苏育飞,宋儒

• 1:山西省煤炭地质勘查研究院
• 2:山西省煤炭地质局

摘要(Abstract)：

煤系气资源丰富,其勘探开发有望形成非常规天然气重要生长期,引起了业界高度关注。基于广泛的文献调研和评述,总结了煤系多类型储层叠置发育规律,探讨了其地层流体研究现状,提出了亟待解决关键问题。结果显示,煤系气储层地质条件具有鲜明的特点:一是煤层、致密砂岩、泥页层多类型储层(产层)层叠置发育,储层(产层)、盖层薄且频繁互层,生储盖组合关系多变;二是储层(产层)天然气赋存态多样,既有以吸附态为主(煤层气)、游离态为主(致密砂岩气),又有混合态(页岩气);三是储层孔裂隙结构复杂、低渗、储层敏感性和非均质性极强;四是气水分布关系复杂且多套压力系统共存,且流体系统紧邻或间距较小,系统之间的动态平衡关系脆弱。上述四大基本特点,为煤系气藏广泛发育提供了优越的气源及其保存条件,同时又导致多套流体系统叠置发育,系统间干扰问题突出。建议后续加强含煤地层流体系统地质显现特征、识别、发育模式以及开采诱导的含煤地层流体系统间互动机制等研究。

关键词(KeyWords)： 煤系气;储层特征;叠置规律;流体系统

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 2020年度山西省揭榜招标项目-煤层气、致密气、页岩气“三气”综合开发技术与示范(20201101003)

