• / 5
  • 下载费用:1 下载币  

煤层气向斜控气论

关 键 词:
煤层气 向斜 控气论
资源描述:
    3 本 成 果 受 “ 973” 国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 规 划 项 目 “ 中 国 煤 层 气 成 藏 机 制 及 经 济 开 采 基 础 研 究 ” (2002 助 。作 者 简 介 :李 贵 中 , 1973年 生 ;中 国 矿 业 大 学 (北 京 ) 03级 博 士 研 究 生 ,从 事 煤 层 气 地 质 研 究 。 地 址 : (100086)北 京 市 海 淀区 学 院 路 丁 11号 。 电 话 (010) 69213353。 气 向 斜 控 气 论 3李 贵 中 1, 2   王 红 岩 2   吴 立 新 1   刘 洪 林 2(1. 中 国 矿 业 大 学 · 北 京   2. 石 油 勘 探 开 发 科 学 研 究 院 廊 坊 分 院 )李 贵 中 等 . 煤 层 气 向 斜 控 气 论 . 天 然 气 工 业 , 2005; 25 (1) : 26~ 28摘   要   煤 层 气 富 集 规 律 的 研 究 贯 穿 着 煤 层 气 勘 探 开 发 的 始 终 ,融 合 了 煤 田 地 质 学 、 天 然 气 地 质 学 、 流 体 力 学等 学 科 。 文 章 从 向 斜 部 位 煤 层 气 富 集 的 实 例 研 究 出 发 ,深 入 分 析 了 向 斜 部 位 煤 层 水 对 煤 层 气 的 作 用 机 理 以 及 应 力性 质 在 褶 皱 部 位 的 表 现 特 征 对 煤 层 气 赋 存 的 影 响 ,向 斜 部 位 的 煤 层 水 具 有 向 心 流 动 机 制 ,流 速 缓 慢 ,溶 解 气 不 因 水的 流 动 而 大 量 散 失 ;另 一 方 面 ,向 斜 部 位 煤 层 水 矿 化 度 高 ,减 小 了 煤 层 气 在 水 中 的 溶 解 度 ,从 而 对 煤 层 气 起 到 一 定的 封 堵 作 用 ;向 斜 构 造 的 两 翼 与 轴 部 中 和 面 以 上 表 现 为 压 应 力 ,顶 板 与 煤 层 断 裂 或 裂 隙 不 发 育 ,阻 止 了 煤 层 气 向 上逸 散 ,有 利 于 煤 层 气 在 此 部 位 的 富 集 。 最 后 从 煤 田 生 产 资 料 实 践 证 实 了 向 斜 部 位 煤 层 气 富 集 这 一 理 论 ,对 煤 层 气勘 探 具 有 一 定 的 指 导 意 义 。主 题 词   煤 成 气   成 藏   富 集   向 斜   构 造 控 制   理 论   研 究   实 例煤 层 气 成 藏 是 指 煤 层 甲 烷 依 靠 压 力 作 用 (主 要是 水 压 ) ,以 吸 附 作 用 为 主 ,在 具 有 相 近 地 质 条 件 、 含气 特 征 的 煤 层 中 富 集 成 含 气 层 ,若 干 相 近 的 含 气 层构 成 煤 层 气 藏 。 煤 层 气 的 富 集 、 成 藏 受 多 种 因 素 的影 响 ,主 要 有 含 气 性 因 素 、 煤 储 层 因 素 、 盖 层 因 素 、 控气 地 质 背 景 因 素 等 。 煤 层 气 能 否 成 藏 直 接 关 系 到 煤层 气 的 勘 探 与 开 发 。 理 论 和 实 践 研 究 表 明 ,向 斜 为煤 层 气 富 集 的 主 要 构 造 控 制 因 素 。一 、 向 斜 富 气 的 实 例大 量 的 褶 皱 构 造 与 含 气 量 关 系 研 究 表 明 ,煤 层气 的 赋 存 在 褶 皱 构 造 部 位 具 有 明 显 的 规 律 :向 斜 轴部 富 气 ,煤 层 含 气 量 高 ;背 斜 轴 部 贫 气 ,煤 层 含 气 量相 对 较 低 。 晋 城 矿 区 3号 煤 层 和 15号 煤 层 含 气 量与 褶 皱 有 明 显 的 上 述 关 系 (图 1) ;晋 城 矿 务 局 〔 1〕 勘 探资 料 表 明 ,潘 庄 井 田 内 的 南 沟 向 斜 、 磨 掌 向 斜 、 前 长城 岭 向 斜 以 及 窦 庄 向 斜 的 轴 部 ,煤 层 气 含 量 均 大 于图 1  晋 城 矿 区 构 造 剖 面 与 煤 层 含 气 量 关 系20 t,这 些 向 斜 的 翼 部 较 低 部 位 ,煤 层 气 含 量 为(15~ 20) t,较 高 部 位 煤 层 气 含 量 为 ( 10~ 15 ) t,背 斜 轴 部 ,含 气 量 一 般 为 (5~ 10) t,其 中 马庄 背 斜 、 郑 庄 背 斜 、 鹿 底 背 斜 轴 部 煤 层 气 含 量 小 于 5 t〔 2〕 。 