煤层气含量影响因素及预测方法

为了提高煤层含气量预测效果,更准确地评价煤层气资源量、预测煤层气开发前景,以及制定合理的开发方案,基于大量文献调研,首先梳理了煤层气及煤层含气量的概念、影响因素,其次对煤层含气量预测方法的特点进行了比较分析,进而开展了煤层含气量预测方法发展趋势分析.研究表明,煤层含气量的影响因素主要包括煤的变质程度、温度、压力、煤质、煤层有效埋藏深度、储层有效厚度、储层物性等,其中,煤变质程度起着根本性作用.煤层含气量定量预测方法主要有等温吸附曲线法、含气量梯度法、测井法、地震法等.合理选择煤层含气量预测方法,开展多学科、多种预测方法综合预测含气量研究、研发新的煤层含气量预测方法是煤层含气量预测的主要发展趋势.     

基于测井资料的页岩含气量评价方法研究

页岩气是重要的化石能源替代品,含气量作为页岩气储层评价的重要参数,对于页岩气的资源评价与“甜点区”优选具有重要的意义。为了研究页岩含气量的定量评价方法,以加拿大H区块页岩气储层为研究对象,通过对取芯样品的实验室解吸以测定页岩储存的解吸气、散逸气和残余气。借鉴煤层气的等温吸附模拟页岩的吸附气、游离气。以获得的含气量为基础,通过对测井资料与含气量的相关性分析,筛选含气量的关键影响参数所对应的测井曲线,建立基于测井曲线的含气量评价模型,通过对计算结果与实测结果的分析对比,表明基于测井曲线的页岩含气量评价模型在应用中表现出很好的实用性以及准确性,为后续的页岩气资源评价和“甜点区”优选奠定基础。     

基于测井资料的页岩含气量评价方法

页岩气是重要的化石能源替代品,含气量作为页岩气储层评价的重要参数,对于页岩气的资源评价与"甜点区"优选具有重要的意义。为了研究页岩含气量的定量评价方法,以加拿大H区块页岩气储层为研究对象,通过对取心样品的实验室解吸以测定页岩储存的解吸气、散逸气和残余气。借鉴煤层气的等温吸附模拟页岩的吸附气、游离气。以测定的含气量为基础,通过对测井资料与含气量的相关性分析,筛选含气量的关键影响参数所对应的测井曲线,建立基于测井曲线的含气量评价模型,通过对计算结果与实测结果的分析对比,表明基于测井曲线的页岩含气量评价模型在应用中表现出很好的实用性以及准确性,为后续的页岩气资源评价和"甜点区"优选奠定基础。     

物质平衡及线性流原理下的煤层气储层生产数据分析

针对煤层气开发过程中煤储层自身物理、化学、力学及渗流等方面性质的问题,利用物质平衡及线性流原理对某煤层气储层生产数据进行分析,探讨了水侵、解吸、地层及流体压缩性对原始含气量估算的影响及滑脱效应对半缝长xf的影响.结果表明:由于该煤储层产水量较低及地层负压,水侵、地层及流体压缩性对原始含气量G的影响程度较小;但该煤储层含气饱和度或游离气含量低,气体主要以吸附形式存在,解吸对原始含气量的影响程度最大;当利用线性流原理预测储层时,若忽略滑脱效应,预测结果偏低,同时也表明煤储层滑脱效应研究或合理定义渗透率比对压裂、渗流及模拟等方面的重要性.利用半缝长与渗透率比的关系也可以对煤储层表观渗透率进行预测.     

