郭旭升，周德華，趙培榮，劉曾勤，張殿偉，馮動軍，邢鳳存，杜偉，陳剛，楊帆，孫川翔

（1.中國石油化工股份有限公司，北京 100728；2.中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 102206；3.成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610059；4.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川 成都 610059）

非常規(guī)天然氣（以下簡稱“非常規(guī)氣”）勘探突破不斷，已成為中國天然氣增儲上產(chǎn)的重要領(lǐng)域之一。目前，逐漸由早期單一型向復(fù)合型非常規(guī)氣勘探開發(fā)轉(zhuǎn)變，海-陸過渡相煤系地層中多類型非常規(guī)氣的勘探與開發(fā)評價(jià)及工程技術(shù)等問題成為聚焦點(diǎn)［1-4］。煤系氣系指由煤系生烴母質(zhì)在地質(zhì)演化過程中生成的以甲烷為主要成分的各類天然氣［2，5］，通常將煤層氣、頁巖氣和鄰近烴源巖的薄夾層致密砂巖氣統(tǒng)稱為“煤系非常規(guī)氣”，其成因上具有“同源共生”的特點(diǎn)，主要形成于海-陸交互相或陸相沉積環(huán)境中，在鄂爾多斯、沁水、滇東—黔西、黔北—川南等石炭系-二疊系含煤盆地中普遍發(fā)育。中國煤系非常規(guī)氣具有煤層時代眾多、沉積環(huán)境多樣、巖性類型多樣、時空變化明顯、儲-蓋組合多樣、成因類型多樣、賦存類型及共生成藏多樣、天然氣資源豐富等特點(diǎn)，其勘探潛力巨大［2，5-10］。中國煤層氣資源動態(tài)專項(xiàng)評價(jià)結(jié)果顯示，中國煤層氣資源量在2 000 m深度以淺為30.05×1012m3，鄂爾多斯盆地占比24%［11］；海-陸過渡相頁巖氣資源量在4 500 m深度以淺為25.33×1012m3，鄂爾多斯盆地占比10%［12］。

鄂爾多斯盆地是煤系非常規(guī)氣勘探開發(fā)的主戰(zhàn)場之一，煤系烴源巖分布廣，非常規(guī)氣資源潛力大。中國石化、中國石油和中國地質(zhì)調(diào)查局在煤系非常規(guī)氣領(lǐng)域取得了一系列勘探進(jìn)展［13-16］。中國石化針對石炭系-二疊系埋深較大、儲層致密、非均質(zhì)性強(qiáng)、甜點(diǎn)識別難度大等挑戰(zhàn)，進(jìn)行了一系列技術(shù)攻關(guān)，取得了初步認(rèn)識。本文以石炭系和二疊系煤系地層為重點(diǎn)層系，針對鄂爾多斯盆地非常規(guī)氣勘探開發(fā)進(jìn)展及攻關(guān)方向進(jìn)行梳理，以期為“十四五”期間鄂爾多斯盆地乃至中國含煤盆地非常規(guī)氣勘探開發(fā)提供參考。

1 地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地上古生界石炭系和二疊系是重要的非常規(guī)氣發(fā)育層位。在晚加里東運(yùn)動之后，晚石炭世—二疊紀(jì)末期處于加里東-海西構(gòu)造運(yùn)動轉(zhuǎn)換階段［17］，形成了石炭系與奧陶系之間的平行或角度不整合［18］。在周緣裂解背景下［19］，沉積環(huán)境具有多樣性，石炭紀(jì)—早二疊世早期（本溪期—太原期）盆地的北部三角洲沉積進(jìn)入陸表海的障壁島-潟湖環(huán)境中，形成海-陸交錯的沉積格局。太原組總體古地理格局在盆地北部為三角洲沉積，東部為淺水陸棚，南部為障壁島-潟湖沉積體系。早二疊世晚期（山西期），華北板塊再次抬升，海水開始由中央向兩側(cè)倒退。北部陰山物源區(qū)的持續(xù)抬升致使鄂爾多斯盆地的沉積格局由南北物源向中央古隆起交匯，形成河流-三角洲-湖泊沉積體系。在這個沉積過程中，從太原組—石盒子組沉積期開始，北部物源逐漸增強(qiáng)，水體變淺，砂體分布范圍逐漸向南擴(kuò)大，并逐漸形成了“滿盆砂”的分布格局。石炭系-二疊系沉積之后，經(jīng)歷了中生代大型陸內(nèi)拗陷、陸內(nèi)前陸盆地及新生代周緣斷陷等演化階段，并最終定型［20-22］。

