柿庄北3~#煤煤层气富集主控因素

基于沁水盆地柿庄北区块3~#煤煤层气井测井、钻井地质资料和实验测试数据,查明了区块3#煤煤层含气量分布特征。探讨了煤层埋深、沉积作用、地质构造作用和水动力条件耦合作用对煤层气富集的控制影响。     

柿庄南区块煤层气资源可采性评价

基于沁水盆地柿庄南区块3#煤层储量丰度、临储比及渗透率参数分布,统计上述参数影响范围内有效井(工程质量好,生产时间超过1 a)的平均产气量,采用灰色关联度分析方法,确定主地质参数评价值函数及权重系数,建立产能预测公式。借助Petrel软件,建立离散化的产能预测属性模型,得到平均产能预测图。根据煤层气开发平均产能类型划分标准,划定煤层气开发类型。此研究可为后期生产提供开发依据,指导柿庄南区块下一步方案部署。     

基于测井参数的煤层含气量预测模型与应用

煤层含气量是决定煤层气开发效果的重要参数,准确确定煤层含气量是煤层气勘探开发研究的一个关键问题。以沁水盆地东南部沁南东区块为依托,通过煤层含气量解吸试验和煤层气钻孔测井资料统计,分析了煤层含气量与测井参数之间的关系,选择了有效埋深的对数、体积密度、自然电位、深侧向电阻率与浅侧向电阻率比值、微球形聚焦电阻率的对数、声波时差与自然伽马和补偿中子乘积的比值等6个参数作为BP人工神经网络预测模型的基本特征量,建立了基于测井参数的煤层含气量BP人工神经网络预测模型,并对模型进行误差分析和应用结果对比分析。结果表明:基于测井参数的BP人工神经网络预测模型具有极强的非线性逼近能力,能真实反映煤层含气量与测井参数之间的非线性关系,预测结果与实测结果之间误差小,相对误差一般小于10%,采用测井参数预测煤层含气量具有较好的应用前景。     

基于测井参数的煤层含气量预测研究

基于临兴区块8+9#煤层测井资料和实验样品解吸数据,通过煤层含气量与测井参数之间相关性分析,采用多元回归分析方法建立煤层含气量预测模型,并对预测模型进行验证及误差分析。结果表明该模型能较好地对煤层含气量进行预测,可信度较高。     

柿庄北煤层气含量影响因素分析

柿庄北位于沁水盆地深部,结合实际勘探资料,分析了煤变质程度、煤层厚度、围岩岩石类型、埋藏深度、地质构造和水文地质对3#煤层和15-2#煤层含气量的影响作用。区内煤层是高变质无烟煤,气含量较高。煤层厚度和围岩岩石类型对煤层气影响不明显;煤层埋深与含气量之间呈一定的正相关关系。地质构造和水文地质是如今煤层气含量赋存分布的主要控制因素。     

沁水盆地影响煤层含气量的地质因素探讨

沁水盆地煤层埋深在1500m以浅的有利勘探面积为23600km2,煤层气资源量约3.3×1012m3。对沁水盆地煤层气含气量起控制作用的主要因素有煤层厚度、埋深、煤的含气性、煤演化程度、封盖条件、煤层顶板和底板特征以及水文地质条件等。煤层气含气量受上述诸多地质条件综合作用的结果。     

基于等温吸附的临兴地区8 9号煤层含气量预测

煤储层含气量是煤层气勘探开发的重要地质参数,如何准确预测煤储层含气量是煤层气地质研究的关键问题。以临兴地区8 9号煤层为研究对象,基于煤岩等温吸附试验测试数据,分析了兰氏参数与温度、镜质体反射率之间的关系,探讨了含气饱和度与温度、埋深之间的相关关系,基于等温吸附理论建立了临兴地区8 9号煤层含气量预测模型,并对模型进行误差分析。结果表明：兰氏参数与镜质体反射率(Ro<2.5%时)呈指数相关关系,与温度呈线性相关,含气饱和度与埋深、温度具有较好的线性关系;建立的含气量预测模型具有一定的可靠性。     

基于灰色关联的沁南柿庄地区含气量主控因素分析

沁南柿庄地区煤储层含气性影响因素众多,为了揭示影响研究区煤储层含气量的主控因素,从煤层埋深、煤变质程度、煤岩煤质、孔隙度等4个方面进行相关性分析,并利用灰色关联法对埋深、Ro,max、镜质组和惰质组含量、固定碳含量、挥发分、水分+灰分和孔隙度等因素与含气量的关联度进行计算。结果表明:柿庄地区3#煤储层含气量影响因素关联度分布于0.653～0.733,平均0.696,其中,镜质组含量、固定碳含量与埋深为含气量主控因素,且与含气量呈正相关关系,Ro,max、挥发分、孔隙度、水分+灰分与惰质组含量为次要因素,其中惰质组含量、挥发分和水分+灰分与含气量呈负相关关系。     