沁 水 盆 地 东 北 部 的 阳 泉 矿 区 ,区 内 构 造 特征 与 3号 煤 层 煤 层 气 的 局 部 富 集 规 律 密 切 相 关 ,煤层 气 在 次 级 短 轴 向 斜 部 位 相 对 富 集 ,而 在 短 轴 背 斜部 位 相 对 逸 散 〔 3〕 ;阜 新 煤 田 的 刘 家 区 向 斜 两 翼 倾 角较 缓 ,向 斜 影 响 宽 度 较 大 ,在 向 斜 轴 部 煤 层 气 含 量高 ,而 在 两 翼 较 低 〔 4〕 ;淮 北 矿 区 宿 东 向 斜 区 内 ,由 向斜 的 两 个 仰 起 端 向 向 斜 中 部 延 伸 , 8号 煤 层 含 气 量 亦呈 明 显 增 大 趋 势 ,至 向 斜 轴 部 大 致 在 芦 岭 矿 四 采 区附 近 达 到 最 大 值 〔 5〕 ;平 顶 山 矿 区 白 石 山 背 斜 部 位 煤层 存 在 一 个 小 于 4 含 气 量 带 ,而 在 两 侧 的李 口 向 斜 和 灵 武 山 向 斜 部 位 则 大 于 8 t〔 6〕 ;韩 城矿 区 褶 皱 构 造 对 煤 层 气 含 量 的 影 响 由 大 到 小 排 序 依次 为 :向 斜 轴 部 ,缓 倾 斜 带 ,挠 曲 背 斜 ,背 斜 轴 部 ,边浅 部 陡 斜 带 〔 7〕 。二 、 向 斜 富 气 的 理 论 依 据传 统 的 油 气 地 质 理 论 认 为 背 斜 是 良 好 的 油 气 储集 构 造 ,向 斜 一 般 不 作 为 储 油 气 地 质 构 造 。 然 而 ,大量 事 实 证 明 ,煤 层 在 向 斜 构 造 部 位 富 气 。1. 向 斜 部 位 煤 层 水 对 煤 层 气 的 作 用 机 理·62·地 质 与 勘 探                             天   然   气   工   业                                   2005年 1月    煤 层 气 富 集 于 地 层 高 压 区 ,煤 层 气 能 储 存 在 煤层 中 主 要 靠 地 层 压 力 吸 附 在 煤 基 质 中 ,对 于 一 定 煤阶 的 煤 层 ,只 要 能 维 持 一 定 的 地 层 压 力 ,煤 层 气 就 可以 吸 附 在 煤 层 中 。 地 层 压 力 主 要 体 现 在 流 体 的 势 , 下 单 位 质 量 流 体 具 有 的 机 械 能 的 总 和定 义 为 流 体 势 (Φ )。 〔 8〕Φ = ∫ρ + 2式 中 : 点 高 程 ; 力 加 速 度 ; 点 压力 ;ρ 为 流 体 密 度 ; 速 ;上 式 等 号 右 端 第 1项 表示 重 力 引 起 的 位 能 ,第 2项 表 示 流 体 的 压 能 (或 弹 性能 ) ,第 3项 表 示 动 能 。一 般 情 况 下 ,可 认 为 油 、 水 是 不 可 压 缩 的 ,即 密度 不 随 压 力 变 化 ,在 流 体 保 持 动 态 平 衡 条 件 下 ,压 力不 变 或 变 化 不 大 ,气 的 密 度 也 可 视 为 常 数 。 因 此 水势 、 气 势 分 别 写 为 :Φ w = p /ρ w ;   Φ g = p /ρ Φ w 可 用 测 压 水 头 表 示 。 因 为 测 压 水头 为 测 点 的 高 程 与 测 点 的 压 力 水 头 之 和 Z + p / gρ 可 改 写 为 :Φ w = p /ρ w = g ( p / gρ w ) + p /ρ w = ,向 斜 部 位 煤 层 气 的 势 为 水 势 和 气 势 之 和 :Φ = : 游 离 气 在 饱 和 状 态 下 的 势 ,在 非 饱 和 状态 下 其 值 为 0。值 得 指 出 的 是 ,煤 层 气 在 水 中 的 溶 解 度 很 小 ,向斜 部 位 具 有 地 层 水 的 向 心 流 动 机 制 ,并 且 水 流 动 较为 缓 慢 ,一 方 面 煤 层 气 不 容 易 因 水 的 流 动 而 大 量 散失 ;另 一 方 面 ,煤 层 中 的 水 流 经 向 斜 部 位 时 ,水 中 的各 种 离 子 在 此 富 集 ,致 使 水 的 矿 化 度 增 大 ,煤 层 气 在水 中 的 溶 解 度 进 一 步 减 小 〔 9〕 ,矿 化 度 较 大 的 水 对 煤层 气 起 到 一 定 的 封 堵 作 用 。 