受對沖擠壓、隆升和沖斷作用影響，石炭系和二疊系煤系地層遭受剝蝕和構(gòu)造改造，盆地周緣含煤層系遭受明顯剝蝕破壞，盆地內(nèi)部煤層保存完整，且形成了北西高、南東低的構(gòu)造格局［23-24］。盆地內(nèi)石炭系-二疊系烴源巖主要為煤層、炭質(zhì)頁巖和暗色泥頁巖，平面上具有東北部厚度大、向南部逐漸減薄的特點(diǎn)（圖1）。其中，煤層在太原組和山西組內(nèi)均有發(fā)育，厚度總體上具有向上減薄的趨勢。與之相對應(yīng)，煤層橫向連續(xù)性逐漸變差，受到河道切割和分隔的現(xiàn)象更為明顯（圖2），隨著可容納空間變小和物源供應(yīng)增強(qiáng)，三角洲砂體向盆地中心推進(jìn)明顯，造成了煤層逐漸向盆地方向推進(jìn)的特點(diǎn)?？傮w上煤層厚度在0～30 m，但是由于沉積環(huán)境的變化，也導(dǎo)致了不同地區(qū)的煤層分布具有差異性。主力煤層8#煤和5#煤分布穩(wěn)定，8#煤厚度較大的區(qū)域主要位于盆地的東北部、東部和東南部地區(qū)，厚度介于0～12 m；5#煤在盆地中分布穩(wěn)定，厚度介于0～8 m（圖1）。盆地東部地區(qū)本溪組、太原組和山西組泥頁巖厚度一般都超過10 m，本溪組最厚可達(dá)40 m，太原組可達(dá)60 m，山西組則可達(dá)100 m以上［25］。

圖1 鄂爾多斯盆地石炭系-下二疊統(tǒng)含煤層系沉積相平面圖（a）和地層柱狀圖（b）Fig.1 Map of sedimentary facies（a）and stratigraphic column（b）of the Carboniferous-Lower Permian in the Ordos Basin

圖2 鄂爾多斯盆地東北部D38井本溪組—山西組巖性組合柱狀圖Fig.2 Column showing the lithological assemblages of the Benxi-Shanxi Formations in Well D38 in the northeastern Ordos Basin

2 勘探開發(fā)最新進(jìn)展與啟示

隨著煤系非常規(guī)氣理論深化與鉆完井技術(shù)的進(jìn)步，鄂爾多斯盆地的煤系非常規(guī)氣綜合勘探開發(fā)取得了一系列重要進(jìn)展。①深層煤層氣取得重大突破，延川南地區(qū)P11井在山西組煤層中試獲日產(chǎn)6.00×104m3的氣流，JS-01井在太原組煤層中試獲日產(chǎn)10.00×104m3的氣流。②多口頁巖氣井獲得商業(yè)氣流，鄂頁1井在太原組煤系頁巖段試獲日產(chǎn)1.95×104m3的氣流，云頁平1井在山西組煤系頁巖段試獲日產(chǎn)2.00×104m3的氣流，JP1H井在山西組煤系頁巖段試獲日產(chǎn)3.70×104m3的氣流，鎮(zhèn)鉀1井在太原組煤系頁巖段試獲日產(chǎn)5.70×104m3的氣流。③煤系非常規(guī)氣合采取得積極進(jìn)展，在盆地東緣臨興、神府、橫山堡南等區(qū)塊取得煤層氣和致密砂巖氣合采高產(chǎn)，最高日產(chǎn)氣量達(dá)5.30×104m3；臨興—神府地區(qū)煤系地層煤層氣、頁巖氣和致密氣試驗(yàn)井LX-102-2D，LX-103-4D和LX-105-2D等煤系氣合采穩(wěn)定，單井日產(chǎn)氣近6 000 m3［15，26］。上述勘探成果證實(shí)石炭系-二疊系煤系地層具有良好非常規(guī)氣富集條件。

