中國(guó)煤系“三氣”成藏特征及共采可能性

梁　冰，石迎爽，孫維吉，劉　強(qiáng)

(1．遼寧工程技術(shù)大學(xué) 力學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 阜新　123000；2.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 礦業(yè)學(xué)院，遼寧 阜新　123000)

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中國(guó)煤系“三氣”成藏特征及共采可能性

梁冰1，石迎爽1，孫維吉1，劉強(qiáng)2

(1．遼寧工程技術(shù)大學(xué) 力學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 阜新123000；2.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 礦業(yè)學(xué)院，遼寧 阜新123000)

摘要:煤系地層中的非常規(guī)天然氣資源是非常規(guī)天然氣的主要組成部分。目前，對(duì)煤系地層煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣等非常規(guī)天然氣資源的認(rèn)識(shí)還較薄弱，資源勘探開發(fā)程度也都比較低。根據(jù)氣藏合層開采經(jīng)驗(yàn)，把煤系地層視作一個(gè)整體，綜合勘探開發(fā)煤系煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣不僅可以減少勘探開發(fā)成本，增大非常規(guī)天然氣總儲(chǔ)量和技術(shù)可采資源量，還可以提高氣井使用效率和單井利潤(rùn)。將煤系地層中的煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣稱為“煤系三氣”，從煤系地層巖性分布特征、煤系氣體成藏機(jī)理、不同類型含氣儲(chǔ)層特征和開采特征等方面分析煤系“三氣”共采可能性及共采急需解決的難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:煤系；煤層氣；頁巖氣；致密砂巖氣；共采

煤系氣是我國(guó)非常規(guī)天然氣的重要組成部分，主要包括煤層氣、致密砂巖氣、頁巖氣、天然氣水合物等，本文將煤系地層中的煤層氣、致密砂巖氣和頁巖氣稱為“煤系三氣”。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過對(duì)“煤系三氣”成藏機(jī)理的研究，認(rèn)為“煤系三氣”具有同源共生的特點(diǎn)。地質(zhì)學(xué)家A.K.馬特維耶夫?qū)η疤K聯(lián)含煤盆地煤層氣成藏運(yùn)移的研究認(rèn)為，煤層氣藏中的氣體只約占煤化作用生成氣體總量的10%，剩余近90%的氣體從生烴煤層運(yùn)移到其他巖層中[1]。琚宜文等認(rèn)為，當(dāng)煤層與頁巖層相鄰時(shí)，煤層氣藏與頁巖氣藏有可能形成混合氣藏[2]。Law通過研究盆地中心氣的生氣、成藏特點(diǎn)，指出煤層和碳質(zhì)頁巖是盆地中心氣藏的主要烴源巖，而砂巖、粉砂巖、碳酸鹽巖等低滲透巖層是盆地中心氣藏常見的儲(chǔ)層[3]。姜文利等通過分析煤層氣和頁巖氣的異同點(diǎn)及成藏沉積特點(diǎn)，認(rèn)為我國(guó)一些典型盆地具有煤層氣和頁巖氣共生的特點(diǎn)[4]。曹代勇等在對(duì)比分析煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣、天然氣水合物等煤系非常規(guī)天然氣藏基礎(chǔ)特征的基礎(chǔ)上，提出了非常規(guī)天然氣共生賦存模式[5]。于騰飛通過對(duì)沁水煤系盆地游離氣成藏機(jī)制與模式的研究，指出沁水盆地天然氣烴源巖為煤巖、暗色泥巖、暗色碳酸鹽巖等，具有“多源多項(xiàng)、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化、定向聚散”的成藏特點(diǎn)[6]。這些研究說明煤系地層中存在有多套烴源巖，煤系非常規(guī)天然氣具有“共生共存”的成藏特征。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)煤層氣、致密砂巖氣、頁巖氣的勘探開發(fā)已進(jìn)行了大量的科學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并在一些地區(qū)形成了商業(yè)性氣田，但對(duì)“三氣”或“兩氣”共采的相關(guān)研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)還很少，除在美國(guó)皮森斯盆地白河隆起進(jìn)行了煤層氣與低滲砂巖氣共采先導(dǎo)性試驗(yàn)外[7]，未見其他煤系氣體共采的報(bào)道。本文從煤系氣藏分布、煤系氣藏成藏機(jī)理、不同類型含氣儲(chǔ)層特征和開采特征等方面分析我國(guó)煤系盆地煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣共采可能性。

