Диссертация (1172988), страница 9
Текст из файла (страница 9)
содержание выходалетучих веществ уменьшается с повышением степени метаморфизма углей.Зольность (Ad) угля на участке низко-средняя, что является типичным длябольшинства углей в бассейне Qinshui, и ее значения варьируются в пределах от 5,36до 28,89%, при средней величине в 17,24%.Между зольностью и выходом летучих веществ обнаруживается отрицательнаякорреляция, т.е. с возрастанием содержания зольности убывает содержание выходалетучих веществ. Низко-средняя зольность, высокое содержание витринита безэкзинита предполагают, что исходным материалом углей этого участка являютсяостатки высших наземных растений.
Для таких углей характерны:◼ развитая система трещин первичной отдельности, которая обеспечиваетфильтрационные каналы для десорбции метана и дренирующую способностьпласта;◼ большоеколичествомикропорввитрините,которыеобеспечиваютпространство для хранения метана;◼ низко-средняя зольность, что способствует формированию большой удельнойповерхности матрицы угля, на которой адсорбируется метан.Результаты анализа основных элементов угля показывают, что соотношениечисла атомов водорода и углерода H/C колеблется в пределах от 0,44 до 0,58, в среднем0,51; соотношение числа атомов кислорода и углерода O/C в пределах от 0,020 до0,053, в среднем 0,029. Низкие значения соотношений отражают высокую степеньметаморфизма углей пластов S и SW.
Общие содержания углерода (Сdaf), водорода(Нdaf) и азота (Ndaf) в таблице 2.5 представляют собой массовые доли этих элементовв аналитической пробе, выраженные в процентах.По результатам прямых определений по образцам углей, отобранным изкерногазонаборников истинная плотность (ρt) углей пласта S находится в пределах от531,50 до 1,58 т/м³, при колебаниях зольности от 5,36 до 25,09%, и кажущаяся плотность(ρa) углей в пределах от 1,42 до 1,50 т/м³, при средней величине в 1,450 т/м³; для углейпласта SW истинная плотность (ρt) в пределах от 1,48 до 1,57 т/м³, при колебанияхзольности от 12,10 до 28,89%, и кажущаяся плотность (ρa) угля в пределах от 1,40 до1,49 т/м³, при средней величине в 1,445 т/м³. Несмотря на то, что многочисленнымиисследованиями углей на многих участках бассейна Qinshui установлена теснаякорреляционная связь между плотностью углей и их зольностью [56, 57], такаякорреляция не четко выражается на участке QD.Согласно китайским национальным стандарту (GB/T 5751-2009) ископаемыеугли в зависимости от выхода летучих веществ (Vdaf) подразделяют на виды: бурые,каменные и антрациты в соответствии с таблицей 2.6.
Антрациты в зависимости отвыхода летучих веществ (Vdaf) и содержания водорода (Нdaf) подразделяют на тристадии метаморфизма в соответствии с таблицей 2.7. Угли этого участка относятся кантрациту, III стадии метаморфизма.Таблица 2.6 Разделение углей согласно китайским национальным стандартуВид угляАнтрацитКаменный угольБурый угольОбозначениеWYYMHMВыход летучих веществ (Vdaf), %Менее 10,0От 10,0 до 37,0Более 37,0Таблица 2.7 Подразделение антрацитов на три стадии метаморфизмаАнтрацитыАнтрацит I стадииметаморфизмаАнтрацит II стадииметаморфизмаАнтрацит III стадииметаморфизмаОбозначениеПоказателиВыход летучихСодержаниевеществ (Vdaf), % водорода (Нdaf), %WY1Менее 3,5Менее 2,0WY2От 3,5 до 6,5От 2,0 до 3,0WY3От 6,5 до 10,0Более 3,0Пористость угольного пласта можно получить, определив истинную икажущуюся плотность угля.
Пористость (Φ) угольного пласта S лежит в пределах3,95-5,96% при среднем значении – 5,02%, для пласта SW в пределах 5,10-5,92% при54среднем значении – 5,35%, которое является типичным для бассейна Qinshui.2.7Характеристика угольных пластов2.7.1 Глубина залегания угольных пластовОдной из важных причин высокого уровня привлекательности проектов добычиМУП является их способность удерживать большее количество газа на небольшихглубинах по сравнению с традиционными резервуарами углеводородов присопоставимыхглубинахипластовыхдавлениях.Например,традиционныеместорождения природных газов глубиной залегания меньше 2000 м относятся кместорождениям малой глубины, а метаноугольные месторождения глубинойзалегания больше 1000 м уже считаются глубокозалегающими.
Однако, на глубинахменее нескольких сотен метров в системе кливажей недостаточно давления дляхранения экономичного количества сорбированного газа в угле для его добычи; а набольших глубинах проницаемость, как правило, слишком низка для рентабельнойдобычи МУП. Например, в угольном бассейне Upper Silesian Польши проницаемостьс 3 мД, на глубине 1100м, уменьшается до 1,5 мД на глубине 1400 м [58].Угольные пласты находятся на глубинах от нескольких сотен метров до более3000м. В глобальной перспективе основные успешно разрабатываемые угольныепласты для добычи метана находятся на глубинах менее 1200 м. В Китае угольныепласты для добычи метана осложнены геологическими условиями, максимальнаяглубина основных угольных бассейнов превышает 2000 м, и характернаяпроницаемость здесь не такая хорошая, как на меньших глубинах, а в порядке 0,01 мД[59].В последние годы, большинство авторов считают, что идеальная глубиназалегания для добычи МУП находится в пределах от 300 до 1200 м [60, 61].
