我國深部煤層氣資源豐富,局部勘探開發(fā)的突破昭示了其開發(fā)潛力巨大,但是目前整體的開發(fā)形勢不容樂觀。低孔、低滲的儲層特征是制約深部煤層氣高產的重要因素,這也決定了深部煤儲層的壓裂改造勢在必行。目前,關于深部煤儲層的孔滲成因演化機制及“三高”（即高溫、高壓、高地應力）環(huán)境下的壓裂可改造性尚未明確。針對上述問題,論文以“煤級約束為基礎、構造改造定差異、溫壓控制為關鍵”的研究思路,揭示了深部煤儲層孔滲成因演化機制,以煤儲層滲透率、煤巖力學性質和地應力空間展布為主導,從地質角度探討了深部煤儲層的壓裂可改造性。闡明了煤級制約下的深部煤儲層孔隙結構發(fā)育基礎�；诿虹R質體反射率、砂巖流體包裹體測試,結合埋藏史模擬,查明了臨興地區(qū)煤變質演化過程,指出對于紫金山隆起區(qū)以外的區(qū)域,巖漿作用只是加快了侵入時期的煤變質進程,而歷史最大埋深控制了現(xiàn)今煤變質程度。通過對不同變質程度樣品的煤巖煤質和孔隙結構測試,分析了變質程度對煤的物質組成及孔隙結構的控制特征,揭示出隨著煤變質程度的增加（Ro介于0.75～1.35%）,微孔比例增大,小孔比例先減小后增大,大、中孔比例減小;孔容和比表面積先快速減小后緩慢減小,最后出現(xiàn)增... 

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學位級別】：博士

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摘要
Abstract
1 引言
    1.1 選題依據與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 深部煤層氣的界定
        1.2.2 深部煤層氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀
        1.2.3 深部煤儲層孔滲特征
        1.2.4 深部煤儲層壓裂可改造性
    1.3 存在的問題
    1.4 研究內容與技術路線
        1.4.1 主要研究內容
        1.4.2 研究技術路線
    1.5 完成的主要工作量
    1.6 取得的主要成果及創(chuàng)新點
        1.6.1 主要成果
        1.6.2 創(chuàng)新點
    1.7 本章小結
2 區(qū)域地質概況及煤層特征
    2.1 區(qū)域地質概況
        2.1.1 自然地理概況
        2.1.2 構造特征
        2.1.3 地層特征
        2.1.4 含煤巖系沉積特征
        2.1.5 水文地質特征
        2.1.6 巖漿活動
    2.2 主力煤層地質特征
        2.2.1 厚度
        2.2.2 埋深
        2.2.3 儲層溫度
        2.2.4 儲層壓力
        2.2.5 含氣量
    2.3 本章小結
3 煤級制約下的深部煤儲層孔隙結構特征
    3.1 煤變質程度特征
        3.1.1 空間展布特征
        3.1.2 煤變質過程推演
    3.2 不同變質程度煤的物質組成特征
        3.2.1 煤巖特征
        3.2.2 煤質特征
    3.3 不同變質程度煤的孔隙結構特征
        3.3.1 基于氮氣吸附的孔隙結構特征
        3.3.2 基于高壓壓汞的孔滲特征
    3.4 本章小結
4 多期構造疊加作用下的煤儲層物性差異演化
    4.1 關鍵時期古構造應力場及形跡恢復
        4.1.1 節(jié)理(構造裂隙)發(fā)育特征
        4.1.2 古構造應力場恢復
        4.1.3 古構造形跡反演
        4.1.4 煤儲層歷史最大變形程度的定量表征
    4.2 多期構造作用下的煤體結構特征
        4.2.1 基于GSI的煤體結構測井量化表征
        4.2.2 煤體結構的空間展布特征
    4.3 多期構造作用下的煤儲層物性差異演化
        4.3.1 煤體結構特征
        4.3.2 裂隙發(fā)育特征
        4.3.3 滲流特征
    4.4 本章小結
5 溫度和應力耦合作用下的深部煤儲層孔滲特征
    5.1 溫度和應力耦合作用下的煤儲層微觀孔裂隙結構特征
        5.1.1 實驗設計及儀器
        5.1.2 實驗結果及分析
    5.2 溫度和應力耦合作用下的煤儲層滲透率特征
        5.2.1 實驗設計及儀器
        5.2.2 實驗結果及分析
    5.3 煤儲層滲透率預測模型
        5.3.1 模型推導
        5.3.2 模型驗證及應用
    5.4 本章小結
6 臨興地區(qū)深部煤儲層壓裂可改造性分析
    6.1 煤巖力學性質
        6.1.1 溫度-應力對煤力學性質的影響
        6.1.2 煤體結構對煤力學性質的影響
        6.1.3 煤巖力學性質差異
    6.2 地應力特征
        6.2.1 地應力方向
        6.2.2 地應力大小
    6.3 壓裂可造性分析
        6.3.1 壓裂模擬軟件簡介
        6.3.2 煤儲層滲透率對壓裂效果的影響
        6.3.3 煤巖彈性模量對壓裂效果的影響
        6.3.4 地應力對壓裂的影響
    6.4 實例分析
        6.4.1 井位概況
        6.4.2 煤儲層特征
        6.4.3 壓裂施工概況
        6.4.4 壓裂效果分析
    6.5 本章小結
7 結論與展望
    7.1 結論
    7.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3647062