煤层气高产水井原因分析及水源识别——以沁水盆地柿庄南区块3号煤井为例

高产水、低产气是煤层气生产过程中常见的一种现象,查明煤层气井高产水原因、确定产水来源一直是行业性难题。为此,以柿庄南区块3号煤层高产水井为例,根据测井、录井、微地震监测及生产数据,运用排除法找到了该区高产水井产水高的原因,通过同位素示踪、产水量和含水层发育特征相关性分析等技术手段,弄清了高产水井的产水来源。分析结果表明：(1)断层和压裂缝沟通含水层是该区煤层气井高产水的主要原因;(2)断层沟通含水层型高产水井产出水主要为来自于上石炭统太原组及奥陶系的石灰岩岩溶水;(3)压裂缝沟通含水层型高产水井产出水主要来源于下二叠统山西组底部的K₇砂岩。     

沁南盆地柿庄南区块煤层气开发工艺适用性分析

我国煤层气平均单井产量偏低,如何快速提高单井产气量是当前亟待解决的问题。基于不同煤储层的地质条件,选择科学的配套工程技术是提高煤层气开发效益的关键。以沁南盆地柿庄南区块为例,基于大量的试验数据和工程实践,提出影响煤层气开发效果的主导地质因素,总结已实施钻完井工艺的优缺点和适用性,优选出适合研究区地质特征的开发技术。研究结果表明:影响柿庄南区块煤层气开发工艺效果的地质因素主要是地应力、煤体结构和地质构造;对于类似柿庄南区块地质特征的低渗储层,选择水平井开发更为高效;断层对煤层气开发影响较大。     

沁水盆地煤层气水平井产能影响因素分析——以樊庄区块水平井开发示范工程为例

多分支水平井是近年来发展起来的煤层气开发新技术,从沁水盆地南部已实施的60多口水平井开发效果来看,单井产量差异较大。以华北油田在樊庄区块水平井开发实践为基础,通过对单井地质条件、钻井工程和排采控制3个方面的综合研究,认为煤层含气量高低、钻井进尺多少、分支展布是否合理,以及排采过程的连续性是影响煤层气水平井产能的主要因素。根据地质条件优化井位部署和分支轨迹设计,水平分支的钻井过程注重储层保护,是煤层气水平井实现高产的重要保障。     

利用测井资料评价煤层煤质及含气量的方法研究 ——以和顺地区为例

确定煤层煤质和含气量是煤层气储层测井评价的重要内容。根据沁水盆地和顺地区的煤心实验数据,提取敏感的测井响应,用回归分析方法,分别得到利用自然伽马测井值计算煤工业组分的计算方法和利用声波时差和密度组合参数来计算含气量的计算方法,并指出了该方法在和顺地区的有效性及局限性。     

煤层气“甜点”测井判别与产量预测——以沁水盆地柿庄南区块为例

针对煤层气"甜点"判别与产量预测难的问题,提出了一种利用常规测井曲线评价煤层气"甜点"和产量预测的方法。以沁水盆地柿庄南区块3号煤层为研究对象,从煤层气单井平均日产气量入手,探讨不同单井平均日产气量煤层的敏感测井响应特征,利用井径、自然电位、自然伽马、深侧向电阻率和密度测井曲线,计算煤体结构指数、产能指数、含气量、含气饱和度、临界解吸压力及顶底板特性等煤层关键参数。综合煤体结构指数与产能指数构建了煤层品质参数,结合含气量、临界解吸压力与顶底板特性建立了柿庄南区块煤层气"甜点"测井判别标准;并利用煤层含气量、含气饱和度与产量刻度系数预测产气量,应用该方法处理解释研究区97口煤层气井,预测准确率达84%.     

沁水盆地和顺区块基于地震多属性分析的煤层含气量预测

煤层含气量是煤层气勘探选区评价和开发部署必不可少的重要资料。煤层含气量及其平面分布特征的准确预测对煤层气勘探新区更加至关重要。通过地震、测井和测试数据的综合分析,验证并优选出了与煤层含气量相关程度高的地震属性。消除埋深影响的地震吸收衰减属性与含气量呈明显正相关性;构造(正)曲率与含气量呈负相关性;密度属性与含气量呈明显负相关性。地震AVO分析给出的碳氢指数(P×G)属性和拟泊松比属性与煤层气富集程度相关性较好,可以作为煤层含气量预测的重要参数。针对沁水盆地北部和顺区块,基于地震多属性分析的思路,建立了井点处地震属性和地质参数与实测含气量之间的多元线性回归方程。将该方程应用于非井点处的地震叠前反演属性数据体,实现了研究区太原组15号煤层含气量的定量预测。     

