鄂尔多斯盆地绥德1H井8#煤储层孔隙特征及煤岩气成藏特征

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作者 刘翰林 邹才能 +8 位作者 邓泽 赵群 周国晓 陈艳鹏 田文广 尹帅 陈朝兵 沈振 孙粉锦 《地球科学》 北大核心 2026年第1期284-302,共19页

绥德地区深部煤岩气目前处于勘探初期,明晰其煤岩气成藏和富集规律对该地区深部煤岩气的高效开发意义重大.以绥德1H井8#煤为研究对象,应用有机岩石学及岩石物理学相关手段,分析并讨论其与邻区储层差异、沉积环境、孔隙结构的主控因素以... 绥德地区深部煤岩气目前处于勘探初期,明晰其煤岩气成藏和富集规律对该地区深部煤岩气的高效开发意义重大.以绥德1H井8#煤为研究对象,应用有机岩石学及岩石物理学相关手段,分析并讨论其与邻区储层差异、沉积环境、孔隙结构的主控因素以及煤岩气的赋存特征.结果表明:研究区煤储层沼泽类型主要为湿地森林沼泽和开阔水域沼泽;孔隙主要以微孔为主,灰分含量是煤储层微孔的主控因素;本溪组8#煤储层含气量较高,解吸气是总含气量的主要组成部分;研究区煤储层煤质较好,含气量高,构造平缓,沉积较连续,有利于煤岩气的富集和成藏.明确绥德1H井本溪组8#煤的储层特征与成藏特征,对于深部煤储层的勘探开发具有一定的借鉴意义. 展开更多

关键词 深部煤岩气 本溪组8#煤 孔隙结构 储层特征 石油地质学

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中国煤岩气突破及意义 被引量：22

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作者 邹才能 赵群 +15 位作者 刘翰林 孙粉锦 陈艳鹏 邓泽 于荣泽 李士祥 杨智 吴松涛 马锋 高金亮 沈振 周国晓 尹帅 宋昱 郭秋雷 李勇 《天然气工业》 北大核心 2025年第4期1-18,共18页

近年来,中国煤岩气革命是非常规天然气的一匹“黑马”,中国石油建成了世界首个年产200×10^(4) t油气当量煤岩气田,实现煤岩气科技、管理与战略3个创新,对全球非常规油气发展具有重大意义。煤岩气突破体现出坚持以“源岩油气”为导... 近年来,中国煤岩气革命是非常规天然气的一匹“黑马”,中国石油建成了世界首个年产200×10^(4) t油气当量煤岩气田,实现煤岩气科技、管理与战略3个创新,对全球非常规油气发展具有重大意义。煤岩气突破体现出坚持以“源岩油气”为导向的勘探战略及“立足常规、突破非常规”理论体系的科学性,或可能是中国继页岩油气革命之后的一场“新革命”。为了进一步促进煤岩气规模化勘探开发进程,在阐述煤岩气概念、内涵、类型及发育特征的基础上,系统论述了煤岩气革命的科学意义,总结了当前煤岩气核心勘探开发技术,指出了煤岩气面临的挑战和未来的发展方向。研究结果表明:①中国非常规油气发展历经油砂稠油、致密砂岩油气、页岩油气和煤岩油气4个阶段,煤岩气革命历经了“煤成气”理论、“煤层气”理论、“煤岩气”理论3个阶段与3次突破。②煤岩气指煤岩地层内形成的天然气,煤岩气富集具有“原生原储、原位原聚”特点。③煤岩气革命的科学内涵包括将资源视野从浅层煤岩气扩展到深层煤岩气的科技革命、注重降本增效的管理革命和新增中国天然气新气源的战略革命。④煤岩气两种类型包括地下原位先天地温形成的“煤岩气”、地下原位人工加热形成的“煤岩气”,前者富集的3个关键特征是进入中高成熟度、自封闭顶底板和较高占比游离气;随着原位加热改造技术的发展,地下原位人工加热形成的“煤岩气”资源,有望在天然气工业中发挥出更大的战略性潜力。⑤目前中国煤岩气5个核心勘探开发技术进展包括煤岩气甜点区/段分类标准的制定、高精度地震/地质一体化导向的实现、聚能经济压裂技术的探索、控压排采开发模式的创建、煤岩气数智化平台的开发。⑥煤岩气革命发展仍面临4个关键挑战包括“甜点区/段”分布规律认识不清、低成本少水—无水压裂工艺研发滞后、智能化井工厂建设不能满足需求、煤岩气产量峰值维持难度大。结论认为,中国煤岩气革命将对天然气工业产生重大影响,具体体现在将不断丰富非常规油气地质学理论、地下煤炭气化有望成为一场“真正革命”、人工智能驱动煤岩气创新发展、加速构建天然气经济效益评价完整体系。 展开更多

关键词 煤岩气概念 煤岩气地质理论 煤岩气类型 煤岩气技术 煤岩气革命 非常规天然气

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鄂尔多斯盆地本溪组煤岩气含气性主控因素及其实践意义 被引量：7

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作者 邓泽 赵群 +5 位作者 范立勇 黄道军 丁蓉 曹毅民 李珮杰 高向东 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期233-251,共19页

