甘肃省煤层气产气潜力定量评价方法探讨——以窑街矿区海石湾煤矿为例

为加快甘肃省煤层气勘探开发和煤矿瓦斯地面抽采进程,以窑街矿区海石湾煤矿为例,采用临储压差、临废压差、有效解吸量等评价指标和数值模拟软件中的产气预测相结合的方法对煤二层产气潜力进行了定量评价。结果表明煤二层具有临储压差较小(2.31 MPa)、临废压差较大(6.70 MPa)、有效解吸量较大(8.60 m^(3)/t)、解吸效率较高(3.59 m^(3)/(t·MPa))特征;排采开始较短时间后即可产气,产气阶段的压降空间较大,能很快进入快速解吸和敏感解吸阶段,煤层气解吸效率显著增大;抽采10a直井日产气量平均1 258 m^(3),具有良好的产气潜力。现场直井排采实践也验证了评价结果的准确性。研究成果可为甘肃省煤层气勘探开发和煤矿瓦斯地面抽采提供有效的技术手段和决策依据。

基于煤层气井排采数据的储层含气量动态反演研究

煤储层含气量是煤层气开发的核心参数,但实测煤储层含气量与煤储层的真实含气量之间往往存在误差。基于窑街矿区海石湾井田煤层气井不同时段的产气量,以煤储层含气量"定体积"降低为基础,反演煤储层实时含气量,研究煤层气井排采过程煤储层实时含气量的变化规律。结果表明:煤储层含气量随排采时间呈线性下降趋势,不同步长煤层气井产气量与煤储层含气量降低幅度一致,遵循"定体积"产气特征,即煤层气单井产气量是煤基质"定体积"产出;煤层气井的产气量与含气量降低速率有关,而与煤储层原始含气量无关。煤储层为隔水层,水力压裂难以改变煤基微孔隙通道的结合水状态,CH_(4)产出过程受水–煤界面作用控制,煤层气产出是"CH_(4)·煤·水"三相界面传质作用的结果,水–煤界面作用中水的湍动提供并传递能量,激励块煤中CH_(4)解吸与产出。

窑街煤田外围赋煤特征及找煤方向

窑街煤田含煤地层为中侏罗统窑街组,煤炭资源较丰富。由于多年开采,资源面临枯竭,解决资源接续问题已成当务之急。通过对区内主要控煤构造F19断层的特征和煤系地层层序的研究,推断F19断层可能是煤系沉积过程形成的同沉积断裂,对煤层赋存起控制作用,预测研究区F19断裂带以东有可采煤层存在。通过研究窑街矿区沉积特征、聚煤规律和构造控煤因素,认为研究区与窑街矿区应属同一山间聚煤坳陷,成煤环境为河湖沼泽相,岩相旋回以河流相开始,泛湖相结束,煤层位于旋回中上部,其厚度大,含煤性好,资源潜力大。根据已知矿区地质条件,结合以往地质工作,提出在窑街矿区东部的散马池—阳洼一带开展找煤工作。

海石湾井田窑街组煤储层特征分析

根据海石湾井田钻探揭露情况,结合钻孔的煤质和瓦斯资料,通过扫描电镜、常规压汞和等温吸附实验,对海石湾井田煤二层进行了煤储层特征及含气性分析。研究表明:煤二层平均厚度19.61 m,属中灰、低硫、高挥发分、中发热量煤;煤储层孔隙率平均8.45%,孔隙类型以有机质晶间、晶内孔隙为主,最大进汞饱和度平均82.65%,Langmuir体积为10.16~11.45 m^(3)/t,Langmuir压力为2.25~2.79 MPa。即煤二层具有厚度大、孔隙率大、孔隙连通性好、兰氏压力大的特点。