临兴深部煤储层孔渗成因演化机制及压裂可改造性研究
发布时间：2022-04-23 11:14
我国深部煤层气资源丰富,局部勘探开发的突破昭示了其开发潜力巨大,但是目前整体的开发形势不容乐观。低孔、低渗的储层特征是制约深部煤层气高产的重要因素,这也决定了深部煤储层的压裂改造势在必行。目前,关于深部煤储层的孔渗成因演化机制及“三高”（即高温、高压、高地应力）环境下的压裂可改造性尚未明确。针对上述问题,论文以“煤级约束为基础、构造改造定差异、温压控制为关键”的研究思路,揭示了深部煤储层孔渗成因演化机制,以煤储层渗透率、煤岩力学性质和地应力空间展布为主导,从地质角度探讨了深部煤储层的压裂可改造性。阐明了煤级制约下的深部煤储层孔隙结构发育基础。基于煤镜质体反射率、砂岩流体包裹体测试,结合埋藏史模拟,查明了临兴地区煤变质演化过程,指出对于紫金山隆起区以外的区域,岩浆作用只是加快了侵入时期的煤变质进程,而历史最大埋深控制了现今煤变质程度。通过对不同变质程度样品的煤岩煤质和孔隙结构测试,分析了变质程度对煤的物质组成及孔隙结构的控制特征,揭示出随着煤变质程度的增加（Ro介于0.75～1.35%）,微孔比例增大,小孔比例先减小后增大,大、中孔比例减小;孔容和比表面积先快速减小后缓慢减小,最后出现增...
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 选题依据与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 深部煤层气的界定
1.2.2 深部煤层气勘探开发现状
1.2.3 深部煤储层孔渗特征
1.2.4 深部煤储层压裂可改造性
1.3 存在的问题
1.4 研究内容与技术路线
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 研究技术路线
1.5 完成的主要工作量
1.6 取得的主要成果及创新点
1.6.1 主要成果
1.6.2 创新点
1.7 本章小结
2 区域地质概况及煤层特征
2.1 区域地质概况
2.1.1 自然地理概况
2.1.2 构造特征
2.1.3 地层特征
2.1.4 含煤岩系沉积特征
2.1.5 水文地质特征
2.1.6 岩浆活动
2.2 主力煤层地质特征
2.2.1 厚度
2.2.2 埋深
2.2.3 储层温度
2.2.4 储层压力
2.2.5 含气量
2.3 本章小结
3 煤级制约下的深部煤储层孔隙结构特征
3.1 煤变质程度特征
3.1.1 空间展布特征
3.1.2 煤变质过程推演
3.2 不同变质程度煤的物质组成特征
3.2.1 煤岩特征
3.2.2 煤质特征
3.3 不同变质程度煤的孔隙结构特征
3.3.1 基于氮气吸附的孔隙结构特征
3.3.2 基于高压压汞的孔渗特征
3.4 本章小结
4 多期构造叠加作用下的煤储层物性差异演化
4.1 关键时期古构造应力场及形迹恢复
4.1.1 节理(构造裂隙)发育特征
4.1.2 古构造应力场恢复
4.1.3 古构造形迹反演
4.1.4 煤储层历史最大变形程度的定量表征
4.2 多期构造作用下的煤体结构特征
4.2.1 基于GSI的煤体结构测井量化表征
4.2.2 煤体结构的空间展布特征
4.3 多期构造作用下的煤储层物性差异演化
4.3.1 煤体结构特征
4.3.2 裂隙发育特征
4.3.3 渗流特征
4.4 本章小结
5 温度和应力耦合作用下的深部煤储层孔渗特征
5.1 温度和应力耦合作用下的煤储层微观孔裂隙结构特征
5.1.1 实验设计及仪器
5.1.2 实验结果及分析
5.2 温度和应力耦合作用下的煤储层渗透率特征
5.2.1 实验设计及仪器
5.2.2 实验结果及分析
5.3 煤储层渗透率预测模型
5.3.1 模型推导
5.3.2 模型验证及应用
5.4 本章小结
6 临兴地区深部煤储层压裂可改造性分析
6.1 煤岩力学性质
6.1.1 温度-应力对煤力学性质的影响
6.1.2 煤体结构对煤力学性质的影响