作者(Author): 苏育飞,宋儒

参考文献(References)：

• [1]刘成林,朱杰,车长波,等.新一轮全国煤层气资源评价方法与结果[J].天然气工业, 2009, 29(11):1-3.
• [2]赵庆波,陈刚,李贵中.中国煤层气富集高产规律、开采特点及勘探开发适用技术[J].天然气工业,2019,29(09):13-19+130-131.
• [3]李五忠,孙斌,孙钦平,等.以煤系天然气开发促进中国煤层气发展的对策分析[J].煤炭学报, 2016, 41(1):67-71.
• [4] Oison T, Hobbs B, Brooks R. Paying off for Tom Brown in WhiteRiver Dom Field's tight sand-stone, deep coals[J]. The American Oiland Gas Reports, 2002,(10).
• [5]邵龙义,陈家良,李瑞军,等.广西合山晚二叠世碳酸盐岩型煤系层序地层分析[J].沉积学报, 2003, 21(1).
• [6]郭英海,刘焕杰,权彪,等.鄂尔多斯地区晚古生代沉积体系及古地理演化[J].沉积学报, 1998, 16(3):44-51.
• [7]杨起.河南禹县晚古生代煤系沉积环境与聚煤特征[M].北京:地质出版社, 1987.
• [8]邵龙义,窦建伟.含煤岩系沉积学和层序地层学研究现状和展望[J].煤田地质与勘探, 1998, 26(1):4-9.
• [9] Fielding C. A coal depositional model for the Durham Coal Measures ofNE England[J]. Journal of the Geological Society, 1984, 141(5).
• [10] Warwick P, Stanton R. Depositional models for two Tertiary coalbearing sequences in the Powder River Basin, Wyoming, USA[J].Journal of the Geological Society, 1988, 145(4).
• [11] Bohacs K, Suter J. Sequence stratigraphic distribution of coalyrocks:fundamental controls andparalic examples[J]. AAPG bulletin,1997, 81(10).
• [12]戴金星,钟宁宁,刘德汉,等.中国煤成气大中型气田地质基础和主控因素[M].北京:石油工业出版社, 2000.
• [13]李增学,刘华,余继峰,等.山东济阳石炭—二叠系煤成气储层沉积研究[J].沉积学报, 2006, 24(4).
• [14]秦勇,傅雪海,岳巍,等.沉积体系域煤层气储盖特征之关系探讨[J].古地理学报, 2000, 2(1):77-84.
• [15] Jorgensen P, Fielding C. Facies architecture of alluvial floodbasindeposits:three-dimensional data from the Upper Triassic Callide CoalMeasures of east-central Queensland, Australia[J]. Sedimentology,1996, 43(3).
• [16]Jarvie D M, Hill R J, Ruble T E, et al. Unconventional shale-gassystems:The Mississippian Barnett Shale of north-central Texas as onemodel for thermogenic shale-gas assessment[J]. AAPG bulletin, 2007,91(4).
• [17]陈世悦.华北石炭二叠纪海平面变化对聚煤作用的控制[J].煤田地质与勘探, 2000, 28(5):8-11.
• [18]张鹏飞.含煤岩系沉积学研究的几点思考[J].沉积学报,2003, 21(1).
• [19]魏红红,彭惠群,李静群,等.鄂尔多斯盆地中部石炭—二叠系沉积相带与砂体展布[J].沉积学报, 1999, 17(3).
• [20] Kedzior S, Jelonek I. Reservoir parameters and maceral composition of coal in different Carboniferouslithostratigraphical series of the Upper Silesian Coal Basin, Poland[J]. International Journal of Coal Geology, 2013, 111(1):98-105.
• [21] Shearer J, Staub J, Moore T. The conundrum of coal bed thickness:a theory for stacked mire sequences[J]. The Journal ofGeology, 1994.
• [22] Staub J R. Marine flooding events and coal bed sequence architecture in southern West Virginia[J]. International Journal of Coal Geology, 2002, 49(2).
• [23] Flores R M, Blanchard L F, SANCHEZ J D, et al. Paleogeographiccontrols of coal accumulation, Cretaceous Blackhawk Formation and StarPoint Sandstone, Wasatch Plateau, Utah[J]. Geological Society of America Bulletin, 1984, 95(5).
• [24] Miall A D. Reservoir heterogeneities in fluvial sandstones:lessonsfrom outcrop studies[J]. AAPG bulletin, 1988, 72(6).
• [25]梁积伟,李文厚.鄂尔多斯盆地东北部山西组高分辨层序地层学研究[J].沉积学报, 2006, 24(2).
• [26]陈世悦,刘焕杰.华北石炭-二叠纪层序地层格架及其特征[J].沉积学报, 1999, 17(1):63-70.
• [27] Hamilton D S, TADROS N. Utility of coal seams as genetic stratigraphic sequence boundaries innonmarine basins:an example from theGunnedah Basin, Australia[J]. AAPG bulletin, 1994, 78(2).
• [28]蒋凌志,顾家裕,郭彬程.中国含油气盆地碎屑岩低渗透储层的特征及形成机理[J].沉积学报, 2004, 22(1).