2.1 烴源巖類型多，巖性組合樣式豐富

煤系非常規(guī)氣勘探實(shí)踐表明，巖性類型及其時空分布特征決定了煤系非常規(guī)氣的分布規(guī)律，因此，巖性組合類型及特征研究至關(guān)重要。鄂爾多斯盆地多樣性的沉積環(huán)境及海平面和湖平面頻繁波動形成了煤層、炭質(zhì)頁巖、泥頁巖與砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、灰?guī)r等多類型巖性/巖性組合。以鄂爾多斯盆地東北部為例，基于野外露頭剖面和井資料開展層序地層、沉積環(huán)境類型、巖性及含氣量等研究，探討了不同的巖性/巖性組合類型和煤系氣共生組合樣式。

研究結(jié)果顯示，依據(jù)準(zhǔn)層序組能夠有效劃分石炭系-二疊系含氣單元組合，因此，將準(zhǔn)層序組作為基本巖性或巖性組合單元。在準(zhǔn)層序組控制下，形成了煤層、炭質(zhì)頁巖、泥頁巖、砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥灰?guī)r等15種巖性/巖性組合類型，進(jìn)而發(fā)育了頁巖氣、煤層氣、致密砂巖氣和致密灰?guī)r氣之間的不同組合樣式（圖2）?；趲r性、總有機(jī)碳含量（TOC）及含氣性特征，大牛地D38井石炭系-二疊系巖性組合主要為煤層夾炭質(zhì)頁巖、煤層-炭質(zhì)頁巖互層夾砂巖、炭質(zhì)頁巖-泥頁巖-粉砂巖、泥頁巖夾煤層、泥頁巖夾粉砂巖等，形成了富煤和富頁巖兩大類有利巖性組合。太原組主要為富煤巖性組合，太1段甜點(diǎn)層為煤層夾炭質(zhì)頁巖，太2段甜點(diǎn)層為煤層-炭質(zhì)頁巖互層夾砂巖，TOC高、含氣性好、厚度較大。山西組主要為富頁巖組合，山1段甜點(diǎn)層為泥頁巖夾煤層和砂巖，山2段甜點(diǎn)層為泥頁巖夾粉砂質(zhì)泥巖，TOC較高、含氣性較好、單層厚度較?。▓D2）。JS-01井和JP1H井的勘探突破表明石炭系-二疊系富煤和富有機(jī)質(zhì)頁巖巖性組合的勘探潛力巨大。

2.2 煤巖和炭質(zhì)頁巖以有機(jī)孔縫為主，深層儲層致密

煤系非常規(guī)氣儲層孔隙主要類型為有機(jī)孔和微裂縫。掃描電鏡觀察結(jié)果顯示，煤巖儲集空間以有機(jī)孔和微裂縫為主，可見割理（圖3a）和胞腔孔（圖3b），含少量有機(jī)質(zhì)內(nèi)微孔隙（圖3c）。炭質(zhì)頁巖和頁巖儲集空間存在多種孔隙類型，常見有機(jī)孔（圖3d，g，h），可見微裂縫（圖3e）、黃鐵礦邊緣孔（圖3f）、高嶺石層間縫（圖3i）等。

圖3 鄂爾多斯盆地石炭系-二疊系煤巖、炭質(zhì)頁巖和頁巖掃描電鏡照片F(xiàn)ig.3 SEM images of coals，carbonaceous shales and shales in the Carboniferous?Permian，Ordos Basin