鄂尔多斯盆地煤岩气资源丰富,多个区块勘探开发取得重大突破,然而煤岩气的含气性主控因素尚未明确,制约整体勘探开发进程。基于含气量、煤岩煤质、煤岩地化、孔隙结构等大量实测资料,系统分析了本溪组煤岩气地质条件,厘定了含气性主控因... 鄂尔多斯盆地煤岩气资源丰富,多个区块勘探开发取得重大突破,然而煤岩气的含气性主控因素尚未明确,制约整体勘探开发进程。基于含气量、煤岩煤质、煤岩地化、孔隙结构等大量实测资料,系统分析了本溪组煤岩气地质条件,厘定了含气性主控因素,并开展了煤岩气资源条件分区评价。研究表明:沉积、煤阶、埋深奠定了深层煤岩含气量的整体格局。①沉积环境制约着煤岩生烃物质基础(包括煤层厚度、煤层结构及煤岩煤质)、煤岩气原始赋存空间及保存条件的平面分布。成煤环境演化则决定了煤岩煤质的纵向差异分布,进而影响含气量的纵向非均质性。②煤阶不仅控制了煤岩生气强度,还通过影响孔裂隙结构从而影响煤岩气的赋存空间及储集性能。随着变质程度提高,煤岩的吸附性能得到了强化。③现今埋深主要影响吸附气和游离气的比例,常压储层在临界深度以下,随着埋深的增加,游离气的比例有所增加,3000 m以深总气量呈减小趋势。④微幅构造对发育于缓坡带的煤岩气起到了局部富气的作用。⑤综合考虑生、储、保有利条件,明确了盆地煤岩气富集带为榆林到宜川的南北条带,平均含气量高达23 cm^(3)/g。⑥依据煤岩气的内涵及含气性主控因素,结合煤层展布,构建了煤岩气资源条件评价体系,将盆地本溪组煤岩划分为4大类13个小区,Ⅰ类区主要分布在榆林地区、大宁—吉县地区和延安地区,Ⅱ类区主要分布在乌审旗一带。研究成果以期为鄂尔多斯盆地煤岩气有序勘探开发提供借鉴与参考。 展开更多

关键词 煤岩气 主控因素 资源条件 本溪组 鄂尔多斯盆地

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煤岩气资源评价方法与中国陆上有利区勘探潜力 被引量：1

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作者 李国欣 张君峰 +7 位作者 赵群 陈浩 陈艳鹏 张国生 田文广 王玫珠 邓泽 徐旺林 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第6期1231-1245,共15页

基于煤系全油气系统理论新认识,针对鄂尔多斯、四川和准噶尔等盆地广泛发育的海陆过渡相及陆相煤岩,利用大量煤岩气及其他油气井资料进行关键参数论证,开展全国陆上煤岩气资源评价。取得以下主要成果和认识:①构建了一套适用于各类地质... 基于煤系全油气系统理论新认识,针对鄂尔多斯、四川和准噶尔等盆地广泛发育的海陆过渡相及陆相煤岩,利用大量煤岩气及其他油气井资料进行关键参数论证,开展全国陆上煤岩气资源评价。取得以下主要成果和认识:①构建了一套适用于各类地质条件和不同资料丰富程度的煤岩气资源评价方法体系。②明确了深层煤岩气资源评价的起评界限:按照盆地地质条件差异将煤岩气临界深度上限分别定为1500,2000,2500 m,煤岩储层厚度下限定为1 m,中低煤阶和中高煤阶煤岩气的含气量下限分别定为2,10 m^(3)/t。③基于煤岩气实验测试、测井资料等基础数据,建立了煤岩含气量、孔隙度和技术可采系数等关键参数的取值方法。④资源评价结果表明,中国陆上14个主要含煤盆地煤岩气地质资源量为55.11×10^(12)m^(3),其中埋深1500~3000,3000~5000,5000~6000 m的资源量分别占总资源量的50.29%,43.11%,6.60%;煤岩气资源分类评价结果显示,Ⅰ类资源占比21.80%,Ⅱ类资源占比32.76%,Ⅲ类资源占比45.44%;Ⅰ+Ⅱ类技术可采资源量约13.23×10^(12)m^(3)。⑤鄂尔多斯盆地是中国煤岩气勘探开发的主战场,四川、准噶尔和塔里木等盆地是勘探开发的重要领域,渤海湾、柴达木、吐哈、松辽和海拉尔等盆地可作为远景区。预计未来10~15年内具备年产500×108 m^(3)的开发潜力,煤岩气有望成为中国天然气上产主要领域和保障国家天然气供应安全的重要接替资源,为建设能源强国贡献非常规力量。 展开更多

关键词 煤岩气 深层煤岩气 原生型煤岩气 再生型煤岩气 资源评价方法 地质资源量 技术可采资源量 资源分类评价 前景展望

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准噶尔盆地侏罗系低阶多源型煤岩气成藏特征及模式 被引量：1

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作者 刘洪林 王怀厂 +1 位作者 邓泽 黄道军 《天然气地球科学》 北大核心 2025年第9期1661-1676,共16页

