中国煤层气有利区带综合评价

煤层气含气区带综合评价是一个多因素、多层次、多目标的决策过程,其评价过程受到诸多因素的影响,需要选择科学、简捷、实用的数学模型来分析处理这些繁杂因素。因此,根据煤层气含气区带综合评价涉及的各种因素建立评价指标体系,并结合层次分析法和灰聚类分析各自的优点,建立煤层气含气区带综合评价模型。应用层次分析法确定各指标的权系数,然后通过灰聚类分析法来进行综合评价,较好地保证了权系数的客观性和准确性,定性、定量地对煤层气含气区带进行综合评价。可以为整个煤层气行业的资源综合评价奠定基础,同时通过评价案例进行了验证。评价结果表明,全国121个煤层气含气区带中,最有利区带是沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘,有利区带为鄂尔多斯盆地南缘、宁武、安阳-鹤壁和松藻地区。     

彬长大佛寺井田低煤阶煤层气直井产气差异性评价

大佛寺井田内4号煤组属低煤阶煤组,煤储层物性较好,煤层气资源丰富,然而井田内煤层气直井产气效果差异性较大。在研究煤储层参数特征的基础上,结合煤层气直井地面开发的实践,运用模糊数学方法,构建了4口工程参数一致、产气差异较大的煤层气直井储层各参数的评价隶属函数,通过计算评价值对4 上煤和4号煤储层进行了综合评价,评价结果与实际煤层气产能情况一致,即DFS-133和DFS-45井储层有利于地面煤层气开发,DFS-69和DFS-105井储层不利于地面煤层气开发。基于4口直井4号煤组煤层气储层的综合评价,认为在储层强化措施一致的情况下,井田内煤层气直井产气效果主要受储层资源因素、保存因素和开发因素3方面的控制。同时,研究结果对大佛寺井田4 上煤的煤层气勘探开发及选区具有重要的地质意义。      

顾桥井田煤层气井多煤层合采产量影响因素分析

通过对淮南顾桥井田5口地面煤层气试验井的开发地质条件及开发现状进行分析,并对影响煤层气单井产量的关键因素进行了讨论。结果表明,顾桥井田煤层气井产量主要受地质条件和压裂改造、排采控制等工程条件影响。渗透率低、微孔发育、煤岩体力学性能以及地应力大小和地应力方向等是影响整个井田煤层气产量的主要地质因素;压裂规模和压裂液返排率低等储层改造参数对顾桥井田煤层气井产能也能产生重要影响;层间距大且合层开发层间干扰、煤层非均质性严重造成排采参数波动是影响试验井煤层气产量的主要排采控制因素。      

低、中煤阶煤层气地质选区评价体系

地质选区是煤层气勘探与开发的基础工作。我国低、中煤阶煤层气资源丰富,完善煤层气地质选区评价体系十分重要。笔者对影响煤层气勘探开发潜力的各种因素进行了综合分析,确定了主要影响因素,并利用多层次模糊评判法建立了低、中煤阶煤层气地质选区评价体系。研究表明:处在勘探初期的低煤阶煤层气选区的主要影响因素为煤层的生气潜力、储集性能和煤层气的保存条件;进入开发期的中煤阶煤层气选区的主要影响因素为煤层气的资源条件、赋存条件和开发条件。通过实例应用,彬长区块低煤阶煤层气勘探区可分为6类,一类区主要分布在亭南—大佛寺矿区以及雅店矿区北部区域,向周围煤层气勘探潜力降低;柳林区块中煤阶煤层气开发区可分为5类,一类区主要分布在东南部CLY井组和中北部FL-EP1井区的东北侧区域,北部聚财塔断层附近最不利于煤层气开发。     

碎软煤储层产气潜力定量评价——以晋城赵庄矿淮北芦岭矿为例

为对碎软低渗透煤储层产气潜力进行有效的定量评价,在等温吸附实验基础的基础上,以临储压差、临废压差、有效解吸量、有效解析效率为指标,对晋城赵庄矿淮北芦岭矿区三口直井煤层气产出潜力进行了定量评价,同时结合煤层气井的排采历史进行了分析验证。研究结果表明:(1)赵庄矿区X-163井的临储压差为1.52MPa,有效解吸量为5.35~12.89m^3/t。芦岭矿区WLG-01井的临储压差为4.20MPa,有效解吸量介于8.01~9.43m^3/t。芦岭矿区WLG-03井的临储压差为1.77MPa,有效解吸量介于9.48~11.20m^3/t。说明有效解吸量决定煤层气采收率,临储压差反映见气难易程度,临废压差体现地层能量。临废压差越大,地层能量越强,驱动能力越强,解吸量越大,煤层气井产气潜力越高(2)比较X-163-3井、WLG-01井和WLG-03井煤层气产出潜力及排采历史,验证了芦岭比赵庄研究区的煤储层具有煤层气开发产气潜力和较高产气量的原因,也说明在施工过程中控制较低的井底流压,实现压降漏斗的稳定扩展,压降漏斗完美,并采用二氧化碳伴注压裂工艺,有利于碎软低渗透煤储层煤层气的抽采。     

