辽河油田东部凹陷煤系地层和煤层气的识别方法

勘探煤层气的重点工作之一是如何识别深部的煤层。辽河油田东部凹陷煤层在录井资料中有低钻时、高气测异常显示，与围岩相比，煤层测井曲线具有“三高三低”的测井响应特征；大部分厚煤层地震勘探时在可分辨范围内都能形成反射，但由于顶、底板的不同其地震反射特征也不同；通过合成地震记录和波阻抗岩性反演可对煤层进行横向追踪和预测煤层的空间分布。     

煤层气地震资料处理关键技术及其应用

沁水盆地地表条件复杂,盆地内山地、黄土塬交替发育,高程变化较大,部分地震剖面品质较差,影响煤层气储层的准确分辨与描述。通过对沁水盆地煤层气地震资料处理方法研究,探索出适用于该地区的地震资料处理方法与关键技术,包括煤层分布区高精度静校正技术、基于井约束的高分辨率处理技术以及分方位处理技术等。这些技术为深化研究该区煤层的地质构造特征以及进行煤储层的裂缝预测和含气性检测奠定了良好基础。     

沁水煤层气田成藏条件及勘探开发关键技术

沁水盆地历经了油气普查和煤层气勘探开发2个阶段（共60余年）的探索，现已成为中国最大的煤层气产业化基地，也是世界上高煤阶含煤盆地煤层气成功实现商业化的典范。尽管高煤阶煤层气田具有低压力、低渗透率、低饱和度、非均质性强的"三低一强"特征，但勘探实践和研究表明，沁水盆地煤层气成藏条件优越，主力产层太原组15#煤层和山西组3#煤层为陆表海碳酸盐台地沉积体系及陆表海浅水三角洲沉积体系，煤层厚度大、多由腐殖煤类构成，主要含镜质组。受燕山期构造热事件影响，煤层煤阶高、吸附能力强、含气量大。煤层气成藏经历了两次生烃、气体相态转化和水动力控制顶、底板封闭的3个阶段。针对沁水盆地地形及高煤阶特征，形成了山地地震采集、处理和解释技术，丛式井钻完井技术，"复合V型"为主的多水平井钻完井技术，解堵性二次压裂增产技术，高煤阶煤层气排采控制工艺，煤层气集输技术等一系列关键勘探开发技术，有效支撑了沁水盆地高煤阶煤层气的规模开发和工业化发展。     

沁水盆地北端煤层气储层特征及富集机制

煤层气的富集与储层特征密切相关,并受地质条件的制约。在详细研究煤储层特征及煤层气富集机制的基础上,对沁水盆地北端煤层气的开发前景进行了初步评价。煤岩、煤质、煤体结构及孔渗性、吸附性的观察和测试显示,该区煤层厚度大,热演化程度高,局部发育构造煤,裂隙较发育,吸附性能力强,含气量高,含气饱和度偏低,适合煤层气的开发。该区煤层气的富集主要受控于热演化史和埋藏史。在区域变质的背景上,叠加了岩浆热变质作用,生气强度大。另外,煤层的埋深、顶底板封闭性及水文地质条件都会影响煤层含气量的大小,煤层气富集是多因素有效配置的结果。      

沁水盆地樊庄区块煤层含气量影响因素分析

煤层含气量是煤层气勘探和开发中评价煤层气资源的重要参数,但它的计算精度一直是困扰测井界的难题。沁水盆地樊庄区块煤层厚度大,含气量高,但现有的测井解释模型的计算精度不高。为此,从煤岩的变质程度、煤层结构和工业组分、煤的孔隙大小和形态、温度和压力、煤层的含水性、煤层厚度、煤层顶底板的封堵性等7个方面分析了煤层含气量的影响因素,尽可能地将这些影响因素用测井资料加以量化,并对沁水盆地樊庄区块现有的测井解释模型进行了优化,明显提高了煤层含气量的计算精度。     

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%.     

