基于改进Dempster-Shafer证据理论的岩体质量异质集成评价方法

为客观获取准确可靠的岩体质量评价结果,针对现有单个评价模型容易产生误判与偏倚现象,提出基于改进D-S(Dempster-Shafer)证据理论的岩体质量异质集成评价方法。在确定岩体质量评价标准与数据集的基础上,采用6个异质基分类器对数据集进行训练,获得初步岩体质量评价结果。将每个基分类器结果作为一条证据,经过改进D-S证据理论对各证据进行集成,形成综合评价结果,解决现有评价方法的结果非一致性问题。以30组样本构建基于改进D-S证据理论的异质集成评价模型,并运用于广州抽水蓄能电站二期工程岩体质量评价中。结果表明：基于改进D-S证据理论的异质集成评价方法提高了岩体质量等级的识别准确性和可靠性,能够避免评价过程中的主观性与不确定性,具有较高的工程实用价值。     

基于D-S证据理论的多水库联合调度方案评价

多水库防洪调度是一个典型的具有不确定性的多目标决策问题,在调度决策过程中,往往含有大量不确定性因素。提出了利用D-S证据推理方法,对多水库联合防洪调度方案进行评价。通过对不确定性评价信息进行融合,将问题转化为确定性决策问题。给出了证据合成的算法步骤,通过算例分析说明该方法的有效性和实用性。     

煤层气储层可改造性评价——以郑庄区块为例

我国煤层气资源探明率与动用率“双低”,导致煤层气增产显著放缓,已经成为制约我国煤层气产业发展的瓶颈问题。常规煤储层评价较少考虑煤储层的可改造性潜力,导致发现的优质储量偏少,已发现的储量动用率偏低,因此,迫切需要开展煤储层可改造性评价研究。以沁水盆地南部郑庄区块为例,系统开展了岩心与大样物理模拟实验、测井与地震反演分析等;通过对比分析典型井储层地质特征与微地震水力压裂裂缝监测结果,指出影响煤储层可改造性的关键地质因素为煤体结构、宏观煤岩类型、煤层构造变形、煤层地应力、煤层与顶底板的抗拉强度之差,建立了煤储层可改造性综合定量评价模型;并对郑庄区块煤储层可改造性进行了评价分区,其结果得到了区内千余口产气井的验证。研究成果可用于指导尚未动用储量区的煤层气建产和已动用储量区的开发方案优化调整,根据不同区块储层地质特点选择适应性的工程技术与改造方案,以实现地质工程一体化,是我国煤层气“增储上产”的关键。      

用模糊数学方法评价煤层气的可采性

中国煤层气储层条件复杂,煤层气可采性评价是影响勘探开发进程的重要因素.本文根据所建立的煤层气可采性评价指标体系,应用模糊综合评判方法对华北某些目标区块的煤层气可采性进行了评价.     

浅谈多传感器信息融合技术

多传感器信息融合广泛应用于自动目标识别、战场监视、机器人、工业过程控制、遥感、图象处理、模式识别等领域。介绍了多传感器信息融合技术的概念、原理、功能模型,其融合方法主要介绍了Dempster-Shafer证据理论(D-S证据理论),由于D-S证据理论存在处理大量不确定的系统估计问题的特性,可以将其应用于势态估计问题。     

国外煤层气成因与储层物性研究进展与分析

从煤层气生成机制及其地质控制、煤储层孔隙结构与吸附/解吸行为、煤储层裂隙系统及其对渗透率的影响三个方面,有重点地总结了国外有关煤层气成因和煤储层物性研究的新进展。笔者认为:国外在煤层气次生生物成因、煤层气生成矿物金属元素催化作用、煤层气固溶态赋存形式、含气量测定不确定性、煤层气近临界和超临界吸附、吸附能及其非均质性、裂隙矿物成因及其对成藏过程的指示作用、煤储层渗透率随煤层气解吸的变化规律及其控制因素等方面的研究,极大地深化了对煤层气成因和煤储层物性的理解与认识;煤岩学、煤地球化学、岩石力学等的结合是国际上煤层气地质研究手段的重要发展趋势,而煤层气成因与特殊赋存形式、含气量精确测定与评价、超临界吸附与吸附能分布、解吸过程中煤储层渗透率变化特征及其地质控制等的研究,显示出国外煤层气成因和煤储层物性研究的重要前缘方向。     

