大牛地气田石炭系太原组深部煤储层孔隙结构非均质性及其控气作用

摘要

我国深部煤层气资源潜力巨大，但高温压条件下煤储层孔隙结构复杂、非均质性强的特点严重制约其高效开发。大牛地气田太原组8#煤储层是典型的深部煤层，厘清其孔隙结构特征及控气作用对深部煤层气开发具有重要意义。本文基于高压压汞、低温N₂吸附、低压CO₂吸附、高温高压等温吸附实验，并结合分形理论，系统分析煤储层的全孔径结构、非均质性特征及对甲烷赋存的控制作用。研究结果表明：（1） 8#煤储层孔隙结构呈“L型”分布，<2 nm的超微孔主导孔隙体积和比表面积，孔隙体积占比> 70%、比表面积占比> 95%；微孔虽体积占比低，但其比表面积贡献显著。（2）分形维数显示，不同孔径范围非均质性差异显著，> 100 nm的大孔和超大孔孔隙结构最复杂；镜质组有利于超微孔和微孔发育与复杂度提升，而惰质组与灰分普遍削弱孔隙发育。（3）8#煤储层含气性表现为高吸附气与高游离气共存，游离气占比普遍超过40%，以过饱和气藏为主。超微孔主控煤的吸附能力，微孔复杂度提升增强吸附能力，游离气主要受微孔与超大孔控制，分形复杂度升高时，其储集能力增强。明确孔隙结构差异性及控气机制可为深部煤层气高效开发与储层改造提供理论依据。

关键词

深部煤层气 / 孔隙结构 / 储层非均质性 / 含气性 / 太原组 / 大牛地气田 / 鄂尔多斯盆地