沁水盆地煤层含气后的 AVO 响应特征

近年来,沁水盆地煤层气勘探开发不断深入,煤层气富集规律是制约其勘探开发成效的关键因素之一,而 AVO 技术对煤层气富集规律的预测至关重要。 煤层的 AVO 响应特征是什么样的？ 煤层含气后的 AVO 响应特征又是什么样的？其与常规砂岩含气后的 AVO 响应特征是否一致？对此,在沁水盆地开展了不同岩性流体替换及其在不同含气饱和度下的 AVO 响应特征研究。 结果表明,煤层的 AVO 响应特征与煤层含气后的 AVO 响应特征不同,煤层为“暗点”反射特征,而煤层含气后为“相对亮点”反射特征。 该研究成果可为煤层气勘探开发提供技术支撑与服务。     

煤层气羽状分支井定向钻进煤层预测、轨迹控制与完井技术

沁水盆地煤岩具有特殊的双重孔隙结构,其孔隙系统复杂,呈现多裂缝特征,同时具有低压、低孔、低渗、低强度的特点。通过对泌水盆地煤层物理特征及其羽状分支井井身结构分析,介绍了煤层气羽状分支井轨迹类型以及煤层预测井眼轨迹控制方法,指出沁水盆地煤层气羽状分支井主要是双主水平井眼结构,通过实时跟踪不同钻进煤层状态下随钻录井的显示情况,可以帮助识别煤层、预测井眼轨迹的方向。该煤层气羽状分支井通常采用裸眼完井,应采取多种方法减少钻井、完井对煤层的伤害。     

沁水盆地南部高煤阶煤层气富集高产控制因素

为有效支撑中国石油天然气股份有限公司煤层气业务的发展,持续开展了沁水盆地南部高煤阶煤层气富集及高产控制因素研究,总结了阶段成果和煤层气开发实践经验。结论认为：沁水盆地高煤阶煤层具有低压力、低渗透率、非均质性强的特征;煤层气开采难度大,其富集成藏主要受煤质、煤层埋深、顶底板封盖性、构造、水动力条件等的控制;地下水滞留区构造翼部是富集高产的有利区域;面积降压、合理井型是实现煤层气井高产的必要条件。该成果为规模高效开发该煤层气田打下了坚实基础。     

建南地区黄龙组储层预测方法研究

利用三维地震资料,采用属性定量分析、波阻抗反演及厚度预测等技术对建南地区石炭系黄龙组开展储层预测工作。建南地区石炭系黄龙组地层在晚石炭世末期曾遭受云南运动强烈的古岩溶作用(风化剥蚀),区内石炭系黄龙组残余厚度一般在0~50m,石炭系黄龙组是重要产气层系,储层类型以溶蚀孔、粒内溶孔、晶间溶孔为主,局部发育孔隙-裂缝型,属于中孔、中渗储层。石炭系的沉积环境主要为潮间带、潮上带,研究区局部残余石炭系黄龙组,一般黄龙组残存就发育储层;岩性以白云岩、角砾岩和灰岩为主;白云岩类是工区石炭系最重要的储集层,其储集物性比灰岩类储层物性要好的多,在白云岩中又以针孔白云岩储集物性最好,其次是角砾状云岩、结晶云岩,颗粒云岩物性最差。灰岩类储层中以角砾状灰岩较好,颗粒灰岩和结晶灰岩较差。石炭系黄龙组储层的双侧向电阻率为高电阻率背景下的相对低值,自然伽马为低值,与上下泥岩围岩相比,具有声波时差小、密度大、中子孔隙度大等特征。通过深入分析储层的测井响应特征及地震响应特征,发现当TP1底部存在双强相位时,黄龙组地层存在,地震振幅强弱与黄龙组地层厚度有一定的相关关系,利用地震属性及波阻抗反演技术同时确定地层厚度,预测结果与实钻结果吻合。在工区东北部,储层连片发育且厚度较大,平均厚度20m,已在其高点上的多口井获得工业气流。     

黔西北某区块煤层气赋存规律影响因素分析

本文通过对黔西北某区块煤岩组分、煤岩工业分析、煤层埋深、煤层厚度以及煤层顶底板岩性对煤层气赋存规律研究,得出:区块煤层变质程度高,以镜质组为主,有利于煤层气形成;通过对区块煤层进行工业分析,得出区块煤层属特低水分、中-高灰分、低挥发分,易于煤层气赋存;通过对煤层埋深、煤层厚度进行研究,得出埋深越深、煤层越厚、煤层气含量越大;通过对区块煤层顶底板进行分析,分析得出区块煤层顶底板主要以泥质粉砂岩和粉砂质泥岩,有利于煤层气赋存。     

基于地震AVO属性的煤层气富集区预测

为了判定AVO技术是否能够用于对煤层气的预测,研究了煤储层含气性与地震AVO属性之间的关系,获得煤储层参数与地震波弹性参数之间的关系式及其AVO响应特征,发现煤储层的含气量随纵波速度、横波速度、密度的增大而减小。对鄂尔多斯盆地大宁—吉县地区5#煤层进行了AVO数值模拟,并预测出其煤层气的相对富集区。AVO数值模拟结果表明,高产井所在的煤储层一般有较强的AVO异常。结论认为:利用AVO属性能够对煤层气的富集区进行预测并为煤层气井位的部署提供依据。     

