沁水盆地南部煤储层赋存环境条件及其对渗透率的影响

煤层气赋存与产出受控于煤储层地应力、压力和地温等赋存环境条件,正确分析煤储层赋存环境条件及其对渗透率的影响是煤层气有效开发所关注的关键问题。采用沁水盆地南部煤层气井63个测试资料,系统分析了研究区煤储层地应力、压力和温度条件,揭示了煤储层应力、压力和温度随埋藏深度的变化规律,建立最小水平主应力与垂直主应力和煤储层压力之间关系模型。采用三轴渗流试验系统,开展了不同应力、压力和温度条件下煤层气渗流试验研究,揭示了不同温度、应力和压力条件下煤样渗透率变化规律及其控制机理。研究结果表明,研究区煤储层最大、最小水平主应力分别为6.62~42.06和3.30~26.40 MPa,其梯度分别为1.20~5.26和0.99~2.95 MPa/hm;煤储层压力及其梯度分别为0.99~12.63 MPa和0.23~1.18 MPa/hm;煤储层温度及其梯度为19.36~38.84℃和1.98℃/hm;且煤储层应力、压力和温度均随深度的增加呈线性增大的规律。随着有效应力的增加,煤储层渗透率不断降低,在初始加压阶段,渗透率下降幅度较大,随着有效应力的增加,下降幅度变缓。在相同的应力条件下,温度的增加使得煤样渗透率不断降低,渗透率的下降速率随温度的升高而减小。随着有效应力和温度的增加,煤储层渗透率按负指数函数规律降低。随着孔隙压力的降低,有效应力增加,煤储层渗透率不断降低。在初始降压阶段,煤储层渗透率急剧下降,随着孔隙压力的降低,渗透率下降速率逐渐变缓;当孔隙压力小于0.6 MPa后,煤储层渗透率随孔隙压力的降低而升高。在高孔隙压力条件下,渗透率随温度的升高呈负指数函数降低,在低孔隙压力条件下,煤储层渗透率随温度的升高呈线性降低。在此基础上,建立了煤储层渗透率与应力、压力和温度之间的关系模型,揭示了煤储层渗透率随应力、压力和温度应力的增加按负指数函数降低的规律和控制机理。

高、低阶煤孔隙结构差异性及其对甲烷吸附特性的影响研究

采集沁水盆地高阶煤、二连盆地低阶煤,采用氮气、二氧化碳吸附法对煤基质纳米级吸附孔隙进行测试,分析高低阶煤的储气特征,从而确定影响高、低阶煤煤层气开发的关键因素。研究结果发现,高、低阶煤的比表面积相似,高阶煤的比表面积均值为215.33 m~2/g,可吸附甲烷49.53 cm~3/g;低阶煤的比表面积均值为212.17 m~2/g,可吸附甲烷48.96 cm~3/g。高、低阶煤储气主要为吸附气,占总储气量的99%以上,高阶煤储气主要是微孔吸附气,占总储气量的99.71%;低阶煤不同孔隙均有贡献,微孔最多,占比47.33%,其次是中孔,占比32.644%,大孔最少,占比19.69%。地层水侵入对低阶煤储气量影响大于高阶煤,平衡水条件下,高阶煤可储气量43.46 cm~3/g,低阶煤可储气量33.89 cm~3/g;受微孔特性影响,高阶煤储层储气量较高,但易储难逸,因此煤层气开采的关键问题是疏导微孔吸附气;受中、大孔及亲水性强影响,低阶煤储气量较低,且易储易散,勘察储气聚集区是低阶煤煤层气开发的首要工作。