再 者 ,向 斜 部 位 上 覆 地层 厚 度 较 大 ,有 利 于 维 持 地 层 压 力 。2. 褶 皱 构 造 部 位 应 力 性 质 对 煤 层 气 赋 存 的 影 响向 斜 构 造 的 两 翼 与 轴 部 中 和 面 以 上 表 现 为 压 应力 ,中 和 面 以 上 表 现 为 明 显 的 应 力 集 中 (图 2) ,为 高图 2  褶 皱 构 造 与 应 力 性 质 示 意 图压 区 ,煤 层 以 及 顶 板 的 裂 隙 和 孔 隙 不 甚 发 育 ,阻 止 了煤 层 气 向 上 的 逸 散 ,为 保 存 下 部 的 煤 层 气 提 供 了 良好 的 盖 层 ,有 利 于 煤 层 气 的 富 集 ;中 和 面 以 下 表 现 为拉 张 应 力 ,由 于 煤 层 往 往 埋 深 较 大 ,只 产 生 少 量 开 放性 裂 隙 ,释 放 部 分 应 力 ,形 成 相 对 低 压 区 〔 10〕 。 因 此 ,向 斜 的 两 翼 和 轴 部 中 和 面 以 上 是 有 利 于 煤 层 气 封 存和 聚 集 的 部 位 ,特 别 是 向 斜 的 轴 部 是 煤 层 气 含 量 高异 常 区 。 背 斜 构 造 的 两 翼 与 轴 部 中 和 面 以 下 表 现 为压 应 力 ,特 别 是 中 和 面 以 下 出 现 明 显 的 应 力 集 中 ,这些 部 位 为 高 压 区 。 背 斜 轴 部 中 和 面 以 上 表 现 为 拉 张应 力 ,产 生 大 量 的 张 性 裂 隙 或 正 断 层 ,应 力 快 速 释放 ,为 低 压 区 。 煤 层 气 在 背 斜 的 两 翼 能 较 好 地 封 存 ,在 轴 部 由 于 裂 隙 较 为 发 育 ,煤 层 气 逸 散 。3. 向 斜 富 气 的 验 证通 过 对 韩 城 矿 区 下 峪 口 燎 原 井 田 生 产 矿 井 实 际揭 露 的 各 种 构 造 类 型 与 3号 煤 层 含 气 量 进 行 分 析 ,研 究 表 明 ,在 煤 层 含 气 量 总 体 随 煤 层 埋 藏 深 度 增 大而 增 加 的 前 提 下 ,对 含 气 量 起 控 制 性 的 主 要 因 素 为大 中 型 褶 皱 构 造 及 挠 曲 构 造 ,按 照 褶 皱 构 造 与 挠 曲构 造 的 具 体 类 型 及 部 位 不 同 ,其 对 煤 层 含 气 量 的 影响 不 同 :向 斜 轴 部 煤 层 含 气 量 最 高 ,平 均 为 12. 65 t;缓 倾 斜 带 与 挠 曲 背 斜 部 位 含 气 量 较 高 ,平 均 分别 为 9. 62 . 38 t;背 斜 轴 部 含 气 量 最 低 ,平 均 为 7. 31 t(表 1)。表 1  韩 城 矿 区 下 峪 口 燎 原 井 田 3号 煤 层 不 同 构 造 部 位甲 烷 含 量 实 测 值构 造 部 位 钻 孔 号 甲 烷 含 量 实 测 值( t) 甲 烷 含 量 平 均 值( t)挠 曲 背 斜 . 289. 47 9. 38向 斜 轴 部3413396411. 5610. 1514. 2615. 5210. 7612. 65背 斜 轴 部 344. 947. 67 7. 31缓 倾 斜 带3432810. 8310. 709. 62注 :据 王 生 全 , 2002。二 、 认 识 与 结 论(1)大 量 的 褶 皱 构 造 与 含 气 量 的 关 系 研 究 表 明 ,·72·第 25卷 第 1期                                 天   然   气   工   业                             地 质 与 勘 探向 斜 轴 部 是 煤 层 气 富 集 的 重 要 构 造 部 位 。(2)向 斜 部 位 煤 层 中 的 水 具 有 向 心 流 动 的 机 制 ,且 流 速 缓 慢 ,水 中 的 溶 解 气 不 易 大 量 散 失 ;另 外 ,向斜 部 位 水 的 矿 化 度 高 ,进 一 步 减 小 了 水 对 煤 层 气 的溶 解 度 ,对 煤 层 气 起 到 一 定 的 封 堵 作 用 。