煤巖和頁巖的孔徑大小具有差異性。煤系頁巖的孔徑主要集中在50 nm以下，平均占比超過80%，其中孔徑小于2 nm的孔隙平均占比近20%，最大孔孔徑普遍在1 000 nm以下［27-28］。煤巖孔徑主要分布在100 nm以下，平均占比86%，其中大于10 nm的孔平均占比達(dá)到45%，部分大孔孔徑可達(dá)1 000 nm以上，大孔最大占比可達(dá)11%［29］，煤巖孔徑整體大于頁巖，最大孔徑更大，具有較好的儲集能力。

鄂爾多斯盆地石炭系-二疊系煤系烴源巖的實(shí)驗(yàn)室測試滲透率隨著埋深增大而減小，埋深超過1 000 m時其滲透率小于1×10-3μm2。東南部延川南地區(qū)的煤系烴源巖埋深超過1 000 m，滲透率為（0.058 0～0.046 5）×10-3μm2。東部大寧—吉縣地區(qū)的煤系烴源巖埋深超過2 000 m，滲透率為（0.013 3～0.059 8）×10-3μm2，東北部大牛地地區(qū)的煤系烴源巖埋深為2 795～2 916 m，滲透率為（0.000 3～0.890 0）×10-3μm2。

2.3 深層煤層和炭質(zhì)頁巖含氣量大，富含游離氣

煤系非常規(guī)氣潛力在構(gòu)造、沉積和水文地質(zhì)條件約束下，主要受烴源巖含氣性影響，關(guān)鍵因素包括顯微組分類型、TOC、Ro（鏡質(zhì)體反射率）、溫度、壓力等［30-32］。鄂爾多斯盆地石炭系-二疊系煤系氣有機(jī)地球化學(xué)特征差異明顯，主力煤層和炭質(zhì)頁巖有機(jī)顯微組分以鏡質(zhì)組為主，垂向上含量變化小，平面上中-東部鏡質(zhì)組含量在75%～94%，西部鏡質(zhì)組含量在45%～88%［30，33］。煤巖和炭質(zhì)頁巖TOC、氯仿瀝青“A”含量和總烴含量均表現(xiàn)為高值，生烴潛力大，干酪根類型以Ⅲ型為主，TOC介于0.06%～55.49%［23，34］，總體上TOC自西向東具有增大趨勢。不同區(qū)域烴源巖演化程度具有差異性，Ro介于0.63%～3.23%，山西組Ro平均為2.66%，太原組Ro平均為3.22%［35-36］，有機(jī)質(zhì)熱演化進(jìn)入成熟-高成熟階段。整體上，煤系地層煤層含氣量最大，炭質(zhì)頁巖次之，泥頁巖最小。以鄂爾多斯盆地東北部大牛地地區(qū)為例，太原組和山西組煤層平均含氣量為17.46 m3/t，炭質(zhì)頁巖含氣量為6.54 m3/t，泥頁巖含氣量為1.62 m3/t。

煤層的吸附氣量和總含氣量主要受溫度、壓力和煤階等影響。吸附氣量隨壓力增大而增高，隨溫度升高而降低。隨埋深變大，壓力和溫度增大，淺層以壓力效應(yīng)為主，吸附氣含量高，深層以溫度效應(yīng)為主，吸附氣含量變低，從而導(dǎo)致不同煤階存在最大吸附氣量臨界深度帶（1 400～1 800 m），高煤階煤層的吸附臨界深度最大。深度小于1 800 m時，壓力的影響占主導(dǎo)，吸附氣含量隨深度增加逐漸增高；深度大于1 800 m時，溫度的影響占主導(dǎo)，吸附氣含量隨深度增加逐漸降低，氣體開始解吸，游離氣含量逐漸增高（圖4）。鄂爾多斯盆地東緣淺層煤層含氣量遠(yuǎn)小于蘭氏體積，主要為吸附氣；中部煤層含氣量和蘭氏體積接近，氣體處于吸附飽和狀態(tài)；大牛地深層煤層含氣量大于蘭氏體積，表明深層煤層富含游離氣（圖4）。延川南和大寧—吉縣等地區(qū)深層煤層氣井具有產(chǎn)水少、見氣早、增長快、產(chǎn)量高等生產(chǎn)特點(diǎn)，表明深層煤層含氣量高和游離氣資源豐富。

