煤储层渗透率动态预测模型适用性评价

基于比较理论推导建立的4个煤层渗透率计算模型,对我国煤层气盆地已有物性参数进行计算,以预测其煤储层渗透率。将模型预测结果与现场试井渗透率数据进行对比分析,得出了4个模型的预测精度,在此基础上研究了煤储层渗透率动态预测模型对我国煤层气部分区块的适用性。计算结果表明:在煤层气开发后期,汪-张模型的适用性较好,预测结果与现场数据基本一致,对煤层气开采有一定指导意义。     

地应力影响煤层气勘探开发的研究现状与展望

通过总结评述前人关于地应力影响煤层气勘探开发的相关文献和成果,讨论了地应力与煤层气成藏、地应力与煤储层渗透率、地应力与煤储层压裂改造、地应力与煤层气井位部署的关系,对相关研究工作的未来走势进行了展望。认为：地应力控制着煤层气成藏过程中的各个环节,是影响煤层渗透率中最主要的因素,也是煤层气井压裂设计和井网部署必须考虑的重要参数。地应力研究对煤层气勘探开发意义重大,且亟待加强。     

深部煤层气储层地质研究进展

深部煤层气资源潜力巨大,将是非常规天然气勘探开发的一个新领域。美国和加拿大部分地区已经成功实现了深部煤层气开发的商业化水平,而中国由于受当前开发技术和经济条件的限制,至今尚未形成规模性的开采。基于对近年来有代表性的学术论著的研究分析,从煤岩孔裂隙结构、吸附解吸性质、气体在煤层中的扩散渗流过程、煤储层的可改造特征等4个方面总结了深部煤层气储层物性的理论研究进展。研究指出深部煤储层处在高温、高压和高地应力的复杂地质环境中,煤储层储渗演化、煤层气吸附解吸扩散渗流平衡关系、煤岩应力应变行为等趋于复杂,开展特殊地质条件下的深部煤储层物性演化机理的研究,对我国深部煤层气资源的勘探开发具有重要的理论和现实意义。     

莱州湾凹陷垦利油田沙河街组储层渗透率评价模型研究

文章以莱州湾凹陷垦利油田沙河街组储层为例,对传统的回归统计模型和基于BP神经网络的人工智能预测模型评价储层渗透率方法和效果进行了对比研究。目标储量报告里定火沙三段中孔、中渗;岩性（粒度）和孔隙度是储层渗透率的主要影响因素。根据岩心及测井数据,建立了孔隙度——粒度二元回归渗透率统计评价模型和BP神经网络渗透率预测模型。通过检验样本集精度对比,分析了隐含层数、隐含层节点数等网络结构参数变化对模型预测结果的影响,重点分析了不同的测井参数输入对BP神经网络模型预测结果的影响。优化后的BP神经网络模型对检验样本集的渗透率预测结果精度最高,其平均相对误差为37%,比传统的二元回归统计模型精度提高了26%。对目标油田三口井连续处理,BP神经网络模型渗透率预测结果更加合理,可以满足开发层段产能分析等生产需求。     

滇东北地区煤储层现今地应力分布特征及渗透性预测

现今地应力分布与煤储层渗透性特征是影响煤层气勘探与开发效果的关键因素,但对滇东北地区二叠系煤储层而言,区域地应力与渗透性分布样式尚不清晰,影响着该区煤层气的高效开发。为此,本次研究在注入/压降地应力实测的基础上,利用有限元数值模拟分析了滇东北地区二叠系C5煤层现今地应力分布特征,结果显示:地应力分布呈现强非均质性特点,研究区北部和东南部的应力值较高,西部、东部以及构造带内的应力值较低。在地应力与渗透率量化关系构建的基础上,预测了煤储层渗透率,呈现东西高、南北低的格局。研究区内现今地应力对煤储层渗透性具有一定的控制作用,亦受埋藏深度等其他因素影响。研究成果期望能为滇东北地区煤层气勘探开发提供有益地质参考。     