Однако,это довольно условный критерий, например, минимальная глубина залегания вугольном бассейне Powder River составляет менее 100 м и метаноносность низкая, нотолщина, площадь и проницаемость пласта большие, что способствует успешнойразработке. Другим примером является блок Yanchuannan бассейна Ordos Китая, гдемаксимальная глубина залегания составляет 1750 м и проницаемость очень низкая,благодаряотносительнобольшимтолщинеиметаноносностиполучили55промышленный дебит газа в 2009 году [59, 62].
Угольные пласты в Китае, которыеимеют высокий уровень разработки (степень изученности), сосредоточены наглубинах от 400 до 1000 м. Например, из опыта и современного состояниякоммерческого освоения ресурсов метана угольных пластов, при расчете запасовметана в бассейне Qinshui подсчитываются и учитываются только ресурсы глубинойв пределах диапазона от 300 до 2000м. При этом в пределах глубины от 300 до 1000 мимеются более точные данные о параметрах угольного пласта, например,метаноносность, толщина, пористость и проницаемость пласта, и, следовательно,подсчет запасов и оценка ресурсов метана здесь считаются более надежными; а впределах глубины от 1000 до 2000 м надежность данных относительно ниже.В таблице 2.8 приведены сведения о глубине залегания и толщине угольныхпластов на участке QD.
Эта таблица создана по данным результатов геофизическихисследований скважин (ГИС) и геолого-технологических исследований во времябурения (ГТИ) по шести параметрическим скважинам в пластах этого участкабассейна Qinshui. Глубина залегания пласта S составляет 536,13-883,70 м, присреднем значении 709,42 м; глубина залегания пласта SW составляет 636,89-977,10 м,в среднем 805,37 м. Глубина залегания угольных пластов на данном участке находитсяв диапазоне благоприятных геолого-физических свойств пласта для добычи МУП, таккак, с одной стороны, она не слишком большая, так что проницаемость пластовзначительно снижается, и с другой - не слишком малая, так что адсорбционнаяспособность угольной породы и метаноносность значительно уменьшаются.2.7.2 Мощность пластаМировой опыт разработки метаноугольных месторождений свидетельствует отом, что мощность угольных пластов варьируется в большом диапазоне, она можетбыть меньше 0,1 м, и может достигать более десяти метров, даже в одном и том жебассейне мощность пласта изменяется по всему бассейну.
В бассейне Powder RiverСША, например, как уже упоминалось выше, эффективная мощность угольногопласта превышает 9 м и пласты хорошо коррелируется по площади. А в бассейнеBlack Warrior имеются 5 основных угольных пластов, при максимальной мощностиотдельного пласта, равной лишь только 2,4 м, но эти пласты располагаются вблизи56друг от друга, и при этом вовлекается в разработку пласт мощностью даже менее 0,3м через ГРП. Метаноугольное месторождение San Juan является многопластовым,мощность угольных пластов большая, и на протяжении всей истории разработки, какправило, выбрали участки с большей мощностью для добычи МУП.Таблица 2.8 Распределение пласта по глубине и строение углейНомерскв.НомерпластаГлубина, мS640,65-647,00SW732,90-737,10S880,40-887,00SW975,20-979,00S560,65-566,80SW660,60-664,50S791,38-797,80SW884,70-889,20S533,10-539,15SW634,83-638,95S831,15-838,00SW931,50-936,00П1П2П3П4П5П6Строение углей640,65-640,80640,85-641,15641,20-647,00732,90-733,10733,20-733,40733,50-737,10880,40-880,60880,70-880,85880,90-887,00975,20-975,40975,50-975,70975,80-979,00560,65-566,80660,60-661,15661,20-664,50791,38-791,58791,70-797,80884,70-885,10885,30-889,20533,10-533,25533,40-539,15634,83-635,03635,10-638,95831,15-831,30831,35-838,00931,50-931,70931,75-936,00ДробленоеДробленоеНенарушенноеНенарушенноеНенарушенноеНенарушенноеДробленоеДробленоеГранулированноеГранулированноеГранулированноеГранулированноеНенарушенноеНенарушенноеНенарушенноеНенарушенноеНенарушенноеДробленоеДробленоеДробленоеНенарушенноеНенарушенноеНенарушенноеДробленоеНенарушенноеНенарушенноеНенарушенноеТолщина,м6,354,206,603,806,153,906,424,506,054,126,854,50Угольные бассейны в Китае, как правило, широко распространяются, и мощностьпластов большая [60].
В таблице 2.8 дана информация о мощности пластов S и SW научастке QD бассейна Qinshui. Изолинии мощности пластов показаны на рисунках 2.6и 2.7, из которых видно, что на данном участке пласты имеют устойчивую мощность.57Рисунок 2.6 Изолинии мощности угольного пласта SРисунок 2.7 Изолинии мощности угольного пласта SW58Мощность пласта S колеблется от 6,05 м до 6,85 м, в среднем - 6,40 м, уменьшаясьпостепенно с северо-запада на восток (смотреть рисунок 2.6).
Мощность пласта SWколеблется от 3,8 м до 4,5 м, в среднем составляет 4,17 м, уменьшаясь постепенно ссеверо-востока на юго-запад (смотреть рисунок 2.7).Из мирового опыта разработки метаноугольных месторождений можно судить овероятности получения высокой продуктивности скважин при мощности отдельногопласта больше 3 м [63, 64]. Как показано в таблице 2.8 и на рисунках 2.6 и 2.7,мощности пластов S и SW на всем участке больше 3 м, пласты непрерывно истабильно распространяются по площади, что создает благоприятные условия для ихразработки.2.7.3 Пластовое давлениеВ разных метаноугольных бассейнах давление сильно отличается, и количествоугольных пластов с аномально низким пластовым давлением (АНПД) гораздо больше,чем количество пластов с аномально высоким пластовым давлением (АВПД).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