柿庄北深煤层含气量变化特征

以沁水盆地南部为研究背景,采集浅部与深部煤样,进行含气量测试,并利用压力-吸附曲线法预测了柿庄北深部煤层含气量。结果表明:沁水盆地南部煤层实测含气量随埋深的加大呈现先增大后减小的趋势,且15号煤层含气量高于3号煤层。对柿庄北深煤层含气量进行预测发现,含气量的峰值为900~1100m,预测含气量与实测含气量较为吻合。深部煤层在600~1100m存在一个过渡带,含气量发生变化。这与深部地层压力、温度及其所导致的煤储层物性的变化有重要关系。     

基于测井资料与优化通用向量机的煤层气含量预测模型北大核心

为实现煤层含气量的高精度评价,合理地进行生产布局及高效勘探开发,以沁水煤田柿庄南区3号煤层含气量密闭取心实验数据为样本,提出了基于弹性网络优选测井曲线的改进的量子粒子群优化通用向量机混合预测模型EN-IQPSO-GVM。模型在煤层含气量测井响应特征和敏感性分析基础上,将弹性网络用于通用向量机模型特征输入参数的优选;提出了一种改进的量子粒子群算法优化GVM网络权值阈值,构建了基于弹性网络-改进量子粒子群算法的通用向量机煤层含气量预测模型;将该模型用于靶向区盲井煤层含气量预测,与相同优化策略下的支持向量机和BP神经网络模型及传统多元回归模型进行对比,分析该模型性能及适应性。结果表明:新模型盲井预测精度从21.83%减小到4.25%,具有更强的泛化能力,更适用于非均质性强的煤储层含气量高精度评价。     

沁水盆地煤层气资源潜力及开发利用前景

尽管沁水盆地已进入煤层气规模开发利用阶段,成为我国两大煤层气产业化基地之一,但其储量产量增速放缓,距离规划目标仍有较大差距。本文梳理总结勘探进展,开展沁水盆地煤层气资源评价。评价结果表明:沁水盆地煤层气地质资源量4.00万亿m3,可采资源量1.53万亿m3,资源潜力巨大。盆地北部太原组15#煤层和南部山西组3#煤层是当前及今后勘探开发的重点,盆地南部夏店-沁南区块是未来储量增长的重要潜力区。面对地质、技术、效益、管理等多方面条件的制约和挑战,要坚定发展信心,抓住发展机遇,实现沁水盆地煤层气产业的进一步发展,为保障国家能源安全作出贡献。     

钻井中煤体结构特征与井壁稳定性分析研究

为了研究煤体结构特征对煤层井壁稳定性的影响,基于GSI对煤体结构进行了量化,结合现场测井资料,通过主成分回归分析,建立了煤体结构空间展布的多元回归模型。根据Hoek-Brown强度理论,提出基于煤体结构GSI定量表征的煤层井壁稳定性空间评价新方法。以沁水盆地柿庄南区块钻井为例,计算了煤层井壁坍塌压力,结果表明:利用该方法获取的井壁坍塌压力与井径曲线的吻合度达75%,评价结果可靠;煤体结构越破碎,井壁坍塌压力越大,井壁稳定性越差;优势煤体结构是单井井壁稳定性的主控因素。     

吸附势理论在煤层甲烷吸附中的应用

本文根据不同温度下实测的等温吸附数据，以吸附势理论为指导，首先建立吸附特性曲线及其数学表达式，在已知一组等温吸附数据时计算任一温度下的吸附等温数据，为储层条件下的含气量预测提供了方法。柳林、阜新和沁水盆地东南部煤的等温吸附实验数据说明吸附势理论完全可以运用到描述煤这种特殊的非极性碳质材料对甲烷的吸附。     

基于多元线性回归分析法的煤层气含量预测

含气量是煤层气选区评价、储量计算和影响井产能的重要参数。基于沁水盆地郑庄区块10口煤层气井含气量的测试结果,应用多元统计分析方法结合主要影响因素,探讨各因素对含气量的影响关系,建立了含气量的多元回归预测模型。     