基于灰色关联分析和BP神经网络的煤层含气量预测研究

基于测井资料和煤岩心含气量化验分析资料,采用现代数理统计方法优选了煤层含气量的敏感性测井参数,在煤岩心含气量分析化验数据归位的基础上,建立了煤岩心含气量-测井相统计模式,并利用灰色关联法对测井相-煤岩心含气量统计模式进行了系统分析,进而筛选了有效的煤层含气量测井建模数据库。基于神经网络非线性数学方法,利用筛选后的有效煤层含气量测井建模数据构建了研究区内煤层含气量的多测井参数非线性预测模型,并利用所构建模型对研究区内的煤层含气量进行预测。煤岩心含气量室内分析数据与预测结果对比表明,该整套方法能较好地对煤层含气量进行预测,预测精度能够满足煤层气储层测井评价的要求。     

煤层气含量测试中有关损失气量的误差分析

煤层气含量是评价煤层气富集程度的一个重要参数,是计算煤层气资源量、产能预测和储层模拟的重要储层参数[1],由于损失气是煤层气含量计算中误差较大的部分,因此煤层气损失气的准确计算对于煤层气含气量的确定,煤层气有利区块的选择具有重要意义。目前,关于煤层气损失量的计算主要是基于美国矿业局直接法(USBM)的GB/T 28753-2012规范。通过对煤层气损失量的影响因素分析,修正损失时间和损失气的初始时刻,通过对贵州盘县煤层气参数井样品实例分析,验证修正方法减少损失量计算误差影响的可行性。     

基于Langmuir公式的残余气预测方法

针对现场测试中残余气过低和需要快速获取含气量的情况,以残余气预测为重点,总结了现场残余气测试中存在的问题:(1)慢速解吸法测量低煤阶煤层含气量时,残余气量小可能导致常规方法无法获得结果或误差偏大;(2)快速解吸法测试煤层气含气量时,粉碎煤样测试残余气的方式可能造成少量煤层气的散失而使残余气结果偏低.分析了残余气比重的影响因素,以描述吸附过程Langmuir公式为依据,首次提出了用于残余气计算的曲线拟合法,通过与实测数据进行对比分析,认为该方法准确度较高、稳定性高,能够较准确得获得低含气量情况下的残余气,能有效提高现场含气量测试工作效率.     

澳大利亚H区块中煤阶煤层气储层评价

澳大利亚煤层气资源丰富,尤其是中煤阶的煤层气具有埋藏深度浅、含气量高、渗透率高等易于商业开发的特点。以澳大利亚H区块中煤阶的煤层气为研究对象,在测井识别煤层的基础上,利用测井、录井、岩心分析等数据开展了煤层气储层分布、煤质、物性以及含气性研究,利用取心分析数据获得的动态兰氏体积构建煤层含气量及含气饱和度模型,实现H区块煤层气储层表征。研究结果表明,澳大利亚H区块煤层气储层具有高含气量、低灰分、低挥发分、低湿度、高固定碳、高渗透率的特点,具有较高开发潜力。煤层气储层特征评价将为后续煤层气开发奠定基础,同时为同类型煤层气储层评价提供借鉴。     

支持向量机预测煤层含气量

在分析煤层含气量影响因素的基础上,采用基于小样本理论的支持向量机(SVM)回归方法,建立了预测煤层含气量的计算模型。通过对沁水盆地南部目标煤层含气量影响因素分析,建立了煤变质程度、储层压力、温度及煤质特征支持向量机模型并进行了训练和测试。结果表明:SVM模型预测结果和实测结果误差小,为煤层气资源的勘探开发提供参考,是预测煤层含气量的新途径。     

蜀南地区龙潭组煤层气储层特征及资源潜力

据中国多次开展的煤层气资源评价结果,蜀南地区煤炭以无烟煤为主,与沁水盆地类似,其煤层变质程度高,吸附能力强,含气量高,蕴藏了大量的煤层气资源。为了进一步查明蜀南地区煤层气储层特征及其资源潜力,根据该区测井资料、录井资料、煤层气参数井资料,从煤层分布特征、煤质特征、孔-裂隙发育特征、含气性特征及等温吸附特征等方面,分析了该区煤储层特征,对储层质量进行综合评价,并在此基础上评价其资源潜力。结果表明,蜀南地区龙潭组煤变质程度高,属于无烟煤;兰氏体积大,含气量高,气体质量好,含气饱和度高,兰氏压力小,临界解吸压力小、地解比偏低。综合评价显示该区煤层气储层质量较好,资源潜力大,但开发难度较大,尚需适宜的开采技术。建议选择长宁-叙永区块开展煤层气勘探开发试验,探索煤层气勘探评价方法及有效的开采技术。     

