渭北地区煤层气储层物性特征及控制机理

发布时间：2017-04-04 07:39

  本文关键词：渭北地区煤层气储层物性特征及控制机理，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：渭北地区处于鄂尔多斯盆地东南缘,是国内实现大规模商业化开发的两个煤层气区之一。但该区由于地处盆地边缘,煤储层形成条件异常复杂,构造条件更加复杂,储层物性非均质性较强,这给该区煤层气开发带来了较大困难。论文以渭北煤层气富集区为研究区,从该区韩城、合阳、澄城三大矿区开展地质研究工作,采集20余个煤矿的煤岩样品,进行煤岩煤质、显微组分、显微裂隙、扫描电镜、等温吸附、压汞孔隙测试、覆压渗透率测试、X射线-CT扫描、声发射等各类实验。结合地质资料和煤层气试井资料研究,分析了渭北地区煤层气储层物性特征及控制机理。主要成果和认识如下:(1)通过系统研究构造地质特征、地层沉积特征、水文地质特征和煤储层发育与展布特征,阐明了渭北地区煤层气富集区的地质特征,揭示了煤层气储层差异发育的地质控制机理。(2)通过分析煤层气储层含气特征、吸附解吸特征、孔裂隙发育特征和测井曲线响应特征,揭示了渭北地区煤层气储层物性特征及主控因素,并建立了储层物性的测井定量模型。(3)开展了渭北地区埋藏演化史、热演化史和生烃演化史的数值模拟,阐明了煤层气储层成藏演化特征,建立了煤层气储层成藏演化模式,揭示了成藏演化过程对煤储层物性的控制机理。(4)开展了不同温度下的煤岩等温吸附解吸实验,研究了不同温度下的煤储层气体吸附特征。利用气体吸附势理论,建立了温度、压力变化下的煤储层甲烷综合吸附模型。(5)开展了不同压力变化下的煤岩渗透率演化实验,阐明了气体滑脱、基质收缩和有效应力三大地质力学效应对煤储层裂隙和渗透率演化的控制机理,建立了压力变化下的渗透率演化模型。
【关键词】：煤层气储层 富集地质特征 储层物性特征 成藏演化模式 吸附演化模型 渗透率演化模型 地质力学效应
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P618.13
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 选题背景10-11
• 1.2 研究目的和意义11
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势11-14
• 1.3.1 煤层气储层物性评价11-12
• 1.3.2 煤层气成藏演化研究12-13
• 1.3.3 储层孔隙吸附性能研究13-14
• 1.3.4 储层裂隙与渗透率演化研究14
• 1.4 存在的问题14-15
• 1.5 研究内容与技术路线15-16
• 1.5.1 研究内容15
• 1.5.2 技术路线15-16
• 1.6 完成工作量16
• 1.7 取得的主要创新成果16-18
• 2 渭北地区煤层气富集区成藏地质特征18-38
• 2.1 区域构造地质特征18-25
• 2.1.1 区域构造演化18-20
• 2.1.2 现今构造背景20-22
• 2.1.3 构造与煤层气富集22-25
• 2.2 含煤地层沉积及展布特征25-32
• 2.2.1 含煤地层沉积特征25-32
• 2.2.2 含煤地层展布特征32
• 2.3 水文地质特征32-34
• 2.3.1 平面水文地质特征33
• 2.3.2 垂向上水文地质单元33-34
• 2.4 煤储层发育与展布特征34-38
• 2.4.1 3 号煤储层发育及展布特征34-35
• 2.4.2 5 号煤储层发育及展布特征35-36
• 2.4.3 11 号煤储层发育及展布特征36-38
• 3 煤层气储层物性特征及其主控因素38-70
• 3.1 煤储层含气性特征及主控因素39-47
• 3.1.1 煤层气富集规律39-40
• 3.1.2 煤层气含气性控制因素40-47
• 3.2 煤储层吸附解吸特征及主控因素47-54
• 3.2.1 煤储层吸附特征及影响因素47-51
• 3.2.2 煤储层解吸特征及影响因素51-54
• 3.3 煤储层孔裂隙发育特征54-63
• 3.3.1 煤储层孔隙发育特征55-60
• 3.3.2 煤储层裂隙发育特征60-63
• 3.4 煤储层物性特征及其测井定量63-70
• 3.4.1 煤储层物性基本特征63-65
• 3.4.2 煤储层物性测井定量65-70
• 4 成藏演化对煤层气储层物性的控制机理70-93
• 4.1 埋藏演化史对煤储层物性的控制机理71-79
• 4.1.1 煤层埋藏演化模式71-76
• 4.1.2 埋藏演化史对煤储层物性的控制机理76-79
• 4.2 热演化史对煤储层物性的控制机理79-89
• 4.2.1 煤层热演化模式79-85
• 4.2.2 热演化史对煤储层物性的控制机理85-89
• 4.3 生烃演化史对煤储层物性的控制作用89-93
• 4.3.1 煤层生烃演化模式89-90
• 4.3.2 生烃演化史对煤储层物性的控制机理90-93
• 5 煤层气储层物性演化特征及控制机理93-129
• 5.1 不同温压下的吸附性能演化与综合吸附模型93-101
• 5.1.1 不同温压下煤吸附演化实验93-96
• 5.1.2 煤吸附甲烷的温度-压力综合吸附模型96-99
• 5.1.3 煤吸附甲烷的温度-压力综合吸附模型的验证99-101
• 5.2 煤储层裂隙变形与渗透性101-112
• 5.2.1 煤储层裂隙变形实验101-103
• 5.2.2 煤岩裂隙变形的渗透率与应变计算103-105
• 5.2.3 煤岩CT切片的裂隙率计算105-111
• 5.2.4 煤岩裂隙变形的声发射特征111-112
• 5.3 煤储层渗透率演化模式与控制机理112-129
• 5.3.1 煤岩裂隙渗透率演化实验113-117
• 5.3.2 控制煤岩渗透率演化的地质力学效应117-122
• 5.3.3 地质力学效应控制煤岩渗透率演化的数学模型122-129
• 6 结论129-132
• 致谢132-133
• 参考文献133-144
• 附录144-14

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