沁水盆地南部煤储层精细描述及物性主控因素分析

论文摘要

论文以沁水盆地南部为研究区,通过压汞、低温液氮、核磁共振和扫描电镜等测试手段对煤储层中孔裂隙系统进行精细描述,结合鄂尔多斯盆地东缘和沁水盆地中、北部煤样的测试结果,探讨了煤变质程度对煤储层孔隙系统发育的影响,分析了沁水盆地南部煤储层孔隙系统发育的影响因素,研究了孔裂隙系统发育特征对渗透率的综合控制作用,并结合黔西滇东煤样测试结果,探讨了煤变质作用对煤储层吸附性的控制作用机理。运用压汞和核磁共振等手段得出的煤中孔隙发育情况基本一致;依据液氮吸附回线形态可将沁水盆地南部煤样的孔隙结构划分为三种基本类型。运用光学显微镜进行观察和统计,发现沁水盆地高煤级煤储层中显微裂隙较为发育,但A类和B类较大裂隙不发育,C类和D类较小裂隙发育。运用扫描电镜观察沁水盆地南部高煤级样品,发现显微裂隙较为发育,但原生裂隙较少,大部分为次生裂隙。另外,还发现这些裂隙普遍被充填,充填物有粘土矿物和方解石等。煤的孔隙度、由低温液氮吸附实验得到的微孔体积和BET比表面积均随煤级的升高呈现高—低—高的变化规律。在研究沁水盆地南部煤储层孔隙系统发育的影响因素时,发现在多数情况下孔隙度随镜质组含量的增加呈现高—低—高的变化规律,在镜质组反射率为1.5%-2.0%,灰分为5%-10%时,煤的BET比表面积随镜质组含量的增加呈现高—低—高的变化规律;在多数情况下孔隙度与灰分之间呈负相关关系,煤的BET比表面积随灰分的增加呈现低—高—低的变化规律。在煤储层孔隙系统中,大孔孔隙度是控制煤岩渗透率的主要因素,煤岩渗透率随大孔孔隙度的增大而线性增加。裂隙密度与煤岩渗透率之间无明显关系。综合各种影响因素发现,大孔的发育程度、裂隙密度以及裂隙的充填程度共同制约着煤储层的渗透性。在Ro为0.68%-3.31%时,煤的吸附能力随煤变质程度的增高而增大,并且与固定碳和镜质组含量呈正相关关系。沁水盆地南部高煤级煤储层的吸附性在煤变质程度的控制下,主要受固定碳的影响,随着固定碳的增加,兰氏体积增大;受水分、灰分和镜质组含量的影响很小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题背景、研究目的及意义
• 1.2 煤储层物性描述国内外研究现状
• 1.3 研究内容和方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法和技术路线
• 1.4 实物工作量
• 1.5 主要研究成果
• 第2章 区域地质背景
• 2.1 区域地层
• 2.2 区域构造
• 2.3 煤系及煤层
• 2.3.1 煤系发育特征
• 2.3.2 主力煤层发育状况
• 2.3.3 煤岩煤质特征
• 第3章 沁南煤储层孔裂隙发育特征
• 3.1 煤的孔隙发育特征
• 3.1.1 孔隙的分类
• 3.1.2 压汞法
• 3.1.3 低温液氮吸附法
• 3.1.4 核磁共振孔隙分析
• 3.1.5 核磁共振T2 结果与常规压汞结果对比
• 3.2 煤的显微裂隙发育特征
• 3.2.1 显微裂隙镜下观察特征
• 3.2.2 显微裂隙扫描电镜观察特征
• 第4章 煤储层孔隙系统发育的主控因素
• 4.1 煤变质作用对煤储层孔隙系统发育的影响
• 4.1.1 样品采集与实验测试
• 4.1.2 实验结果及讨论
• 4.2 沁水盆地南部煤储层孔隙系统发育影响因素
• 4.2.1 显微组分及其组成对煤储层孔隙系统发育的影响
• 4.2.2 灰分对煤储层孔隙系统发育的影响
• 第5章 孔裂隙系统对渗透率的控制作用
• 5.1 孔隙系统对煤岩渗透率的控制作用
• 5.1.1 压汞法孔隙结构对渗透率的控制作用
• 5.1.2 核磁共振孔隙结构对渗透率的控制作用
• 5.2 显微裂隙系统对煤岩渗透率的控制作用
• 第6章 煤储层吸附性的主控因素
• 6.1 煤变质作用对煤储层吸附性的控制作用
• 6.1.1 样品采集与实验测试
• 6.1.2 实验结果与分析
• 6.1.3 煤变质作用对煤吸附能力影响的实质
• 6.2 沁水盆地南部煤储层吸附性影响因素
• 6.2.1 煤储层吸附性与固定碳之间的关系
• 6.2.2 煤储层吸附性与其他因素之间的关系
• 第7章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录