煤层气产能潜力模糊数学评价研究——以河东煤田柳林矿区为例

在系统分析影响煤层气产能潜力开发地质因素的基础上,确立了以二级评价指标地质储量参数和开发参数为支撑的煤层气产能潜力模糊评价体系及对应的三级评价指标,采用模糊数学方法对各评价指标进行了权重赋值,建立了用于煤层气产能潜力评价模糊数学评价模型。利用该模型,对河东煤田柳林矿区的煤层气产能潜力进行了评价,认为该矿区3-5#煤层煤层气产能潜力较大,为该矿区煤层气开发的有利层段。     

基于多层次模糊数学的中国低煤阶煤层气选区评价标准——以吐哈盆地为例

中国低煤阶含煤盆地煤层厚度大,储层物性好,煤层气资源丰富,而对于低煤阶煤层气有利区优选评价目前还没有成型的模型,本文以占全国低煤阶煤层气总资源量50%的吐哈盆地为例,运用多层次模糊数学的思路,对资源因素、煤储层因素、保存因素以及次一级影响因素共计19项参数,进行关键要素定量排序,针对吐哈盆地特有的成藏地质条件建立了煤层气选区评价标准,通过"赋值加权求和定量排序"的方法,探讨了中国低煤阶煤层气评价标准及主控因素对煤层气赋存的影响。研究表明:吐哈盆地二级构造单元沙尔湖浅凹陷、大南湖浅凹陷和哈密凹陷是适合煤层气勘探开发的有利目标区。     

基于主地质参数的煤层气有利开发区优选及应用

煤层气有利开发区既是煤层气富集区、高渗区,又是煤层气高产区,因此寻找能表征煤层气富集区、高渗区和高产区的主地质参数,是解决煤层气有利区优选问题的关键。基于区块尺度的煤层气有利区优选,建立了一种定量化的综合评价方法：(1)以含气量、储层压力、临界解吸压和试井渗透率为主地质参数并作为评价指标,以煤层气井稳产阶段平均日产气量作为衡量指标,采用灰色关联度分析法定量地确定各评价指标的权重系数以及评价值函数;(2)借助于MapInfo professional软件,计算煤层气区任意位置的综合评价值;(3)用产气量对综合评价值进行标定,确定煤层气开发区类型及分布范围。将该方法应用于沁水盆地南部勘探程度较高的郑庄区块,预测出煤层气有利开发区(产气量＞2 000 m³/d)的分布范围,研究结果对于下一步的煤层气钻井部署具有一定的参考意义。     

山西白额勘探区煤层气的可采性评价——模糊数学评价方法的利用

通过对白额勘探区煤层气储层的特征如目的层厚度、埋深、含气量、渗透性、地质条件等多方面参数因素的研究与分析,并根据各因素建立相互关系,在众多煤层气资源开发潜力评价方法中选择模糊数学评价方法对该区煤层气可采性做了综合评价。通过模糊数学方法对原本仅具有模糊和非定量化特征的指标,经过数学处理,使用具有量化的表达形式,从而为决策者提供了可以进行比较和判别的依据。结果表明,白额勘探区不具备煤层气开采条件。     

辽宁阜新盆地煤层气地质条件模糊综合评判

应用模糊综合评判方法评价阜新盆地煤层气地质条件,解决了盆地煤层气地质条件评价的复杂性和模糊性。选取煤层厚度、埋藏深度、资源量、含气量、渗透率、煤储层压力、围岩条件等7项指标作为盆地煤层气地质条件模糊评判的评价指标,构成模糊评价因素集。将其分为好、较好、一般、较差和差5个级别。以阜新盆地煤层气地质特征为基础,采用定性与定量相结合的综合集成方法,划分盆地煤层气地质因素等级,从而构阜新盆地煤层气地质条件模糊评判矩阵。根据专家调查结果,确定以上各评价指标对总评价的权重为(0.0139,0.0039,0.0776,0.1837,0.5219,0.0745,0.1245)。最后,得出阜新盆地煤层气地质因素模糊综合评价取值为0.278245。所以阜新盆地煤层气地质条件较好,适于进行煤层气开发利用。     

