多煤层条件下含煤层气系统流体能量分配及其地质控制

Taking fluid energy distribution of late Permian epoch multi-coalbeds from reprsentative syncline in Bide-santang basin of Zhina coal field in western Guizhou province as the study object,adopting geological analysis and sequence stratigraph methods,fluid energy distribution law and its intrinsic controlling factors are thorough analyzed.Distribution and correlation of gas- bearing property, water-bearing property, permeability,and reservoir pressure on multi-coalbes sequence are emphatically discussed.Employing start-up pressure gradient and numerical simulation methods,the lowest porosity-permeability on which condition the coalbed methane(CBM)-beraring system of unified fluid pressure are analyzed,further CBM-bearing system type are divided on basis of this discriminant value,then further fluid energy state and property of these different system are analyzed.At last anatomizing representative syncline,vertical distribution mode of different CBM-bearing system having different fluid energy property on multi-coalbeds are explained,then which can guide choice of exploiting CBM methods,develop CBM reservoirring theory on multi-coalbeds,and provide theory evidence for establishing large CBM exploiting base of southwest in China.

以贵州省织纳煤田比德-三塘盆地典型向斜晚二叠世多煤层流体能量分配为研究对象，采取地质分析与层序地层学分析方法，深入分析多煤层条件下流体能量分布规律及其内在控制因素。重点探讨煤储层含气性、含水性、渗透性、储层压力在多煤层序列上的垂向分配规律及相互关系。引入启动压力梯度及数值模拟方法，分析含煤层气系统形成具有统一流体压力含煤层气系统所需的最低孔渗性值，以此判别值划分含煤层气系统类型，进一步分析不同含煤层气系统类型的流体能量存在状态及属性。最后解剖典型向斜，阐释多煤层序列上具有不同流体能量特征的含煤层气系统的垂向叠置分配模式，进而指导后期煤层气开采方式的选择，推进适合于多煤层条件下的煤层气成藏理论向纵深发展，为构建我国西南煤层气大型开发基地提供理论依据。

多煤层条件下的煤层气成藏作用具有其特殊性，含煤地层高频旋回普遍发育，深刻地影响到煤层气成藏效应，为此本项目以黔西织纳煤田比德-三塘盆地为研究对象。重点探讨了典型向斜晚二叠世多煤层含煤层气系统流体能量分配及其地质控制机理。取得以下成果。.首先，基于单孔含煤地层柱状微量元素地球化学分析，结合整个盆地典型钻孔的岩性分析和测井曲线，修正了研究区含煤地层三级层序格架，识别出4个层序界面，划分为5个三级层序。认为层序结构为二元组合，由海侵体系域和高位体系域组成。.第二，综合运用相关测试手段，对黔西比德三塘盆地单井多煤层储层物性进行了分析。揭示和表征了煤层孔隙性、渗透性、吸附性、扩散性等在沉积序列上的变化规律。研究发现：煤的孔径随层位降低而趋于减小，孔容波动性较小，孔比表面积随层位降低而趋于增大，暗示煤吸附能力随层位降低而有所增强，但储气能力变化不大；煤岩渗透率随层位变化呈现为3个突变式半旋回，高渗层位集中于最大海泛面附近及海侵体系域，与三级层序结构具有较高的一致性；煤的吸附常数随层位降低具增高趋势，但兰氏压力在局部煤层出现异常；煤的扩散系数在层序Ⅲ中最高。研究区泥岩、粉砂岩、细砂岩、灰岩都是煤层的良好封盖层，扩散系数远远小于煤层，这是煤层之间地下流体贯通不畅的一个重要原因。.第三，在参阅相关文献和实验数据分析的基础上，提出了划分含气系统类型的基本界限值。以煤储层原位渗透率0.1md作为划分具有统一压力含气系统（压力气系统）和无统一压力含气系统（应力气系统）的界限值。基于启动压力梯度实验测试结果得到，储层渗透率与启动压力梯度具有幂指数关系，储层渗透率越低，启动压力梯度越高，存在无统一压力含气系统的概率越高。在此基础上，结合多煤层条件下层序地层结构对煤储层主要物性的控制特征和抽水试验数据分析，在研究区从形态上区分出多层叠置独立和多层统一两类含气系统，提出了层序地层结构控气模式，分析了比德－三塘盆地含煤地层中两类含气系统的空间配置关系。.第四，基于黔西大量注入压降试井数据统计和分析,进一步研究了地应力条件下的多层叠置独立含气系统的后期调整。分析显示在黔西六盘水一般发育应力气系统，在形态上主要为多层叠置独立含气系统。而在织纳地区，一般发育压力气系统，在形态上包括多层叠置独立含气系统和多层统一含气系统。研究成果对于指导多煤层条件下的煤层气开发方式具有重要意义。