山西柿庄区块煤层气井产水量数值法预测

针对沁水盆地柿庄区块煤层气井普遍高产水的现象,对柿庄区块进行了详细的水文地质研究。建立了柿庄区块水文地质概念模型:以对煤层气井产水影响较大的含水层为目的层,分析出区块东南侧为补给区,西南和东北角为排泄区。根据概念模型建立了相应的数学模型,利用Modflow软件对柿庄区块进行了数值模拟,并对煤层气井产出水量进行预测,预测出三个高产水区域。     

沁中南柿庄南区块煤层气直井产气阶段敏感参数的确定

以沁水盆地中南部柿庄南区块煤层气井实际排采资料为基础,系统分析了产气阶段井底流压、动液面高度、套压等参数对产气量的影响,提出了稳产压力的概念,确定了这3个关键参数的敏感值。结果表明:稳产压力与临界解吸压力呈线性关系,临界解吸压力越大,稳产压力也越大,产气潜力大;平均产气量随平均套压的增大而增大。     

沁水盆地柿庄南区块煤层气低效井二次改造研究

基于沁水盆地柿庄南区块低效井较多,制约该区块煤层气的产量,为了提高单井产量,需要对低效井进行二次改造,以TS-001井为例,通过建立储层压力、储层动态渗透率、裂缝动态渗透率、裂缝缝长的预测模型,研究了低效井的二次改造可行性,并利用数值模拟方法预测其改造后的效果。研究结果表明:低效井生产过程中储层渗透率先下降后上升,后期恢复至开采初期水平;初始压裂效果好,但后期受到有效应力效应使裂缝部分失效,裂缝渗透率降低,导致产气量下降;低效井经过二次压裂后日产气量逐渐上升,但由于长期低产导致储层水分布均匀,短期内并未达到高产,因此需要一定时间重新排水降压,才能提高稳定产气量。     

基于核磁共振技术的煤层含气量评价方法

我国煤层气资源储量十分丰富，是良好的天然气后备资源，开发利用煤层气具有多重价值。煤层含气量是评价煤层的关键参数，也是决定煤层气勘探开发选区与产能潜力大小的重要因素，利用测井技术评价含气量可以低成本获得地下煤层气关键参数，准确获得含气量对煤层气勘探开发具有极为重要的影响。为了规避煤层中天然气不同赋存状态导致的密度不同和Langmuir单层吸附模型造成的含气量低估，提出了一种基于核磁共振技术评价煤层含气量的新方法，采用经过校准的核磁共振仪器测量煤层中的核磁共振信号，通过分离煤层中吸附态天然气的核磁共振信号，进而计算单位体积地层中天然气分子的摩尔数，综合体积密度测井换算为标准状态下煤层含气量。为验证方法的有效性，设计开展了实际煤样甲烷等温吸附与核磁共振联测试验，试验结果表明，利用不同的T2（横向弛豫时间）截止值可以区分煤层中不同赋存状态的甲烷气体，基于核磁共振新方法计算的与试验测量的煤层含气量符合很好，证明了新方法的有效性。实际测井资料处理解释结果表明，基于核磁测井新方法比常规测井方法计算煤层含气量更加有效。     

煤层气井降压增产措施及合理选井

为深入分析煤层气井降压增产措施可行性并明确选井原则。通过建立煤层气井稳产期产能方程,分析了井底流压对煤层气产量的敏感性;并结合数值模拟方法,模拟柿庄南区块TS-1井降低井底流压后的排采效果。结果表明,对于已经投入排采的煤层气井,通过降低井底流压能够达到增产的效果,且当井底流压较大时,降低井底流压可获得较大的产气量增量。TS-1井累产气量比措施前可提高110×10~4m~3,增长幅度可达85%。结合柿庄南区块降压增产措施井,提出压降增产增加煤层气井产量的适用条件,即排采连续稳定,且作业前动液面与煤层顶板之间有一定的液柱高度。     

考虑含水和多组分气体的页岩气含气量预测模型

基于体积法建立页岩气含气量预测模型,含气量包括吸附气量和游离气量,在计算吸附气量时考虑了页岩矿物组成、温度、压力、水分和非甲烷多组分气体,在计算游离气量时考虑了吸附相体积,最终采用涪陵焦石坝地区焦页1井页岩现场解吸数据验证模型。结果表明,当考虑吸附相体积时,含气量模型计算值与现场解吸数据较吻合,当不考虑吸附相体积时,页岩含气量被高估27%～38%;水分对页岩含气量的影响较小;多组分气体不仅改变页岩含气量,也改变页岩气的赋存状态,不考虑多组分气体将高估目标区域含气量5. 6%～31. 8%。所建含气量模型精确性依赖于室内岩芯实验结果,未来应进一步开展含水页岩对多组分气体吸附实验研究,准确计算页岩气含气量。