影响煤层气富集成藏的构造条件研究

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我国与美国煤层气地质条件有很大的不同,美国是一个单一大陆的一部分,煤层气工业开采区位于过渡带。我国是一些小型地台、地块及其间的褶皱带镶嵌起来的复合大陆,煤层气勘探有利区位于地台内部。 构造对煤层气藏的形成和破坏主要表现在地质发展史、褶皱、断裂三个方面,其中上覆地层有效厚度小于200m的地区不具备勘探价值。背斜构造中和面以上表现为拉张应力,煤层气容易逸散,中和面以下煤层甲烷聚集。向斜中和面以下表现为拉张应力,向斜轴部中和面以下的煤层甲烷封存较差。这对深部开展含气量预测具有重大意义。华北地区多为张性,张扭性构造,属于排气断层,形成的断裂多为阶梯状,以正断层为主,保存条件欠佳。华南多为压性,压扭性构造,属于遮挡断层,对煤层气保存有利。根据构造形态和不同类型构造的组合关系,结合断层运动学特征,总结出10种基本构造类型以及与其相似的13种构造形态。以现代构造应力场主应力差为主在空间上构成18种类型。 针对沁水盆地煤变质程度高、煤层渗透率普遍较低的主要矛盾,利用新技术、新方法,利用应力场、曲率分析方法和主应力差分析方法预测高渗区。研究古应力场,目的是预测割理发育区;研究现今应力场,目的是预测现今构造产生的外生裂隙发育区。曲率分析是应用煤层构造曲率的大小,结合实际露头的裂隙、割理发育情况进行煤储层高渗区预测。应用应力场预测的结果与曲率分析预测的结果进行综合评价,预测煤储层高渗区。通过最大主应力差与煤层物性的耦合,认为煤储层裂隙的张开度随主应力差的增强而加大,主应力差>100MPa时,煤储层渗透率>1.0md。以寻找高渗区为重点,以保存条件为保证,综合评价出4个煤层气勘探开发有利区,其中包括3个最有利区,其中晋试1井井区和屯留区获得工业性煤层气流,是对研究成果的最好验证。
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