准噶尔盆地是中国西部大型侏罗系低煤阶含煤盆地,西山窑组和八道湾组煤系厚度大,分布稳定,全盆地煤岩气资源量超过3×10^(12) m^(3),彩探1H井获重大突破,最高日产气5.7×10^(4) m^(3)。针对煤岩气成藏特征与富集规律尚不明确的... 准噶尔盆地是中国西部大型侏罗系低煤阶含煤盆地,西山窑组和八道湾组煤系厚度大,分布稳定,全盆地煤岩气资源量超过3×10^(12) m^(3),彩探1H井获重大突破,最高日产气5.7×10^(4) m^(3)。针对煤岩气成藏特征与富集规律尚不明确的问题,通过煤层煤质、储层特征及含气性等多维度综合分析,得出如下认识:(1)准噶尔盆地东南缘煤岩气成藏条件优越,侏罗系煤层分布广泛且厚度大,煤岩煤质较好,储层物性和吸附性能中等—差,煤岩气资源丰富。(2)成藏受多种因素控制,包括多种气源条件、构造条件和保存条件等,存在外源断层遮挡型、外源背斜型、自源孔隙型、地层尖灭型及外源裂缝型等气藏成藏模式。(3)煤岩气富集规律呈现平面分布南好北差、西好东差的特征,主控因素包括煤岩质量、热演化程度、煤层顶底板封闭性和水文地质条件等。(4)采用容积法和体积法估算了全盆地风化带至5 000 m深度范围的煤岩气资源量,2 000 m以浅(乌鲁木齐—阜康等区域),资源量为16 238.2×10^(8) m^(3);2 000~5 000 m为13 163.6×10^(8) m^(3),并根据有利区优选指标体系认为乌鲁木齐—大黄山、白家海等地区为勘探有利区块,总面积为2 630 km^(2),预测资源量为3 200×10^(8) m^(3),资源较为丰富,各种成藏条件较为有利。 展开更多

关键词 煤岩气 低煤阶 准噶尔盆地 多气源 成藏模式

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乌兰煤生物产气过程中大分子结构的变化特征 被引量：1

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作者 夏大平 秦旭 +4 位作者 邓泽 石尚威 李银川 薛培 张亚伟 《煤炭转化》 北大核心 2025年第1期55-66,共12页

为阐明煤的大分子结构特征及其在生物产气过程中的变化,选择内蒙古锡林郭勒盟乌兰图噶矿区的褐煤进行生物产气实验,通过^(13)C-NMR测试、元素分析、X射线光电子能谱测试研究其结构变化特征。结果表明:原始乌兰煤样的芳香结构基本单元由... 为阐明煤的大分子结构特征及其在生物产气过程中的变化,选择内蒙古锡林郭勒盟乌兰图噶矿区的褐煤进行生物产气实验,通过^(13)C-NMR测试、元素分析、X射线光电子能谱测试研究其结构变化特征。结果表明:原始乌兰煤样的芳香结构基本单元由3个苯环、3个萘环、1个蒽环和3个吡咯组成,碳原子总数为129个。经过微生物的生物产气作用,碳原子总数减少了21个,其中芳香族碳减少了4个,脂肪族碳减少了17个。原始乌兰煤样大分子结构中的脂肪碳原子为55个,生物产气结束后,脂肪碳数量减少了21.8%,亚甲基碳数量减少了25%,次甲基碳和季碳数量减少了16.7%,氧接脂碳和甲基碳数量分别减少了14.3%和33.3%。煤大分子的芳香结构基本单元和侧链脱落主要发生在水解阶段,在后期产甲烷阶段,煤的结构改造基本停止,仅依靠已脱落于反应液中的物质参与生化反应,这证实了在生物产气过程中,煤大分子结构向更高芳构化程度转化是一个显著的趋势。 展开更多

关键词 大分子结构 褐煤 生物产气 芳香结构基本单元 脂肪碳

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煤层气提高采收率技术研究进展综述 被引量：1

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作者 张先敏 王学博 +1 位作者 邓泽 倪林 《钻采工艺》 北大核心 2025年第5期169-177,共9页

针对我国煤层气开发过程中“勘探开发程度低、单井产量低、资源回收率低”等“三低”问题,文章系统梳理了国内外煤层气采收率提升技术的最新研究进展。重点综述了煤层热驱、原位压裂增透、注气置换补能和微生物气化这四类主要增采技术... 针对我国煤层气开发过程中“勘探开发程度低、单井产量低、资源回收率低”等“三低”问题,文章系统梳理了国内外煤层气采收率提升技术的最新研究进展。重点综述了煤层热驱、原位压裂增透、注气置换补能和微生物气化这四类主要增采技术的原理、应用现状及技术瓶颈。煤层热驱通过地下加热改善煤体渗透与甲烷解吸性能,突破了低渗煤层增产难题;压裂增透技术通过体积压裂、CO_(2)干法压裂、爆破致裂等手段,极大提升了煤层渗透率和气体运移效率;注气置换补能以CO_(2)、N_(2)等气体实现甲烷有效置换与地层补能,尤其CO_(2)驱替模式兼具碳封存和采气双效益,但渗透率衰减与封存安全仍待突破;微生物气化利用菌群将煤有机质转化为甲烷,虽实验室增产潜力显著,但现场工艺复杂、产业化应用有限。展望未来,煤层气增采技术将朝多技术融合、智能化、绿色环保和精准地质适应性方向发展。推动多学科交叉、创新管理和政策机制,将为我国煤层气高效开发、能源安全与“碳达峰、碳中和”战略目标提供坚实支撑。 展开更多

关键词 煤层气 热驱 压裂增透 注气置换补能 微生物增产

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煤岩气井主动式控压排采方法及应用研究

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作者 邓泽 赵群 +8 位作者 李聪 马立民 张雷 丁蓉 费世祥 黄道军 黄锦袖 王树慧 张先敏 《中国石油勘探》 北大核心 2025年第6期185-200,共16页