六盘水煤田土城向斜煤储层现今地应力分布特征及其效应

近期勘探实践显示,六盘水煤田土城向斜内煤层气资源丰富,如何实现高效开发是关键,而现今地应力在煤层气开发过程中具有重要作用。本次研究基于研究区注入/压降地应力实测数据,分析土城向斜煤储层现今地应力分布特征及其效应,结果表明:煤储层现今地应力随埋藏深度的增加而逐渐增大,呈明显的线性关系。水平最大主应力和最小主应力均随着煤储层压力的增大而增大,表明现今地应力对于煤储层能量有所贡献,影响独立叠置含煤层气系统的形成。现今地应力影响煤层渗透性,进而控制煤层气开发。土城向斜内煤储层渗透率随有效地应力增大呈指数减小。本次研究成果期望可以在六盘水煤田土城向斜煤层气开发中提供新的地质参考与科学依据。     

准噶尔和吐哈盆地株罗系煤层气储集特征

西北侏罗纪陆相盆地低煤级煤层气藏勘探开发近年来受到越来越多的关注,煤层气成藏机制是该区煤层气勘探开发的重要基础工作,而煤层气储集是煤层气成藏的关键地质过程。研究表明:准噶尔、土哈两个侏罗纪陆相盆地低煤级煤储层具有高孔容、高孔比表面积、高游离气储集潜力和低原位吸附气体能力的特征,深部煤储层储集气量显著高于浅部煤储层;浅部煤储层中基本上为吸附气,深部煤储层中吸附气、游离气、溶解气共存,游离气的重要性随埋深增加而增大;构造高点和构造圈闭对深部煤层气成藏具有重大影响,煤层气与常规气兼探与共采在理论上可行,深部煤层气藏可能较浅部煤层气藏更具开发价值。     

准噶尔和吐哈盆地侏罗系煤层气储集特征

西北侏罗纪陆相盆地低煤级煤层气藏勘探开发近年来受到越来越多的关注,煤层气成藏机制是该区煤层气勘探开发的重要基础工作,而煤层气储集是煤层气成藏的关键地质过程。研究表明：准噶尔、土哈两个侏罗纪陆相盆地低煤级煤储层具有高孔容、高孔比表面积、高游离气储集潜力和低原位吸附气体能力的特征,深部煤储层储集气量显著高于浅部煤储层;浅部煤储层中基本上为吸附气,深部煤储层中吸附气、游离气、溶解气共存,游离气的重要性随埋深增加而增大;构造高点和构造圈闭对深部煤层气成藏具有重大影响,煤层气与常规气兼探与共采在理论上可行。深部煤层气藏可能较浅部煤层气藏更具开发价值。     

鄂尔多斯盆地东缘深部(层)煤层气勘探开发理论技术难点与对策

我国深部(层)(以下均指埋深大于2 000 m)煤层气资源丰富,勘探开发潜力巨大。2019年以来,鄂尔多斯盆地东缘(鄂东缘)大宁–吉县区块逐步进入深部(层)煤层气“规模勘探+先导试验”阶段,直井日产气量突破2×104 m3,水平井日产气量突破10×104 m3,这一标志性成果既突破传统意义上煤层气勘探开发领域的深度禁区,使得煤层气总资源量有望在30.05×1012 m3基础上大幅度增加,又将成为“十四五”乃至长远煤层气产业实现规模发展的重点勘探开发方向。面对以地面传统钻井、压裂(储层改造)、排采(举升)、集输和数智化等为主体技术及开发方式的迫切需求,鄂东缘深部(层)煤层气面临许多基础理论和技术难点,包括:成藏机理和赋存规律,有利区优选方法;高产主控因素及控制机理,解吸–渗流机理与开发规律,“地质–工程一体化”开发甜点分类评价标准,关键开发指标确定方法和依据;低成本优快高效钻完井技术,水平井水泥环高效密封控制技术;煤岩缝网形成机理,低成本、高效、环保压裂入井材料,改造后缝网孔渗特征、流动规律;高盐、高水气比、出砂等工况下排采及举升控制技术;高效节能集输、规模开发所需复杂集输管网稳定运行理论与实践体系;数智气田建设和人工智能应用研究。在系统梳理上述难点基础上,针对性地提出勘探地质、开发地质、钻完井、压裂(储层改造)、排采(举升)、集输与数智化等理论与技术的研究方向和具体对策,这一成果不仅对加快鄂东缘深部(层)煤层气规模上产具有重要的指导意义,而且对国内外深部(层)煤层气规模开发具有很强的引领和示范作用,也可有力推动煤层气产业高质量发展、支撑实现国家碳达峰碳中和目标与保障清洁能源安全。      

