摘要：针对“叠置煤层气系统”这一煤层群地层中普遍发育的煤层气成藏模式,借助重庆大学自主研制的“叠置煤层气系统合采物理模拟实验装置”,设计Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号、Ⅳ号模拟煤层的初始气体压力分别为1.0,1.4,1.8,2.2 MPa,通过叠置含气系统煤层气合采物理模拟实验,分析了合采过程中煤层渗透率动态演化特点及其影响因素。结果表明:①合采过程中模拟煤层渗透率变化曲线可分为两类,一类以渗透率先上升后下降再上升为特征,以Ⅰ号和Ⅱ号煤层为代表;另外一类以先下降后上升为特征,以Ⅲ号和Ⅳ号煤层为代表;②合采初期,渗透率差异系数变化显著,中、后期变化不明显,模拟开采结束时Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ号煤层相对于Ⅳ号煤层的渗透率差异系数分别为37.5%,26.5%和13.6%,表明合采过程中高储层压力煤层的气体倒灌进入了低储层压力煤层,产生了层间干扰,初期干扰显著,中、后期不明显,煤层受干扰程度随初始气体压力差的加大而增大;③煤层有效应力、煤体温度和煤体变形相互耦合,共同影响着模拟煤层渗透率演化规律,使得4个煤层的渗透率演化呈阶段性变化,其中Ⅳ号煤层渗透率变化影响因素在开采初期以效应力占主导地位,煤体温度和煤体应变分别在渗透率比下降至0.87和0.75时才开始对渗透率演化产生作用。

摘要：煤层气合采是提高多煤层区煤层气开发效率的重要途径,但成藏作用的特殊性决定合采方式与产能效果复杂多变,高效开发面临较大挑战。我国煤层气地质工作者围绕多煤层煤层气成藏与合采可行性开展大量基础研究与工程实践,取得丰富的阶段性成果,为深化煤层气开发地质理论、推动产业发展提供有力支撑。从叠置煤层气系统成藏机理、合采地质约束条件、合采可行性判识方法、合采储层伤害4个方面,系统分析评述我国煤层气合采地质领域的最新研究进展,以期为后续研究开展、工程实施与产业建设提供参考。主要认识可概括为:(1)深化了叠置煤层气系统成藏的层序控气机理以及成岩作用与地应力的后期改造效应;构建了煤系地下水环境化学封闭指数,为判识含气系统叠置性及流体动力条件提供了新的参数,结合流体压力剖面识别出3类含气系统叠置地质模式(增长型、衰减型和稳定型);进一步将叠置煤层气系统理念扩展到煤系气范畴,提出煤系复合储层叠置含气系统“共采兼容性”理论与方法体系,并应用于煤系气合采先导示范工程,取得初步应用成效;(2)华北石炭-二叠系(太原-山西组)与黔西-滇东上二叠统(长兴-龙潭组)是煤层气合采研究与工程实践的热点区域(层域),压力系统及渗透性差异是合采中最受关注的地质因素。华北山西组、太原组的水动力系统与供液能力差异是制约合采效果的重要因素,黔西-滇东地区合采煤层的最大层间跨度、累计煤厚、煤体结构受到更多关注,表层水干扰是制约织金区块煤层气合采效率的关键;(3)产能分析、物理模拟、数值模拟、产出水地球化学分析是煤层气合采可行性与干扰判识的重要方法,提出了基于产出水地球化学解析合采井产出水源和判识干扰程度的基本思路、技术图版和评价流程及基于产能曲线分峰剥离的产层贡献分析方法,技术方法的不断成熟、创新为煤层气合采方案、工艺优化与效率提升提供了有力支撑;(4)煤层气合采对地质条件与工程扰动更为敏感,易诱发储层伤害,涉及产层暴露诱发的贾敏效应与气锁伤害,压力系统与渗透性差异诱发的应力与速度敏感伤害。均一化储层改造、分压力系统开采(分时间或分空间)、精细化排采设计与管控是降低储层伤害的有效途径。

摘要：煤系气是非常规天然气领域的重要组成部分,也是近年来非常规天然气领域研究的热点。总结煤系气研究进展,明确亟待解决的重要科学问题,对于完善煤系气地质理论、推动煤系气勘探开发具有重要意义。当前煤系气研究进展主要表现在以下5个方面:(1)基于煤系地层沉积特点,总结了煤系气共生成藏的6个基本地质特征;(2)初步划分了煤系气共生组合方式,分析了煤系气4大成藏要素及其配置关系的控气作用;(3)分析了煤系含气系统叠置性地质成因,提出了叠置煤系气系统的识别与评价方法及控制叠置含气系统合采兼容性的地质要素;(4)总结了煤系"三气"共探合采理论研究、技术方法、产层贡献识别技术及合采产层优化组合与"甜点"评价;(5)在煤系气资源评价与有利区预测方面进行了有效的探索性研究。在对研究现状总结的基础上,提出了煤系气领域亟待解决的重要科学问题:(1)煤系气储层精细描述及可改造性评价;(2)煤系气资源评价方法及有利区优选;(3)煤系气开发甜点区(段)评价技术;(4)叠置煤系气系统合采兼容性评价。这些问题的解决,将有利于推动煤系气地质理论发展和煤系气资源的高效开发利用。