与中浅部煤层相比,深部煤层在气水赋存特征、产出机制及工程响应方面存在显著差异。在深部原位高压条件下,游离气体产出以连续介质渗流为主,储层压力与井底流压的变化直接影响气水赋存状态、运移驱动力及产能演化规律,合理的压力管控有... 与中浅部煤层相比,深部煤层在气水赋存特征、产出机制及工程响应方面存在显著差异。在深部原位高压条件下,游离气体产出以连续介质渗流为主,储层压力与井底流压的变化直接影响气水赋存状态、运移驱动力及产能演化规律,合理的压力管控有助于增强渗流产气能力。基于压力演化对煤岩气运移机制的控制作用,提出并建立了一种以差异化井底流压调控为核心的主动式降压排采控制方法,该方法构建了压裂液临界压差模型、等流度点与等导压点判据及气水比动态识别模型,揭示了不同生产阶段的流体运移特征与压差控制规律,形成了“安全放喷—稳定排水—协调产气—提产稳产”的分阶段井底流压管控体系,实现了压力系统与渗流机制、解吸动力的全过程动态匹配。基于鄂尔多斯盆地东缘典型煤岩气井的数值模拟验证表明,主动式控压策略能够分级释放与有效利用储层能量,使气井日产气量呈“多峰式”增长,预测采收率较无控压条件提高约8.9个百分点。矿场试验结果进一步表明,该策略通过分阶段、分级降压调控有效延缓压降过程、抑制气水比过快上升,实现气水两相流动平衡,逐步释放产能,显著提升单井产能与稳产时长。研究成果可为鄂尔多斯盆地煤岩气高效开发提供理论依据与工程指导。 展开更多

关键词 鄂尔多斯盆地 煤岩气 主动式降压 等流度点 气水比 数值模拟

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鄂尔多斯盆地深部煤岩气高矿化地层水特征与成因机制探讨

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作者 刘洪林 王怀厂 +1 位作者 邓泽 黄道军 《天然气工业》 北大核心 2025年第8期17-29,共13页

鄂尔多斯盆地埋深大于2000 m的深部煤岩气资源十分丰富,与中浅部煤层气相比,深部煤岩气中地层水具有高矿化、高度滞留的水文地质特征,对煤岩气富集成藏和开采具有重要影响。为了阐明鄂尔多斯盆地(下文简称盆地)深部石炭系本溪组8号煤岩... 鄂尔多斯盆地埋深大于2000 m的深部煤岩气资源十分丰富,与中浅部煤层气相比,深部煤岩气中地层水具有高矿化、高度滞留的水文地质特征,对煤岩气富集成藏和开采具有重要影响。为了阐明鄂尔多斯盆地(下文简称盆地)深部石炭系本溪组8号煤岩地层水的基本特征以及对煤岩气的影响,深入剖析了煤岩水文地质、水化学、同位素等特征,探讨了现今盆地煤岩地层水赋存状态及水化学成因机制,并研究了地层水的空间分布特征及其控制因素。研究结果表明:①盆地深部煤岩气田地层水矿化度较高,属于CaCl_(2)水,钠氯系数为0.30~0.51,水动力弱,煤岩气封闭性极佳;②煤岩储层孔缝系统导致煤岩储层内水体分布不均,煤岩储层内大尺度裂缝中水体充盈,而邻近割理、微孔裂隙区域仅含极少量水,气泡变孔成因的气孔不含地层水;③煤岩作为上古生界气藏主要气源岩层,其地质历史中的生烃强度主导了气、水的宏观分布格局,其中强生烃叠加深埋升温下的地层水汽化携液关键地质作用使煤岩干化延续至今,深部煤岩具有超低含水饱和度特征,同时煤岩中少量的地层水基本保持了地质历史上古地层水矿化度分布特征。结论认为,盆地深部8号煤岩地层水与煤系地层水的演化具有继承性,煤岩热演化对地层水滞留赋存状态和矿化度升高等具有重要影响作用,该认识对深化盆地深部煤岩气成藏与演化具有重要的指导价值。 展开更多

关键词 鄂尔多斯盆地 石炭系本溪组 8号煤岩 深部煤岩气 富集特征 地层水 矿化度

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鄂尔多斯盆地深部煤层复电阻率及岩电参数频散特征

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作者 邓泽 赵群 +5 位作者 范立勇 葛新民 黄道军 石磊 王子铭 张永昊 《测井技术》 2025年第3期378-387,共10页

复杂的孔隙结构、变质程度和矿物组分极大地影响着深部煤层的导电特性,给基于电学参数的饱和度评价带来较大挑战。为了明确深部煤层的电学性质及岩电参数,以鄂尔多斯盆地本溪组深部煤层为研究对象,开展了不同测试频率、不同饱和状态的... 复杂的孔隙结构、变质程度和矿物组分极大地影响着深部煤层的导电特性,给基于电学参数的饱和度评价带来较大挑战。为了明确深部煤层的电学性质及岩电参数,以鄂尔多斯盆地本溪组深部煤层为研究对象,开展了不同测试频率、不同饱和状态的复电阻率等相关岩石物理实验。基于气测孔隙度和液测孔隙度的差异建立了饱和度校正模型,通过幂函数拟合实测复电阻率与饱和度关系校正了煤层完全含水状态的复电阻率,分析了煤层的复电阻率频散特性,明确了岩电参数与含水饱和度、频率的变化特征及物理机制。研究结果表明,煤层的复电阻率、电阻率指数与含水饱和度、频率呈负相关关系,饱和度指数与频率呈负相关关系,而胶结指数与频率呈正相关关系,确定以10 kHz频率对应的岩电参数建立含水饱和度计算模型,对比发现模型计算值小于实测值,平均绝对误差为7.47%。针对不同的电阻率测井方法和仪器,建议选择合适测试频段的岩电参数进行饱和度建模,该研究为深入认识深部煤层电学特征和开展饱和度评价提供有力支撑。 展开更多