青海省天峻县木里煤田煤层气有利区块的 多层次模糊数学评判

对影响煤层气勘探开发潜力的各种因素进行了综合研究,确定了煤层气勘探开发潜力评价的3个二级指标(生气潜力、储层物性和封盖性能)及对应的三级指标。采用模糊数学方法对各级因素指标赋予权重,建立了用于煤层气勘探开发潜力评价的多层次模糊数学评判模型。利用该模型,对青海木里煤田中低煤阶煤层气资源勘探开发潜力进行了评价,认为江仓矿区是木里煤层气勘探开发的最佳试验区。所建立的评价体系可以作为中低煤阶煤层气资源开发潜力评价的参考体系。     

基于主成份分析和支持向量机的PCA-SVM储层识别模型研究

储层识别是油气勘探开发中所面临的关键问题和难点之一。针对传统储层识别方法预测精度较低这一问题,提出了基于主成份分析和支持向量机的PCA-SVM储层识别模型,较好地解决了传统学习方法在非线性预测中的小样本、过学习、局部极小点等问题,同时消除了出入变量之间的多重相关性,减少了输入变量的个数,提高了预测精度和收敛速度。通过对长庆中部气田马五1段储层的实例应用,PCA-SVM模型的预测精度达到100%,优于SVM模型(93.6%)和Fisher判别模型(96.3%)。这表明PCA-SVM模型具有更高的预测精度,为致密储层的准确识别探索了又一新方法。     

灰色GM（2,1）模型在滑坡变形预测中的应用

应用灰色模型对滑坡变形进行预测,目前常用灰色GM(1,1)模型,而灰色GM(2,1)模型应用较少.在实际建模中发现,取不同长度的数据序列,建立的模型也不一样,所得的预测结果也有所不同.针对上述问题,本文基于统计的方法,得出白店子滑坡灰色预测模型最佳数据序列长度,在此基础上建立GM(2,1)模型对该滑坡深部位移进行预测,并与GM(1,1)模型预测结果进行了对比.结果表明,总体精度上GM(2,1)模型略高,预测误差较小,有很好的应用价值.     

安鹤煤田王家岭煤矿深部煤层气地质学特征

根据煤田勘探资料,参考相关的研究成果,分析论述了安鹤煤田王家岭煤矿深部勘探区煤层气地质学特征本区煤层含量气较高,煤层气资源丰富,储层压力较大,渗透性较好,水动力条件对煤层气的保存极为有利,形成水动力封闭,有利于煤层气储藏,具有勘探开发的潜力.鉴于王家岭煤矿深部区无烟煤处于瓦斯突出危险区,进行煤层气开发还具有减灾意义.     

基于ABC-BP模型的煤层含气量预测

煤层含气量预测是煤层气资源勘探开发利用前期的重要研究内容之一。近些年,BP神经网络算法常用于煤层含气量预测领域,但传统BP模型在训练过程中往往存在收敛速度慢、对初始值敏感以及易陷入局部极小值等问题。为此,提出了一种改进的以人工蜂群算法为特征的BP神经网络预测方法。以沁水盆地某工区3号煤层为研究对象,首先,利用R型聚类分析法对目标煤储层所提取的多种类型的地震属性进行分类,优选出4种对煤层含气量变化反应最敏感且相互独立的地震属性;再利用人工蜂群算法(ABC)寻找BP神经网络的输入层与隐含层的最优连接权值和隐含层的最优阈值,构建具有鲁棒性的ABC-BP神经网络预测模型,并以井位置优选地震属性和含气量数据为样本训练该模型;最后,以整个工区目标储层的优选地震属性为输入,进行工区内煤层含气量的预测。预测结果与各井含气量的变化趋势基本吻合,其中,训练井处的平均误差率为0.23%,验证井处的误差率低于15%,预测精度较高,因此,该预测方法可靠性高,适用性强,可有效用于煤层含气量预测。      

迭代法建立的低频模型在储层反演中的应用

储层预测的精度直接制约着油气开发的经济性与有效性,而低频信息的补偿是改善储层反演效果的有利途径之一。常规的测井曲线内插低通滤波建模方法难以精细表征复杂地质背景下的低频模型。为降低研究区特殊地质体对储层反演带来的影响,采用迭代法建立低频模型,建模中分步考虑压实作用、特殊岩性等因素影响,并通过反演效果不断迭代更新低频模型,最终准确建立反映不同岩性(包含火山岩)的反演低频模型。研究表明: 该方法能够保证储层反演结果的可靠性,为储层精细描述提供了资料; 同时基于反演结果,对东海西湖凹陷W气田主力层(P1)有利储层进行重新刻画,优化了开发井水平段的位置,该井实施结果证实钻遇了优质储层。用迭代法建立的低频模型为复杂地质背景地区储层预测提供了一种更有效的建模方法。     