(3)向 斜 轴 部 的 应 力 性 质 表 现 为 压 应 力 ,煤 层 及其 上 覆 地 层 中 的 裂 隙 或 断 层 不 发 育 ,阻 止 了 煤 层 气的 向 上 逸 散 ,有 利 于 煤 层 气 的 富 集 。(4)矿 井 生 产 实 践 与 试 验 测 试 进 一 步 证 实 了 煤层 向 斜 富 气 这 一 褶 皱 构 造 控 气 理 论 。感 谢 中 国 石 油 天 然 气 股 份 有 限 公 司 煤 层 气 勘 探 项 目 经理 部 和 中 国 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 廊 坊 分 院 天 然 气 地 质 所 的大 力 协 助 。参   考   文   献1  王 纯 信 ,郭 国 胜 . 晋 城 矿 区 煤 层 气 赋 存 情 况 及 地 面 开 发 现状 . 矿 井 地 质 , 1996; (2)2  王 永 ,冯 富 成 ,毛 耀 保 ,马 向 平 ,陈 强 华 ,王 新 民 . 沁 水 盆 地南 端 煤 层 气 赋 存 的 构 造 条 件 分 析 . 西 北 地 质 , 1998; 19 (3)3  李 贵 中 ,秦 勇 ,戴 西 超 等 . 沁 水 盆 地 山 西 组 煤 储 层 含 气 性及 控 制 因 素 分 析 . 中 国 矿 业 大 学 学 报 , 1999; 28 (4)4  张 俊 宝 . 对 阜 新 煤 田 刘 家 区 影 响 煤 层 气 地 质 因 素 的 分 析 工 程 技 术 大 学 学 报 , 2003; 22 (6)5  黄 家 会 ,陈 兴 祥 ,陆 国 桢 . 淮 北 矿 区 宿 东 向 斜 8号 煤 层 瓦斯 赋 存 规 律 研 究 . 焦 作 工 学 院 学 报 , 1997; 16 (2)6  王 佟 ,李 志 军 ,王 洪 林 等 . 平 顶 山 矿 区 煤 层 气 赋 存 特 征 及开 发 潜 力 建 筑 科 技 学 院 学 报 , 1999; 16 (4)7  王 生 全 . 论 韩 城 矿 区 煤 层 气 的 构 造 控 制 . 煤 田 地 质 与 勘探 , 2002; 30 (1)8  李 明 诚 . 石 油 与 天 然 气 运 移 . 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 , 19949  张 新 民 ,张 遂 安 ,钟 玲 文 等 . 中 国 的 煤 层 甲 烷 . 陕 西 西 安 :陕 西 科 学 技 术 出 版 社 , 199110  桑 树 勋 ,范 炳 恒 ,秦 勇 . 煤 层 气 的 封 存 与 富 集 条 件 . 石 油与 天 然 气 地 质 , 1999; 20 (2)(收 稿 日 期   2004209220  编 辑   黄 君 权 )西 气 东 输 正 式 全 线 商 业 运 营 120亿 立 方 米 年 商 品 气 量 已 全 部 售 出2004年 12月 29日 ,记 者 从 北 京 人 民 大 会 堂 召 开 的 西 气 东 输 工 程 新 闻 发 布 会 上 获 悉 ,经 过 数 万 名 参 战 将 士 3年 多 的 努 力 ,西 气 东 输 工 程 将 于 12月 30日 正 式 全 线 投 产 。 这 标 志 着 西 气 东 输 工 程 正 式 进 入 商 业 运 营 。 发 布 会 上 ,国 家 西 气 东 输 工 程 建 设领 导 小 组 、 中 国 石 油 天 然 气 集 团 公 司 的 有 关 领 导 ,就 "西 气 "价 格 、 天 然 气 资 源 、 安 全 运 营 等 问 题 回 答 了 记 者 现 场 的 提 问 。在 回 答 本 报 记 者 提 问 时 ,中 国 石 油 天 然 气 集 团 公 司 有 关 领 导 说 ,西 气 东 输 工 程 被 称 为 新 世 纪 我 国 四 大 基 础 设 施 项 目 之一 。 通 过 建 设 西 气 东 输 工 程 ,中 国 石 油 积 累 了 六 大 宝 贵 经 验 :用 "三 个 代 表 "重 要 思 想 和 科 学 发 展 观 统 揽 工 程 建 设 ;用 高 新 技术 铸 就 西 气 东 输 工 程 ;建 立 了 一 套 先 进 的 项 目 组 织 管 理 体 系 ;以 科 学 决 策 为 前 提 ,保 证 工 程 顺 利 建 成 投 产 ;建 设 了 一 条 安 全 、绿 色 、 环 保 管 道 ;为 实 现 工 程 建 设 目 标 提 供 了 坚 强 的 政 治 思 想 保 证 和 强 大 的 精 神 动 力 。 