天然气水合物是重要的新兴能源矿产,也是国家大力倡导开发利用的清洁能源。青海祁连山木里煤田天然气水合物发现之后,国内陆域天然气水合物勘查一直没有进一步的发现。大兴安岭北部是我国多年冻土发育的重要地区之一,内蒙古大西山煤田与青海木里煤田地质条件具有可类比性。基于本次天然气水合物探井的调查成果,以发现的浅层高烃类气体和水合物异常显示为线索,分析天然气水合物成藏的冻土条件、物源条件、疏导系统等地质因素。大西山煤田冻土厚度较大,底界可达70 m;烃源岩有机质丰度较高,以中等—较好的烃源岩为主;暗色泥岩有机质类型为Ⅱ2型和Ⅱ1型,煤和炭质泥岩有机质类型为Ⅲ型和Ⅱ2型;有机质成熟度较高,Ro0.57%~0.84%,Tmax431~447℃;断裂、微裂缝发育,具备有效的运移通道。大西山煤田具备天然气水合物的形成条件,天然气水合物含油气系统多类型天然气综合调查是该区下一步的勘查方向。
冻土区天然气水合物开采过程中冰相生成增加了天然气在储层内的运移难度,因此,增加天然气产量和减少冰的产生对储层内气体运移阻塞影响是冻融水合物储层高效开发面临的关键问题。以祁连山冻土区DK–2站位储层参数为基础,提出降压与水力压裂协同开发策略。通过数值模拟系统评估压裂带半径(0~5 m)和渗透率(1~1 000 mD)对开采效果的影响。研究表明,水力压裂形成的改性储层区可有效抑制冰相堵塞,加速压力传递与气体运移。当压裂带半径由0增至5.0 m时,天然气30 a的累计产量提升219%,其中前10 a贡献率达54.8%,储层总体分解率为48.7%。参数敏感性分析表明,压裂带渗透率超过100 mD后增产效果趋缓,最优压裂半径取4 m。该研究成果为冻土区水合物开采中冰堵效应的工程调控提供了理论依据,揭示了储层改造对提升气水两相运移效率的重要作用。
为了搞清青藏高原多年冻土区黑海盆地天然气水合物成藏条件及其资源前景,通过实地勘查、样品采集及测试和资料二次开发等方式,开展了物源探究、地温统计、水源追索、冻土和储集运移条件的调查等工作。研究结果表明:1)物源充足,希里可特组烃源岩具有较高的有机质丰度和成熟度,Ⅲ型有机质类型是主要物源,八宝山组烃源岩提供次要物源;2)地温适宜,平均温度为-5~1℃;3)地下水水源较充足,补给源主要是大气水和冰雪融水;4)冻土发育,冻土厚度为10~250 m; 5)储集运移条件良好,希里可特组、八宝山组和第四系中的砂岩层,各岩层中发育的裂缝、孔隙以及次级高角度断裂是天然气水合物储集、运移的空间和通道;6)天然气水合物成藏前景较好,在黑海盆地优选出成藏远景区1处。以上成果认识,对整个东昆仑乃至青藏高原地区天然气水合物远景区预测具有指导意义。
为了搞清青藏高原多年冻土区黑海盆地天然气水合物成藏条件及其资源前景,通过实地勘查、样品采集及测试和资料二次开发等方式,开展了物源探究、地温统计、水源追索、冻土和储集运移条件的调查等工作。研究结果表明:1)物源充足,希里可特组烃源岩具有较高的有机质丰度和成熟度,Ⅲ型有机质类型是主要物源,八宝山组烃源岩提供次要物源;2)地温适宜,平均温度为-5~1℃;3)地下水水源较充足,补给源主要是大气水和冰雪融水;4)冻土发育,冻土厚度为10~250 m; 5)储集运移条件良好,希里可特组、八宝山组和第四系中的砂岩层,各岩层中发育的裂缝、孔隙以及次级高角度断裂是天然气水合物储集、运移的空间和通道;6)天然气水合物成藏前景较好,在黑海盆地优选出成藏远景区1处。以上成果认识,对整个东昆仑乃至青藏高原地区天然气水合物远景区预测具有指导意义。
内蒙古东北部拉布达林盆地是我国陆域高纬度冻土型天然气水合物重要潜在分布区,有望成为祁连山木里高海拔冻土型天然气水合物的互补类型,具重要调查研究价值。目前该区天然气水合物调查研究程度较低,2023年内蒙古自治区地质调查研究院首次在该区部署两口天然气水合物探井。以资料较为齐全的ST-1井为例开展综合分析与区域对比研究,旨在总结各种可能与天然气水合物相关的异常现象,分析天然气水合物形成的有利条件,指出研究区天然气水合物-浅层气系统的共生模式。研究显示:(1)本次钻探中发现岩心表面冒泡现象、井涌现象、烃类气测和岩心解吸气高含量异常现象、自生方解石伴生产出现象等,可能与天然气水合物直接或间接相关。(2)岩心解吸气组成主要为CH4,次为CO2,还含少量C2H6,主要以煤型气来源为主,可能还含少部分微生物成因气及热解成因混合气。(3)钻遇的下白垩统大磨拐河组(K1d)有机碳含量在3.16%~31.19%间,平均12.48%,生烃潜量在1.50~113.78 mg/g间,平均45.50 mg/...