1煤系盆地特征及中國(guó)煤系盆地分布

在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《煤礦科技術(shù)語》(GB/T 15663.1—2008)中，定義煤系為含煤地層、含煤建造，是一套含有煤層并有成因聯(lián)系的沉積巖系。

1.1煤系盆地特征

(1)地層旋回性強(qiáng)，多氣共生共存。

煤系地層具有顯著的旋回性沉積特征，在含煤地層層序中存在共生關(guān)系的巖性、巖相等有規(guī)律地重復(fù)交替現(xiàn)象[8]。這種巖性旋回特征為含煤地層中多種能源礦產(chǎn)共生或共存提供了基礎(chǔ)，可形成多套“生儲(chǔ)蓋組合”，有利于烴類氣體的生成、保存和富集，構(gòu)成短距運(yùn)移、就近儲(chǔ)集的成藏模式。含煤地層中主要的烴源巖是煤巖，其次還包括泥質(zhì)頁巖、碳質(zhì)泥巖等。在沉積演化歷史中，烴源巖經(jīng)煤化作用、生物化學(xué)作用等生成烴類氣體，大部分的烴類氣體隨著地層抬升、沉降向外運(yùn)移，形成常規(guī)天然氣藏或致密砂巖氣藏，較少的烴類氣體滯留在烴源巖中形成煤層氣藏、頁巖氣藏。

(2)生烴能力大，利于氣藏形成。

有機(jī)質(zhì)豐度是控制煤系烴源巖生烴能力的重要因素，而有機(jī)碳含量是評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)豐度的重要指標(biāo)，有機(jī)碳含量越高生烴潛力也就越大，越有利烴類氣體的吸附[9]。煤系地層烴源巖有機(jī)碳含量較高，其中煤的有機(jī)碳含量一般在60%～80%[8]，煤系中暗色泥頁巖有機(jī)碳含量一般在1.5%～3.0%(一般認(rèn)為TOC含量>2%時(shí)頁巖氣具有商業(yè)開采價(jià)值)[10]，見表1[11-12]。

表1　不同地區(qū)煤系烴源巖有機(jī)碳含量[11-12]

(3)干酪根以Ⅲ型為主。

干酪根是原始有機(jī)物經(jīng)過生化作用和物化作用改造而成，是石油和天然氣的先驅(qū)，也是判斷石油和天然氣來源及潛力的重要指標(biāo)。由于煤系地層沉積環(huán)境以海濱沼澤相或內(nèi)陸沼澤相為主，高等植物發(fā)育，烴源巖干酪根類型以Ⅲ型為主，部分地區(qū)發(fā)育有Ⅱ2型，為大量烴類氣體的生成奠定了基礎(chǔ)。受環(huán)境影響，烴源巖具有緩慢、連續(xù)、長(zhǎng)期生烴的特點(diǎn)，是天然氣藏形成的重要保證。

(4)構(gòu)造及巖漿巖侵入作用明顯。

巖漿侵入體存在于煤系地層擬合煤層中，是一種常見的地質(zhì)現(xiàn)象，也是影響烴類氣體生成的重要地質(zhì)因素之一。

我國(guó)煤系盆地多經(jīng)歷了幾次大的盆地演化過程，演化過程中很多含煤地層有明顯的巖漿巖侵入。巖漿巖活動(dòng)一方面提高了烴源巖的溫度，促進(jìn)了烴源巖的演化程度，既增加了生烴量又增加了生烴速度；另一方面巖漿巖的侵入改變了儲(chǔ)層物性，已有研究表明受巖漿巖作用的煤層熱解氣孔和鑲嵌結(jié)構(gòu)增加，微孔孔容和比表面積降低，吸附位減少[13-14]；另外，巖漿巖結(jié)構(gòu)致密，透氣性差，若以蓋層的形式賦存于儲(chǔ)氣層之上，對(duì)氣藏起到了很好的圈閉作用。

