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.     

煤层气储层测井响应特征及机理分析

测井解释为评价煤层气储层重要技术手段。为探讨煤层气储层测井所表现出的特征,围绕常规煤层气储层测井评价技术,分别从地质影响和测井响应特征开展研究。通过研究区现场常规测井数据和实验数据,分析了测井响应值分布特征。并结合煤层煤岩组分,探索了煤层气储层测井响应特征机理。研究表明,煤层气储层测井响应值呈正态分布特征,常规测井数值表现出高声波时差、高电阻率值、高中子孔隙度和低自然电位、低密度,以及自然电位负异常和扩径严重的特征。为研究区后期煤层气储层测井评价提供理论依据。     

中煤阶煤层气井排采阶段划分及渗透率变化

煤层渗透率动态变化规律是煤层气开发所面临的重点问题之一。根据无因次产气率划分煤层气井排采阶段,结合等温吸附实验下煤层气的解吸过程确定排采阶段分界点位置。通过物质能量动态平衡理论建立中煤阶煤储层渗透率评价模型,从渗透率变化趋势、主导机制、产能动态等方面,阐释了中煤阶煤层气井不同排采阶段煤储层渗透率动态变化特征与控制机理。结果表明,排采过程中,煤储层绝对渗透率发生“先降低-后回返-再上升”的动态变化。排水阶段水相有效渗透率迅速下降,气相有效渗透率为0。储层压力降低至临界解吸压力后进入产气阶段,气相有效渗透率迅速增加,水相有效渗透率缓慢降低。产气量衰减阶段绝对渗透率开始下降,在滑脱效应影响下,气相有效渗透率仍然保持缓慢上升,水相有效渗透率降低。     

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。     

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。     

铁法盆地煤层气资源条件及控气地质因素分析

铁法盆地的煤阶为长焰煤,南部地区的煤阶达到了气煤阶段,实测最大渗透率为1.51×10-3m2,平均含气量为5.84cm3/g,煤层气资源量为93.34108m3,煤层气资源条件良好。本文通过对铁法盆地煤层气地质条件和储层条件的深入分析,认为铁法盆地控气的地质因素有三个方面, 构造对煤层的沉积分布、含气量和煤层气资源量具有明显的控制作用;水文地质条件对煤层气具明显的封堵作用;区域浅成岩浆热变质提高了的煤阶、改善了煤储层的渗透性,增大了煤储层的含气量。提出了铁法盆地煤层气勘探开发的首选靶区是西南部的大兴矿一带。     

柿庄北深煤层压裂伤害机理及低伤害压裂液评价

我国煤层气地质资源量达36.81×108m3,仅次于俄罗斯和加拿大,其中1 000~2 000 m的煤层气地质资源量占总资源量的61.2%。深煤层煤层气的开发是今后煤层气开发的必然趋势。水力压裂是深煤层煤层气工业开采的主要增产措施。在分析柿庄北深煤层的工程地质特征时发现,深煤层具有低孔隙度、低渗透率、高变质程度和高含气量的特点,在压裂改造时易受工作液体的伤害。因此,针对煤岩主要的伤害类型,对比分析压裂液伤害前后的煤岩电镜扫描结果,研究深煤层煤岩的伤害机理。通过研究得出,相对浅煤层而言,深煤层主要的伤害是吸附伤害和微粒堵塞。最后,根据深煤层岩心的伤害评价方法,在实验室内分别优选出低伤害活性水和泡沫压裂液两种体系,伤害评价结果显示优选的活性水和泡沫压裂液对深煤层的伤害率相对常规压裂液低,可在一定程度上改善煤层气储层压裂效果。     

沁水盆地南部煤层气井生产历史拟合与井网优化研究

以煤储层地质特征和煤层气井生产数据为依据,以沁水盆地南部3口典型压裂直井为例,利用COMET3数值模拟软件对3口煤层气井排采数据进行了反演,确定了煤层气储层的渗透率与含气量等重要的储层参数和工程参数,探讨了煤层气井产能影响因素的敏感性,提供了研究区单井低产能部位煤层气井网部署及优化方案。研究表明：绝对渗透率变化对煤层气单井产能的影响最为显著,相对渗透率曲线形态、含气饱和度与Langumir常数对单井产能的影响依次减弱;井网井距的合理布置可以有效形成区域压降、提高单井产能;研究区低产井周围宜采用煤储层裂隙发     

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。     

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     

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.     

古交地区煤层气地质条件及资源潜力分析

基于煤层气井实测含气量测试、镜下观察、等温吸附实验等手段,对古交地区煤储层煤岩煤质、显微裂隙、渗透率、含气性等进行了分析。结合煤层气资源丰度平面分布特征,探讨了该区煤层气基础地质条件及其资源潜力。研究表明:古交地区煤层经深成变质和岩浆热源叠加变质作用演变为现今的中高煤级焦煤、廋煤和贫煤,煤储层显微裂隙较为发育,渗透率在(0.01~0.15)×10-3μm2之间;储层压力梯度处于0.38~0.65 MPa/100 m,含气饱和度介于53.1%96.5%之间,属于欠压欠饱和煤层气藏;煤层周围致密的泥质岩层使得煤层气具有良好的保存条件,后期受东南部祁县隐伏侵入岩体以及西部狐偃山岩浆岩体的影响,二次生烃作用使得煤层含气量普遍较高,煤层平均含气量在9.8 m3/t;该区煤层气资源丰度分布在狮子沟#马兰向斜中南段和杜尔坪断裂带周围存在两个资源丰度富集区,具有较好的勘探开发前景。     