中高煤阶煤层气井产量递减类型及控制因素——以晋城和韩城矿区为例

通过对晋城、韩城矿区煤层气井生产动态资料的分析和研究,认为煤层气井产量递减具有指数递减、调和递减、复合递减、突变递减和周期性递减等5种类型;而影响煤层气产量和递减类型的主要因素是边界条件、煤层气吸附特性、煤储层渗透率、解吸过程中的渗透率反弹、井间干扰、层间干扰和排采制度。研究还显示,通过对煤储层进行二次压裂、合理布设井网、合理调整排采制度、低产合采井选择性封层、准确把握合适的合采时机以及实施侧钻技术,有利于恢复和提高煤层气单井产量,延缓产量递减期,减缓递减速度,使递减类型趋向双曲线或调和递减类型,从而提高煤层气最终采收率。      

多层次模糊数学在煤层气开发潜力评价中的应用

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4个二级指标(含气丰度、封盖性能、开采条件和产气性能)及相应的三级指标。采用模糊数学方法对各级因素指标赋予了权重,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,对川南盆地群煤层气资源条件较好的古叙、松藻、筠连和芙蓉4个无烟煤矿区的煤层气开发潜力进行了评价,认为松藻矿区是川南盆地煤层气勘探开发的最佳试验区。建立的评价体系,可以作为高煤阶煤层气资源开发潜力评价的参考体系。      

考虑压裂裂缝的煤层气藏井网井距确定方法

煤层气藏具有低渗透率特点, 这使得其在直井排采前须对产层进行压裂改造,而压裂裂缝参数对井距的确定影响很大,因此研究裂缝长度、导流能力与井距的关系具有实际意义。通过对比不同裂缝穿透比和导流能力下的煤层气产量与采出程度,探讨裂缝参数对煤层气产出的影响规律;并以煤层气开采15a采出程度达到50%时的井距作为评价指标,研究压裂效果与井距的关系。研究结果表明,裂缝越长,导流能力越大,井距就越大-尤其在渗透率较小时,裂缝参数对井距的影响更明显。因此,在确定煤层气藏井距时,由于人工裂缝影响,裂缝方向的井距可适当放大。以我国韩城矿区煤层气区块储层参数为例,在给定优化指标下,宜选择矩形井网(350m×300m),或菱形井网(对角线长度为700m×400m)。      

影响煤层气井压后产量的因素分析——以韩城区块为例

影响煤层气井压后产量的因素众多而复杂,主要包括客观地质条件、压裂施工和排采等因素。通过对韩城区块2009-2010年大量施工数据的统计、处理和分析归纳,探讨了影响煤层气井压后产量的压裂施工因素。结果显示:停泵压力、入井液量和入井加砂量等参数与A#、B#、C#各煤层压裂效果呈正比关系;煤层的压降倾角与A#、C#煤层压裂效果呈反比关系。据此研究结果,通过调整和优化施工参数,可使压裂后的煤层气井获得理想的产量效果。      

基于多层次模糊数学法的煤层气井产能综合评价模型

为了更加准确地预测煤层气井产能,采用多层次模糊数学法建立包含3个二级评价参数(资源条件、储层条件及改造工艺)、10个三级评价参数在内的综合评价模型。利用该模型,结合收集到的国内15个煤层气目标区块的储层参数与改造工艺资料,对各区块煤层气井产能进行综合评价。最后利用各区块的实际产量对评价结果进行验证分析并拟合,最终得到了评价结果与产量的对应关系。研究结果表明:大部分区块单井平均日产气量不超过600 m3/d,且评分相对集中在0.64以下,这主要是由于较差的储层条件和不合理的改造工艺所致;单井平均日产气量与综合评价结果相关性良好,二者呈幂函数关系;根据评价结果可知,当综合评分超过0.660 6时,预计平均单井日产气量将超过1 000 m3。研究认为,煤层气开发一方面要加强储层评价,优选有利区;另一方面要优选相适应的储层改造措施,以达到煤层气开发产能最大化。      