纳米级页岩孔隙吸附厚度计算方法及其对比分析

为解决页岩吸附层厚度的计算问题,通过对不同吸附方程推导获得3种吸附层厚度计算表达式。结合龙马溪组页岩资料的实例计算,得到吸附层厚度随温度、压力的变化规律,并对各种吸附层厚度计算式进行了适用性分析。结果表明:1Langmuir与Polanyi方法计算式可以计算不同压力下气体吸附厚度,而FHH方法仅适用较低压力(p10 MPa)情况;2吸附厚度随压力升高而增加,其敏感性随压力升高而降低;3吸附厚度随温度增加而减小,但Polanyi方法计算吸附层厚无明显变化;4Langmuir方法适合储层丰度较低、含气量不高的储层吸附层厚度计算,Polanyi方法适合储层丰度较大、含气量高的储层吸附层厚度计算,FHH方法适合埋深较浅的储层吸附厚度计算。     

褐煤储层含气量计算

因我国褐煤中煤层气赋存特征认知程度较低,影响了较低煤级煤层气的开发,褐煤中含气量的研究显得尤为关键。基于此,文中对采自内蒙古海拉尔盆地4个褐煤H1,H2,H3,H4样品进行煤岩煤质分析,25℃平衡水等温吸附实验。计算埋深在400～2 000 m吸附气含量;模拟在储层温度、压力、矿化度、密度条件进行甲烷溶解度的测定结果表明甲烷溶解度随压力、温度的同时增加而增大(低于80℃),基于实验结果,计算了不同埋深(温度、压力)下褐煤储层的水溶气含量;测定4个褐煤样品孔隙度,根据马略特定律计算游离气含量。由吸附气、水溶气及游离气含量计算褐煤含气量。结果表明,埋深小于1 000 m的褐煤含气量随埋深增加而增大;埋深大于1 000m随埋深增加而减少。H1含气量较低,H2,H3,H4含气量较高,400～2 000 m埋深的褐煤含气量介于2.57～6.99 m3/t之间,且均随埋深增加而增大。含气量中吸附气、水溶气、游离气含量比例分别为78.7%,9.3%,12.0%.     

欠饱和煤层气藏的生产动态预测方法

将煤层气藏的物质平衡方程和产能方程相结合可建立生产动态预测方法,但目前人们没有考虑原始煤层的吸附饱和度,所建立的动态储量评价和生产动态预测方法仅适用于饱和或超饱和的煤层气藏。在考虑吸附饱和度的基础上重新推导物质平衡方程,然后建立了生产动态预测方法,使得该法可用于欠饱和的煤层气藏。通过验证表明,当煤层气井处于排水降压期时,该法预测的日产水量平均相对误差为8%,当煤层气井进入产气期时,该法预测的日产气量平均误差为–13%,基本满足工程应用的精度要求。     

呼和湖凹陷煤层气地质条件及资源潜力分析

通过对呼和湖凹陷煤层样品开展低温氮吸附实验、等温吸附实验和现场含气量测试,结合煤岩煤质和煤层分布特征分析,研究了呼和湖凹陷煤层气地质条件及其资源潜力。研究表明,呼和湖凹陷主要煤层以褐煤为主,变质程度低,储层内微孔和小孔最为发育,具有较大的比表面积及吸附能力,煤层顶底板泥岩厚度较大,研究区水文地质条件简单,有利于煤层气的保存,呼和湖凹陷煤层气资源潜力总体较好。综合考虑煤层厚度、含气性、储层物性、盖层因素和水文地质条件,建立了呼和湖凹陷煤层气有利区评价标准,优选出3个煤层气有利目标区。     

