煤田地质与勘探

作者：周立宏, 李勇, 丁蓉, 李昀, 李永州, 孔锦涛,

关键词：深层煤层气, 含气量, 游离气, 吸附气, 高产层段, 大宁−吉县区块, 鄂尔多斯盆地,

目的和方法高游离气含量是控制深层煤层气富集与高产的关键因素，但其直接测定难度大，如何准确识别富含游离气的煤层段是实现高效勘探开发的核心科学问题。基于鄂尔多斯盆地大宁−吉县区块典型钻井保压取心含气量测试、煤岩类型、物性测试和测录井响应特征分析，系统评估了深煤层垂向非均质性，明确了超越效应及其影响因素。结果和结论深煤层存在“超越效应”，即煤层总含气量超过原位地层条件下的最大吸附气量，是优势含气和产气层段。提出含气指数(GCI，实际含气量/原位地层条件下Langmuir体积)作为衡量游离气富集程度指标，GCI<0.8、0.8~1.2和>1.2分别对应吸附气主导、吸附气和游离气共存及富含游离气3种状态。发生超越效应层段(GCI≥0.8)以光亮型和半亮型煤为主，储层物性好，含气量高，在测井参数上表现出低自然伽马(≤50 API)、低密度(≤1.5 g/cm3)和高声波时差(≥350 μs/m)特征。进一步将含气指数与录井特征对应：GCI>1.2对应全烃峰值>50%、随钻伽马<70 API；0.8≤GCI≤1.2对应全烃峰值20%~50%、随钻伽马70~100 API；GCI<0.8对应全烃峰值<20%、随钻伽马>100 API。根据光亮煤+半亮煤、半暗煤+暗淡煤及夹矸层段垂向分布组合将深煤层划分为厚层箱型、夹心饼型和微齿厚层型，其中厚层箱型煤层含气量高，是发生超越效应的优势层段。上述工作提出了含气指数以表征煤层含气性，明确了超越效应的测井和录井识别参数，对深煤层富气机理研究及甜点层段预测具有理论与实践意义。

来源：2025年第12期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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