专家系统中的不精确推理模型及算法

近年来,不精确推理在人工智能应用领域中的地位不断提高,已提出了许多不精确推理的算法用来处理专家系统中的不确定性问题。本文主要重点阐述专家系统中几种常用的不精确推理的可信度因子模型、概率模型、模糊推理模型、D-S模型及其算法。并结合地质领域中的某些问题阐明这些模型算法的特点和应用价值,无疑将有助于建造地学中的专家系统。     

煤田地质常规勘查中的DST测试应用研究

针对当前我国煤田地质勘查常规口径钻探中煤层气测试标准缺失和方法不统一问题,根据煤层气勘查评价规程要求,结合勘查施工条件,对常规煤田地质勘探条件下煤层气开发利用的测试进行了方法选择和成果评价。结果表明,常规口径下应用钻杆测试（DST）方法进行负压检测煤层气储层压力和渗透率,可以达到煤层气试井测试的预期效果,也是现今条件下煤田地质勘查中煤层气储层特征检测的合理选择,同时提出了钻杆测试（DST）应用中存在的问题和具体的改进建议,对于制定煤层气检测标准、统一测试方法、完善勘查规程具有一定的参照意义。     

煤层气储层评价方法的选择

为了提高煤层气储层评价工作的效率,在总结前人对煤层气储层评价工作的基础上,根据煤层气储层评价的工作任务、评价流程的特点,分析了目前对煤层气储层评价所用的方法和手段各自的特点;从数据采集、评价指标体系的建立和评价计算方法的选择3个方面,分析了对评价的准确度、精确度、可信度的影响程度。认为目前计算机技术的应用已很深入,煤层气储层评价方法可以根据评价工作目标选择更加简单的方法,并且可以使得煤层气储层评价结果可视化程度大大提高。同时,利用同一组数据计算、对比了一般综合评价方法与熵权法的分析过程和结果的差异。     

贵州水城矿区煤层气地质条件与可采潜力分析

水城矿区煤层气资源丰富,在分析矿区煤储层物性和含气性的基础上,估算了煤层气可采性参数,评价了煤层气的可采潜力。结果显示:水城矿区煤层顶、底板以及含煤地层上覆地层均为良好的区域性盖层,煤层气保存条件较好;矿区良好的煤岩、煤质特征和孔隙结构特征为煤层气的大量生成和富集奠定了基础;煤层气理论平均采收率为31.66%,可采资源量为1158×108m3,平均可采资源丰度0.98×108m3/km2,对煤层气开发较为有利;煤层的渗透性较低,可能对煤层气地面排采带来不利影响。建议矿区在煤层气地面开发工作中,注重煤储层渗透性的有效改善,并探讨矿井—地面开发结合的可行性。     

富(含)CO2煤层气多源多阶成因研究进展及勘探开发启示

富(含)CO₂煤层气承载着煤层气成因成藏的重要地质信息,与煤层气资源勘探及评价密切相关。在系统总结现阶段煤层气成因研究进展的基础上,通过解剖准噶尔盆地南缘富CO₂煤层气藏特殊地质范例,科学分析富(含)CO₂煤层气成因机制研究现状,全面梳理煤层气成因研究过程中存在的问题。结果表明,煤层气生成具有多源多阶段性,不同成因煤层气地球化学特征差异显著;现有煤层气成因判识图版及标准存在局限性,有必要建立煤层气成因多因素综合判识方法体系,结合区域地质条件及母质继承性差异,综合解释煤层气成因起源及伴生地质作用过程;富(含)CO₂煤层气藏含气构成、同位素组成及成藏过程,与早期煤化作用CO₂生成积聚、地下水参与下的CO₂差异溶解消耗、运移分馏、微生物后期改造等地球化学和生物地球化学作用息息相关;针对不同成因类型的煤层气藏应建立相应的资源评价指标体系,有效圈定甜点区与甜点层,对富含CO₂的煤层气藏需科学建立风氧化带深度界定标准,开展煤层气资源有效性评价。      