1.2我國(guó)煤系盆地分布

我國(guó)煤層氣資源豐富，分布范圍廣泛，按照不同煤階煤的分布劃分煤層氣資源如圖1所示。我國(guó)陸域頁巖氣資源根據(jù)調(diào)查情況可分為5個(gè)區(qū)域，主要分布在包括四川盆地及其周緣、鄂爾多斯盆地、沁水盆地等在內(nèi)的13個(gè)盆地中，如圖2所示。我國(guó)致密砂巖氣資源分布如圖3所示，主要包括鄂爾多斯盆地、四川盆地、松遼盆地、塔里木盆地、吐哈盆地、渤海灣盆地、準(zhǔn)噶爾盆地等。

圖1　中國(guó)煤層氣資源分布Fig.1　CBM resources distribution in China

圖2　中國(guó)頁巖氣資源區(qū)分Fig.2　Shale gas resources in China

分析煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣的分布可知，含頁巖氣資源盆地與含煤層氣資源盆地重疊，含致密砂巖氣資源盆地與含頁巖氣資源盆地重疊，即3種非常規(guī)天然氣資源分布區(qū)域重疊，且均在含煤盆地地層中。對(duì)已發(fā)現(xiàn)的含3類氣藏的盆地的研究表明，3類氣藏均處于整套含煤巖系內(nèi)，在物源類型、沉積環(huán)境、構(gòu)造熱演化等方面，具有顯著的一致性。這也說明了我國(guó)煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣具有“同盆共存”的特點(diǎn)。

2煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣成藏機(jī)理及“三氣”共生共存關(guān)系

2.1煤層氣藏成藏機(jī)理

煤層氣是煤在高溫高壓作用下經(jīng)煤化作用及生物化學(xué)作用生成的烴類氣體，主要賦存于煤層及鄰近巖層，是自生自儲(chǔ)式氣藏[15]。受盆地發(fā)育史的影響，煤層氣可分為生物成因氣、熱成因氣以及混合成因氣。煤層氣初次賦存及運(yùn)移受地質(zhì)演化及構(gòu)造特征影響顯著[16-17]。影響儲(chǔ)層含氣性的地質(zhì)因素包括地質(zhì)構(gòu)造條件、儲(chǔ)層埋深、水文地質(zhì)、沉積環(huán)境、儲(chǔ)層物性和巖漿活動(dòng)等，其中地質(zhì)構(gòu)造條件包括構(gòu)造演化特征及構(gòu)造類型，儲(chǔ)層物性包括煤變質(zhì)程度、煤孔隙結(jié)構(gòu)及厚度；煤層氣的后期賦存及運(yùn)移主要受構(gòu)造演化和水動(dòng)力條件影響顯著。構(gòu)造演化一方面改變地層斷層結(jié)構(gòu)和孔裂隙結(jié)構(gòu)，改變煤層氣的賦存狀態(tài)及流動(dòng)方向，斷層和大裂隙的形成為煤層氣的流動(dòng)提供了通道，引導(dǎo)了煤層氣的流動(dòng)方向，同時(shí)也不利于煤層氣成藏；另一方面構(gòu)造演化引起的地層抬升與沉降影響煤巖的2次生烴和煤層氣的保存[17]。煤層氣儲(chǔ)層含水飽和度較高，煤層中的水，不僅溶解有一定量的氣體，而且影響著煤儲(chǔ)層的壓力，同時(shí)煤層中水的流動(dòng)直接影響煤層氣的吸附解吸程度，對(duì)煤層氣的封存(逸散)有重要的影響。

