热演化程度较高和游离气丰富，开发地质条件优越，与浅层煤层气赋存及生产特征明显不同。高热演化程度、灰岩和泥岩顶板的良好封盖条件是大牛地气田深部煤层气富集的主控因素。结合国内最新进展，指出中国2 000 m深度以深的煤层气资源丰富，勘探开发潜力巨大，是中国天然气资源“增储上产”的新兴领域。

鄂尔多斯盆地中、东部石炭系本溪组煤储层纵向非均质性特征及成因

牛小兵, 张辉, 王怀厂, 虎建玲, 吴陈君, 赵伟波, 潘博

2024, 45(6):  1577-1589.  doi:10.11743/ogg20240606

摘要 ( 51 )   HTML ( 2)   PDF (8372KB) ( 66 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

鄂尔多斯盆地石炭系本溪组8^#煤储层厚度大、分布范围广、发育稳定，是该区深层煤岩气有利勘探层段。通过对盆地中、东部重点井煤岩样品开展宏观煤岩特征、煤岩性质、储层特征以及煤岩含气性等方面的测试分析，研究了本溪组8^#煤储层非均质性特征及成因。研究表明：①煤岩性质纵向发育存在明显的非均质性特征，下段主要发育半亮煤，灰分产率高，惰质组相对较发育，表明该段煤储层形成于偏氧化的成煤环境。中、上段发育光亮煤和半亮煤，灰分产率低，镜质组含量较高，反映了陆源输入较少的还原性成煤环境；②本溪组8^#煤储层煤岩沉积环境变化控制了煤岩性质和储层发育特征。储层非均质性受到陆源矿物输入充填原生孔隙以及高含量镜质组生烃阶段产生大量气孔的双重影响。③上段由于沉积环境稳定，成煤条件好，灰分产率较低，煤储层孔隙和裂隙受碎屑矿物充填影响较小，煤岩储集物性更好，有利于气体的吸附和保存。中、上段镜质组含量高、生气能力强，具有更好的煤岩气物质条件，使得煤岩含气量更高，是鄂尔多斯盆地本溪组8^#煤储层天然气勘探开发的有利层段。

鄂尔多斯盆地上古生界本溪组8^#煤岩煤岩气与致密砂岩气主要气藏特征对比

李明瑞, 史云鹤, 范立勇, 戴贤铎, 荆雪媛, 张沂

2024, 45(6):  1590-1604.  doi:10.11743/ogg20240607

摘要 ( 42 )   HTML ( 3)   PDF (6982KB) ( 60 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

鄂尔多斯盆地长庆油田在盆内煤岩气领域取得了良好的勘探进展，发现CH₄多以吸附态和游离态赋存于煤岩中，形成自生自储型煤岩气藏。针对上古生界本溪组8^#煤岩为代表的煤岩气藏特征进行了深入研究。结果表明：鄂尔多斯盆地自上而下发育10套煤岩，其中5^#和8^#煤岩为主力煤岩，分布稳定，厚度大。本溪组煤岩气相较于浅层煤层气表现出“高压力、高温度、高含气、高饱和、高游离”等5高特征。气藏平均地层压力22 ~ 35 MPa，压力高但压力系数为1.0 ~ 1.1，为正常压力系统。气藏平均地层温度为67 ~ 92 ℃，地温梯度为29. 4 ℃/km，属于正常地温梯度。气体组分中CH₄含量平均值为96.92 %，C₂H₆含量平均值为0.61 %，CO₂含量平均值为0.85 %，N₂含量平均值为1.47 %，为干气气藏。气藏地层水矿化度为41 644 ~ 89 776 mg/L，平均值为62 228 mg/L，为CaCl₂型原生地层水，未受浅层水的影响。煤岩气试气产量高，生产阶段控压生产情况下产量稳定、压降速率低、稳产效果好。通过对煤岩气与苏里格气区石盒子组8段与山西组1段内致密砂岩气的系统性对比分析，发现两者在气藏类型、气藏压力和温度、气体成分、地层水性质及产能特征等主要气藏特征方面具有相似性，这个规律对后期煤岩气的大规模开发和建产具有指导意义。

