沁水盆地煤储层渗透率影响因素研究

煤层气储层渗透率影响因素研究王臣君;杜敬国;梁英华【摘要】煤层气储层渗透率是煤层气开发生产的关键参数之一.在深入分析煤层气的解吸过程和煤储层孔隙特征的最新研究成果基础上,对与煤层气储层渗透率相关的主要影响因素进行了系统分析,发现:大量水排出后会形成大量与裂隙相连的孔隙,对煤层气的渗透率造成重要的影响;煤层的成熟度不仅对煤层气储层的孔隙结构造成影响,同时对孔隙表面的粗糙度也有一定的影响;克林伯格效应对煤层气储层的渗透率影响可以不在研究范围内;甲烷的溶解度随无机质离子的含量增大呈现一种先增大后减小的趋势.%The permeability of coalbed methane reservoirs is one of the key parameters of coalbed methane exploitation and production. Based on the deep analysis of the latest research results of the desorption process of coalbed methane and the pore characteristics of coal reservoirs, systematical analysis was made in this paper on the main influence factors related to the permeability of coalbed methane reservoirs, it was found that the discharge of a large amount of water would form a large number of pores connected with fractures, which would have an important influence on the permeability of coalbed methane;the maturity of coal seam not only affected the pore structure of coalbed methane reservoirs, but also the pore surface roughness; the influence of Klinkenberg effect on the permeability of coalbed methane reservoirs could be neglected; the solubility of methane showed a trend of first increase and then decrease with the increase of the inorganic ion content.【期刊名称】《矿业安全与环保》【年(卷),期】2017(044)006【总页数】6页(P83-87,91)【关键词】煤层气;储层;渗透率;复合解吸;溶解度【作者】王臣君;杜敬国;梁英华【作者单位】华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009;唐山中浩化工有限公司,河北唐山063611;华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009;华北理工大学化学工程学院,河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】TD712面对国家能源结构调整和社会对环境保护的需求，国家相关部门对煤层气提出了更大的指导规划和更积极的财政补贴政策，使得我国煤层气勘探开发又进入一次新的发展时期。

煤层气储层渗透率影响因素摘要：煤层气作为一种新型能源，而且我国煤层气储量丰富，因此其开采利用可以很大程度上缓解我国常规天然气需求的压力。

煤储层的渗透率是煤岩渗透流体能力大小的度量，它的大小直接制约着煤层气的勘探选区及煤层气的开采等问题。

因此掌握煤储层渗透率的研究方法及影响因素，对于指导煤层气开采具有重要的指导意义。

本文主要在前人的基础上，从裂隙系统、煤变质程度、应力及当前其他领域的技术对渗透率的研究的理论、认识及存在的问题等进行总结，对煤储层渗透率的预测有一定的理论指导意义。

Abstract: Our country is rich in the CBM which is a new resource. So the development of CBM can lighten our pressure for the requirement of conventional gas.The permeability of the coal reservoir is a measure of fluid 's osmosis permeability, restricting the exploration area and mining of CBM. Therefore, controlling the method of mining and the effect factoring has an important guiding significance for mining .This article is summarized from fracture system,the degree of coal metamorphism, stress for the theory, matters and so on of permeability 's study which is based on the achievement of others ，having a great guiding significance for the permeabilityprediction. 关键词：煤层气；渗透率；影响因素1、引言煤层气是指赋存在煤层中常常以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解在煤层水中的烃类气体[1]。

沁水盆地煤储层渗透率实验和模拟研究郑贵强;凌标灿;朱雪征;杨德方【摘要】作为中国煤储层开发的一个关键参数,割理的可压缩性一直没有得到充分的研究.在本次研究中,从山西省沁水盆地选取了一些有代表性的煤样,并对这些煤样进行了包括He,N2,CH4和CO2四种气体在不同有效应力和温度下的实验研究.在实验数据的基础上,计算了兰氏常数并绘制出了兰氏曲线,并且也分别绘制了吸附和渗透率的曲线.实验结果表明:有效应力对煤储层的渗透率有重要的影响.在恒温35℃下,对于同一孔隙压力下的四种不同气体,随着有效应力的增加,渗透率是降低的.在实验结果的基础上,通过拟合数据计算出了割理的压缩系数.计算结果显示:对于四种测试气体,在恒温35℃下,随着孔隙压力的增加,割理的压缩系数呈现降低的趋势.此外,随着温度的增加,割理的压缩系数仅仅略微地增长.通过对实验结果的分析和资料研究,有效应力被认为是影响割理压缩性的重要参数.【期刊名称】《华北科技学院学报》【年(卷),期】2014(011)002【总页数】7页(P67-73)【关键词】中国煤;渗透率;割理压缩率;有效应力;温度【作者】郑贵强;凌标灿;朱雪征;杨德方【作者单位】华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊101601;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊101601;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊101601;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊101601【正文语种】中文【中图分类】TD712+.50 引言中国煤层气的勘探开发潜力巨大。