2.2頁巖氣藏成藏機(jī)理

頁巖氣藏是一類富有機(jī)質(zhì)烴源巖在持續(xù)溫度、壓力作用下生成的烴類氣體，是典型的自生自儲(chǔ)型氣藏，儲(chǔ)層孔隙度(一般小于10%)和滲透率(一般為(0.001～2.000)×10-3μm2)都很低，幾乎無自然產(chǎn)能[18]。頁巖氣的成因與煤層氣類似，包括熱成因、生物成因及混合成因，賦存狀態(tài)也包括吸附態(tài)、游離態(tài)、溶解態(tài)，與煤層氣不同的是，吸附態(tài)頁巖氣含量在不同氣藏中差別很大，最低可達(dá)20%，最高可達(dá)85%[19]。頁巖氣成藏過程體現(xiàn)了煤層氣到根緣氣再到常規(guī)氣成藏過渡特征，兼顧了吸附氣成藏機(jī)理、活塞式氣水排驅(qū)成藏機(jī)理和置換式運(yùn)聚成藏機(jī)理[20]?？刂祈搸r氣成藏的主要因素有總有機(jī)碳含量、有機(jī)質(zhì)成熟度、巖石礦物成分、頁巖埋藏深度、優(yōu)質(zhì)頁巖厚度、儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率、地層壓力、溫度等，其中構(gòu)造不僅直接影響泥頁巖的沉積、成巖和造縫作用，影響泥頁巖的生、儲(chǔ)能力，還會(huì)造成泥頁巖的抬升、下降，控制頁巖氣的成藏過程。此外，頁巖氣藏主要賦存于構(gòu)造轉(zhuǎn)折帶、地應(yīng)力相對(duì)集中帶以及褶皺——斷裂發(fā)育帶。

2.3致密砂巖氣藏成藏機(jī)理

致密砂巖氣藏是一種低孔隙度(<10%)、低滲透率(<1×10-2μm2)、低含氣飽和度(<60%)非常規(guī)天然氣藏，是天然氣克服毛細(xì)管壓力作用經(jīng)活塞式運(yùn)移形成的[21]，具有“源儲(chǔ)緊鄰、源蓋一體、持續(xù)充注”的成藏特點(diǎn)。致密砂巖氣藏的形成需要具備充足的氣源、足夠大的早期圈閉、具有一定的儲(chǔ)集性能、保存條件好、處于油氣運(yùn)移指向區(qū)的古隆起高部位、良好的配置關(guān)系等。已發(fā)現(xiàn)的大型致密砂巖氣藏，例如四川盆地、鄂爾多斯盆地、吐哈盆地，其氣源巖多為煤系烴源巖，儲(chǔ)層與烴源巖層之間相互疊加，保證了足夠的氣源，減少了氣體運(yùn)移中的損失，有提供了良好的蓋層[22-23]。構(gòu)造活動(dòng)對(duì)致密砂巖氣藏的形成有重要作用：① 沉降促進(jìn)氣源巖快速成熟、大量生排烴，為致密氣藏提供充足的氣源；② 造縫作用調(diào)整致密砂巖氣藏。致密砂巖氣藏一般形成于穩(wěn)定寬緩的構(gòu)造背景。

2.4“三氣”共生共存關(guān)系

在煤系地層中，煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣“三氣”具有很好的“共生共存基礎(chǔ)”。在煤系地層層序中煤巖層、泥頁巖層、砂巖層重復(fù)交替出現(xiàn)，可形成多套“生儲(chǔ)蓋組合”，是各類氣藏形成的關(guān)鍵。煤系地層中的烴源巖種類多，垂向上旋回性強(qiáng)，使得煤系地層烴源巖生氣范圍廣，烴類氣體成因多樣，生氣潛力大，生氣量多。