平顶山煤田煤储层物性特征与煤层气有利区预测

通过对平顶山煤田采集煤样的煤质、煤岩显微组分、煤相、煤岩显微裂隙分析, 低温氮比表面及孔隙结构和压汞孔隙结构测试, 研究了该区的煤层气赋存地质条件、煤层气生气地质条件和煤储层物性特征.并采用基于GIS的多层次模糊数学评价方法计算了该区的煤层气资源量, 预测了煤层气资源分布的有利区.研究结果表明, 该区煤层气总资源量为786.8×108m3, 煤层气资源丰度平均为1.05×108m3/km2, 具有很好的煤层气资源开发潜力.其中, 位于煤田中部的八矿深部预测区和十矿深部预测区周边地区, 煤层累计有效厚度大, 煤层气资源丰度高, 煤层埋深适中, 同时由于该受挤压构造应力影响, 煤储层孔裂隙系统发育、渗透性高, 是该区煤层气勘探、开发的最有利目标区.      

基于灰熵法的深部煤层瓦斯含量影响因素分析及预测

为了提高深部煤层瓦斯含量的预测精度,提出了采用灰熵分析法对瓦斯含量影响因素进行研究,以潘三矿深部11-2煤层为例,根据灰熵关联度的大小选取不同的影响因素分别建立了GM（1,3）、GM（1,4）和GM（1,5）预测模型,依据精度检验结果选择精度更高的瓦斯预测模型。研究结果表明,影响潘三矿深部11-2煤层瓦斯含量的因素重要程度从大到小依次为:主断层距离、煤层埋深、煤厚、顶板砂泥比、煤层倾角。由此建立的3个模型的预测精度都在合格以上,其中GM（1,4）模型预测精度达到了1级,平均相对误差为5.063 6%,可采用该模型对11-2煤层瓦斯含量进行预测,为深部煤与瓦斯安全高效开采提供可靠依据。      

青海省天峻县木里煤田煤层气有利区块的多层次模糊数学评判

对影响煤层气勘探开发潜力的各种因素进行了综合研究,确定了煤层气勘探开发潜力评价的3个二级指标（生气潜力、储层物性和封盖性能）及对应的三级指标。采用模糊数学方法对各级因素指标赋予权重,建立了用于煤层气勘探开发潜力评价的多层次模糊数学评判模型。利用该模型,对青海木里煤田中低煤阶煤层气资源勘探开发潜力进行了评价,认为江仓矿区是木里煤层气勘探开发的最佳试验区。所建立的评价体系可以作为中低煤阶煤层气资源开发潜力评价的参考体系。     

"典型煤矿区(屯留-安泽)煤层气地面开发前期评价及开发技术研究"获煤炭科技进步三等奖

该项目是煤科总院西安分院承担的原煤炭部重点项目 ,其针对煤层气领域的技术发展需要 ,优选出具有一定研究基础和正在进行大规模开发试验的屯留—安泽地区作为研究试验区 ,结合我国地质条件和储层特征 ,重点就煤层气资源评价、煤层气高渗富集区块预测、储层模拟、产能预测、经济评价、钻井及完井技术、压裂排采技术及优化等关键技术进行了勘探开发试验和理论研究 ,摸索出一套实用的前期评价理论和勘探开发工艺技术。研究成果已被中国煤田地质总局所属北京大地技术开发公司、山西晋丹能源研究开发有限公司、中联煤层气有限责任公司、阳煤集团…     

利用改进组合交叉熵实现煤层气储层地震属性约简

在煤层气储层参数预测中,地震属性数据量的冗余会给预测带来不便。为获得煤层气储层地震属性的最优约简,提出一种利用改进型交叉熵算法优化地震属性的方法。该方法对迭代过程产生的样本进行改进,进而生成优秀的样本集进行迭代,同时将粗糙集属性约简构成的模型作为目标函数进行寻优求解。最后利用某地区煤层气储层的地震属性对算法进行验证,并与其他算法的测试结果对比、分析,结果表明:该算法对煤层气的地震属性约简耗时小、约简精度和约简率高,可以有效的应用于煤层气储层的地震属性约简。