然而，因为中国煤储层的“三低”特征，即低储层压力、低渗透率和低饱和度，使得在过去的几十年内，中国煤层气的产能一直比较低。

渗透率是提高煤层气采收率的关键参数之一，而割理的压缩率对渗透率有着重要影响，因此，很有必要对割理的可压缩性随着不同有效应力和温度的变化特征和变化规律进行研究。

实验室测得的数据可以转化为原位数据，因而对于现场的生产具有重要的指导意义[1-3]。

沁水盆地煤系地层页岩储层评价及其影响因素陈晶;黄文辉;陈燕萍;陆小霞【摘要】以沁水盆地中部及南部的煤系地层的泥页岩取芯为研究对象,重点剖析了石炭系太原组及二叠系山西组两套主力产气层位,分别从烃源岩、岩石学性质、储层物性及其影响因素等方面进行分析.研究表明,沁水盆地泥页岩样品生烃潜力较好,样品总有机碳含量在厚层泥岩发育段具有较高值,有机质成熟度指标R0在1.33％～2.17％,已达到生气窗,有机质显微组分以腐泥组为主,有机质类型均为Ⅰ型干酪根;全岩分析表明,泥页岩样品脆性矿物含量较高,多数在40％以上;黏土矿物主要以伊/蒙混层矿物及高岭石为主,绿泥石及伊利石含量次之;经扫描电镜观察,泥页岩中矿物溶孔、粒间孔及微裂隙较为发育;孔隙度分布于0.7％～3.8％,略低于北美页岩,渗透率在0.002 8×10-15 ～0.127 3×10-15 m2,与北美页岩无太大差异;黏土矿物中高岭石及伊利石对储层物性影响较大,其中前者对孔渗发育具有建设作用,而后者含量越多对储层物性影响越不利.各项有机地球化学参数表明沁水盆地泥页岩具有较高的生烃潜力,储层孔隙度及渗透率适中,较高的脆性矿物含量有利于页岩气的后期储层压裂改造.%Based on the coring samples of shales in the center and south of Qinshui Basin,this study focuses on Taiyuan formation in Carboniferous system and Shanxi formation in Permian system which are the main gas production layers and analyses on the aspects including source rocks,petrology characteristics,reservoir property and its influence factors.The research shows that the shale samples has good hydrocarbon generating potential and the high content of TOC is found in the areas with thick shale.As one of the organic matter maturity indexes,R0 is between 1.33％-2.17％,which reaches the threshold of gas generation.Theorganic matter types are all type Ⅰ kerogen.Whole rock analysis shows that shale samples has a high content of brittle minerals,and most of the content of which is more than 40％.The illite/smectite mixed layers and kaolinite contains the highest content of clay minerals,next is chlorite and illite.According to the scanning electron microscope,shale develops mineral dissolution pores,intergranular pore,and microfractures.The porosity is between 0.7％-3.8％,which is little lower than that in North American shale,and the permeability is between 0.002 8× 10-15-0.1273×10-15 m2,which has no much difference with that of North American shale.It is the kaolinite and illite in the clay minerals which have great influence on reservoir physical properties.The kaolinite plays a constructive role in the development of porosity and permeability.While the higher content of illite is,the worse the effect on reservoir is.The parameters of organic geochemistry show that the shale in Qinshui Basin has high hydrocarbon potential.The porosity and permeability of the reservoir is well and the high content brittle minerals in it are favorable to the shale reservoir fracturing treatment.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2017(042)0z1【总页数】10页(P215-224)【关键词】沁水盆地;页岩气;烃源岩;储层物性;黏土矿物【作者】陈晶;黄文辉;陈燕萍;陆小霞【作者单位】中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京100083;中国地质大学(北京)非常规天然气地质评价及开发工程北京市重点实验室,北京100083;中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京100083;中国地质大学(北京)非常规天然气地质评价及开发工程北京市重点实验室,北京100083;中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京100083;中国地质大学(北京)非常规天然气地质评价及开发工程北京市重点实验室,北京100083;中原油田分公司物探研究院,河南郑州457001;中国地质大学(北京)能源学院,北京100083;中国地质大学(北京)海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京100083;中国地质大学(北京)非常规天然气地质评价及开发工程北京市重点实验室,北京100083;中联煤层气有限责任公司研究中心,北京100011【正文语种】中文【中图分类】P618.13沁水盆地位于中国中北部地区，作为中国主要的含煤盆地之一，该区煤层气已经开发了数十年，但其他非常规油气的勘探程度较低。