鄂尔多斯盆地纳林河地区煤岩气成藏地质特征

侯雨庭, 周国晓, 黄道军, 王彦卿, 焦鹏帅

2024, 45(6):  1605-1616.  doi:10.11743/ogg20240608

摘要 ( 37 )   HTML ( 2)   PDF (3615KB) ( 60 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

鄂尔多斯盆地纳林河地区8^#煤层埋深大于3 000 m，储层温度和压力场与中、浅层区别较大，研究其煤岩气成藏特征对深层煤岩气勘探具有重要的意义。系统解剖了纳林河地区深层煤岩气成藏地质要素，研究了煤岩煤质、储层特征、温-压场、含气性和保存条件等。对排采时间较长的M1H井进行了排采特征分析和产能预测。研究结果表明，相比埋深小于1 500 m的低压、低孔、低渗和含气量以欠饱和状态吸附气为主的浅层煤层气，埋深大于3 000 m的纳林河地区8^#煤层煤岩气特征有显著差异：①纳林河地区本溪组8^#煤层厚度大，以半亮煤为主，处于中-高煤阶。②受压实作用与煤化作用影响，中-高煤阶煤岩储层孔隙以孔径小于2 nm的微孔为主，微孔占比高达79.8 %，微米级内生微裂隙发育，在深部原位应力场条件下微裂隙处于开启状态，基质渗透率可高达3.949 × 10^-3 μm²。③鄂尔多斯盆地3 000 m深度以深的地层温度和压力分别高达97 ℃和32 MPa，压力对煤岩吸附性能的影响程度已经趋于稳定，煤岩的吸附性能主要取决于温度的负效应。煤岩吸附气处于过饱和状态，游离气含量占比约30 %。④研究区深层煤岩储层处于承压水区，煤层本身富水性弱，现产出的地层水为顶、底板残留的原始沉积水。⑤M1H井排采曲线特征与煤岩气地球化学特征跟踪结果一致，证实3 000 m深度以深的煤岩气稳产效果好，开发潜力大。

鄂尔多斯盆地深部煤岩气井产出气-水地球化学特征及其地质响应

黄道军, 周国晓, 杨兆彪, 顾俊雨, 荆雪媛, 王嘉楠

2024, 45(6):  1617-1627.  doi:10.11743/ogg20240609

摘要 ( 34 )   HTML ( 2)   PDF (2959KB) ( 55 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

研究深部煤岩层气井产出气-水的地球化学特征，对认识煤岩气富集机理和开发规律具有重要意义。以鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东缘9口深部煤岩气水平井为研究对象，开展了产出气气体组分、碳同位素及地层水常规离子以及氢、氧同位素特征研究，查明了煤岩气的成因类型、排采过程中的气体分馏效应以及产出水的来源。结果表明：① 研究区煤岩气为中-晚期热成因气，组分构成以甲烷（CH₄）为主，重烃及非烃气体含量较低，碳同位素表现为正碳同位素组成序列。② 排采过程产出气中的甲烷碳同位素值（δ¹³C₁）可辅助标定并划分游离气和吸附气产出阶段，甲烷碳同位素随着排采天数的增加而较大幅度地变轻，具体表现为初期以游离气为主，后期吸附气解吸、分馏叠加，与含气量测试中保压游离气-初始解吸气释放阶段的δ¹³C₁变化规律吻合，甲烷碳同位素由重变轻过程持续时间越久，煤岩气高产可能性越大。③ 典型煤岩气井产出水矿化度（TDS）高达193.08 g/L，为钙-氯型（Ca-Cl型）水，以原始沉积水为主，低钠氯系数、脱硫系数、镁钙系数和高变质系数、盐化系数反映地层封闭性和煤岩气保存条件较好。④产出水氢、氧同位素值偏离大气降水线，大部分表现为明显的氧漂移（¹⁸O漂移），推测受到了高温地层环境下煤层顶、底板岩层水补给的影响。

鄂尔多斯盆地东北部斜坡区深层煤层气地质特征与勘探潜力

赵石虎, 刘曾勤, 申宝剑, 罗兵, 陈刚, 陈新军, 张嘉琪, 万俊雨, 刘子驿, 刘友祥

2024, 45(6):  1628-1639.  doi:10.11743/ogg20240610

摘要 ( 46 )   HTML ( 2)   PDF (5023KB) ( 74 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

