發(fā)布時(shí)間：2021-01-01 08:35

　　海陸交互相沉積環(huán)境下特有的巖性多樣、旋回性疊置沉積產(chǎn)物——煤系,具備了煤系氣共生成藏及合探共采的基礎(chǔ)和可能,亟需開(kāi)展創(chuàng)新性探索。本文力求全面地表征煤系氣儲(chǔ)層輸導(dǎo)體系發(fā)育特征及其地質(zhì)控制效應(yīng),探究多因素耦合作用下煤系氣運(yùn)移機(jī)理及賦存規(guī)律,揭示煤系氣共生成藏效應(yīng)及有效含氣層段地質(zhì)選擇過(guò)程。以沁水盆地太原組–山西組煤系為研究對(duì)象,采用資料調(diào)研→野外勘探→實(shí)驗(yàn)測(cè)試→數(shù)值模擬→示范工程剖析→理論升華的綜合研究思路,以分異–互聯(lián)儲(chǔ)層控氣機(jī)理調(diào)控下煤系氣共生成藏效應(yīng)及有效含氣層段地質(zhì)選擇過(guò)程為核心科學(xué)問(wèn)題開(kāi)展系統(tǒng)研究。凝練出以下主要認(rèn)識(shí):（1）精細(xì)評(píng)價(jià)了煤系氣共生成藏基礎(chǔ)地質(zhì)條件:指出了煤系烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型為III型干酪根,整體處于高–過(guò)成熟熱演化階段,聚集有機(jī)質(zhì)煤不僅具有相對(duì)良好的物性條件,同時(shí)具備了極好的生烴潛力,對(duì)區(qū)內(nèi)煤系氣共生成藏潛力起決定性作用。有機(jī)–無(wú)機(jī)組分控制了煤系氣儲(chǔ)層孔裂隙系統(tǒng)的發(fā)育程度,依據(jù)控氣作用差異性將全尺度孔裂隙系統(tǒng)（TPV）劃分為束縛孔系統(tǒng)（IPV）和自由孔系統(tǒng)（MPV）,前者控制了煤系氣儲(chǔ)層的吸附性能,后者則決定了煤系氣儲(chǔ)層的滲透能力;（2）深入闡釋了煤系氣儲(chǔ)層控氣機(jī)理... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：273 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

榆社–武鄉(xiāng)區(qū)塊及柿莊區(qū)塊Figure1-2CMGsperformanceinYushe–Wuxia沁水盆地煤系氣分布范圍廣、資源量大、

1緒論5源巖中的傳輸機(jī)理各異；同時(shí)煤系氣儲(chǔ)層無(wú)機(jī)組分復(fù)雜多樣，有機(jī)–無(wú)機(jī)組分差異控制下可形成不同的微孔裂隙網(wǎng)絡(luò)，煤系氣傳輸機(jī)理更加復(fù)雜化。加之孔裂隙結(jié)構(gòu)特征（如：孔隙度、比表面積、連通性等結(jié)構(gòu)參數(shù)）亦對(duì)煤系氣流動(dòng)具有顯著影響（Yuetal.,2015）。煤系氣儲(chǔ)層孔裂隙結(jié)構(gòu)微觀和宏觀特征間必然存在關(guān)聯(lián)，了解儲(chǔ)層宏觀特征在空間和時(shí)間層面的變化規(guī)律，需要對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究。A-C：煤；D-F：煤系泥頁(yè)巖；G,H煤系砂巖圖1-3煤系氣儲(chǔ)層孔裂隙結(jié)構(gòu)及類(lèi)型（Houetal.,2018）Figure1-3PorestructuresandtypesofCMGRs(fromHouetal.,2018)（2）體相和吸附相氣體共存致使煤系氣儲(chǔ)層控氣機(jī)理復(fù)雜化發(fā)育于煤系有機(jī)組分與無(wú)機(jī)組分中的孔裂隙系統(tǒng)存在顯著的差異（FanandEttehadtavakko，2017）：一方面無(wú)機(jī)礦物中發(fā)育的孔裂隙尺度較大，而有機(jī)質(zhì)中的孔裂隙尺度相對(duì)較小，且以微孔發(fā)育為主（Wangetal.,2018）；另一方面有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)礦物對(duì)煤系氣的賦存規(guī)律亦具有顯著控制作用。有機(jī)質(zhì)孔裂隙中以吸附氣占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，無(wú)機(jī)礦物孔裂隙中游離氣占比較高，同時(shí)有人指出粘土礦物亦具有一定的吸附能力（Hanetal.,2017）。有機(jī)質(zhì)含量越高、孔比表面積越大，吸附氣含量越高，進(jìn)而影響煤系氣的流動(dòng)機(jī)理。對(duì)于吸附相氣體，孔隙壁面氣體濃度變化伴隨著吸附/解吸作用（Javadpour，2009；LiuandHarpalani，2012，2013）。煤系氣儲(chǔ)層中體相和吸附相氣體共存，以吸附態(tài)附著在納米級(jí)孔隙表面的吸附氣會(huì)發(fā)生表面擴(kuò)散（Chenetal.,1991；Javadpour，2009）。吸附氣的存在一方面使基質(zhì)發(fā)生膨脹，有效孔徑減�。↙iuetal.,2016；Houetal.,2020），縮減了體相氣體的流動(dòng)通道空間，削弱了體相氣體傳輸能力（Dengetal.,2014）；另一方面，吸附相氣體在孔隙壁面會(huì)發(fā)生表