关键词 深部煤层 饱和度 复电阻率 岩电参数 频散特征

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煤炭地下气化数值模拟技术框架与研究进展及展望 被引量：3

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作者 东振 孔令峰 +7 位作者 陈艳鹏 张梦媛 薛俊杰 赵宇峰 任博 蔡承政 邓泽 陈浩 《煤炭学报》 北大核心 2025年第8期3797-3817,共21页

煤炭地下气化(Underground Coal Gasification,UCG)是一项具有发展潜力的煤原位转化清洁技术,数值模拟是研究复杂气化过程的有效手段。经过近50 a发展,UCG数值模拟技术取得了丰硕科研成果,但目前仍不成熟,成为制约UCG产业化的主要技术... 煤炭地下气化(Underground Coal Gasification,UCG)是一项具有发展潜力的煤原位转化清洁技术,数值模拟是研究复杂气化过程的有效手段。经过近50 a发展,UCG数值模拟技术取得了丰硕科研成果,但目前仍不成熟,成为制约UCG产业化的主要技术短板之一。为加快国内UCG数值模拟技术发展,更好地服务现场试验,提出了UCG数值模拟技术框架,阐述了气化过程的热物理化学行为,综述了国内外主要研究进展和最新成果,并指出了存在问题和攻关方向。研究表明:①气化过程涉及的物理化学反应多、时间和空间跨度大、传质传热过程复杂,导致UCG数值模拟技术极具挑战性,从研究时间看,UCG数值模拟技术的发展可划分为3个阶段,虽与现场试验相比具有一定滞后性,但气化过程并非不可预测的“黑盒子”。②UCG的科学本质是“变空间的三传一反”问题,气化产物与气化腔扩展预测是数值模拟的主要任务之一,气化腔扩展机制包括化学反应消耗、煤剥落和顶板破坏坍塌,气化腔内流体流动主要由温度差和浓度差引起的双扩散自然对流控制,辐射传热处于热量传递的主导地位,碎石与煤灰的渗透率比值对气化腔形态发育具有较大影响。③填充床模型、通道模型和煤块模型分别在产物预测、气化腔扩展预测和干燥锋面、燃烧锋面跟踪方面具有优势,过程模型将气化涉及的主要物理化学现象通过不同功能模块刻画,是实现复杂气化过程模拟的可行策略,计算流体动力学模型近年来发展较快,是目前主要的模拟手段。④未来UCG数值模拟技术会向着更精准、更系统、更高效、更智能的方向发展,亟须尽快解决大尺寸块煤化学反应动力学问题、多功能一体化集成问题,离散元方法和连续介质方法的耦合问题,矿场尺度的三维地质建模问题,数值模拟技术与人工智能的融合问题。随着数值模拟技术不断发展完善,必将在UCG产业化进程中发挥更大的技术支撑作用。 展开更多

关键词 煤炭地下气化 数值模拟 传质传热 化学反应动力学 计算流体动力学 人工智能

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鄂尔多斯盆地石炭纪—二叠纪煤系全油气系统天然气成藏特征与有序分布模式 被引量：2

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作者 丁蓉 庞雄奇 +7 位作者 贾承造 熊先钺 邓泽 田文广 蒲庭玉 王飞宇 林浩 陈雨萱 《石油与天然气地质》 北大核心 2025年第4期1333-1348,共16页

自2021年以来,鄂尔多斯盆地石炭纪—二叠纪(C—P)煤系深层煤层气勘探取得重大突破并展示出广阔发展前景,其与盆地C—P多层系致密气和其他类型天然气的成因联系及共采潜力受到广泛关注。基于全油气系统理论及其定量评价方法,对盆地内已... 自2021年以来,鄂尔多斯盆地石炭纪—二叠纪(C—P)煤系深层煤层气勘探取得重大突破并展示出广阔发展前景,其与盆地C—P多层系致密气和其他类型天然气的成因联系及共采潜力受到广泛关注。基于全油气系统理论及其定量评价方法,对盆地内已发现的各类天然气藏的成因机制和关联性进行了分析,并在此基础上建立了煤系全油气系统天然气成藏与有序分布模式,结果表明:(1)C—P煤系全油气系统边界范围涉及整个盆地。全油气系统内,自浅而深分别存在浮力成藏下限、油气成藏底限和源岩供烃底限3个动力边界。(2)在地表与上述3个动力边界之间分别形成了自由、局限和束缚3个动力场。(3)全油气系统在演化过程中,源岩排出烃在中-浅层自由动力场运聚受浮力作用主导,进入圈闭构造高孔-高渗储层形成煤成常规气藏;源岩排出烃在中-深层局限动力场的运聚受源-储间毛细管力差作用主导,就近进入低孔-低渗储层形成煤成致密气藏;源岩滞留原始烃在束缚动力场的运聚受吸附作用等动力主导,源-储一体形成煤层气藏。(4)整体自下而上形成的天然气藏呈现出“煤层气—煤成致密气—煤成常规气”的有序分布模式。(5)盆地东部中-浅层因整体抬升和构造裂缝发育,煤成常规气勘探受限,中-深层煤成致密气和煤层气分布面积广、目的层厚度大、富气类型多、资源潜力巨大,是持续勘探的重点方向。 展开更多