富含有機(jī)質(zhì)烴源巖在沉積、構(gòu)造、熱液等的作用下，生成大量烴類氣體。生成的氣體一方面以吸附狀態(tài)自生自儲(chǔ)于煤層、頁巖層中，形成煤層氣、頁巖氣；另一方面，以裂隙斷層為通道運(yùn)移并聚集在其他儲(chǔ)集空間形成氣藏。其中，生成的烴類氣體經(jīng)短距離活塞式運(yùn)移聚集在與烴源巖大面積緊密接觸的致密砂巖中，并主要以游離氣形式形成致密砂巖氣藏。煤巖和泥頁巖都可為致密砂巖氣藏提供烴源巖，致密砂巖與烴源巖之間往往相互疊加形成三明治型儲(chǔ)蓋配置，互為蓋層。泥頁巖除是自生氣體的烴源巖和儲(chǔ)氣巖外，還是煤巖生成的烴類氣體很好的儲(chǔ)氣層，是煤層氣藏很好地蓋層。3種氣藏儲(chǔ)層之間的關(guān)系如圖4所示。

圖4　煤系巖層間的相互作用Fig.4　 Interaction between coal measures strata

2.5“三氣”共采的必要性

根據(jù)煤系氣成藏模式可知，煤系非常規(guī)天然氣埋深較深、儲(chǔ)層較致密、儲(chǔ)層滲透率低，煤系地層具有多層系、垂向上復(fù)合氣藏共生共存的特點(diǎn)，單一儲(chǔ)層開采不僅產(chǎn)量低、開發(fā)難度大，而且開發(fā)成本高，不宜進(jìn)行單層開采。從提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度、降低單層開采成本、提高單井經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量角度出發(fā)，對(duì)煤系氣藏的開發(fā)應(yīng)采用合層開采的方式。

3中國(guó)煤系“三氣”共采開發(fā)可能性分析

3.1煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣開采特征

如圖5所示，受賦存狀態(tài)的影響，煤層氣、頁巖氣的產(chǎn)出過程包括解吸、擴(kuò)散、滲流進(jìn)入裂隙系統(tǒng)，裂隙系統(tǒng)中的氣體流入井筒產(chǎn)出，砂巖氣很少有解吸過程。氣體的產(chǎn)出保證了井筒與儲(chǔ)層間的壓力差，保證了裂隙系統(tǒng)中的氣體連續(xù)進(jìn)入到井筒，而裂隙中氣體的產(chǎn)出又促使吸附態(tài)氣體不間斷的解吸進(jìn)入裂隙系統(tǒng)。3種氣藏中頁巖氣為干氣，含水飽和度低，在實(shí)際生產(chǎn)中不產(chǎn)水或產(chǎn)水少；致密砂巖氣一般有較高含水飽和度，在開發(fā)過程中存在氣、水兩相流，對(duì)氣體產(chǎn)量影響較大；煤層氣在生產(chǎn)中實(shí)施的是排水降壓方法，生產(chǎn)周期依次分為初期排水降壓階段、控壓產(chǎn)氣階段、穩(wěn)產(chǎn)階段、衰竭階段?？梢?種氣藏在開采機(jī)理方面存在很大差異。受成藏特性和儲(chǔ)層物性影響3種氣藏都屬于低滲透氣藏，開發(fā)過程中無論是直井還是水平井都需要壓裂增產(chǎn)，在我國(guó)應(yīng)用較為成熟的壓裂技術(shù)是水力壓裂，由于原始儲(chǔ)層含水飽和度和儲(chǔ)層吸水性的差異，水力壓裂對(duì)不同儲(chǔ)層的傷害程度也存在很大差異。

圖5　非常規(guī)天然氣產(chǎn)出過程Fig.5　Unconventional gas production process

我國(guó)煤層氣藏、頁巖氣藏、致密砂巖氣藏開采地質(zhì)條件和儲(chǔ)層物性普遍較差，在開采過程中普遍存在壓敏、速敏、水侵等傷害，在開采前都需要制定合理的開采制度。

3.2低滲氣藏層共采應(yīng)用現(xiàn)狀

煤層氣、致密砂巖氣、頁巖氣等低滲透氣藏在成藏過程中受沉積作用影響，在垂向上非均質(zhì)性較強(qiáng)，且具有多層系、多儲(chǔ)層、薄儲(chǔ)層的特點(diǎn)。為提高氣藏儲(chǔ)層采收程度，降低單層開采成本，許多煤層氣藏、致密砂巖氣藏選擇多層共采的方式進(jìn)行開采，例如沙特阿拉伯阿曼地區(qū)的碳酸鹽氣藏，委內(nèi)瑞拉的馬拉開波湖多層共采油井，沁水盆地南部的壽陽、韓城等地區(qū)以及鐵法盆地大興井田的部分煤層氣井，蘇里格、大牛地、澀北、新場(chǎng)、靖邊等[22-31]致密砂巖氣藏的部分生產(chǎn)井。