沁水盆地煤储层地温场条件及其低地温异常区形成机理

煤储层地温场条件是影响煤层气赋存与产出的关键因素,从目前沁水盆地煤层气井生产情况来看,煤储层地温低异常区煤层气开发井的产气效果普遍较差,因此,开展煤储层地温场条件研究,揭示低地温异常区形成机理,对于低地温区煤层气开发显得尤为重要。采用沁水盆地煤层气井地温实测数据,系统分析了沁水盆地3号煤层和15号煤层地温及其梯度和大地热流分布特征,揭示了煤储层地温分布规律,提出了煤储层地温梯度等级划分标准,圈定了沁水盆地石炭-二叠系煤储层地温梯度小于1.6℃/hm的地温低异常区,揭示了研究区煤储层地温低异常区分布及其受控机制。研究结果表明,沁水盆地恒温带温度整体呈现由西北向东南逐渐增高的趋势,恒温带深度由北向南逐渐变浅,恒温带温度为13.2~15.2℃,恒温带深度为27.4~33.1 m。沁水盆地煤储层地温及其地温梯度均随深度的增加而增高。3号煤储层温度为14.6~100.9℃,平均为30.58℃,地温梯度为0.008~3.770℃/hm,平均为1.62℃/hm;15号煤储层温度为15.3~111.8℃,平均值为33.28℃,地温梯度为0.046~5.350℃/hm,平均为1.87℃/hm;大地热流值为0.93~94.60 mW/m^(2),平均为41.5 mW/m^(2),低于我国大陆地区平均热流值(63 mW/m^(2)),反映出本区处于稳定的构造-热状态之中。根据地温梯度,圈定了研究区3号和15号煤储层地温梯度小于1.6℃/hm的地温低异常区呈条带状分布于盆地东北和东部一带,面积分别占盆地总面积25.2%和27.9%,煤层气资源量近1.0万亿m3。煤储层地温梯度随着底板标高的增加而线性降低,随着煤储层有效埋深的增加而线性增加;进一步揭示了地壳抬升剥蚀作用和地下水补给与渗流作用对研究区煤储层地温低异常区的控制机理。

基于GIS和AHP的贵阳市环城林带生态敏感性评价

贵阳市环城林带对贵阳市生态环境起着控制和调节作用。近年来,随着城市化建设的发展,环城林带遭到不同程度破坏。为了保护现存环城林带资源,文章根据贵阳市环城林带地质环境条件的调查与测试资料,选择7个生态敏感性影响因子(地层岩性、地质构造、高程、坡度、坡向、地表水域和人类活动),采用GIS技术对各单因子的敏感性进行分区,最后利用层次分析法(AHP)和空间加权叠加技术对林带生态敏感性进行综合分区。结果表明,不敏感林区占林带总面积的4.82%,分布于研究区北部;轻度敏感区占18.01%,分布于南部、东北部及东南部;中度敏感区占42.91%,分布于东部、西部及东北部;高度敏感区占29.61%,分布于北部区域;极度敏感区占总面积的4.65%,零星分布于各林区。针对各敏感区存在的主要生态环境问题提出治理与保护对策,为预防和治理贵阳市环城林带生态环境问题提供科学依据,对今后贵阳市生态规划与建设提供科学指导。

基于地理信息技术的喀斯特城市环城林带影响因素分析及保护

以贵阳市环城林带为研究对象,探讨喀斯特城市环城林带生长影响因素以及保护措施。利用ENVI软件对贵阳市环城林带的卫星图、地形图、地质图进行校正,之后利用GIS技术对相关数据进行统计与分析,得出贵阳市环城林带碳酸盐岩区面积占林带总面积的19.54%,该区林带植被覆盖率低,水土保持能力差,石漠化严重,一旦被破坏将不能恢复;碳酸盐岩夹碎屑岩区占总面积的34.6%,该区植被生长速度较慢,遭到破坏后很难恢复;碎屑岩区占45.8%,该区植被覆盖率高,生长良好。在岩性分区的基础上,综合考虑气候、水、岩溶环境、地质构造等影响因素,分析得出脆弱的林带区域并提出保护措施。最终以GIS技术为新型措施,以林带分区情况为基础将贵阳市环城林带详细属性录入GIS系统,为贵阳喀斯特城市环城林带的着重保护和管理提供依据。

毕节地区陡坡合理利用探讨

贵州毕节地区陡坡分布广，然而在过去对陡坡利用上该区存在许多不合理的利用方式，为了能充分使该区陡坡达到最大经济、社会、生态效益，笔者提出了多条合理利用建议，以供参考。