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煤层气与页岩气开发地质条件及其对比分析

作者:hth华体会最新网站 时间:2022-12-13 01:30
本文摘要:煤层气和页岩气是世界上已展开商业研发的两种最重要的非常规天然气资源。我国煤层气产业已转入商业化生产阶段1;而我国页岩气研发尚能正处于跟上阶段,目前主要在四川盆地及其周缘积极开展研发试验。

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煤层气和页岩气是世界上已展开商业研发的两种最重要的非常规天然气资源。我国煤层气产业已转入商业化生产阶段1;而我国页岩气研发尚能正处于跟上阶段,目前主要在四川盆地及其周缘积极开展研发试验。

美国1821年开始页岩气勘探,但规模化研发和产量快速增长始自2003年应用于水平井钻井技术,2011年年产量已相似1800×10m(出处资料),大约占到其天然气总产量的23%,分析北美页岩气研发地质条件,主要展现出为黑色页岩的有机碳(TOC)含量小于2%,有机质成熟度(R)为1.1%一3.5%,页岩单层厚度小于15m,脆性矿物(石英、斜长石)含量小于40%,黏土含量大于40%,正处于斜坡或凸起区,留存条件较好等。随着北美页岩气勘探开发区带上的较慢拓展和页岩气产量的大幅度攀升,页岩气很快沦为天然气勘探开发新热点。

2005年以来,国内学者从生气条件、储层条件和留存条件及页岩开发技术等方面积极开展了涉及的研究工作,页岩气研究在四川盆地及其周缘获得了明显进展和效益。2010年,我国在四川盆地南部首度构建页岩气突破,威201等多口井在下寒武征筇竹寺组和下志留统龙马溪两组海相页岩地层取得工业气流。  煤层气/页岩气研发地质条件是所指与煤层气/页岩气研发工程活动有关的地质条件和工程力学条件的综合。

这些因素还包括煤层气/页岩气的成藏地质条件、赋存环境条件和研发工程力学条件等方面。煤层/页岩层既是生气层又是储集层,其储集和生产量机理就比常规天然气储层简单的多。因此对于煤层气/页岩气研发,既要研究煤层气/页岩气的分解、储集和留存等成藏条件;又要研究煤层气/页岩气的赋存环境条件;还要研究煤层气/页岩气研发工程力学条件及工艺技术等问题。

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尽管涉及部门和学者已积极开展了页岩气的地质调查与研发试验研究工作,但主要集中于资源地质评价方面,对研发地质条件则缺少适当的研究工作。煤层气与页岩气皆为能行自储式非常规天然气资源,在成藏地质条件、赋存环境条件和工程力学条件等方面都有诸多共性,但也不存在一定的差异性,且它们在诸多盆地浸润不存在,因此,研究煤层气/页岩气研发地质条件及其评价的共性和差异性对指导我国煤层气和页岩气勘探研发具备最重要意义。

  1、煤层页岩气研发地质条件  页岩气与煤层气一样都归属于能行自储式的非常规天然气。煤层气是主要以导电状态赋存于煤层中的非常规天然气;而页岩气(ShaleGas)是主要以导电和游离状态赋存于含有有机质页岩/泥岩中的非常规天然气。

煤层气/页岩气的解吸与导电是可逆过程,在温度、压力条件变化下互相转化成。含有有机质的页岩,在地质起到下,分解的大量烃类(油、气),部分被排泄、运移到渗透性岩层(如砂岩、碳酸盐岩等)中,挤满构成了结构、岩性等油气藏,其余部分仍逗留在页岩中,富含构成页岩气藏。

长期以来,暗色富有机质页岩/泥岩在油气勘探研发中仍然被作为烃源岩层,或挡住油气层中油气之后向下运移的封盖层。实质上,页岩与煤储层一样,既是生气层又是储集层,具备能行自储特征。

在煤层气/页岩气在富含成藏条件、赋存环境条件和研发的工程力学条件诸多方面具备共性。  1.1煤层气/页岩气成藏地质条件  常规天然气有生、储、垫、运、圈、健基本成藏地质条件;而煤层气/页岩气赋存于煤层/页岩中的一种能行自储式非常规天然气,其富含成藏主要各不相同“生、储、健”基本地质条件否不存在、质量优劣以及相互之间的因应关系。煤层气/页岩气研发地质条件不仅要求于煤层气/页岩气成藏地质条件,还各不相同煤层气/页岩气赋存环境条件以及煤层气/页岩气研发工程力学条件,它们在煤层气/页岩气研发过程中缺一不可,且互相联系。

煤层气/页岩气成藏地质条件还包括生气条件、储气条件和留存条件,这些因素互相耦合起到从而要求了煤层气/页岩气在储层中的富含程度,并掌控煤层气/页岩气研发效果。  1.1.1生气条件  一定厚度的煤层和富有机质页岩层是煤层气/页岩气构成的物质基础,它既获取气源,又获取储集空间。

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煤/页岩储层厚度越大,资源总量就越多,完全相同条件下气井的单井日产气量和总计总产气量也越高,气井的波动越晚,平稳生产周期就越宽,对煤层气/页岩气铁矿就越不利。  美国五大页岩气勘探开采区的页岩清净厚度为9.14~91.44m,其中产气量较高的Barnett页岩和Lewis页岩的平均值厚度在30.48m以上uml;。对于页岩气,页岩层中有机碳(TOC)含量越高,就越不利于页岩气的富含,一般指出TOC含量2%时,页岩气才具备商业铁矿价值。  煤层气/页岩气成因类型完全相同,可以构成于有机质进化的各阶段,还包括生物成因气和热成因气。

煤/页岩的物质构成和有机质热进化程度是煤/页岩生气的物质基础。干酪根类型是取决于有机质产烃能力的参数,有所不同类型的干酪根同时也要求了产物以油居多还是以气居多。

一般来说,I型干酪根和Ⅱ型干酪根以生油居多,Ⅲ型干酪根则以生气居多。美国页岩气盆地的页岩干酪根主要以I型干酪根与Ⅱ型干酪根居多,也有部分Ⅲ型干酪根,而且有所不同类型干酪根的页岩都分解甲烷气。页岩中集中有机质的金属量及成烃母质类型是油气分解的物质基础,而有机质的成熟度则是油气分解的关键。

干酪根只有超过一定的成熟度才能开始大量生烃和排烃。在低熟阶段(0.4%~0.6%),有机质就可以向烃类改变。随着成熟度的减少,早期所分解的原油开始降解成气。

美国五大页岩盆地页岩的热成熟度产于范围在0.4%~2.0%,可见在有机质生烃的整个过程都有页岩气的分解。有所不同类型的干酪根在热进化的有所不同阶段生烃量也有所不同。


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