煤系气叠置含气系统与天然气成藏特征——以沁水盆地榆社—武乡示范区为例

中国煤系气资源丰富,其中沁水盆地是中国煤系气分布的主要盆地之一,明确煤系气叠置含气系统分布特征,有助于实现煤系气的共探合采。为此,以沁水盆地榆社—武乡示范区石炭系—二叠系含煤地层为研究对象,在分析煤系气地质特征的基础上,划分了煤系气叠置含气系统,研究了煤系气的源岩—储层共生组合特征、储层分布特征、共生成藏特征,并详细分析了示范井的压裂合采效果,预测了示范井产量。研究结果表明：(1)研究区目标煤系空间上发育3个独立叠置含气系统,其中含气系统Ⅰ是以15号煤和富有机质泥岩为主要烃源岩的“泥岩—煤—泥岩”组合;含气系统Ⅱ是以11号、12号煤和富有机质泥岩为主要烃源岩的“泥岩—砂岩—煤—泥岩”组合和以8号煤与富有机质泥岩为主要烃源岩的“泥岩—煤—砂岩—泥岩”组合;含气系统Ⅲ是以3号煤和富有机质泥岩为主要烃源岩的“泥岩—煤—砂岩”组合;(2)煤系气储层具有单层厚度薄、累计厚度大的空间展布特征,各含气系统中气藏组合类型以煤层气为主,页岩气和致密砂岩气发育较差;(3)示范井煤系气合采甜点含气层段发育于含气系统Ⅱ和Ⅲ,具备压裂合采基础,运用电缆桥塞与射孔联作投球分层压裂工艺配套技术实现了深部煤系气的有效...     

开发中后期煤层含气量反算技术及其在储量复算中的应用——以沁水盆地潘庄气田3号煤层为例

煤层气田勘探阶段测试含气量的参数井较少,对区域的代表性和控制性相对较差,导致储量估算时煤层含气量预测可能存在偏差。以开发中后期的沁水盆地潘庄煤层气田为例,提出了利用开发井进行煤层含气量反算的新方法。以Langmuir等温吸附理论为基础,在充分论证兰氏体积、兰氏压力和临界解吸压力取值的基础上,根据27口煤层参数井等温吸附特征及300余口开发井动态资料,对煤层原始含气量进行了反算。结果表明,潘庄煤层气田3号煤层含气量在19～30 m³/t,平均含气量23.3 m³/t,相较提储时平均18 m³/t提高了29.6%。结合开发中后期取心测试含气量资料,利用数值模拟法对此次含气量反算结果进行了验证,误差在7.2%以内。本文研究为老气田煤层气储量复算提供了新思路,适用于参数井较少、煤岩等温吸附测试符合兰氏方程且气井产能认识清晰,处于开发中后期的煤层气田。     

利用常规测井资料预测泥页岩含气量的方法——以川东北元坝地区为例

泥页岩含气量是评价页岩气资源量的一个重要参数,目前主要根据试验得出,不仅耗费时间长且价格昂贵,难以满足快节奏的勘探生产需要。因此,探寻简单快速并且相对廉价的预测泥页岩含气量方法具有重要的现实意义。在有已知井试验数据的基础上,利用常规测井资料,应用多元统计数理模型,建立起多个含气量预测模型,通过对模型进行检验及优选,可以较为准确地预测出泥页岩的含气量。该方法在川东北元坝地区进行了应用,模型预测结果与试验分析结果符合度较高。     

基于模糊物元的煤层气高产富集区预测——以沁水盆地为例

沁水盆地煤层气开发的后备区块准备不足,需要开展煤层气有利富集区块的优选工作。为此,分析了影响沁水盆地高产富集的关键因素：煤层厚度、实测含气量、含气饱和度、原始渗透率、煤层海拔深度、临界解吸压力、水文地质条件等;采用模糊物元评价方法,利用生产现场资料结合实验室测试数据,绘制出了量化指标预测等值线,并分析了不同地区煤层气高产的可能性。依据评价结果,优选出阳泉-寿阳、长子-屯留、沁水北-安泽和阳城北等4个煤层气产能建设的后备区块（其中又以阳城北有利区与阳泉-寿阳南有利区高产的潜力最大）,为沁水盆地煤层气后期的勘探开发提供了目标区。     

基于光学显微观测的煤层裂隙发育特征、成因及其意义——以沁水盆地南部3~#煤层为例

基于光学显微观测,分析了沁水盆地南部3#煤层煤岩显微组分与内生裂隙的关系,并对外生裂隙的继承改造进行分类研究。结果表明:内生裂隙成因主要体现在显微组分的力学强度和煤化作用过程中的内张力,均质镜质体由于结构和成分均一,微孔隙发育,显微脆度高,内生裂隙最为发育;根据继承改造的方向差异,将外生裂隙继承改造类型划分为延伸型、剪切型和拓张型,外生裂隙中,张裂隙和剪裂隙发育规模大,裂隙网络发育,对储层渗透率贡献大。裂隙发育特征、类型及其成因研究,有助于认识煤储层裂隙在煤层气富集成藏和勘探开发中的作用。     