近年来，鄂尔多斯盆地北部大牛地地区深层煤层气勘探取得重大突破。利用区域地质资料、岩心观察、显微组分分析、扫描电镜、工业分析、压汞测试、低温液氮吸附、二氧化碳吸附、甲烷等温吸附以及现场含量测试等多种技术多段，研究大牛地地区深部煤层的空间展布、煤岩煤质、储集性和含气性等地质特征，以明确该区深层煤层气勘探潜力。结果表明，大牛地地区主力煤储层太原组8^#煤层：①全区稳定分布，厚度2 ~ 14 m，镜质体反射率（R_o）1.7 %，上部层段发育光亮-半亮煤，灰分较低，煤质条件较好，具备煤层气富集的物质基础。②微孔和宏孔都较发育，以微孔为主，占比为67.5 %，低灰光亮-半亮煤的总孔容、孔隙比表面积、微孔占比及孔隙度较大。③顶板发育厚层灰岩与暗色泥岩，构造简单，地层含水量低，属于干煤含气系统，总含气量20.3 ~ 47.1 m³/t，游离气占比33.2 % ~ 66.2 %，煤储层具有吸附气-游离气双富特征。④含气面积2 003 km²，资源量5 422×10⁸ m³，资源丰度2.71×10⁸ m³/km²。鄂尔多斯盆地北部深部煤层具有有利煤层气地质特征，是重要的勘探开发目的层。

鄂尔多斯盆地佳县地区深部煤层地应力特征及其对储层物性的控制

牟朋威, 李珮杰, 姚艳斌, 刘大锰, 马立民, 孙晓晓, 邱勇凯

2024, 45(6):  1640-1652.  doi:10.11743/ogg20240611

摘要 ( 37 )   HTML ( 1)   PDF (5219KB) ( 74 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

鄂尔多斯盆地佳县地区是深部煤层气勘探开发新区。目前该区地应力研究程度较低，地应力与煤层物性发育特征关系不明确，限制了该区煤层气高效开发。基于测井和岩心测试资料，构建了基于组合弹簧模型的测井地应力计算模型，研究了本区地应力分布特征，提出了地应力对储层裂隙、孔隙度和渗透率等的控制作用。研究结果表明，佳县地区8^#煤层地应力平面分布具有西高东低的特点。三向主应力具有垂向主应力（平均值56.72 MPa）>最大水平主应力（平均值41.08 MPa）>最小水平主应力（平均值37.77 MPa）特征，为正断型应力机制。侧压系数平均值为0.70，表明煤层整体处于拉张环境，有利于张性裂隙发育。煤层物性特征与各地应力参数的关系表明，研究区8^#煤层物性发育特征是三向主应力综合作用的结果，水平主应力起主要控制作用，煤层孔隙度和渗透率随侧压系数增大和水平主应力差减小而呈减小趋势。研究区深部煤层气含气量测试结果表明，侧压系数和水平主应力差对煤层物性发育情况具有较好的指示作用，可用于有效地识别深部煤层气地质甜点区。

鄂尔多斯盆地乌审旗古隆起与中央古隆起形成演化及其对油气的控制作用

陈平, 李维, 周义军, 裴文瑞, 于小伟, 韩伟, 梁国平, 路鹏程, 王雷

2024, 45(6):  1653-1664.  doi:10.11743/ogg20240612

摘要 ( 36 )   HTML ( 1)   PDF (10973KB) ( 53 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

