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沁水盆地寿阳地区煤层气避水采气及有利储层预测
 

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更新日期:2018-03-21 19:11

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沁水盆地寿阳地区煤层气避水采气及有利储层预测

张兵1  郭明强1  顾娇杨1    康永尚2

1.中联煤层气有限责任公司,北京  100011

2.中国石油大学(北京),北京  102249

 

摘要:

沁水盆地寿阳区块含煤地层主要是山西组和太原组,山西组3#煤层和太原组15#煤层在全区分布较稳定,含气量高,适合进行煤层气开采。利用钻井、地震和测井资料和煤层气排采动态资料,开展了煤系地层含水层的精细划分,影响煤层气排采的含水层主要有K1K2’SK5K7K7’5个砂岩层,太原组薄层灰岩因岩性致密,含水弱或不含水,对煤层气排采没有影响。通过对煤系地层水文地球化学背景的研究,认为区内煤系地层无地表淡水侧向侵入,煤系地层水是原生水。该区煤层气井产水量受煤层与其上下岩性组合的控制,岩性组合类型平面分布特征对煤层气排采具有指导作用。

关键词:寿阳区块;初始水势场;能量场;水化学场

 


寿阳区块位于山西省中部、沁水盆地北部,区内发育3#9#15#煤层,其中15#煤层是煤层气开发的主力煤层。通过十几年的勘探开发,关于水文地质做了大量的研究,但煤层气排采井产水量大,水的来源问题一直没有明确答案。本文通过收集排采井地质、生产资料,对区内石炭-二叠系含水层厚度进行统计分析,预测了含水层的展布,研究了主要含水层初始水势。通过煤层气井长期水样监测,分析了煤层气井产出水主要来源。通过分析每口井产水量与含水层纵向和平面特点,对有利开发层和有利岩性组合提出了建议。

1、煤系地层含水层精细划分

寿阳区块位于位于北北东向新华夏系第三隆起带太行山隆起西侧,汾河地堑东侧,阳曲-盂县纬向构造带南翼。总体形态呈现走向东西、向南倾斜的单斜构造。区内构造较简单,地层平缓,倾角在10°左右。局部发育不同方向的次一级褶曲、断裂及岩溶陷落柱。

研究区地层由老到新为太古界龙华河群,元古界汉高山群,古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系,中生界三叠系,新生界第三系和第四系。其中,石炭系、二叠系为煤系地层。

奥陶系顶面至15#煤层底板间岩层为泥灰岩,厚81.53-115.22m,平均厚95.45m,具有良好的隔水性能,对奥灰岩水进入煤系能起到阻碍作用,成为石灰岩含水层与可采煤层之间的最主要隔水层。影响煤层气排采的含水层主要是煤系内与煤层相邻的砂岩含水层。通过单井日产水量与岩性关系分析以及对研究区砂体展布的研究,结合层序地层,对影响研究区内3#9#15#煤层的含水层进行了精细划分(图1)。由可知,主要是含水层K1K2SK5K7K7’等5个砂岩层。煤系地层主要发育两套含水层组及多层隔水层(见图1)。

1.1石炭系上统太原组砂岩含水层组

石炭系上统太原组下部K1砂岩含水层局部与15#煤层接触,是15#煤层之下的主要含水层。太原组中上部含K2K2K3K4四层灰岩,因其岩性致密,含水性弱,对15#煤层的排采不产生影响。15#煤层之上发育砂岩透镜体K2’S,厚度变化较大,局部较厚,该砂岩层对15#煤层产水的影响较大,是15#煤层之上的主要含水层。太原组9#煤层之下发育的K5砂岩,是影响9#煤层排采的含水层。在含水层之间夹有数层泥岩、粉砂岩等塑性岩层组成的隔水层,将各层含水层分割成呈层状分布的含水层,相互间水力联系微弱。地下水的流向总体受地层产状的制约,沿着倾向运动。

1.2二叠系下统山西组砂岩含水层组

该含水层由山西组底部K7砂岩和3#煤层之上的K7’砂岩组成。K7砂岩层厚度较大,在区内大面积分布,连续性较好,是影响3#煤层和9#煤层排采的主要含水层。K7’砂岩含水层对3#煤层的排采有影响。

 
 


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