准噶尔盆地南缘西山窑组煤储层压力控制因素分析及含气系统划分

新疆准南西山窑组煤层众多,含气系统的研究不仅可以在垂向上有效揭示含气量的变化规律,深入分析低煤阶煤层气的富集主控因素,还可以为后期煤层气压裂施工提供重要的参考。根据研究区内所施工的多个煤层气井钻探涌漏水情况,共识别出西山窑组3个主要含水层和平面上对应的4个富水中心,研究发现西山窑组内3个主要含水层均与三级层序的底部边界垂向位置高度吻合;通过对煤储层压力影响因素的分析,认为煤层埋深和含煤岩系泉域对于准南地区局部储层压力分布具有重要的控制作用;西山窑组主力煤层埋深介于700～1 000 m的区域是含气量和煤储层储层压力匹配的有利地带,是研究区内煤层气勘探开发的有利埋藏深度;根据岩心柱、煤储层压力、含气量变化和层序地层划分结果,将准南西山窑组中下段划分为2～3个相对独立的垂向叠置含气系统,分割各含气系统的关键层是区域内稳定发育的灰黑色泥岩,发育于研究区东侧三角洲平原环境的垂向含气系统发育较简单,而处于研究区西侧三角洲前缘-湖相环境的垂向含气系统则相对复杂。     

快速排采对低渗透煤层气井产能伤害的机理研究

我国煤层的渗透率普遍偏低,一般比美国低2～3个数量级,并且煤岩本身具有强压缩性,进而导致我国煤层普遍具有压力敏感性强的特点.山西宁武盆地煤层含气量较高,在10～20m3/t之间,但试采结果并不理想.为了探索该问题,通过建立煤层气井流固耦合数学模型,对煤层气井的降压制度进行拟合,分析煤层气井附近储层降压漏斗的扩展情况和储层压力变换情况.结果表明,过快的排采制度使煤层气井筒附近煤储层在短时间内受到较为严重的伤害,煤层气渗透率急剧降低,阻碍煤储层降压漏斗的扩展,煤层气无法大规模解吸,因而无法形成长期稳定的单井规格产量.     

煤化作用与煤层气生成、储藏和产出的关系

本文依据煤的变质作用过程中产出的煤层气数量,将煤的变质作用过程分为三个阶段,指出第二、三阶段对煤层气的生成影响最大。低煤阶煤储层中煤层气运移产出的通道为裂隙和基质孔隙,中煤阶煤为割理和构造裂隙,高煤阶煤则以构造裂隙为主。随着煤化作用的进行,煤层气储藏和产出的条件逐渐变好,直到中煤阶煤;之后进入高煤阶煤条件开始变差。结合煤化程度对煤层气生成的影响,中煤阶煤层是煤层气开发的较理想的煤层。     

我国煤层气勘探开发现存问题及发展趋势

针对我国煤层气开发的现存问题及发展趋势,从煤层气固溶体、煤储层多相介质、煤层气超临界吸附、低煤级煤含气量、煤储层多级压力降与多级渗流、水压与气压关系、动态渗透率等方面对我国煤层气基础研究薄弱环节进行了分析;从井间距、排采制度、钻完井增产改造、适应中国煤储层物性的开发工艺、平衡开发等方面对煤层气排采现存问题进行了评述。最后指出,我国煤层气勘探开发趋势是由中高煤级向低煤级储层、由浅部向深部、由单一煤层(组)向多煤层(组)、由地面开发向井地立体式开发、由陆地向海洋、由煤层气单采向煤层气与煤成气共采的方向发展。     

煤层气储层含气量预测方法

煤层气储层具有极强的非均质性,孔隙结构复杂,主要以吸附气赋存于储集空间内.煤层气储层评价研究方法与常规油气藏截然不同,因此煤层气储层含气量的预测评价是煤层气开发重点要解决的问题.利用地球物理测井技术得到的各类参数成果,与实际测试得到的储层段含气量进行交汇分析,建立多目标多元回归方程,得到含气量预测经验公式.建立煤层气等温吸附模型,利用Langmuir等温吸附方程,计算吸附气含气量.分析研究表明,两种方法皆能对煤层气含气量进行有效预测评价,计算结果相对误差较小.本研究思路及成果可为煤层气含气量预测评价提供参考.     

铁法盆地煤层气成藏创新模式研究

我国的煤储层具有独特的特征,总体上煤层渗透率低、储层压力低、含气饱和度低,在煤层气选区评价中应综合考虑地质、储层和开采条件。通过本次对铁法盆地的研究得出结论,获得煤层气高产的地区,储层必须具备较高的能量,这种能量是地质演化和生烃历史演化的综合结果,它与地下水运动密切相关,属于煤层气成藏动力学范畴。成藏模式的关键点在于地质条件和水文地质条件具有最佳匹配。