内蒙古东北部拉布达林盆地是我国陆域高纬度冻土型天然气水合物重要潜在分布区,有望成为祁连山木里高海拔冻土型天然气水合物的互补类型,具重要调查研究价值。目前该区天然气水合物调查研究程度较低,2023年内蒙古自治区地质调查研究院首次在该区部署两口天然气水合物探井。以资料较为齐全的ST-1井为例开展综合分析与区域对比研究,旨在总结各种可能与天然气水合物相关的异常现象,分析天然气水合物形成的有利条件,指出研究区天然气水合物-浅层气系统的共生模式。研究显示:(1)本次钻探中发现岩心表面冒泡现象、井涌现象、烃类气测和岩心解吸气高含量异常现象、自生方解石伴生产出现象等,可能与天然气水合物直接或间接相关。(2)岩心解吸气组成主要为CH4,次为CO2,还含少量C2H6,主要以煤型气来源为主,可能还含少部分微生物成因气及热解成因混合气。(3)钻遇的下白垩统大磨拐河组(K1d)有机碳含量在3.16%~31.19%间,平均12.48%,生烃潜量在1.50~113.78 mg/g间,平均45.50 mg/...
基于青海哈拉湖地区AMT测量成果,借鉴前人对天然气水合物成藏环境研究的经验,对比木里地区天然气水合物成藏体系,认为哈拉湖南部基底隆起区为天然气水合物成藏潜力区。分析结果表明:潜力区冻土厚度较大且连续,能较好地阻止深部烃类气体的散逸,封盖条件较好;构造裂隙发育,为水合物运移、存储提供了空间;深部虽缺失石炭纪和侏罗纪沉积地层,但埋藏较深的二叠系-三叠系地层可作为本区主要气源层;地下水对冻土融冻变化影响较小。
基于青海哈拉湖地区AMT测量成果,借鉴前人对天然气水合物成藏环境研究的经验,对比木里地区天然气水合物成藏体系,认为哈拉湖南部基底隆起区为天然气水合物成藏潜力区。分析结果表明:潜力区冻土厚度较大且连续,能较好地阻止深部烃类气体的散逸,封盖条件较好;构造裂隙发育,为水合物运移、存储提供了空间;深部虽缺失石炭纪和侏罗纪沉积地层,但埋藏较深的二叠系-三叠系地层可作为本区主要气源层;地下水对冻土融冻变化影响较小。
水合物储层采用压裂技术改造增产已被证明具有水合物生产的应用前景。本研究主要目的是分析两个生产井之间相互作用下的储层产气规律,获得生产井之间的最佳距离。本文以祁连山冻土区DK-2站位的水合物赋存参数为基础,以双水平井形式对开采井外储层进行压裂,并以数值模拟的方式评估了此方法开采冻土区水合物沉积物的生产潜能。模拟结果表明,利用水力压裂方法提升开采井周边储层的渗透性突破了仅采用降压法开采水合物的技术瓶颈,产气率和累积释放气体量均高于传统降压法,并且平均气水比得到显著上升。水平井周围的岩石基质破裂后,会增加压裂区的流动特性,进而促进压降的传播距离,有效降低储层内冰赋存与聚集。水平生产井之间水合物分解区域的渗透有利于促进分解气体和水流向生产井。此外,水力压裂方法对固有渗透率低于1 mD的水合物储层是十分有效的,生产井之间的最佳距离建议为45~60 m。
水合物储层采用压裂技术改造增产已被证明具有水合物生产的应用前景。本研究主要目的是分析两个生产井之间相互作用下的储层产气规律,获得生产井之间的最佳距离。本文以祁连山冻土区DK-2站位的水合物赋存参数为基础,以双水平井形式对开采井外储层进行压裂,并以数值模拟的方式评估了此方法开采冻土区水合物沉积物的生产潜能。模拟结果表明,利用水力压裂方法提升开采井周边储层的渗透性突破了仅采用降压法开采水合物的技术瓶颈,产气率和累积释放气体量均高于传统降压法,并且平均气水比得到显著上升。水平井周围的岩石基质破裂后,会增加压裂区的流动特性,进而促进压降的传播距离,有效降低储层内冰赋存与聚集。水平生产井之间水合物分解区域的渗透有利于促进分解气体和水流向生产井。此外,水力压裂方法对固有渗透率低于1 mD的水合物储层是十分有效的,生产井之间的最佳距离建议为45~60 m。