利用鄂尔多斯盆地最新二维格架大剖面，结合高精度三维地震资料与钻井资料，重新对盆地乌审旗古隆起与中央古隆起进行了系统研究，并再次厘定了盆地寒武纪—奥陶纪沉积构造格局，明确了古隆起变迁演化历程。研究结果表明：①证实奥陶纪乌审旗古隆起具有“北高南低”的构造格局。②乌审旗古隆起对寒武系沉积控制作用明显，而中央古隆起对奥陶系沉积控制作用明显。③三维地震资料证实怀远运动期（甚至怀远运动之前），乌审旗古隆起相较中央古隆起遭受了更为严重的暴露剥蚀，前奥陶纪乌审旗古隆起更高。④乌审旗古隆起活动期为前寒武纪，逐步消隐至奥陶纪基本不再活动。中央古隆起隆升于奥陶系马家沟组沉积前，在此之前盆地西南部的庆阳古隆起与北部的伊盟古隆起独立活动，马家沟组沉积前隆升形成北达伊盟古隆起、南连庆阳古隆起的“L型”中央古隆起。⑤两大古隆起共同控制了沉积相带分布，形成了盆地中、东部有利储-盖组合，前奥陶纪风化壳型气藏、中部岩性气藏及东部断缝型气藏可能是有利勘探领域。

复杂断陷盆地深层煤岩气地质特征、有利成藏因素及发育模式——以渤海湾盆地大港探区为例

周立宏, 陈长伟, 韩国猛, 李宏军, 崔宇, 董晓伟, 宋舜尧, 蒲秀刚, 刘国全, 甘华军

2024, 45(6):  1665-1677.  doi:10.11743/ogg20240613

摘要 ( 38 )   HTML ( 10)   PDF (7125KB) ( 50 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

近年来，深层煤岩气勘探逐渐成为热门的非常规勘探领域，中国深层煤岩气的勘探主要集中在鄂尔多斯盆地，勘探与开发先导试验取得了重要突破，渤海湾盆地深层煤岩气勘探尚处于起步阶段。通过煤层岩心、测井和录井等地质资料，系统分析了大港探区上古生界深层煤层特征和有利成藏因素等，剖析了深层煤层生气、存储和保存机制，明确了上古生界深层煤岩气的发育模式。研究认为：① 大港探区上古生界深层煤岩气发育多套有利的甜点层段，煤层有机质丰度高，演化程度中等，生气强度较大。② 煤层具有多尺度孔缝结构，密集微裂缝规模发育提供了有效的储集空间。③ 煤层顶、底板以泥岩为主，保存条件较好。④ 受多期构造运动影响，煤层两次规模生气，复杂断陷背景下存在煤层风化-降解带、饱和吸附带和构造成藏带，深层煤层具有“超饱和”含气特征，煤层吸附气与游离气并存。据此建立了复杂断陷盆地深层煤岩气复式聚集发育模式，大港探区上古生界深层煤岩气理论研究与勘探实践对于渤海湾盆地深层煤岩气的勘探开发具有重要的指导与借鉴意义。

四川盆地二叠系龙潭组深层煤岩气地质特征与勘探潜力

文龙, 明盈, 孙豪飞, 张本健, 陈骁, 陈世达, 李松, 李海琪

2024, 45(6):  1678-1685.  doi:10.11743/ogg20240614

摘要 ( 30 )   HTML ( 7)   PDF (3894KB) ( 54 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

为探索四川盆地二叠系龙潭组深层煤岩气勘探潜力，利用风险探井NT1H井煤层取心样品，进行龙潭组煤岩煤质、储层物性、吸附性和含气性实验测试，研究了龙潭组深层煤岩气地质特征与勘探潜力。研究结果表明：①龙潭组深煤层煤体结构完整、割理发育，镜质体反射率（R_o）为2.70 % ~ 3.13 %，镜质组、惰质组和无机组分平均含量分别为60.6 %，23.4 %和16.0 %，矿物组分以黏土矿物为主。②煤层总孔隙度较高，孔隙度为4.83 % ~ 10.13 %，有效孔隙度为2.82 % ~ 9.66 %，平均值为6.53 %。孔隙结构非均质性强，孔隙以粒径小于2 nm的微孔为主，其次为粒径大于10 μm 的宏孔或裂隙，粒径2 ~ 50 nm介孔相对不发育。③120 ℃温度条件下煤岩兰氏体积普遍大于25 m³/t，兰氏压力平均值为3.24 MPa。④保压取心煤层含气量26.52 ~ 31.24 m³/t，含气饱和度123 % ~ 146 %，游离气含量约5 ~ 10 m³/t，原位含水饱和度相对较低，为18.2 % ~ 48.6 %。总含气量随埋深加大而增高。综合研究认为深层煤储层含气条件优越。四川盆地龙潭组深层超饱和煤岩气藏具有较大的勘探潜力，建议通过以小间距煤层组为整装对象进行体积压裂立体改造开发煤岩气。

