文档介绍：项目名称:高丰度煤层气富集机制及提高开采效率基础研究首席科学家:宋岩中国石油集团科学技术研究院起止年限::中国石油天然气集团公司一、研究内容本项目拟解决三个科学问题:高丰度煤层气富集区形成机理及分布预测;煤层气开采过程中地质效应及机理;煤层气不同开发方式及压裂增产机理。:高丰度煤层气富集区形成机理及分布预测煤层气勘探是以寻找高丰度富集区为目标。高丰度煤层气富集区形成机制的研究和分布预测,是煤层气地质研究的关键问题,也是煤层气地质理论中的重要问题。,具有较好的煤层气开发前景,其形成受沉积、构造、水文地质、盖层、煤储层等因素综合控制。针对高丰度煤层气富集区,目前国内尚未从机理和规律的理论高度进行系统研究,因此项目需要利用地质学的基本理论和方法,根据煤层气储存和聚集的特点,研究高丰度煤层气富集区的形成与主要控制因素、高丰度煤层气富集区的分布规律及预测方法。科学问题2:煤层气开采过程中地质效应及机理在排水降压开发煤层气的过程中,煤储层空间结构、流体系统、应力场随流体介质的采出呈现出连续变化,导致煤储层不同尺度孔裂隙结构中煤层气的压力、浓度及解吸、扩散、渗流的协同变化。煤层气开采过程中煤层气的解吸、渗流特征是选择煤层气开发工艺和控制煤层气井产能的关键因素。目前不同煤级储层有效应力、煤基质收缩对渗透率的综合作用及其在井网中的叠加效应尚不明了,大面积排水降压、解吸效果还不十分明显,必须从煤储层空间结构、流体系统的相互作用过程来研究单井、井组排采条件下煤层气解吸、渗流的动态变化规律,建立流体在煤储层这一变形介质中的扩散、渗流耦合模型,数值模拟不同压力控制下的煤层气排采效应,为煤层气平衡开发提供理论基础。科学问题3:煤层气不同开发方式及压裂增产机理在煤层气开发过程中,煤层气开发方式优化和增产改造措施可以人为地改变煤储层空间结构、流体系统、应力场,增强井间干扰效应,改善煤层气渗流通道,提高单井产量。由于对煤层气压力传递规律、气产量、含气量、渗透率随时空的变化规律复杂,直井井网和多分支水平井开发、压裂增产、储层伤害和储层保护机理认识不清,煤层气开发方式优选以及煤储层的改造达不到预期的目的,大面积的排水降压解吸效果较差,制约了煤层气的商业性开发。提高煤层气开采效率的基础理论研究,是实现我国煤层气经济、高效开发的关键。,确定以下五个方面的研究内容:研究内容1:高丰度煤层气富集区形成机理与分布规律研究通过对典型盆地的解剖,查明不同构造背景条件下高丰度煤层气富集区形成地质过程,揭示高丰度煤层气富集区的形成机理;研究各要素对高丰度煤层气富集区的控制作用,揭示高丰度煤层气富集区的分布规律;预测典型盆地高丰度煤层气富集区的分布,多因素多层次综合评价优选高丰度富集区。针对该研究内容设立2个课题:“高丰度煤层气富集区形成机理”和“高丰度煤层气富集区分布规律与预测评价”。研究内容2:高丰度煤层气富集区地球物理识别通过模拟和现场观测等手段,结合岩石物理领域的研究成果,分析煤层结构、岩性、裂隙性等关键地质因素对地球物理场的影响规律,揭示地球物理响应机理;通过对煤储层各种物性参数的精确反演,建立互为补充,互为约束,多信息融合预测高丰度煤层气富集区的方法;实现典型盆地煤层气开发有利区的地球物理预测。针对该研究内容设立1个课题:“高丰度煤层气富集区地球物理识别”。研究内容3:煤层气开采过程中储层动态变化与煤层气解吸渗流互动效应通过高丰度煤层气储层物质组成、岩石力学性质、孔渗性变化,表征储层内部结构及物性发育特征;建立高丰度煤层气储层的宏观、微观表征体系及地质成因类型,剖析高丰度煤储层含水、含气饱和度及水压、气压的组合特征及分布规律,模拟自然与开发条件下煤岩弹性(膨胀和收缩)变化及煤层气的解吸、煤岩体气、水单相和双相渗透特征,阐明煤层气排采过程中有效应力效应、煤基质收缩效应综合作用下的煤储层渗透率动态变化规律,建立煤基质孔隙、显微裂隙、宏观裂隙之间煤层气的扩散、渗流耦合模型,探讨不同压力控制下的煤层气排采效应,针对不同煤储层的扩散、渗流能力提出煤层气平衡开发的排采工艺。针对该研究内容设立2个课题:“煤层气开发储层动态地质效应”、“煤层气解吸、渗流机理及排采效应”。研究内容4:煤层气井间干扰机理及开发方式优选阐明煤层气排采过程中单井或井间压力传递特征,建立煤基质孔隙、显微裂隙、宏观裂隙之间煤层气的扩散、渗流耦合模型,数值模拟煤储层物性、井间距、排采时间对煤层气、水产能的控制规律,阐明煤层气开发井间干扰机理,针对不同煤储层的扩散、渗流能力提出煤层气平衡开发的排采工艺,并对开发井网方式和合理井网密度进行优化。针对该研究