??涑梢蚨嘣??凸鄞嬖冢?縹⑸?锍梢頡⑷瘸?因、無(wú)機(jī)質(zhì)催化成因等（秦勇，2012；宋巖等，2005，2016）。煤化作用機(jī)理與煤層吸附性能的演化特征密切相關(guān)（Guoetal.,2007；Zhaoetal.,2017）。實(shí)際地質(zhì)條件下煤層中的水分對(duì)煤基質(zhì)吸附氣體存在顯著影響（桑樹(shù)勛等，2005），同時(shí)存在水與甲烷的競(jìng)爭(zhēng)吸附（Zengetal.,2017）。煤層氣賦存特征隨埋深增加有較大的變化，與淺部煤層相比，深部煤層具有較高的地應(yīng)力、儲(chǔ)層壓力和地層溫度，不同地區(qū)深部地質(zhì)條件差異也使得煤層氣賦存特征顯現(xiàn)不同（秦勇等，2012；張崇崇等，2015）。圖1-6頁(yè)巖氣成藏過(guò)程（鄒才能等，2016）Figure1-6Shalegasaccumulationprocess(fromZouetal.,2016)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層作為一種特殊的儲(chǔ)集層，在結(jié)構(gòu)和組成上存在微觀和宏觀尺度上的非均質(zhì)性（Loucksetal.,2012；姚艷斌等，2018），復(fù)雜的成巖演化、低孔/滲條件及強(qiáng)非均質(zhì)性等特征為頁(yè)巖氣賦存機(jī)理研究帶來(lái)了極大的困難（陳尚斌等，2012；于炳松，2012）。鄒才能等（2017）指出中國(guó)頁(yè)巖氣具有良好的開(kāi)發(fā)前景。孟召平等（2013）對(duì)比分析了煤層氣和頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)地質(zhì)條件。通過(guò)對(duì)頁(yè)巖三維數(shù)組巖芯的重構(gòu)發(fā)現(xiàn)，頁(yè)巖微觀孔隙孔徑主要介于7nm~7.7μm（StrioloandCole,2017）。采用小角度中子散射和背散射電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)得出頁(yè)巖樣品中50%的孔小于20nm（GaoandYou,2017）。頁(yè)巖氣以游離態(tài)和