6.1.3 煤岩力学性质差异
6.2 地应力特征
6.2.1 地应力方向
6.2.2 地应力大小
6.3 压裂可造性分析
6.3.1 压裂模拟软件简介
6.3.2 煤储层渗透率对压裂效果的影响
6.3.3 煤岩弹性模量对压裂效果的影响
6.3.4 地应力对压裂的影响
6.4 实例分析
6.4.1 井位概况
6.4.2 煤储层特征
6.4.3 压裂施工概况
6.4.4 压裂效果分析
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3647062
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 选题依据与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 深部煤层气的界定
1.2.2 深部煤层气勘探开发现状
1.2.3 深部煤储层孔渗特征
1.2.4 深部煤储层压裂可改造性
1.3 存在的问题
1.4 研究内容与技术路线
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 研究技术路线
1.5 完成的主要工作量
1.6 取得的主要成果及创新点
1.6.1 主要成果
1.6.2 创新点
1.7 本章小结
2 区域地质概况及煤层特征
2.1 区域地质概况
2.1.1 自然地理概况
2.1.2 构造特征
2.1.3 地层特征
2.1.4 含煤岩系沉积特征
2.1.5 水文地质特征
2.1.6 岩浆活动
2.2 主力煤层地质特征
2.2.1 厚度
2.2.2 埋深
2.2.3 储层温度
2.2.4 储层压力
2.2.5 含气量
2.3 本章小结
3 煤级制约下的深部煤储层孔隙结构特征
3.1 煤变质程度特征
3.1.1 空间展布特征
3.1.2 煤变质过程推演
3.2 不同变质程度煤的物质组成特征
3.2.1 煤岩特征
3.2.2 煤质特征
3.3 不同变质程度煤的孔隙结构特征
3.3.1 基于氮气吸附的孔隙结构特征
3.3.2 基于高压压汞的孔渗特征
3.4 本章小结
4 多期构造叠加作用下的煤储层物性差异演化
4.1 关键时期古构造应力场及形迹恢复
4.1.1 节理(构造裂隙)发育特征
4.1.2 古构造应力场恢复
4.1.3 古构造形迹反演
4.1.4 煤储层历史最大变形程度的定量表征
4.2 多期构造作用下的煤体结构特征
4.2.1 基于GSI的煤体结构测井量化表征
4.2.2 煤体结构的空间展布特征
4.3 多期构造作用下的煤储层物性差异演化
4.3.1 煤体结构特征
4.3.2 裂隙发育特征
4.3.3 渗流特征
4.4 本章小结
5 温度和应力耦合作用下的深部煤储层孔渗特征
5.1 温度和应力耦合作用下的煤储层微观孔裂隙结构特征
5.1.1 实验设计及仪器
5.1.2 实验结果及分析
5.2 温度和应力耦合作用下的煤储层渗透率特征
5.2.1 实验设计及仪器
5.2.2 实验结果及分析
5.3 煤储层渗透率预测模型
5.3.1 模型推导
5.3.2 模型验证及应用
5.4 本章小结
6 临兴地区深部煤储层压裂可改造性分析
6.1 煤岩力学性质
6.1.1 温度-应力对煤力学性质的影响
6.1.2 煤体结构对煤力学性质的影响
6.1.3 煤岩力学性质差异
6.2 地应力特征
6.2.1 地应力方向
6.2.2 地应力大小
6.3 压裂可造性分析
6.3.1 压裂模拟软件简介
6.3.2 煤储层渗透率对压裂效果的影响
6.3.3 煤岩弹性模量对压裂效果的影响
6.3.4 地应力对压裂的影响
6.4 实例分析
6.4.1 井位概况
6.4.2 煤储层特征
6.4.3 压裂施工概况
6.4.4 压裂效果分析
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3647062
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