深部煤-岩组合体力学特征及裂隙扩展规律

蔡益栋, 李倩, 肖帆, 刘大锰, 邱峰

2024, 45(6):  1686-1704.  doi:10.11743/ogg20240615

摘要 ( 52 )   HTML ( 2)   PDF (8739KB) ( 63 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

煤层及其顶、底板的岩石力学性质是影响煤储层压裂、起裂和裂缝延伸的关键因素，制约深部煤层气的规模效益开发。为研究煤-岩组合体破裂过程中的力学特征及其裂隙扩展行为，根据声发射信号监测，开展了沁水盆地中、东部武乡区块煤-岩组合体的单轴压缩实验和有限元数值模拟计算，研究了煤-岩组合体中不同厚度比、不同岩性类别和不同交界面倾角对组合体抗压强度、弹性模量、声发射信号特征和破裂特征的影响规律，探究不同组合配置下的裂缝扩展行为。研究结果表明：①煤-岩组合体的抗压强度和弹性模量随煤-岩厚度比和煤-岩交界面接触倾角的增大而减小，不同岩性的组合体弹性模量介于1.75 ~ 5.44 GPa，抗压强度为11.20 ~ 20.60 MPa，其中煤岩-泥页岩组合体力学性质最弱，煤岩-砂岩组合体最强。②煤-岩厚度比增大会加剧组合体的破坏程度和裂隙数量，当煤-岩厚度比达到一定程度时，煤体发生破裂后能量会继续扩散到邻层，使整个组合体破碎。在不同岩性的组合体中，破坏难易程度为煤岩-砂岩组合>煤岩-灰岩组合>煤岩-泥页岩组合。随着煤-岩组合体交界面接触倾角增大，整体更容易被破坏失稳、产生裂隙。③随着组合体中煤岩厚度增大，发育的裂缝由张性裂隙演变为X型剪切裂隙，且由只在煤岩内部扩展逐渐过渡到整个组合体。不同岩性组合体的力学强度愈大，其裂隙越倾向于从X型剪切裂隙演变为张性裂隙，展布范围由整个组合体变为局限于煤岩内部。煤-岩交界面接触倾角的增大使组合体内部的X型剪切裂隙尺度相应增加，加剧破坏程度。

川中地区中侏罗统沙溪庙组断层输导有效性定量评价

刘景东, 任成刚, 王小娟, 潘珂, 王少华, 庞小婷, 关旭

2024, 45(6):  1705-1719.  doi:10.11743/ogg20240616

摘要 ( 25 )   HTML ( 3)   PDF (4896KB) ( 34 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

断层输导有效性是中浅层油气成藏和富集的关键因素。开展断层输导有效性评价对四川盆地中部（川中）中浅层油气勘探部署具有重要意义。以川中地区中侏罗统沙溪庙组为例，在断层分布与成因分析的基础上，采用断层活动速率、挤压应力方向和断面正压力等方法，评价了气源断层输导性，研究了断-砂配置及其演化，揭示了断-砂配置对天然气运移及富集差异的控制作用。研究表明：川中地区分别切割上三叠统须家河组和下侏罗统烃源岩的逆断层和正断层，为沙溪庙组的气源断层，其中逆断层受控于不同构造运动期的构造挤压，正断层成因是沙溪庙组沉积早-中期“弱伸展背景下的隆-坳差异沉降”；川中地区龙泉山、角①和简阳①逆断层及正断层在晚燕山期和晚喜马拉雅期具有较好的输导性，受断层规模和下伏气源供给等因素影响，龙泉山断层和角①断层为最重要的输导断层；川中地区气源断层多数表现为早-晚继承型，有利于天然气在不同充注期向有利砂体持续充注，而角①断层为早-晚反转型，早期和晚期的天然气充注方向不同，在断层两侧均可发生天然气充注；气源断层规模、断-砂配置关系及烃源岩生烃强度是天然气富集差异的主控因素。