测井资料在和顺地区煤层气评价中的应用

本文分析了由于煤储层岩性的复杂性、物性的非均质性及含气的隐蔽性导致的煤层气测井解释面临的困难,展示了和顺地区测井评价在煤层气储层划分、工业组分分析、含气量计算、弹性模量计算、压裂效果分析等方面取得的成果,提出了解决煤层气非均质、非线性储层评价问题的一些思路。     

淮北地区煤层气勘探目标区地质评价研究

通过对控气地质要素比较分析 ,淮北北部区基本上失去了煤层气勘探开发的价值 ,南部区煤层气勘探开发前景相对较好。南部的宿南向斜和南坪向斜主煤储层顶板岩层具有较强的封盖能力 ;主煤储层镜质组含量高 ,吸附能力较强 ,煤层含气量也较高 ;煤储层渗透性高 ,为煤层气开发提供了有利条件     

基于过程分析法的页岩原位含气性评价

为了确定页岩中总含气量、吸附气/游离气含量及其比例,建立了一种新的页岩原位含气性定量评价方法,即过程分析法。该方法将钻井取芯及现场解析全过程拆分为5个阶段,依次评价不同阶段气体（吸附气、游离气）逸散量。在获取钻井取芯、储层物性、吸附/扩散、气体特性及岩芯现场解析等数据之后,使用该方法可正演计算获得全过程的气体解析量,同时获得原位总含气量、吸附气/游离气含量及其比例等数据。应用该方法对焦石坝区块JY182-6井五峰组-龙马溪组海相页岩原位含气性进行了评价。过程分析法所得总含气量是USBM直接法结果的0.8~5.4倍（平均2.0倍）;两者之间的差值为-1.27~1.58 m³/t（平均0.39 m³/t）,且随吸附气比例的增加而逐渐减小。吸附气含量及其比例主要受控于总有机碳含量（正相关）,游离气含量受控于孔隙度（正相关）和含水饱和度（负相关）,同时受黏土矿物含量的影响（弱正相关）。     

沁水盆地煤储层参数影响产气量数值模拟

为揭示沁水盆地煤层气储层参数差异性影响产气量规律,采用理论分析和数值模拟方法,研究沁水盆地煤储层参数的差异性,分析产气量对孔隙度、含气量、兰氏体积、渗透率、表皮系数的敏感度.研究结果表明:煤层气储层参数差异性较强,产气量与储层含气量、渗透率呈正相关性,而与储层孔隙度、兰氏体积、井筒表皮系数呈负相关性;产气量对含气量、兰氏体积、渗透率、表皮系数非常敏感;储层保护的关键是减小钻井、固井、完井、压裂工程对渗透率的伤害,降低表皮系数;煤层气开发技术应有针对性地增加渗透率、增加压降区域面积、减少储层伤害.     

煤层气储层模型的建立及其应用

为了对煤储层气、水产量进行预测,通过建立三维、双重介质、气—水两相流煤层气储层数学模型和数值模型,用有限差分方法对煤储层进行了研究。结果表明:建立的煤储层气、水产量预测模型与实际的气、水产量拟和效果较好。该模型达到了参数历史拟合和产能预测的目的     

页岩吸附与解吸气量实验测量实例研究

页岩气主要以游离气和吸附气形式存在于富有机质页岩中,含气量的大小受页岩储层压力、温度、矿物类型、物性、湿度等多种因素影响。页岩吸附气量是评价页岩气资源量的关键性参数,也是评价页岩气是否具有开采价值的一项重要标准。在分析页岩气吸附与解吸机理的基础上,通过F页岩气田龙马溪组-五峰组页岩心等温吸附、解吸实验测量实例研究,得到结果:利用等温吸附线法是获得饱和吸附体积VL和朗氏压力PL的有效途径;钻井现场页岩快速解吸获得的总含气量主要为吸附气量,游离气量占比较小,不能代表真实的地层游离气量占比;页岩VL与样品的TOC成正相关,达到饱和吸附后温度升高,吸附能力明显下降。