1 引言页岩气独特的赋存状态，“连续成藏”的聚集模式，区别于常规天然气储层的特征以及评价内容等，决定了页岩储层研究的特殊性。

目前，国内外对页岩储层特征的研究主要集中在南方海相页岩，而对华北地区广泛发育的海陆过渡相页岩储层特征尚缺乏系统评级。

本文笔者通过地球化学分析、X 射线衍射（XRD）、薄片分析、扫描电镜、压汞实验和低温液氮吸附等多种实验分析方法，对沁水盆地古县区块煤系泥页岩储层特征进行了研究，为下一步煤系页岩气的勘探部署提供地质依据。

2 地质背景古县区块位于山西省东南部，地处沁水盆地安泽-沁水预测区的西北部，沁源-武乡预测区的西南部，面积约1719.42 2km ，以往未进行过煤层气和页岩气的资源调查与评价工作。

本区块东南边界与三个煤层气矿业权区块边界相接，自北向南依次为中联煤层气沁源区块、中石油沁南区块和马必区块。

3 泥页岩发育特征储层厚度是页岩气藏最重要的评价指标之一，厚度越大，页岩气富集程度越高。

沁水盆地是华北克拉通内的海陆交互相盆地，石炭-二叠系地层在盆地内广泛分布，保存完整，厚度较为稳定。

在海陆交互相煤系中，多为富含有机质的暗色泥页岩，分布连续性好的厚层页岩则比较少见。

由于海陆交互相沉积环境的不稳定，页岩在垂向上常与砂岩和粉砂岩互层，而沁水盆地页岩发育较好的地区体系总厚最大值在30m 左右。

根据研究区内各个钻孔统计的页岩与粉砂岩厚度考虑不同层段页岩系统中各类岩性的有机质丰度，确定出Y1（2煤顶-K 底）、Y2（K 砂顶-K7底）、Y3（K 砂顶-10煤底）三套851目标页岩层。

Y1层段一般厚度在6-30m 之间，Y2层段在18-30m 之间，Y3层段在6-24m 之间。

总之，本区煤系页岩整体累计厚度较大，多在100m 以上，而单层厚度较小，一般小于30m，通常与煤层和致密砂岩甚至灰岩互层。

泥页岩的埋深也是控制页岩气富集与成藏的关键因素。

了解页岩层的埋深条件对分析页岩气的储存条件有很重要的意义。

煤储层渗透率影响因素摘要：煤储层渗透率对研究煤层气的产出及运移规律有着重要的意义，理清其影响因素对于有效预测煤储层渗透率、寻找有利勘探区具有重要的实际价值。

该文从裂隙系统、构造应力、煤岩类型、煤变质程度、煤体结构、温度、有效应力、基质的收缩效应、层理等方面对煤储层渗透性的影响进行了分析，并得出了具有针对性的结论。

关键词：煤层气渗透率影响因素综述中图分类号：p618 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2012）12（a）-0-02煤层气是以吸附状态富集在煤储层中的一种“自生自储”式非常规天然气，我国煤层气资源丰富，储量居于世界前列，开发利用的前景广阔。

渗透率是煤层气开发中的关键因素之一，直接关系到煤层气的产出能力，同时煤层气渗透率对研究煤层气的赋存、压力分布、解吸排放及运移规律也有着重要的意义。

煤储层渗透率主要受裂隙系统的发育程度、基质显微结构等内部因素以及多种外部因素的影响，笔者在系统分析前人研究成果的基础上，总结了不同地质条件下煤储层渗透率的主控因素，这对于有效预测煤储层渗透率、寻找有利勘探区具有一定的实际意义和参考价值。

1 煤储层渗透率的控制因素1.1 裂隙系统煤储层的裂隙系统一般分为内生裂隙（割理）和外生裂隙、继承性裂隙三部分。

裂隙系统是煤层气在煤层中的渗透路径，煤层的渗透性取决于裂隙系统的发育程度和连通程度[1]，经前人研究发现，裂隙发育的煤储层与裂缝不发育的煤储层相比，渗透率相差1～2个数量级，且裂隙越发育，连通性越好，越利于流体的渗流，这对煤层气可采性评价有极其重要的指导意义。

煤储层裂缝的形成主要受构造应力、煤岩类型、煤变质程度等因素的影响。

1.1.1 构造应力由于煤的低杨氏模量，性软而脆的力学性质，所以外部条件对裂缝的产生及对渗透率的影响是通过煤储层自身形变而实现的，而应力的改变最易引起形变。

有学者认为是古构造应力是控制割理发育程度的主控因素，成煤期后的构造活动是产生煤层构造裂缝的主要因素，构造活动强度的大小对煤储层的渗透性既有建设性作用，也有破坏性作用。