巨厚低阶煤煤层气储层关键成藏地质要素及评价方法——以二连盆地巴彦花凹陷为例

为了建立巨厚低阶煤煤层气资源评价方法,以二连盆地巴彦花凹陷为研究对象,通过研究煤层气成因、煤层埋深、煤层厚度、煤储层物性、含气性、水文地质和盖层等,总结了巨厚低阶煤煤储层的关键成藏地质要素,并进一步建立了新的低阶煤煤层气资源潜力评价方法,圈定了巴彦花凹陷煤层气勘探开发有利区和目标区。结果表明:巴彦花凹陷主要含煤地层为下白垩统腾格尔组（K₁t）,以褐煤和长焰煤为主,显微组分以镜质组为主,煤层气的形成是生物成因为主、混合成因为辅的成烃模式,生物成因气占主导地位;研究区共发育3个煤组,煤储层厚度大,发育面积广,埋深适中,保存条件好,含气量较高,空气干燥基含气量最高可达4.45 m3/t,1、2煤组有利于形成煤层气藏,3煤组有利于形成煤系砂岩气藏。根据建立的资源潜力评价方法,煤层气勘探开发的最优目标区位于巴彦花凹陷北部。      

不同煤阶煤层气运移通道的差异性研究

不同煤阶运移通道的差异性研究可对煤层气开发工艺的选择和参数的确定具有重要的理论意义和指导生产的实际意义。利用达西渗流理论,判定了煤层气流态和渗透率之间的关系,进而借助实验室方法测定了不同煤阶煤储层的渗透率,最终利用煤层气流态建立了煤储层渗透率与运移通道的关系,总结出了不同煤阶煤层气运移通道的差异性：①低煤阶：煤储层运移通道是基质孔隙起主导作用;②中煤阶：煤储层运移通道是割理、裂隙并重;③高煤阶：煤储层运移通道是裂隙起主导作用。     

核磁共振技术在非常规油气藏的应用基础

核磁共振技术在非常规油气藏应用解释中有较多争议.结合渗流流体的概念,提出了针对核磁共振图谱解释流体动用性质的新方法,并应用于非常规油气藏.研究表明:致密油和致密砂岩气藏岩心的核磁共振图谱左峰和右峰是连续而不是截然分开的,说明难动用流体与易动用流体的性质是连续渐变的,不是独立分开的;而页岩和煤层气藏岩心核磁共振图谱则反之.在非常规油气藏岩心中,难动用流体占主导地位,致密油和致密砂岩气藏岩心的易动用流体多于页岩和煤层气藏岩心.致密油和致密砂岩气藏的采出程度提高取决于易动用流体的采出;而页岩和煤层气藏的采出程度提高则取决于难动用流体的采出.      

煤层气地质工程一体化平台的建设构想

基于国内煤层气井产量普遍较低,煤层气行业地质研究与工程脱节较严重的实际情况,迫切需要引入地质工程一体化思路,有助于形成科学的工程决策。提出煤层气地质工程一体化平台的理论构想,规划设计平台的业务架构与功能架构,集成Petrel地质建模、Compass钻完井设计、MFrac压裂设计、CBM-SIM储层数值模拟等各类专业软件工具,建立地质工程一体化共享数据库、产气贡献监测平台和智能排采远程控制平台,固化标准的地质工程一体化技术工作流程,并建立相应的专业知识库。通过平台的建设打通煤层气勘探开发上下游的专业壁垒,实现全流程数据与成果共享,打造集煤层气开发的地质评价、工程设计优化、数据共享于一体的服务平台。以煤储层三维地质模型为基础,开展地质及煤储层综合评价研究,对钻井、固井、压裂、排采等工程作业方案进行设计及动态优化,集成气井产气贡献监测和智能排采远程控制系统,实现煤层气地质工程一体化和项目全生命周期管理,同时可以减少重复工作量,提高煤层气勘探开发工程效率和气井产量,实现降本增效。      