低滲透氣藏合層開采的方式包括合層壓裂合層開采以及分層壓裂合層開采，其中分層壓裂合層開采分為無層序調(diào)整(開井時(shí)就進(jìn)行共采)和有層序調(diào)整。

層間干擾是影響合層開采氣井生產(chǎn)效果的重要因素，層間干擾包括相鄰儲(chǔ)層層間竄流以及共采井“倒灌”。造成層間干擾的因素可以分為儲(chǔ)層物性客觀因素、壓裂工藝和工作制度。儲(chǔ)層物性客觀因素包括儲(chǔ)層與頂?shù)装鍘r石力學(xué)性質(zhì)、儲(chǔ)層壓力梯度、滲透率、供氣能力、層間膠結(jié)程度，煤層氣藏考慮氣體的臨界解吸壓力，含水儲(chǔ)層考慮儲(chǔ)層的供液能力；壓裂工藝包括共采層數(shù)、壓裂層厚度、射孔參數(shù)[22-31]。通過對(duì)韓城、長(zhǎng)慶等共采氣井的生產(chǎn)測(cè)試和研究得知，同層系內(nèi)各壓裂段供液能力差異小、儲(chǔ)層壓力差異小和臨界解吸壓力差異小，合層排采層間干擾不明顯；由儲(chǔ)層壓力差異引起的層間干擾在采氣初期比較明顯，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，多層共采層與層之間不斷地進(jìn)行壓力、產(chǎn)量的自我調(diào)節(jié)，儲(chǔ)層壓力較大的層位隨著開采的進(jìn)行對(duì)總產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率會(huì)不斷減小，儲(chǔ)層壓力較小的層位隨著開采的進(jìn)行逐漸發(fā)揮作用；此外，長(zhǎng)慶G39-8井和G16-12井共采試驗(yàn)表明，氣層靜壓相差不大的合層井可以通過放大壓差進(jìn)行共采，氣層靜壓差較大的井，可先對(duì)高壓層開采降壓，再進(jìn)行共采[32]。

3.3煤系“三氣”共采需要解決的問題

煤系氣體共采不同于煤層氣或致密砂巖氣多層共采，儲(chǔ)層物性差異更加明顯，不同類型氣藏開采工藝差異較大，這使得煤系“三氣”共采難度加大?；谕悮獠囟鄬庸膊傻慕?jīng)驗(yàn)，煤系“三氣”共采需進(jìn)行以下研究：

(1)低滲透多層氣藏氣體流動(dòng)影響因素較單層氣藏更多，流動(dòng)機(jī)理更加復(fù)雜，需用室內(nèi)物理和數(shù)值試驗(yàn)兩方面研究多因素作用下多層復(fù)合氣藏流動(dòng)機(jī)理，為產(chǎn)能機(jī)理及工作制度的制定提供理論基礎(chǔ)；

(2)煤層、頁巖層、致密砂巖層都屬于多孔介質(zhì)儲(chǔ)層，儲(chǔ)層在有效應(yīng)力作用下會(huì)產(chǎn)生變形，因此應(yīng)開展多層共采過程中的流固耦合作用機(jī)理研究，建立考慮流固耦合作用的多層共采滲流模型；

(3)煤巖、頁巖、致密砂巖的物理力學(xué)性質(zhì)相差較大，在進(jìn)行合層開采研究時(shí)一方面需研究不同類型儲(chǔ)層合層壓裂或分層壓裂裂紋擴(kuò)展及增滲力學(xué)機(jī)制以及上產(chǎn)井裂紋實(shí)施檢測(cè)技術(shù)，另一方面需要分別研究?jī)?chǔ)層滲透率差、儲(chǔ)層壓力差、儲(chǔ)層含氣量差等因素對(duì)層間干擾的貢獻(xiàn)程度，以及多因素耦合作用下的層間干擾度；