四川盆地泸州区块五峰组-龙马溪组页岩气储层孔隙连通性特征及模式

赵圣贤, 刘勇, 李博, 陈鑫, 刘东晨, 尹美璇, 常莹, 蒋睿

2024, 45(6):  1720-1735.  doi:10.11743/ogg20240617

摘要 ( 29 )   HTML ( 3)   PDF (9218KB) ( 38 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

依据传统靶体优选指标优选的页岩甜点仍然存在产量低的情况，诸多学者和工程师认为是孔隙连通性制约了产能。虽然水力压裂能够扩大页岩储层开发的有效面积，但页岩气从基质向水力裂缝中的运移完全取决于页岩孔隙的连通性。揭示四川盆地泸州区块页岩储层的孔隙连通性，建立页岩储层识别评价模式对页岩储层孔隙连通性判断和靶体优选具有重要指导作用。选取典型钻井样品，利用核磁共振（NMR）、压汞法（MIP）、聚焦离子束扫描电镜（FIB-SEM）和大面积图像拼接技术（MAPS）实验测试方法，以连通性孔隙度和连通性孔隙占比为依据，将泸州区块五峰组-龙马溪组页岩储层孔隙连通性划分为3级：A类储层（连通性孔隙体积>0.006 7 cm³/g；连通孔隙度>1.75 %）NMR孔径分布曲线基本呈三峰分布，小孔、中孔和大孔之间的连通性好，发育大量连通性气胀型有机质孔和大量无机矿物孔隙；B类储层（连通性孔隙体积=0.005 7 ~ 0.006 7 cm³/g；连通孔隙度=1.55 % ~ 1.70 %）NMR孔径分布曲线呈近似双峰分布，小孔和中孔之间的连通性较好，但中孔和大孔之间的连通性差，以发育孤立海绵状有机质孔隙为主，同时发育大量无机矿物孔隙；C类储层（连通性孔隙体积<0.005 7 cm³/g；连通孔隙度<1.55 %）NMR孔径分布曲线呈单峰分布，不同孔径孔隙之间的连通性差，有机质多不发育孔隙，无机矿物孔隙也不甚发育。研究结果表明：①不同孔径孔隙之间的合理配置有助于页岩孔隙连通性的改善，大量发育的无机矿物孔隙起到了沟通各局部连通的有机质孔隙的作用，共同构成了页岩的连通性孔隙网络。②为富泥硅质页岩相的孔隙连通性最好。③基于储层孔隙连通性特征与MAPS和FIB-SEM数据建立的页岩储层孔隙连通性定性-定量识别图版及揭示的3类页岩储层孔隙连通性模式，将为今后页岩储层孔隙连通性判断提供依据和为优质页岩储层靶体优选提供支撑。

海拉尔盆地呼和湖凹陷深层煤岩气赋存条件及勘探方向

白雪峰, 高庚, 王彪, 李敬生, 李军辉, 徐慧, 马文娟, 刘璐

2024, 45(6):  1736-1754.  doi:10.11743/ogg20240618

摘要 ( 33 )   HTML ( 4)   PDF (13494KB) ( 50 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

海拉尔盆地呼和湖凹陷白垩系南屯组二段（南二段）已发现油气藏，但对其中的深层煤岩气赋存条件及勘探方向研究较少。分析了烃源岩、沉积和构造等油气成藏基础条件，研究了深层煤储层发育特征及含气规律，探讨了呼和湖凹陷深层煤岩气赋存条件，提出了下一步勘探方向。研究结果表明：①南屯组发育泥岩及煤岩2套成熟源岩，深层煤岩气具有良好的气源物质基础。②断陷湖盆沼泽发育，成煤环境优越，初始期煤岩厚度大，煤-泥共生；稳定期和萎缩期煤岩厚度小，砂-煤共生。③缓坡断阶带煤岩厚度小，含气量低；洼槽带及陡坡带煤岩厚度大，割理裂隙发育，微裂隙沟通有机孔，连通性好，孔-缝体系发育，富游离气。④早期断裂体系为深层煤岩气垂向与侧向运移提供通道。⑤呼和湖凹陷预测深层煤岩气资源量1.79×10¹² m³，勘探潜力大，将成为断陷盆地重要风险勘探新领域，洼槽带和陡坡带是深层煤岩气最有利的勘探方向。