圖4 鄂爾多斯盆地不同煤階和地區(qū)煤層含氣量隨埋深變化曲線（修改自文獻(xiàn)［37］）Fig.4 Gas content vs.burial depth for different coal ranks and areas in the Ordos Basin（modified from reference［37］）

煤系地層頁巖的吸附氣量和總含氣量主要受溫度、壓力和TOC等影響。以鄂爾多斯盆地東北部石炭系-二疊系頁巖為例，隨著埋深增加，溫度和壓力增大，在淺層以壓力效應(yīng)為主，吸附氣量增大；深層溫度效應(yīng)超過壓力效應(yīng)，吸附氣量逐漸變小，造成不同TOC頁巖存在最大吸附氣量臨界深度帶（680～880 m）（圖5）。進(jìn)一步來看，吸附氣量與TOC成正比，表現(xiàn)為TOC越高，最大吸附氣量臨界深度越大?？偤瑲饬侩S著埋深和TOC增加而增大，導(dǎo)致深層頁巖總含氣量高于吸附氣量，在孔隙和裂縫中產(chǎn)生游離氣。

圖5 鄂爾多斯盆地東北部頁巖含氣量隨埋深變化曲線（修改自文獻(xiàn)［38］）Fig.5 Gas content of shales vs.burial depth in the northeastern Ordos Basin（modified from reference［38］）

2.4 壓裂工藝不斷升級優(yōu)化，有望實(shí)現(xiàn)煤系非常規(guī)氣規(guī)模性開發(fā)

煤系地層可壓裂性在本質(zhì)上是不同巖性或巖性組合的綜合反映。煤系地層的巖性復(fù)雜、非均質(zhì)性強(qiáng)，不同巖性的巖石力學(xué)參數(shù)差異對人工裂縫起裂和延伸影響大，適應(yīng)性壓裂工藝是煤系非常規(guī)氣高效開發(fā)的關(guān)鍵［39］。煤系地層中煤層的塑性最強(qiáng)，具有低楊氏模量、高泊松比和低抗壓強(qiáng)度等特點(diǎn)，在壓裂段簇位置選擇、立體縫網(wǎng)參數(shù)設(shè)計(jì)，尤其是體積壓裂工藝實(shí)施和壓裂液體系研發(fā)中需要重點(diǎn)考慮。

近年來，中國石化借鑒頁巖氣鉆完井策略，不斷迭代升級煤層氣鉆完井參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了氣井的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。延川南地區(qū)，煤層氣井型從以直井為主逐漸變?yōu)橐运骄疄橹鳎蕉伍L度從幾百米增加到上千米；壓裂工藝上形成了以“遠(yuǎn)支撐”為核心理念的“大排量、大液量、大砂量”高效支撐壓裂工藝，砂液用量從百方砂、千方液增加至千方砂、萬方液。以延川南煤層氣為例，早期單井產(chǎn)量不足4 000 m3/d，針對裂縫延伸長度短、支撐劑近井筒堆積、支撐效果不理想等問題，以提升單井EUR（評估最終可采儲量）為目的，采取了逐級提排量（12—14—18 m3/min）的措施，實(shí)現(xiàn)縫內(nèi)凈壓力和遠(yuǎn)端鋪砂濃度的有效增加；提升單井總砂量（150—500—1 000 m3）和總液量（2 000—4 000—10 000 m3），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離支撐和裂縫的充分延伸。在壓裂液體系方面，優(yōu)化提升氮?dú)馀菽⒌蛡Ω哒骋旱葦y砂能力，研發(fā)低密度遠(yuǎn)運(yùn)移的支撐劑，實(shí)現(xiàn)壓得開、撐得住的高效儲層改造。煤層氣P11井的壓裂強(qiáng)度和規(guī)模甚至超過涪陵焦石壩主體區(qū)頁巖氣井JY162-1，相比使用傳統(tǒng)工藝的老井，新井產(chǎn)量得到大幅提升（圖6）。

圖6 鄂爾多斯盆地不同類型鉆完井工藝參數(shù)對比Fig.6 Comparison of technological parameters of different types of drilling and completion in the Ordos Basin

