沁水盆地南部煤储层物性及地质因素分析

论文摘要

论文选取山西沁水盆地南部的3号与15号煤储层为研究对象,采用地质分析、样品观察、实验测试等研究手段,对研究区煤储层的岩石学特征、孔裂隙系统、煤储层渗透率和含气性等储层物性特征以及与物性特征有关的沉积环境、构造改造、煤层埋深、地应力、水动力条件等地质因素进行分析,同时贯彻3号与15号煤层对比研究的思路,从煤岩学、煤变质、沉积环境和煤层埋深等角度探讨两煤层的储层物性差异及物性的影响因素,为煤层气的勘探开发提供了一定的理论依据。对样品进行观察表明,3号和15号煤的宏观煤岩类型均以半亮型为主。通过显微镜和扫描电镜分析发现,煤中显微组分以镜质组含量为最高,约80%,惰质组少于20%,未见壳质组组分;矿物成分中粘土含量最高,其次为黄铁矿和方解石;与3号煤相比,15号煤的镜质组含量稍高,黄铁矿和方解石的含量较高。对煤样进行工业分析及镜质体反射率测定,可知3号和15号煤均为高变质的贫煤-无烟煤,15号煤的镜质体反射率略高于3号煤,挥发分产率较3号煤稍低。扫描电镜观察发现,孔隙的四种类型——原生孔、后生孔、外生孔和矿物质孔——在煤中都有发现,且以原生孔、气孔和矿物质孔为主,15号煤由于镜质组含量较高而气孔含量稍高。煤中裂隙以外生裂隙中的张性裂隙和剪性裂隙为主,多为中孔级及其以上,内生裂隙含量较少。15号煤的孔隙和裂隙中出现矿物堵塞的情况较3号煤多。研究区煤层渗透率具有明显的方向性,且3号煤层的渗透率高于15号煤层。两煤层的含气量均较高,吸附性也较强。分析沉积相、构造改造、煤层埋深、地应力和水文地质条件等地质因素可知,沉积环境对煤储层的控制作用体现在煤层厚度、封盖性能以及生气潜力等方面,是最重要的影响因素。聚煤作用后频发的构造运动对煤层气的生成、储集空间等有很大影响。埋深通过控制甲烷的吸附量、煤的变质程度以及上覆地层的压力等控制煤层气含量。地应力对煤储层渗透率产生不利影响。地下水动力条件对15号煤层产生的不利影响大于3号煤层。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究目的与意义
• 1.2 国内外研究现状与进展
• 1.2.1 国外煤层气勘探开发现状
• 1.2.2 国内煤层气勘探开发现状
• 1.2.3 储层物性的研究现状
• 1.2.4 地质因素的研究现状
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 完成的主要工作量
• 1.5 主要成果及创新点
• 第2章 沁水盆地南部煤层气地质背景
• 2.1 区域地质概况
• 2.2 研究区地层特征
• 2.3 研究区构造特征
• 2.4 构造演化分析
• 2.5 煤系地层及其特征
• 第3章 煤储层岩石学特征
• 3.1 宏观煤岩特征
• 3.2 显微煤岩特征
• 3.2.1 显微组分含量
• 3.2.2 显微组分的镜下特征
• 3.2.3 显微煤岩类型
• 3.3 煤质分析
• 3.4 煤级
• 第4章 煤储层物性特征研究
• 4.1 孔隙发育特征
• 4.1.1 孔隙的扫描电镜研究
• 4.1.2 孔隙对储层物性的影响
• 4.2 裂隙发育特征
• 4.2.1 裂隙的宏观观察
• 4.2.2 显微镜下的微裂隙
• 4.2.3 微裂隙的扫描电镜研究
• 4.2.4 裂隙对渗透率的贡献
• 4.3 煤储层渗透性
• 4.4 煤储层吸附性
• 4.5 煤储层含气性
• 第5章 影响煤储层物性的地质因素分析
• 5.1 沉积相
• 5.1.1 太原组沉积相
• 5.1.2 山西组沉积相
• 5.1.3 沉积环境对煤储层物性的影响
• 5.2 构造
• 5.3 煤层埋深
• 5.3.1 目标煤层埋深情况
• 5.3.2 埋深对储层物性的影响
• 5.4 地应力
• 5.4.1 研究区地应力情况
• 5.4.2 地应力的影响因素
• 5.4.3 地应力对储层物性的影响
• 5.5 水文地质条件
• 5.5.1 地下水来源及其迳流特征
• 5.5.2 主要含水层及其与煤层水力的联系
• 5.5.3 地下水动力条件对煤层含气性的影响
• 5.6 各地质因素对目标煤层的影响对比
• 5.6.1 沉积环境对煤储层的影响
• 5.6.2 构造作用对煤储层的影响
• 5.6.3 煤层埋深和地应力对煤储层的影响
• 5.6.4 水文地质条件对煤储层的影响
• 第6章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录