吐哈盆地台北凹陷水西沟群成烃环境演变对煤系烃源岩分布及煤岩气保存的影响

赵振宇, 张华, 林潼, 李攀, 尤帆, 杨润泽

2024, 45(6):  1755-1771.  doi:10.11743/ogg20240619

摘要 ( 34 )   HTML ( 4)   PDF (5741KB) ( 52 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

吐哈陆相聚煤盆地是中国西部重要的含油气盆地。侏罗系水西沟群发育多套含煤优质烃源岩层，具有多套优质的砂岩储层和煤岩储层，是盆地主要的油气勘探目的层和深层煤岩气战略突破领域。通过研究盆地构造-沉积演化对烃源岩形成的影响以及微量元素对沉积环境的响应特征，分析了不同类型烃源岩的发育和分布规律，指出了煤岩储层中天然气（煤岩气）保存的有利空间位置。研究认为：①水西沟群沉积时期，构造抬升与沉降作用控制了台北凹陷沉积中心的形成与演化，沉积中心由北向南逐渐迁移；在晚侏罗世末期，北部发生强烈构造抬升，沉积中心继续向腹部迁移并造成东高、西低的地势特征，形成了现今胜北、丘东和小草湖洼陷3个逐渐向东抬升变浅的沉降中心。②沉积中心演化控制凹陷内不同次洼水体深度和盐度的变化。水西沟群八道湾组—三工河组沉积时期水体加深，盐度变小，三工河组—西山窑组沉积时期水体逐渐变浅，盐度增大。泥岩主要位于盆地的北部，具有自西向东加厚的特征。纵向上受古水体盐度的影响，八道湾组—西山窑组有机质类型和丰度具有逐渐变好的趋势。③水西沟群沉积期发生频繁的水体变动，煤形成于水体相对较浅的沉积环境。在八道湾组早期的水进初期阶段、八道湾组晚期和西山窑组早-中期的水退晚期阶段，水体相对较浅，为有利的聚煤环境，是吐哈盆地煤岩发育的主要层段。④在煤的发育区划分了10种不同类型的煤层顶-底板组合，提出了5个有利于煤岩气保存的煤层顶-底板组合类型及其分布位置，这些分布区是下一步煤岩气勘探方向。

鄂尔多斯盆地DJ区块深部煤储层地质-工程甜点测井评价技术

王舵, 刘之的, 王成旺, 刘天定, 陈高杰, 郝晋美, 孙博文

2024, 45(6):  1772-1788.  doi:10.11743/ogg20240620

摘要 ( 44 )   HTML ( 7)   PDF (4822KB) ( 56 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

深部煤层气由于储层非均质性强、应力大、压力高和可改造性差，因此，其规模化开发要求对甜点开展精细评价。基于层次分析法（AHP法）提出了深部煤储层地质-工程甜点的12项评价指标，建立了测井评价模型，利用该模型对鄂尔多斯盆地DJ区块20余口井的深部煤储层甜点进行了评价。研究结果表明：①煤储层地质-工程甜点主控因素与产能施工压力比（I_p）存在良好的相关性。DJ区块深部煤储层的上部甜点类别普遍优于中、下部，上部主要为Ⅰ类甜点，中部为Ⅲ类甜点，下部为Ⅱ类甜点。②含气量和脆性指数分别是储层及工程品质的主控因素。③煤储层顶、底板发育较厚的灰岩和泥岩，煤储层与灰岩和泥岩的力学特性差异较大，能有效封隔压裂缝在煤储层中扩展。压裂工况和试气结果表明所构建的地质-工程甜点测井评价方法应用效果良好，可用于深部煤储层压裂射孔选段和测井优选评价。

综合报道

油气“黄金地温带”理论获得进一步验证

2024, 45(6):  1789-1790. 

摘要 ( 127 )   PDF (1303KB) ( 130 )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价