• [29]郑浚茂,应凤祥.煤系地层(酸性水介质)的砂岩储层特征及成岩模式[J].石油学报, 1997, 18(4):19-24.
• [30]熊琦华,吴胜和.新疆三塘盆地煤系地层低渗透砂岩储集层成因机理及储集特征[J].新疆石油地质,1997,18(2).
• [31]张有生,秦勇,陈家良.煤层显微序列数学模拟及在煤储层物性评价中应用[J].沉积学报, 1998, 16(4).
• [32]金振奎,苏妮娜,王春生.华北地台东部石炭系—二叠系优质煤储层形成分布控制因素[J].地质学报, 2008, 82(10).
• [33]秦勇,申建,王宝文,等.深部煤层气成藏效应及其耦合关系[J].石油学报, 2012, 33(1):48-54.
• [34]程爱国,林大扬.中国聚煤作用系统分析[M].江苏徐州:中国矿业大学出版社, 2001.
• [35]雷开强.鄂尔多斯盆地塔巴庙地区上古生界储层特征及分布规律研究[D].成都;成都理工大学, 2003.
• [36]于腾飞.煤系地层游离气成藏机制与模式研究[D].青岛;山东科技大学, 2011.
• [37] Hiatt EE, Kyser K, Dalrymple R W. Relationships among sedimentology, stratigraphy, and diagenesis in the Proterozoic Thelon Basin, Nunavut, Canada:implications for paleoaquifers and sedimentary-hostedmineral deposits[J]. Journal of Geochemical Exploration, 2003, 80(2).
• [38] Makhloufi Y, Collin P-Y, Bergerat F, et al. Impact of sedimentology anddiagenesis on the petrophysical properties of a tight oolitic carbonate reservoir. The case of the Oolithe Blanche Formation(Bathonian,Paris Basin, France)[J]. Marine and Petroleum Geology, 2013, 48.
• [39]秦勇,申建,沈玉林.叠置含气系统共采兼容性——煤系“三气”及深部煤层气开采中的共性地质问题[J].煤炭学报, 2016,41(1):14-23.
• [40]沈玉林,秦勇,郭英海,等.多层叠置独立含煤层气系统形成的沉积控制因素[J].地球科学——中国地质大学学报, 2012, 37(3).
• [41]郭晨.多层叠置含煤层气系统及其开发模式优化―以黔西比德-三塘盆地上二叠统为例[D].徐州;中国矿业大学, 2015.
• [42]付金华.鄂尔多斯盆地上古生界天然气成藏条件及富集规律[D].西安;西北大学, 2004.
• [43]杨俊杰,裴锡古.中国天然气地质学(卷四)[M].北京:石油工业出版社, 1996.
• [44]方朝强.鄂尔多斯盆地东部上古生界页岩气成藏条件评价[D].西安;西安石油大学, 2012.
• [45]秦勇,梁建设,申建,等.沁水盆地南部致密砂岩和页岩的气测显示与气藏类型[J].煤炭学报, 2014, 39(8).
• [46]叶建平,史保生,张春才.中国煤储层渗透性及其主要影响因素[J].煤炭学报, 1999, 24(2).
• [47]张群,李建武.高煤级煤的煤层气开发潜力——以沁水煤田为例[J].煤田地质与勘探, 2001, 29(6):26-30.
• [48]申建.论深部煤层气成藏效应[D].徐州;中国矿业大学, 2011.
• [49]秦勇,熊孟辉,易同生,等.论多层叠置独立含煤层气系统——以贵州织金-纳雍煤田水公河向斜为例[J].地质论评,2008, 54(1):65-70.
• [50]庞雄奇,姜振学,黄捍东,等.叠复连续油气藏成因机制,发育模式及分布预测[J].石油学报, 2014, 35(5):795-828.
• [51]王震亮,陈荷立.鄂尔多斯盆地中部上古生界古流体动力分析[J].沉积学报, 1998, 12(4).
• [52]熊孟辉.五轮山矿区煤层气赋存规律及其资源潜力[D].徐州;中国矿业大学, 2007.
• [53]赵群,王红岩,李景明,等.我国高低煤阶煤层气成藏的差异性[J].天然气地球科学, 2007, 18(1).
• [54] Curtis J B. Fractured shale-gas systems[J]. AAPG bulletin,2002, 86(11).
• [55]孟召平,刘翠丽,纪懿明.煤层气/页岩气开发地质条件及其对比分析[J].煤炭学报, 2013, 38(5).
• [56]丁晓琪,张哨楠,周文,等.鄂尔多斯盆地北部上古生界致密砂岩储层特征及其成因探讨[J].石油与天然气地质, 2007, 28(4).
• [57]Meng Z, Zhang J, Wang R. In-situ stress, pore pressure and stress-dependent permeability in the Southern Qinshui Basin[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2011, 48(1).
• [58]白建平.高煤阶煤储层敏感性对煤层气井排采的影响[J].煤炭科学技术, 2014, 42(12).
• [59]梁冰,石迎爽,孙维吉,等.中国煤系“三气”成藏特征及共采可能性[J].煤炭学报, 2016, 41(1).
• [60]秦勇,宋全友,傅雪海.煤层气与常规油气共采可行性探讨——深部煤储层平衡水条件下的吸附效应[J].天然气地球科学, 2005, 16(4).
• [61]刘喜杰,刘志勤,潘忠,等.洛阳地区上古生界煤成气生储盖条件研究[J].重庆石油高等专科学校学报, 2003, 5(2).
• [62]高为,田维江,秦文,等.贵州省煤层气与页岩气共探共采的地质优选[J].断块油气田, 2014, 21(1).
• [63]冯其红,张先敏,张纪远,等.煤层气与相邻砂岩气藏合采数值模拟研究[J].煤炭学报, 2014, 39(S1).
• [64] Energy U S D O. Washington DC:U. S. Department ofEnergy, 2003.
• [65]Ayers JR W B. Coalbed gas systems, resources, and production anda review of contrasting cases from the San Juan and Powder River basins[J]. AAPG bulletin, 2002, 86(11).
• [66]Papendick S L, Downs K R, Vo K D, et al. Biogenic methane potential for Surat Basin, Queensland coal seams[J]. International Journalof Coal Geology, 2011, 88(2).