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深部煤层气含气系统差异及开发策略

深部煤层气；深煤层；过饱和气藏；体积压裂；煤系气；煤系游离气

我国深部煤层气资源丰富且开发潜力巨大，实现规模开发有助于形成煤系气大产业，服务油气增储上产，保障国家能源安全。在系统总结近年深部煤层气勘探开发成果基础上，结合实验测试和理论分析，揭示了深部差异含气系统模式，并针对性提出了开发策略。研究结果表明，受构造演化和保存条件差异影响，煤层气存在过饱和干煤系统、饱和~近饱和湿煤系统和欠饱和湿煤系统。干煤系统游离气含量高，且在深煤层中呈压缩状态，在储层压力>10 MPa条件游离气含量可以达到并超过吸附气，易形成高产。湿煤系统中煤岩裂隙或者大孔隙中饱和地层水，需要排水降压解吸产气。煤层在煤化作用过程中生烃超压，纳米孔隙中饱和游离气且地层水难以侵入。深部吸附气和游离气处于动态转化，受范德华力、毛细管力和浮力作用综合影响，深煤层形成连续型天然气藏，具有“源岩控储”（连续稳定煤层控制储层质量）和“物性控藏”（物性差异影响甜点分布）特征，可在封盖条件良好的稳定高渗煤层寻找甜点区。深煤层压实致密且地应力高，煤岩抗压强度增加，储层改造裂缝有序性增强，可在不同粒径支撑剂下形成立体渗流网络。干煤系统改造以体积改造和“碎裂化”为主要目的，考虑采用水平井大规模分段压裂，扩大渗流面积，提高产气速度；湿煤系统以适度改造和“疏导化”为主要方式，并考虑水平井顶板间接压裂等开发策略。煤成气在地质历史中持续向邻近层系充注运聚，形成全含气系统，应当充分利用成熟探区地质和工程基础，整体部署，分类突破，多气合采，实现深部煤层气规模化开发和多类型天然气总体动用。