在 发 布 会 前 几 个 小 时 ,国 家 西 气 东 输 工程 建 设 领 导 小 组 还 召 开 了 第 七 次 也 是 最 后 一 次 工 作 会 议 。 会 议 由 国 家 发 改 委 副 主 任 、 国 家 西 气 东 输 工 程 建 设 领 导 小 组 组 长张 国 宝 主 持 ,西 气 东 输 工 程 建 设 领 导 小 组 成 员 单 位 和 各 有 关 部 门 的 负 责 人 出 席 了 会 议 。会 议 听 取 了 中 国 石 油 关 于 工 程 建 设 情 况 的 汇 报 ,听 取 了 国 家 安 全 生 产 监 督 管 理 局 和 中 国 石 油 关 于 管 道 保 护 和 安 全 检 查工 作 的 通 报 ,审 议 了 西 气 东 输 工 程 建 设 先 进 集 体 和 先 进 个 人 名 单 ,并 举 行 了 供 用 气 双 方 合 同 签 字 仪 式 。 中 国 石 油 分 别 与 望 亭电 厂 、 戚 墅 堰 电 厂 、 华 能 金 陵 电 厂 、 张 家 港 电 厂 、 杨 子 石 化 股 份 有 限 公 司 等 12家 天 然 气 用 户 签 订 了 《 天 然 气 销 售 协 议 》 。 至 此 ,中 国 石 油 已 先 后 与 43家 用 户 签 订 了 《 天 然 气 销 售 协 议 》 ,西 气 东 输 120亿 立 方 米 /年 商 品 气 量 已 全 部 售 出 。 这 为 提 高 管 道 经济 效 益 ,促 进 西 气 东 输 工 程 尽 快 达 到 设 计 输 量 奠 定 了 基 础 。(蒋 静 萍   摘 自 《 中 国 石 油 报 》 )·82·地 质 与 勘 探                             天   然   气   工   业                                   2005年 1月 v. 25, 1, 19—21, 1 /25 /2005. ( 000 - 0976; h is of of p an in to at is in It of or i. e. id 4. 0% ). is to p of of s ( F by a l Ba 2002 , 963, on a   2001, J 54000) , (0391) 3987981D O N O N S O F N N v. 25, 1, 22— 25, 1 /25 /2005. ( 000 - 0976; h of is of p up p so it to of i. e. p ( F by a l Ba a on ic ga s h 2002D , 962, is in on   710065 ) ,( 028 ) 88382782   Y O F i 2 , W W u L 1. . xp v. 25, 1, 26—28, 1 /25 /2005. ( 000 - 0976; h on p of as of of at of p on of of at to on of of in p p of in p is to s at of is of a p , 2005                                         p p ( F by a l Ba 2002i Gu 973, is a s in in   D 00086) , (010) 69213353 F N N D V N X Y W i an xp 1, 29— 32, 1 /25 /2005. ( 000 h is An to of in to be a in in a by in a in of ( F by t
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:煤层气向斜控气论
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-51369.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开