深部煤巖地質(zhì)條件復(fù)雜，儲層具有高地應(yīng)力、高地溫以及高流體壓力的“三高”特點，一直以來普遍被視為區(qū)域烴源巖層。隨著地質(zhì)理論的逐漸完善和壓裂2.0工藝在深部煤巖的推廣應(yīng)用，2019年以來，在鄂爾多斯盆地、準噶爾盆地2000m以深的煤巖地層相繼取得勘探評價突破，并初步形成了針對深部煤巖地層的勘探開發(fā)系列技術(shù)，填補了相關(guān)勘探開發(fā)理論和配套技術(shù)的空白。中國石油天然氣股份有限公司總地質(zhì)師江同文教授級高級工程師研究團隊以鄂爾多斯盆地8號煤層為例，從生烴、成儲與保存條件3個方面總結(jié)了深部煤層氣的成藏規(guī)律，并分析了其開發(fā)地質(zhì)特征，針對深部煤層氣開發(fā)難點提出了對應(yīng)的開發(fā)對策，結(jié)合鄂爾多斯盆地東緣大寧—吉縣區(qū)塊先導(dǎo)試驗，進一步總結(jié)了所取得的規(guī)律認識。相關(guān)研究認識刊登在《石油學報》第44卷第11期。
從深部煤巖到中—淺層煤巖，煤巖儲層經(jīng)歷了“排氣”（臨界深度以下）和“吸水—排氣”（臨界深度以上）兩個階段性變化。儲層含氣量持續(xù)降低，含水量逐漸上升，深部煤層氣與中—淺層煤層氣的主要區(qū)別是地層回返抬升過程中保存條件的巨大差異，深部煤巖儲-蓋組合的完整性更好，水動力條件更弱，并且處于臨界深度以下，含氣性優(yōu)勢明顯。深部煤層氣含氣量高且吸附氣與游離氣共存，氣井生產(chǎn)過程中游離氣產(chǎn)出依賴地層彈性能量，吸附氣產(chǎn)出依賴于地層壓力降低，因此早期產(chǎn)量便于快速提升，具有早期產(chǎn)量高、遞減快的特征。
鄂爾多斯盆地深部煤層氣連片穩(wěn)定大面積展布、有機質(zhì)成熟度較高，生烴條件優(yōu)。煤巖儲層中微孔、介孔、宏孔和微裂縫的體積平均占比分別78.0%、6.8%、2.1%和13.1%，為典型的多重孔-裂隙系統(tǒng)，煤儲層構(gòu)造穩(wěn)定，斷裂不發(fā)育，儲集與保存條件好。根據(jù)初步評價結(jié)果，埋深1500～3500m、煤層厚度＞6ｍ，含氣量大于18m3/t的Ⅰ類資源約為5×1012m3，可支撐未來建設(shè)500×108m3天然氣產(chǎn)能，深部煤層氣將成為中國最重要、最現(xiàn)實的天然氣增儲上產(chǎn)領(lǐng)域之一。
針對深部煤層氣非均質(zhì)性強，微幅構(gòu)造發(fā)育，鉆井過程中易引起塌、漏、竄的風險，江同文教授級高級工程師提出三維地震先行、建立儲層地質(zhì)力學模型、工廠化大井叢建產(chǎn)模式、堅持先導(dǎo)試驗4條開發(fā)對策。2019年以來，在大寧—吉縣區(qū)塊開展的一系列試采與先導(dǎo)試驗效果較好，初步探索了深部煤層氣開發(fā)配套技術(shù)。
論文鏈接：http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202311013
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