3 勘探開發(fā)思路與技術(shù)攻關(guān)方向

盡管前人對鄂爾多斯盆地致密砂巖氣和淺層煤層氣勘探開展了相關(guān)研究工作，但針對煤系地層中烴源巖層系巖性組合氣的綜合評價(jià)、立體勘探、甜點(diǎn)識別、地質(zhì)-工程一體化等方面研究仍然比較薄弱。

1）煤系烴源巖層系巖性組合綜合評價(jià)是推進(jìn)鄂爾多斯盆地非常規(guī)氣勘探的基礎(chǔ)。

鄂爾多斯盆地石炭系-二疊系發(fā)育煤層、炭質(zhì)頁巖、暗色泥頁巖、灰?guī)r和砂巖，具有烴源巖類型多和巖性組合樣式多的特征，需綜合評價(jià)不同類型烴源巖及其組合的生烴能力、儲集空間、含氣性和可壓裂性，優(yōu)選有利的巖性組合。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)選有利目標(biāo)，開展攻關(guān)試驗(yàn)，落實(shí)資源潛力。基于巖性組合特征及其分布的認(rèn)識，初步優(yōu)選出太原組的8#煤系巖性組合為最有利的勘探目標(biāo)，表現(xiàn)為厚度較大、分布穩(wěn)定、含氣量高等特征。以煤系烴源巖層系巖性組合綜合評價(jià)參數(shù)為選區(qū)依據(jù)（表1），初步確定鄂爾多斯盆地大牛地地區(qū)為煤系非常規(guī)氣勘探有利區(qū)，目標(biāo)層段埋深在2 500～3 000 m，面積為2 003 km2，煤系非常規(guī)氣地質(zhì)資源量為10 530×108m3。

表1 鄂爾多斯盆地煤系非常規(guī)氣綜合評價(jià)參數(shù)體系Table 1 Major parameters for comprehensive evaluation of coal?measure unconventional gases in the Ordos Basin

2）多層系、多類型立體勘探開發(fā)是鄂爾多斯盆地煤系非常規(guī)氣勘探開發(fā)實(shí)現(xiàn)突破的重要途徑。

鄂爾多斯盆地石炭系-二疊系沉積環(huán)境類型多、巖性復(fù)雜、非均質(zhì)性強(qiáng)，面臨單一資源動用難、單井遞減快、穩(wěn)產(chǎn)期短等問題，煤層氣、頁巖氣和致密砂巖氣的共探合采成為天然氣資源有效動用的一種途徑。鄂爾多斯盆地太原組下部頁巖氣、中部煤層氣和上部煤層氣-頁巖氣，山西組下部頁巖氣-致密砂巖氣、中部煤層氣-頁巖氣-致密砂巖氣和上部頁巖氣-致密砂巖氣，形成了多層系、多類型的立體勘探組合（圖7）。不同類型非常規(guī)氣共存情況下的儲層質(zhì)量、含氣性評價(jià)思路與方法有待深入研究，富集主控因素和立體勘探開發(fā)技術(shù)研究還比較薄弱，制約了非常規(guī)氣的大規(guī)模商業(yè)開發(fā)。因此，需根據(jù)煤系地層的沉積和巖性特征，進(jìn)一步加強(qiáng)巖性組合類型、時空分布規(guī)律、儲層質(zhì)量、含氣性和富集機(jī)理研究，探索立體勘探模式，培育特色的鉆完井工藝，實(shí)現(xiàn)鄂爾多斯盆地煤系非常規(guī)氣勘探突破。

圖7 鄂爾多斯盆地石炭系-二疊系非常規(guī)氣立體勘探示意圖（剖面位置見圖1）Fig.7 Schematic diagram showing joint exploration of different types of unconventional gas in the Carboniferous?Permian in the Ordos Basin（see Fig.1 for the profile location）