高阶煤煤层气井产量递减规律及影响因素

为揭示高阶煤煤层气井产量递减规律，基于沁水盆地南部樊庄区块10余年的开发数据，通过数值模拟、统计分析等方法，对现有开发技术条件下高阶煤煤层气井产量递减点（即煤层气井产量开始递减时的煤层气采出程度）、递减类型及影响因素进行分析。结果表明:樊庄区块煤层气井产量递减点平均为25%，单井平均递减点为21%，大部分井在排采4 a后开始递减；煤层气井递减点由基质渗透率和裂缝半长决定，基质渗透率和裂缝半长越大，单井有效控制半径越大、有效控制储量越多，递减点越大；基质渗透率越高，裂缝半长增加引起的递减点增幅越大。由此可知，渗透率是煤层气井递减类型的主控因素，渗透率越高，递减指数越小，递减速度越慢。随着渗透率增加，递减类型依次为线性递减、指数递减和双曲递减。综合分析认为，储层平均孔隙半径越大，煤的应力敏感性越弱，煤基质收缩对渗透率的改善程度越大，导致储层动态渗透率越高，递减速度越慢。该研究为合理控制高阶煤煤层气井产量递减具有指导意义。移动阅读      

煤矿区地面煤层气抽采效果评价方法探讨——以寺河煤矿某区块为例

评价煤矿区地面煤层气抽采的效果,可为煤层气后续开发和矿井开采设计提供技术依据。通过分析目前地面煤层气抽采效果评价现状,结合煤层气资源开发和煤矿安全生产对煤层气抽采效果评价的需要,提出了以煤层气含量降低率和煤层剩余气含量作为评价指标、以煤储层地质条件相近为评价单元划分原则,并在评价单元内实施一定数量检测井实测煤层剩余气含量的煤矿区地面煤层气抽采效果检测与评价方法。在煤储层地质条件划分的前提下,还提出了以煤层气含量降低率和煤层剩余气含量结果为划分依据的煤矿区地面煤层气抽采效果分级方法供探讨。该方法在晋城寺河矿某区块的应用,一定程度上证明了该套煤矿区地面煤层气抽采效果评价方法的合理性和可操作性。      

晋城地区煤层气井多层合采效果评价

煤层气井多煤层合采效果研究为煤炭安全、井下瓦斯治理、确定开发技术指标、单井配产、合理划分开发层系、煤层气高效开发以及制定中长期煤层气开发规划具有很好的参考价值。以晋城成庄矿区为例,将开发中后期排采效果检验井含气量等数据与邻近井原始含气量进行对比,分析3、9和15煤各煤层含气量在合层排采后的变化特征,以评价排采效果;并结合地质资料及现场排采动态进一步分析影响各煤层排采效果的主控因素。综合分析认为,成庄矿区经过多年地面煤层气多层合采,下部15号煤层比上部3号和9号煤层含气量降低更快。分析其原因认为成庄矿区15号煤层含气量降低较快的主要影响因素包括煤层渗透率、供液能力、储层压力及排采制度等。研究结果为剩余储量预测提供可靠的科学依据。      

基于AHP-熵权法的采动区煤层气开发潜力评价

采动区煤层气抽采利于高效开发采煤工作面卸压煤层气,降低井下瓦斯安全风险,但地质条件、煤炭采掘条件的差异使得地面井开发效果差异较大,因此,对预备采区进行选区评价具有指导意义。为了探索煤矿采动区煤层气高效开发的选区方式,通过建立一票否决制度及评价指标体系、结合层次分析法及熵权法确定指标权重、最后量化计算综合得分的方法,建立一套完整的采动区煤层气开发潜力评价体系,并应用于铁法矿区晓南矿。结果显示,研究区16个规划采区中有4个得分大于0.6,建议进行采动区煤层气开发;同时,评价结果排序靠前的单元净收益也较高,且处于矿区内煤层气赋存有利构造区域,与评价结果相吻合,验证了评价结果的合理性。综合认为,采用层次分析–熵权法组合权重的评价结果更为合理,有效避免了采动区煤层气选区开发的盲目性,评价结果具备一定实际工程开发部署及经济效益参考价值。      

下保护层开采上覆煤层产气机理及规律

通过理论研究分析了采动区煤层裂隙特征、煤层气赋存特征和煤层气运移特征,揭示了煤矿采动影响下上覆被保护煤层产气机理。分析认为采动区煤层产气机理与常规煤层气产气机理不同,一是采动区煤层基质孔隙大、内部裂隙多、离层裂隙发育。二是采动区煤层气解吸快、解吸量大、水中溶解气少。三是采动区煤层气运移以气体单向流为主,评价渗透性指标为透气性系数。在收集大量采动区煤层气井产气数据的基础上,研究了产气机理对产气规律的影响。采动区煤层气井产气规律与常规煤层气井相比,具有产量提升快、产气峰值高的特点,整体呈现先迅速增大后逐渐减小趋于平稳的规律。结合采动区煤层产气机理研究,分析认为气产量提升速度快是由于煤层裂隙迅速增多且气体在裂隙中以气相单相流运移为主,产气峰值高是由于储层压力快速下降使煤层气加速解吸,短时间内在井筒附近聚集大量游离气。