(4)煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣成藏主控因素不盡相同，產(chǎn)氣機(jī)理也有較大差別，在進(jìn)行煤系“三氣”共采時(shí)應(yīng)進(jìn)行共采產(chǎn)氣機(jī)理、各儲(chǔ)層產(chǎn)能貢獻(xiàn)率影響因素研究，優(yōu)化三氣共采工作制度；

(5)由于煤層氣藏、頁巖氣藏、致密砂巖氣藏含水飽和度不一，開采過程中產(chǎn)水量以及儲(chǔ)層滲吸情況有較大差異，因此在進(jìn)行多氣多層共采前應(yīng)前進(jìn)行儲(chǔ)層產(chǎn)水、滲吸研究，明確儲(chǔ)層水對(duì)各產(chǎn)層產(chǎn)能的影響情況，同時(shí)還應(yīng)積極開展無水壓裂增產(chǎn)理論和工程應(yīng)用相關(guān)方面研究。

(6)考慮經(jīng)濟(jì)性問題，研究井型及壓裂工藝對(duì)煤系“三氣”共采的影響，同時(shí)考慮速敏、壓敏對(duì)氣井產(chǎn)能的影響，研究多層氣井配產(chǎn)機(jī)制；

(7)基于煤與瓦斯共采理論，開展煤層群與多層氣藏共采理論研究，研究采動(dòng)影響下含氣系統(tǒng)動(dòng)力影響規(guī)律、能量場(chǎng)耦合作用下三相越流機(jī)理(溫度場(chǎng)、構(gòu)造場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)3場(chǎng)耦合作用下的獨(dú)立疊置含氣系統(tǒng)三相越流機(jī)理)。

參考文獻(xiàn)：

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Reservoir forming characteristics of “the three gases” in coal measure and the possibility of commingling in China

LIANG Bing1,SHI Ying-shuang1,SUN Wei-ji1,LIU Qiang2

(1.InstituteofMechanicsandEngineering,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin123000,China；2.CollegeofMiningEngineering,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin123000,China)

Abstract:The unconventional gas resource in coal measures strata is the main part of unconventional gas.At present,the understanding of coalbed methane,shale gas and tight sandstone gas in the coal measures strata is relatively limited.Also,the degrees of resources exploration and development are relatively low.According to the experiences of gas reservoir combined mining,the coal measure strata can be considered as a whole,then the cost of exploration and development on coalbed methane,shale gas and tight sandstone gas in the coal measures strata could be reduced.In addition,the efficiency and single well profit of gas well could be improved.In this paper,the coalbed methane,the shale gas and the tight sandstone gas in coal measures strata are referred to as “the three coal gases”.The commingling possibility of “the three coal gases” and the difficulties that commingling urgently needs were analyzed from the formation lithology distribution characteristics of coal measures strata lithology,accumulation mechanisms,reservoir characteristics,exploitation characteristics,etc.

Key words:coal measures;coalbed methane;shale gas;tight sandstone gas;commingling

中圖分類號(hào):P618.11

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):0253-9993(2016)01-0167-07

作者簡(jiǎn)介:梁冰(1962—),女,遼寧盤錦人,教授,博士生導(dǎo)師。E-mail:lbwqx@163.com

基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51304111)；遼寧省教育廳一般資助項(xiàng)目(L2013136)

收稿日期:2015-08-09修回日期:2015-11-12責(zé)任編輯:許書閣

梁冰，石迎爽，孫維吉，等.中國(guó)煤系“三氣”成藏特征及共采可能性[J].煤炭學(xué)報(bào),2016,41(1):167-173.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2015.9016

Liang Bing,Shi Yingshuang,Sun Weiji,et al.Reservoir forming characteristics of “the three gases” in coal measure and the possibility of commingling in China[J].Journal of China Coal Society,2016,41(1):167-173.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2015.9016