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]沁水盆地中北部石炭-二疊紀(jì)煤系構(gòu)造演化特征[J]. 林中月,劉亢,魏迎春.  煤田地質(zhì)與勘探. 2020(02)
[2]中國(guó)煤系天然氣共探合采的戰(zhàn)略選擇與發(fā)展對(duì)策[J]. 姜杉鈺,王峰.  天然氣工業(yè). 2020(01)
[3]沁水煤田石炭系—二疊系煤系地層頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)潛力評(píng)價(jià)[J]. 鐘秋,傅雪海,張苗,張慶輝,程維平.  天然氣地球科學(xué). 2020(01)
[4]煤系氣地震勘探多次波分析及壓制策略[J]. 黃素荷,張凱,喻兵良,張旭.  能源與環(huán)保. 2019(10)
[5]蘇拉特盆地煤系氣高產(chǎn)地質(zhì)原因及啟示[J]. 秦勇,申建,沈玉林,李耿,范炳恒,姚海鵬.  石油學(xué)報(bào). 2019(10)
[6]石灰溝地區(qū)上石炭統(tǒng)煤系氣源巖生氣潛力分析[J]. 徐江濤,李靖,侯文剛,孫新銘,何乃祥.  石油地質(zhì)與工程. 2019(05)
[7]川南煤田龍?zhí)督M煤系泥頁(yè)巖氣與煤層氣組合模式及合采前景分析[J]. 尹中山,蔣琦,熊建龍,羅勇,琚宜文.  中國(guó)煤炭地質(zhì). 2019(05)
[8]煤系天然氣的資源類(lèi)型、形成分布與發(fā)展前景[J]. 鄒才能,楊智,黃士鵬,馬鋒,孫欽平,李富恒,潘松圻,田文廣.  石油勘探與開(kāi)發(fā). 2019(03)
[9]山西省深部煤系“三氣”資源勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)展及研究[J]. 宋儒,蘇育飛,陳小棟.  中國(guó)煤炭地質(zhì). 2019(01)
[10]黔西地區(qū)龍?zhí)督M煤系氣共采排采控制研究[J]. 胡海洋,白利娜,趙凌云,汪凌霞,周培明.  煤礦安全. 2019(01)

博士論文
[1]榆社-武鄉(xiāng)區(qū)塊煤系氣疊置成藏機(jī)理與成藏模式[D]. 屈曉榮.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]深部煤系氣儲(chǔ)層物性隨溫壓增加的差異性變化規(guī)律[D]. 張苗.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[3]層序地層格架下的煤系含氣系統(tǒng)研究[D]. 張敬霞.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2018
[4]沁水盆地榆社東煤系氣復(fù)合成藏過(guò)程研究[D]. 閆高原.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2018
[5]沁水盆地中南部煤系氣儲(chǔ)層物性及疊置成藏模式[D]. 王海超.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2017
[6]鄂爾多斯盆地北部晚古生代煤系非常規(guī)天然氣耦合成藏機(jī)理研究[D]. 姚海鵬.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2017
[7]鄂爾多斯盆地西緣煤系礦產(chǎn)資源共生組合特征研究[D]. 劉亢.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2016
[8]煤和泥頁(yè)巖納米孔隙的成因、演化機(jī)制與定量表征[D]. 焦堃.南京大學(xué) 2015

碩士論文
[1]多層耦合滲流場(chǎng)對(duì)煤系“三氣”高效開(kāi)采的影響[D]. 郭志偉.鄭州大學(xué) 2019
[2]臨興地區(qū)煤系氣開(kāi)發(fā)地質(zhì)單元[D]. 朱超.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[3]煤系烴源巖天然氣成藏過(guò)程研究[D]. 劉潔琪.西安石油大學(xué) 2017
[4]鄂爾多斯盆地靖邊地區(qū)上古生界致密氣成藏機(jī)理與富集規(guī)律[D]. 王江濤.西安石油大學(xué) 2017
[5]沁水盆地煤系“三氣”儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)律及地質(zhì)控制[D]. 楊浩.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2017
[6]臨興區(qū)塊煤系非常規(guī)天然氣共采可行性地質(zhì)評(píng)價(jià)[D]. 孫澤飛.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[7]臨興區(qū)塊石炭二疊紀(jì)煤系流體壓力系統(tǒng)及其沉積層序控制[D]. 楊光.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[8]臨興地區(qū)煤系生儲(chǔ)蓋組合及其層序地層格架控制[D]. 鄭書(shū)潔.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[9]鄂爾多斯盆地西南部上古生界天然氣成藏動(dòng)力研究[D]. 王倩.西安石油大學(xué) 2015
[10]沁水盆地煤系地層游離氣輸導(dǎo)體系研究[D]. 楊海星.中國(guó)石油大學(xué)（華東） 2013



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