多煤层煤层气产层优化组合的地质控制

In eastern Yunnan and western Guizhou, there is the superposed CBM system under coal seam groups conditions. In the geological background, how to choose production layer combination of CBM development, reduce the interference between layers, and balance utilization of CBM resources in all coal seams, have become the geological sciences problem need to solve urgently in the moment. Therefore, the project selected four key synclines with CBM exploration and development test well as the research object, which included Laochang syncline in eastern Yunnan, Tucheng syncline, Da hebian syncline and Zhuzang syncline in western Guizhou etc. Using geological analysis, log interpretation, physical simulation experiment and numerical simulation analysis as the technical methods, illustrating the key geological properties that affects production layer combination of superposed CBM system and revealling the productivity difference reason of key Syncline under different reservoir combination conditions. On this basis, extracting the key geological parameters, conducting physical simulation experiment and numerical simulation to quantitative the relationship between the difference value of reservoir physical property and each reservoir productivity difference. And further coupling key parameters, establishing the mathematical evaluation model or discriminant chart of production layer optimum combination, putting forward the production layer combination optimization scheme of typical syncline in the study area, initially forming production layer combination optimization techniques in order to provide scientific theoretical guidance for CBM exploration and development under multiple coal seams conditions in eastern Yunnan and western Guizhou.

滇东黔西煤层群条件下，存在叠置含煤层气系统，在此地质背景下，煤层气开发如何选择产层组合，减少层间干扰，各煤层煤层气资源均衡动用，成为当下迫切需要解决的地质科学问题。为此,本项目选择有煤层气勘探开发试验井的滇东老厂向斜、黔西土城向斜、大河边向斜和珠藏向斜等4个重点向斜为研究对象。采用地质分析，测井解释，物理模拟实验和数值模拟分析为研究技术方法，阐明影响叠置含气系统产层组合的关键地质属性，揭示重点向斜不同产层组合条件下产能差异化原因。在此基础上，提取关键地质参数，进行物理模拟实验和数值模拟，定量储层物性差值与各产层产能差异之间的关系，并进一步耦合关键参数，建立产层优化组合的数学评价模型或判别图版，提出研究区典型向斜的产层组合优化方案，初步形成产层组合优化技术，以期为滇东黔西多煤层条件下煤层气勘探开发提供科学的理论指导。

滇东黔西煤层气资源丰富，约占全国的10%，是继已建成的沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地东缘煤层气产业化基地后，今后重点建设的煤层气产业化后备基地。然而南方煤层群发育，煤层层数多而薄，存在叠置含气系统，开发方式有别北方的单一主力煤层，多层合采是高效开发的必然选择。在此地质背景下，煤层气开发如何产层优化组合，减少层间干扰，各煤层煤层气资源均衡高效动用，成为迫切需要解决的地质科学问题。项目通过4年的研究，取得了重要的突破。. 1）完善和建立了多煤层储层物性及流体属性测井解释模型，进行了典型钻孔多煤层全层位流体压力及关键物性测井解释。构建了中高煤阶温压场下多煤层煤层气临界解吸压力预测新模型。完成了双煤层合采流体动态小尺寸煤样物理模拟与数值模拟，揭示了多层合采层间干扰引起的主要储层因素为渗透率差、储层压差和合采层间距。. 2）首次提出了多煤层产层优化组合“三步法”，在此基础上进一步提出了煤层气多层合采开发单元划分及有利区评价指标和方法，形成了系统的多层合采有利区段优选评价方法体系。多煤层产层组合优化方法已作为贵州云南煤层气产层优化组合的首选方法，并在应用过程中取得了较好的效果。. 3）研究了多煤层煤层气井产出水地球化学响应特征，建立了多煤层煤层气井产出水溶解无机碳同位素地质响应模式，为沉积相控制的叠置流体系统提供了有效的地球化学证据，为多层合采煤层气井产层气、水贡献分析提供了新的分析手段。. 4）基于NMR技术，开展了研究区中高煤阶储层微观尺度下的流体可流动性研究，探讨了不同驱替压力及饱和压力条件下中高煤阶孔径大小与流体可动性之间的关系。开展了滇东黔西典型区块煤系气共生组合规律及地质成因研究，进一步向煤系气复合储层优化组合领域拓展。. 以上研究成果基于多煤层储层物性分析、产层优化组合、多层合采有利区评价、产出水地球化学响应，形成了较为系统的煤层气多层合采开发地质评价技术，为中国南方煤层气勘探开发提供了理论基础。