基于概率神经网络的烃源岩TOC预测——以珠江口盆地陆丰南区为例

烃源岩评价在油气成藏和资源潜力研究中起着关键性作用,而总有机碳质量分数(TOC)是烃源岩评价的基础和影响油气资源评价的关键参数。海上油气勘探因钻井和取样数量的限制,难以获得连续的TOC数据。通过地化-测井-地震联合优选地震属性参数,基于概率神经网络(PNN)对陆丰南区烃源岩TOC进行了预测。结果表明:文昌组下段发育优质烃源岩,其中文四段烃源岩是陆丰凹陷南部油气资源的主要贡献者。运用PNN神经网络预测烃源岩TOC,可获得高精度烃源岩TOC三维数据体,充分揭示了烃源岩有机质丰度的非均质特点,有效弥补了海上少井区烃源岩评价的缺陷,为精细油气资源潜力评价提供了一种新的尝试。     

基于2种机器学习方法的页岩TOC含量评价——以川南五峰组—龙马溪组为例

为了建立合理准确的川南五峰组—龙马溪组页岩TOC含量预测方法,以长宁、泸州等地区的测井曲线及17口井实测TOC含量数据为基础,利用主成分分析法对这些资料进行预处理,基于BP神经网络和梯度提升决策树（GBDT）方法建立2种TOC含量预测模型,并将之与传统TOC含量预测方法进行对比。结果表明： ① 2种新模型的准确度均高于传统方法,预测结果与实际值吻合度均满足要求。②与BP神经网络模型相比,GBDT预测精度更高,均方根误差仅为0.0387。利用GBDT方法所建立的TOC含量预测模型具有低成本、高效、连续等特点,能够快速准确地预测目的层TOC含量。该成果可为提高页岩油气勘探开发效率提供有效技术支撑。     

基于测井反演的CT扫描煤储层特征评价——以大宁-吉县区块为例

针对大宁-吉县区块煤岩发育特征,通过CT扫描与常规测井手段相结合,采用反演煤岩虚拟灰度剖面和岩心CT扫描煤层结构精细划分煤层技术,建立3条煤岩组分曲线：镜质组含量、壳质组+惰质组含量、矿物含量,划分夹矸和宏观煤岩类型,计算煤岩段有机质丰度和确定煤层结构类型。煤岩灰度剖面定量出煤层段具体的宏观煤岩组分含量,有效实现单井煤层有机质丰度评价,结合薄夹矸和有机质丰度分布,可有效为压裂选段提供优化指导。     

构造煤分布的地质控制及其地震地质一体化预测方法——以沁水盆地阳泉新景矿3号煤层研究为例

构造煤与瓦斯及煤层气密切相关。由于构造煤分布具有强烈的非均质性,现有基于地质预测与地球物理直接识别的构造煤分布预测成果难以满足煤矿瓦斯超前治理及煤层气开发的精度要求。以沁水盆地阳泉新景矿3号煤层为例,利用区内钻孔煤芯数据、采掘巷道中煤体结构的连续观测数据以及三维地震成果资料,研究煤层中“软煤”(碎粒煤和糜棱煤)的分布特征,交会分析其与煤层赋存形态、断裂系统、聚煤前后地层层序砂地比、煤层厚度等地质特征参数的关系,厘清构造煤发育的主控地质要素,得出构造煤分布受构造-围岩-煤层“三元”突变耦合控制的认识。在此基础上,提取三维地震数据及解释成果中对构造煤分布具有主控作用的3类共6种地震地质表征属性,采用灰色关联法构建基于多属性融合的构造煤分布预测模型,预测研究区3号煤层中的“软煤”分布情况,经采掘及后续煤层气开发井验证,预测精度较高,证明了该方法的有效性及可行性,为精准预测构造煤分布提供了一种新的技术思路与方法。     

基于岩石物理相的深层页岩气地质—工程甜点参数测井评价方法——以四川盆地LZ区块五峰组—龙马溪组为例

海相深层页岩气(埋深大于3500 m)储层受沉积、成岩、构造及生物等多种作用影响,甜点成因机制十分复杂,通常的沉积微相、岩相划分难以精细刻画其强非均质性,进一步加大了地质—工程甜点参数测井精细评价的难度。为此,以川南LZ区块页岩气储层为例,在明确海相页岩岩石物理相内涵、影响因素及核心指标的基础上,利用岩石薄片、全岩衍射以及TOC等资料,结合测井响应特征,划分出三类岩石物理相(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),进一步分为6个亚类(Ⅰ₁、Ⅰ₂、Ⅰ₃、Ⅱ₁、Ⅱ₂、Ⅲ),明确了不同类型的特征及优势相,并采用随机森林算法建立了连续测井剖面岩石物理相识别方法和基于岩石物理相分类的地质—工程甜点参数测井精细计算模型。结果表明：(1)发育在五峰组顶部和龙一₁¹—龙一₁³小层内的Ⅰ₁和龙一₁⁴小层内的Ⅱ₁为有利相,通常具有TOC高、孔隙度大、...