关键词 化石能源 全油气系统 煤层气 煤系气 天然气藏 石炭纪—二叠纪(C—P)煤系 鄂尔多斯盆地

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渤海湾盆地大城区块深部煤层含气性及储层非均质性特征

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作者 刘岩 申建 +9 位作者 刘忠 李志军 张聪 吴健平 苏雪峰 邓泽 樊彬 古强 王磊 李奔 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S2期1064-1077,共14页

渤海湾盆地大城区块深部煤层气资源丰富,前期深部煤层气井开发取得了超过1.1×10^(4)m^(3)/d的产量,具有较大的勘探开发潜力,但是深部煤层的含气量、赋存状态及储层特征非均质性不明确,制约了深部煤层气大规模高效开发的进程。针对... 渤海湾盆地大城区块深部煤层气资源丰富,前期深部煤层气井开发取得了超过1.1×10^(4)m^(3)/d的产量,具有较大的勘探开发潜力,但是深部煤层的含气量、赋存状态及储层特征非均质性不明确,制约了深部煤层气大规模高效开发的进程。针对这个问题,首次开展了大城区块太原组10号煤层保压取心及分析测试,分析了深部煤层含气性及煤储层的非均质性特征,并提出了相应的开发策略。结果表明:深部10号煤储层纵向上煤岩、碳质泥岩、砂岩、泥岩交替发育,岩性的交替发育使煤层的煤质、物性、孔裂隙、岩石力学特征的纵向非均质性变化大,总体10号煤层上部煤体结构较完整,下部较破碎,煤层中下部2 m左右厚度的岩层受岩浆热液侵入影响,煤岩变质程度较高;煤层气保压取心含气量测试消除了损失气对含气量测试的影响,得到了大城区块深部煤层准确的含气量,10号煤层含气量大小为0.3~17.8 m^(3)/t,煤层纵向含气量变化大,10号煤层纵向上的含气量呈现先变小后变大再变小的趋势;高温高压等温吸附试验显示10号煤层顶部的理论吸附量小于实测含气量,煤岩达到超饱和状态,深部10号煤层甲烷呈现吸附气和游离气共存的赋存状态,游离气的占比达到24.2%,游离气主要分布在煤层顶部,岩性及煤岩煤质的非均质性使含气量及赋存状态变化大。优选深部高含游离气,原生结构煤,物性好,割理裂隙发育的煤层顶部为钻井和压裂开发的甜点段,并在该段进行水平井的钻井和压裂。成果为大城区块深部煤层气及同类煤层气资源的勘探评价和规模开发提供了重要的指导作用。 展开更多

关键词 渤海湾盆地 大城区块 深部煤层气 含气性 储层非均质性

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氧化作用下煤样渗透率与润湿性对有机质变化的联合响应

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作者 张宝鑫 傅雪海 +4 位作者 zeNG Fanhua Bill 邓泽 杨兆彪 康俊强 段超超 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期3017-3028,共12页

氧化作用可改善煤层渗透率,但部分煤样氧化后亲水性增强,对煤层气长期产出不利,相近条件下氧化后渗透率显著增大且亲水性增幅小或减弱的“优质”煤层显然具有更好的改性效果。氧化作用下有机质变化为渗透率及润湿性的变化提供部分驱动力... 氧化作用可改善煤层渗透率,但部分煤样氧化后亲水性增强,对煤层气长期产出不利,相近条件下氧化后渗透率显著增大且亲水性增幅小或减弱的“优质”煤层显然具有更好的改性效果。氧化作用下有机质变化为渗透率及润湿性的变化提供部分驱动力,当前可见煤样氧化后官能团呈同向变化但改性效果相反的报道。为探究氧化作用下煤层渗透率与润湿性对有机质变化的联合响应,对取自我国煤层气开发热点地区的8个煤矿样品开展了氧化改造前后渗透率、孔隙结构、润湿性及大分子结构测试。结果表明:煤样氧化改造后不同有效应力条件下渗透率多呈增大趋势,初始渗透率(无应力条件下,k_(0))与润湿角(θ)平均变化幅度分别为65.8%及-40.9%,但二者变化(|C_(k0)/C_(θ)|)幅度未见明显相关性,k_(0)与θ变化幅度比值的绝对值(|C_(k0)/C_(θ)|)介于0.2~4.2。氧化剂进入煤样后,有机质被溶解形成新孔裂隙,导致总孔隙率及渗透率增大,k0增幅随孔隙率增大呈现出增大趋势。部分脂肪及羟基等被氧化形成极性不同的含氧官能团,是导致改性效果呈现出差异的根本原因。与脂肪、羧酸变化幅度及羧酸与脂肪变化幅度比值的绝对值呈负相关,基于煤样有机质变化(|C_(k0)/C_(θ)|)可初步评估氧化改性效果,当脂肪减幅超过20%且羧酸与脂肪变化幅度比值的绝对值小于0.5时,Ck_(0)超过2,指示相较于渗透率的明显改善,亲水性变化相对较小。 展开更多

关键词 煤层气 氧化改造 渗透率 润湿性 有机质

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煤层气系统的定义、内涵、形成及应用——以鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系煤层为例 被引量：23

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作者 孙粉锦 周国晓 +2 位作者 田文广 邓泽 申建 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期42-53,共12页

