鸡西盆地城子河组煤储层精细描述与物性主控因素研究

【摘要】：论文主要研究鸡西地区城子河组煤储层特征及物性主控因素,采用低温液氮、核磁共振、高压压汞等精细化表征手段描述了煤储层孔裂隙结构及其发育特征,结合相关实验测试手段,对比分析了南北坳陷带煤岩变质程度及物质组成差异,利用等温吸附实验、地应力测试分析了煤储层含气性及其地应力特征。综合上述测试分析结果,探讨了该区煤储层含气性、吸附性及孔裂隙发育的主控因素。城子河组发育长焰煤、肥煤及焦煤,北部坳陷带煤变质程度高于南部坳陷带。显微组分及工业分析测试表明,煤岩镜质组(48%～95.9%)含量较高,惰质组(1%～16.8%)含量较低,含少量壳质组(0.1%～3.4%);城子河组成煤环境为陆相环境,故煤岩灰分产率高且变化范围大,灰分产率为(9.96%～40.36%),挥发分(5.7%～42.74%)次之,水分(0.26%～3.12%)极低,固定碳为16.35%～69.58%。北部坳陷带煤岩受岩浆热液变质作用影响,煤岩变质程度较高,故北部坳陷带灰分产率及固定碳高于南部坳陷带,挥发分、水分低于南部坳陷带。采用低温液氮实验所获取的煤岩吸脱附曲线主要有A、B两种类型,A类以RH-7、RH-8、CS36、DH35为代表,反映孔隙结构为“墨水瓶型”孔,有利于煤层气的吸附和储集,不利于煤层气的解吸和渗流。B类以PG14、PG32、DD28、CS-3为代表,此类孔隙多为一端封闭的“平行板状”孔和“尖劈孔”,有利于煤层气的解吸和渗流,但不利于煤层气的吸附和储集。通过高压压汞实验反映了煤岩孔隙组合类型,各类型孔隙组合对煤层气的解吸渗流的差异性影响,利用核磁共振实验识别了煤储层中各类型孔裂隙及其所占比例。利用荧光显微镜统计了该区煤岩显微裂隙形态、大小和密度,结果显示C和D型显微裂隙含量较高,A和B型显微裂隙含量较低,最后通过扫描电镜镜下观测可知城子河组煤储层显微孔隙为矿物质孔和有机质孔。煤储层吸附性能受煤级变化、显微组分、水分、灰分产率等影响作用明显,南北坳陷带煤变质作用的差异性一定程度上影响煤储层的含气性;与此同时,煤储层孔裂隙发育特征以及孔隙度和渗透率的大小均受区域岩浆热变质作用的控制,改变了该区城子河组煤储层物性。