大倾角厚煤层煤层气开发水平井方位优化和实践——以新疆阜康矿区为例

为解决阜康矿区大倾角厚煤层水平井眼轨迹布井方位问题,应用COMET3软件建立储层地质模型并模拟了9种不同方位的水平井眼轨迹的产能潜力。模拟结果显示,水平井眼轨迹沿煤层上倾方向布置时,累计产气量随着井眼轨迹与煤层走向夹角的增加而小幅度降低;沿煤层下倾方向布置时,累计产气量随着井眼轨迹与煤层走向夹角的增加而大幅度降低。研究成果表明:大倾角条件下,高产煤层气水平井的井眼轨迹方位应沿煤层走向布置,或者沿煤层走向小角度向上摆动,阜康矿区西部开发的第一口煤层气水平井的生产结果证明了这一技术方案的可行性,这一研究成果对新疆类似储层地质条件下的煤层气高效开发技术优化具有指导和借鉴意义。      

基于理想点-可拓云模型的隧道围岩稳定性评价

为了对隧道围岩稳定性进行准确评价并解决研究过程中存在的模糊性和随机性以及评价指标不相容的问题,减少单一的主客观赋权法所带来的误差,将云模型引入可拓理论中,利用可拓理论能够实现矛盾问题向相容问题转化的特点和云模型具有处理事物双重不确定性的优势并结合理想点组合赋权法对隧道围岩进行稳定性评价研究。通过文献调研、数据统计的方式,选取具有代表性的6个指标组成隧道围岩评价指标体系,用理想点法赋予评价指标组合权重,并构建可拓云模型对隧道围岩稳定性进行综合评价。通过将此方法应用于工程实例并与其他方法对比,结果表明:基于理想点-可拓云模型的隧道围岩稳定性评价方法能够减少评价过程中存在的不确定性问题,克服单一赋权方法的不足,具有良好的适用性,可以应用于实际工程中。     

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。      

Prediction Model of Coal Reservoir Pressure and its Implication for the Law of Coal Reservoir Depressurization

The main methods of coalbed methane(CBM) development are drainage and depressurization, and a precise prediction of coal reservoir pressure is thus crucial for the evaluation of reservoir potentials and the formulation of reasonable development plans. This work established a new reservoir pressure prediction model based on the material balance equation(MBE) of coal reservoir, which considers the self-regulating effects of coal reservoirs and the dynamic change of equivalent drainage area(EDA). According to the proposed model, the reservoir pressure can be predicted based on reservoir condition data and the actual production data of a single well. Compared with traditional reservoir pressure prediction models which regard EDA as a fixed value, the proposed model can better predict the average pressure of reservoirs. Moreover, orthogonal experiments were designed to evaluate the sensitivity of reservoir parameters on the reservoir pressure prediction results of this proposed model. The results show that the saturation of irreducible water is the most sensitive parameter, followed by Langmuir volume and reservoir porosity, and Langmuir pressure is the least sensitive parameter. In addition, the pressure drop of reservoirs is negatively correlated with the saturation of irreducible water and the Langmuir volume, while it is positively correlated with porosity. This work analyzed the reservoir pressure drop characteristics of the CBM wells in the Shizhuangnan Block of the Qinshui Basin, and the results show that the CBM reservoir depressurization can be divided into three types, i.e., rapidly drop type, medium-term stability type, and slowly drop type. The drainage features of wells were reasonably interpreted based on the comprehensive analysis of the reservoir depressurization type; the latter was coupled to the corresponding permeability dynamic change characteristics, eventually proving the applicability of the proposed model.     

Evaluation of CBM reservoir fracture characteristics by azimuthal AVA inversion

Exploitation of coalbed methane (CBM) is directly affected by the strike and density of fractures, particularly because fractures can act as conduits for water and gas (after desorption). To realize the azimuthal amplitude versus angle (AVA) inversion for a CBM reservoir, we treated reservoirs whose fractures are aligned vertically as being equivalent to a horizontal transverse isotropic medium and simplified the P-P wave reflection coefficient formula to an approximately linear equation. Then, we adopted a modified damping least squares algorithm to solve the azimuthal AVA inversion problem. With edited macro-bins, corrected residual moveout, and normalized amplitude, the azimuthal gathers exhibited unambiguous azimuthal AVA characteristics. The #3 CBM reservoir in the Qinshui Basin was selected for a case study. The density and strike of the reservoir fractures were obtained and analyzed, and the reservoir was divided into three classes according to fracture density. Finally, in comparison with the gas production data, we confirmed that the inversion results and reservoir classification were both reasonable and credible.