煤层气在温度、压力和应力等敏感地质要素的作用控制下形成煤—气—水强耦合系统,深刻理解该系统对加快发展煤层气赋存地质理论、高效推进煤层气勘探开发具有重要意义。为此,提出了煤层气系统的基本概念,并在明确煤层气系统的基本要素... 煤层气在温度、压力和应力等敏感地质要素的作用控制下形成煤—气—水强耦合系统,深刻理解该系统对加快发展煤层气赋存地质理论、高效推进煤层气勘探开发具有重要意义。为此,提出了煤层气系统的基本概念,并在明确煤层气系统的基本要素基础上,研究了煤层气系统形成过程及基本特点,总结分析了煤层气系统储层压力、地层温度、地下水化学特征和煤层气的赋存状态、构成、含气饱和度以及生产特征,最后以鄂尔多斯盆地煤层气为例,分析了煤层气系统在空间上的展布规律。研究结果表明:①煤层气系统应考虑的基本要素包括煤层及其与之相关联的地层压力系数相近的煤系其他岩层、盖层系统以及相近地层压力系数下的煤层气/水流体系统。②储层—盖层—流体3大要素与系统环境演化的耦合决定了不同深度煤层气系统的煤—气—水的赋存状态。③以煤层气赋存状态等为主要依据将煤层气系统划分为“两带”,两带为改造带和原生带,其中改造带对应于通常意义上的浅层煤层气,原生带对应于深层煤层气;原生带进一步划分为吸附气为主带(原生A带)、游离气—吸附气带(原生B带)、吸附气—游离气带(原生C带)。结论认为:①改造带煤层气主要以向斜控气模式为主,原生带煤层气特别是原生B带、原生C带应重视圈闭区的勘探;②鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系煤层气系统自东西两翼至中部由改造带—原生A带—原生B带—原生C带依次转变,盆地中部主要为原生B带及原生C带煤层气。 展开更多

关键词 煤层气系统 温度 压力 地下水化学特征 赋存状态 鄂尔多斯盆地

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微生物提高煤层气产量模拟实验研究 被引量：12

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作者 陈浩 李贵中 +3 位作者 陈振宏 庚勐 邓泽 张辉 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期64-68,共5页

为解决微生物对煤层产气量的影响,通过对不同煤阶煤岩进行生物气模拟实验发现,在实验室条件下煤中微生物能利用自身物质进行生物产气。通过设置不同温度实验发现,在35℃条件下产气量要大于15℃时的产气量,说明35℃的温度更适合微生物利... 为解决微生物对煤层产气量的影响,通过对不同煤阶煤岩进行生物气模拟实验发现,在实验室条件下煤中微生物能利用自身物质进行生物产气。通过设置不同温度实验发现,在35℃条件下产气量要大于15℃时的产气量,说明35℃的温度更适合微生物利用煤样产气。在进行定量实验后发现,在添加外源营养物质或外源菌类的条件下能提高煤的产气量。在添加外源菌种的条件下,增产比例可达115%,而通过添加营养物质增产比例可达144%。 展开更多

关键词 煤层气 产甲烷菌 生物气 煤层气增产

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深部煤储层孔裂隙结构对煤层气赋存的影响-以鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块为例 被引量：37

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作者 邓泽 王红岩 +3 位作者 姜振学 丁蓉 李永洲 王涛 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期106-123,共18页

深部煤储层孔隙–裂缝结构对深部煤层气资源潜力评价和勘探开发具有重要意义。选取鄂尔多斯盆地东缘大宁–吉县区块DJ57井本溪组5个煤岩样品为研究对象,在煤岩煤质参数测试的基础上,采用气体吸附法、高压压汞法和微米CT扫描等测试手段,... 深部煤储层孔隙–裂缝结构对深部煤层气资源潜力评价和勘探开发具有重要意义。选取鄂尔多斯盆地东缘大宁–吉县区块DJ57井本溪组5个煤岩样品为研究对象,在煤岩煤质参数测试的基础上,采用气体吸附法、高压压汞法和微米CT扫描等测试手段,对深部煤储层中的纳米级孔隙-微米级裂缝进行多尺度定量表征,综合评价不同尺度的孔裂隙结构特征。再结合渗透率和甲烷等温吸附试验,探讨了微观孔裂隙对深部煤储层中煤层气的赋存和渗流的影响。研究结果表明:基于多种孔隙表征方法对深部煤储层孔裂隙进行多尺度定量表征,其孔裂隙体积分布类型主要以“U”型为主,呈现出微孔与微裂缝并存双峰态,主要集中在0.3~1.5 nm和>100μm的范围内。其中,微孔(<2 nm)、介孔(2~50 nm)、宏孔(50 nm~10μm)和微裂缝(>10μm)体积平均分别占总孔裂隙体积的80.18%,6.70%,1.65%和11.47%。随着微孔发育而吸附气量呈增大的趋势,微孔可以提供大量吸附点位,为深部煤层气的吸附和赋存提供场所。随着微裂缝发育而游离气量呈增大的趋势,微裂缝可以提供大量储集空间,为深部煤层气的富集提供空间条件。此外,微裂缝在三维空间中相互连通,形成网状结构,连通性强。随着微裂缝越发育,煤储层渗透率越大,微裂缝增强了煤层气的渗流能力。纳米级孔隙和微米级裂隙发育特征分别控制着深部煤层气吸附能力和开发潜力。 展开更多

关键词 深部煤层气 孔隙-裂缝 全尺度表征 大宁-吉县区块

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低吸附量煤岩和页岩等温吸附实验的负吸附原因 被引量：7

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作者 田文广 邓泽 +6 位作者 王红岩 刘洪林 李贵中 刘学军 陈振宏 陈浩 李亚男 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期19-26,共8页