3）甜點(diǎn)評價(jià)方法與技術(shù)及配套壓裂工藝是鄂爾多斯盆地深層煤系非常規(guī)氣重要攻關(guān)方向。

在鄂爾多斯盆地石炭系-二疊系煤系地層，已有多口深層探井實(shí)現(xiàn)勘探突破。因此，深層煤系非常規(guī)氣是極具發(fā)展?jié)摿Φ默F(xiàn)實(shí)資源，有望成為非常規(guī)氣勘探開發(fā)的新陣地。鄂爾多斯盆地太原組8#和山西組5#煤系層段分布穩(wěn)定，含氣量大，富含游離氣，資源潛力大，但面臨埋深較大、儲層致密、非均質(zhì)性強(qiáng)、氣-水分異難度大、甜點(diǎn)識別難度大、應(yīng)力大等挑戰(zhàn)，重點(diǎn)攻關(guān)方向是地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)預(yù)測技術(shù)方法。因此，需針對山西組、太原組的煤系層段巖性組合及含氣性的差異性，探索甜點(diǎn)評價(jià)方法，完善壓裂工藝，加強(qiáng)排采規(guī)律研究，實(shí)現(xiàn)深層煤系氣高效開發(fā)。

4）地質(zhì)-工程一體化的管理和運(yùn)行是煤系非常規(guī)氣高效勘探與開發(fā)的有力保障。

煤系非常規(guī)氣應(yīng)充分借鑒頁巖氣地質(zhì)-工程一體化的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮烴源巖品質(zhì)、儲集性能及其工程可壓裂性，明確地質(zhì)、工程雙甜點(diǎn)；在此基礎(chǔ)上，圍繞提高單井產(chǎn)量這個關(guān)鍵問題，基于地質(zhì)-氣藏精細(xì)表征、地質(zhì)建模、地質(zhì)力學(xué)參數(shù)等多方向、多尺度、多學(xué)科綜合評價(jià)結(jié)果，對鉆井、完井、壓裂等工程方案的設(shè)計(jì)和調(diào)整提出優(yōu)化建議，同時根據(jù)鉆完井和壓裂實(shí)踐中遇到的實(shí)際問題開展回顧性分析和系統(tǒng)性總結(jié)，反過來完善和修正地質(zhì)綜合評價(jià)理論認(rèn)識和技術(shù)發(fā)展方向，形成地質(zhì)與工程高度融合、相互促進(jìn)的一體化勘探開發(fā)管理和作業(yè)模式，大力推進(jìn)中國煤系非常規(guī)氣規(guī)模效益開發(fā)。

4 結(jié)論

1）鄂爾多斯盆地石炭系太原組及下二疊統(tǒng)山西組是煤系非常規(guī)氣勘探的目的層段。沉積環(huán)境多樣，烴源巖類型多，巖性組合類型多，富煤組合和富有機(jī)質(zhì)頁巖組合為兩大有利非常規(guī)巖性組合，具有高TOC、高Ro和高含氣性的特征。

2）煤系非常規(guī)氣潛力主要受生烴潛力、儲層質(zhì)量和含氣性控制。煤系烴源巖有機(jī)顯微組分中鏡質(zhì)組含量高，演化程度較高，生氣潛力大，儲集空間以有機(jī)孔和微裂縫為主。淺層煤層以吸附氣為主，較深層含氣量低，深層煤層存在游離氣，含氣量高，但面臨埋深大和儲層致密等挑戰(zhàn)。

3）聚焦深層煤系儲層有效改造體積小和低產(chǎn)等問題，初步形成了“長水平段、大排量、大液量、大砂量”高效鉆完井工藝，為延川南地區(qū)煤系非常規(guī)氣的勘探突破提供了有力支撐。

4）鄂爾多斯盆地煤系非常規(guī)氣資源豐富，但巖性復(fù)雜、非均質(zhì)性強(qiáng)。為了推動煤系非常規(guī)氣勘探開發(fā)，需加強(qiáng)巖性組合、儲層質(zhì)量和含氣性等綜合評價(jià)，探索立體勘探開發(fā)技術(shù)，優(yōu)選地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)，攻關(guān)深層，形成煤系非常規(guī)氣地質(zhì)-工程一體化模式。