低吸附样品等温吸附实验经常出现反"V"形先升后降"负吸附"现象,成为困扰相关实验的测试难题。为此,基于前人的研究成果,引入大样量重量法等温吸附仪,分析了大样量重量法的测试原理和操作流程,对比了体积法、磁悬浮... 低吸附样品等温吸附实验经常出现反"V"形先升后降"负吸附"现象,成为困扰相关实验的测试难题。为此,基于前人的研究成果,引入大样量重量法等温吸附仪,分析了大样量重量法的测试原理和操作流程,对比了体积法、磁悬浮重量法和大样量重量法3种方法的优缺点,进而选取大样量重量法等温吸附仪对内蒙古二连盆地吉尔噶朗图凹陷吉煤2井低煤阶煤岩和川南地区某井下志留统龙马溪组页岩样品进行了等温吸附实验,以期在消除系统累计误差影响之后,探究出现"负吸附"现象的根本原因。实验结果表明:(1)大样量重量法测试中未出现"负吸附"现象,其对低煤阶煤岩和页岩样品的测试结果可靠,拟合度高(R^2>0.99);(2)电子传感器误差(天平、压力和温度等采集器件)、系统累计误差、吸附相密度取值差异等不会导致吸附曲线形态的反转性变化;(3)样品缸空体积误差是引起"负吸附"的根本原因。结论认为,在等温吸附解释算法中增加体积校正参数,可以提高测试的准确性。 展开更多

关键词 低吸附量 煤岩 页岩 等温吸附实验 负吸附 体积法 重量法 样品缸 空体积误差 吸附相密度

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二连盆地吉尔嘎朗图凹陷低煤阶煤层生物产气影响因素 被引量：9

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作者 陈浩 秦勇 +4 位作者 邓泽 庚勐 李贵中 桑广杰 夏大平 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期27-32,共6页

研究低煤阶煤层生物产气的影响因素对于寻找该类煤层生物气富集有利区及指导微生物增产技术都具有重要的意义。为此,选择二连盆地吉尔嘎朗图凹陷褐煤煤样,在不同温度、酸碱度(p H值)、氧化还原电位(Eh值)以及添加不同浓度微量元素等条... 研究低煤阶煤层生物产气的影响因素对于寻找该类煤层生物气富集有利区及指导微生物增产技术都具有重要的意义。为此,选择二连盆地吉尔嘎朗图凹陷褐煤煤样,在不同温度、酸碱度(p H值)、氧化还原电位(Eh值)以及添加不同浓度微量元素等条件下进行了煤的生物气化模拟实验,进而探讨各种因素对微生物产气的影响、确定最佳的微生物产气条件。研究结果表明:(1)在模拟实验条件下,煤的产气量随着温度、p H值、微量元素浓度等参数值的增大或者Eh值的减小而表现出先增大后减小的规律;(2)温度介于30~35℃、pH值介于7.0~7.5、Eh值为-225 m V时,产甲烷菌代谢最活跃,最有利于生物气的生成,添加合适浓度的微量元素(Fe^(2+)、Ni^(2+))能促进微生物产气。结论认为:(1)二连盆地吉尔嘎朗图凹陷埋深介于300~600 m、弱径流的水动力条件与厌氧环境构成了生物气生成的有利条件;(2)添加合适的微量元素可作为微生物增产的有效手段。 展开更多

关键词 二连盆地 吉尔嘎朗图凹陷 低煤阶煤层气 生物气 菌类检测 产甲烷菌 产气潜力 微生物增产

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页岩和煤岩的孔隙结构差异及其天然气运移机理 被引量：17

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作者 邓泽 王红岩 +4 位作者 姜振学 孙梦迪 吴泽宇 徐嫣然 柯于斌 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期37-49,共13页

页岩和煤岩作为非常规天然气储层,其孔隙结构控制着天然气的赋存状态与运移机理。为了定量表征两种储层孔隙结构特征及其差异,借助小角中子散射技术、高压压汞法、气体吸附法和场发射扫描电镜观察对下志留统龙马溪组和上二叠统龙潭组过... 页岩和煤岩作为非常规天然气储层,其孔隙结构控制着天然气的赋存状态与运移机理。为了定量表征两种储层孔隙结构特征及其差异,借助小角中子散射技术、高压压汞法、气体吸附法和场发射扫描电镜观察对下志留统龙马溪组和上二叠统龙潭组过成熟页岩以及上石炭统本溪组煤岩的储集性和孔隙结构进行对比分析,明确了页岩与煤岩的孔隙结构差异及其成因,并研究了甲烷在其储层中的赋存和运移机理。研究结果表明:①煤岩主要储集空间集中在小于5 nm的孔径范围内,其中甲烷赋存状态以吸附气为主,页岩中大于5 nm的孔径范围是主要的游离气储集空间;②基于小角中子散射与高压压汞实验结果的差异特征可以用于评价孔隙连通性,且本研究中煤岩的孔隙连通性要优于页岩;③重复压汞法显示高压对于过成熟的页岩和煤岩不会导致样品产生新的裂缝。结论认为,煤岩储层微孔中的吸附气解吸成为游离气是煤层气开发的关键,页岩储层中页岩气从基质储集空间运移到天然裂缝或人工裂缝中受孔隙连通性的控制;增加页岩中诱导裂缝,有效连通诱导缝和天然裂缝并且提高有机孔隙网络与外部的连通性是提高页岩气采收率的关键,该认识为后续两类非常规油气储层的科学评价提供了重要理论支撑。 展开更多

关键词 孔隙结构 孔隙连通性 小角中子散射 流体注入法 过成熟页岩 煤岩

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