玉北地区碳酸盐岩储层地震响应特征研究

玉北地区奥陶系碳酸盐岩分布范围广、厚度大,油气勘探前景良好,但目的层埋藏深,储层非均质性强,纵、横向变化快,储层地震响应特征不清晰,预测难度大。为此,应用该区测井数据和岩心、录井等资料对储层进行了分类,利用交会分析技术分析了储层与围岩的岩石物理特征,通过地震属性提取与模型正演,研究了碳酸盐岩储层的地震响应特征,确定了波阻抗、振幅、振幅变化率、相干等地震属性参数为储层预测的敏感参数。其中波阻抗对储层物性的变化比较敏感,对规模储层有较好的反映。10m以上的溶洞产生强振幅串珠状反射,利用常规地震数据体提取振幅及振幅变化率可以进行有效预测;有一定厚度、规模的裂缝型、溶孔型储层能引起地震振幅的明显变化,利用常规地震数据体提取振幅及振幅变化率、相干属性,结合波阻抗反演可以进行有效预测。     

沁水盆地盖层对煤层气富集的影响

从煤层气藏封盖机理探讨开始，分析了沁水盆地以及其他含煤盆地煤层气富集与盖层的关系。研究认为，实际上盖层对煤层气的保存同样重要，煤层气藏对盖层封盖性的要求就是要使煤层能够达到最佳的吸附量或含气量。研究结果：①良好的盖层条件可以减缓煤层气的散失，同时可间接抑制煤层气的解吸； ②具有封盖性好的上覆盖层（顶板）和下伏隔层（底板）的煤层有利于煤层气的富集；③煤层埋藏太浅，盖层封盖条件变差，不利于成藏；④埋深适中，具有稳定分布、封盖性好顶底板的煤层有利成藏。沁水盆地盖层与含气量的关系说明，盖层厚度大、泥质含量高、高突破压力和一定的埋深对煤层气的保存是有利的。     

基于地震多属性分析的吉尔嘎朗图凹陷煤层气富集区预测

吉尔嘎朗图凹陷煤层厚度和含气性具有垂向变化大、横向变化快的特点,煤层气富集区预测成为生产难题。对于煤层预测,优选基于相控的地质统计学反演方法提高预测煤层厚度的精度;对于煤层含气性预测,由于单一属性预测含气性具有一定局限性,利用地震多属性融合技术提高煤层含气性预测精度,融合后的平面预测结果与实际钻井数据吻合率达91%。结合煤层厚度和煤层含气性2个重要评价指标,实现该区煤层气富集区的预测,认为工区东南部缓坡带为较好的煤层气富集区,为后续井位优化部署提供依据。     

波阻抗特征分析技术在储层厚度预测中的应用

储层厚度预测的核心技术是波阻抗特征分析技术。针对鄂尔多斯盆地北部上古生界储集层属于低孔隙度、特低渗透性砂岩、厚度小、横向变化大的特点 ,以BCI反演波阻抗剖面为基础 ,以波阻抗曲线特征分析技术为核心 ,将地震、地质、测井紧密结合 ,找出砂岩层反演波形的规律 ,类比外推 ,用于储层厚度预测 ,有效地预测了鄂尔多斯盆地北部某区块山西组和下石盒子组 10m以上的储层厚度 ,指出了该工区储层有利分布区 ,为寻找新的含气区和天然气储量计算提供了重要依据     

应用GeoEast系统预测煤层分布和厚度

通过GeoEast系统中地震反演技术在鄂尔多斯盆地BD三维地震工区煤层勘探中的应用,总结出通过地震反演技术识别煤层分布和厚度的流程。应用结果表明,利用GeoEast系统中的基于遗传算法的BP神经网络叠后反演预测煤层分布范围,利用叠前弹性参数反演预测纵、横波速度,进而可预测煤层厚度。反演结果与测井数据吻合度高,结合相关地震资料信息,能够精细描述煤层气空间分布形态及其厚度特征。     

煤层气地震勘探中的静校正方法

静校正技术是煤层气地震数据处理的核心技术。基于沁水盆地煤层气地震资料的特点,本文简析了不同静校正方法的原理,通过对实际资料的深入分析和对静校正方法的反复研究与试用对比,探索得到一套综合利用折射波静校正、初至波剩余静校正和反射波剩余静校正等技术的有效方法,很好地解决了该区煤层气资料的静校正问题,为深化研究该区煤层的地质构造特征以及进行煤储层的裂缝预测和含气性检测奠定了良好基础。     

建南地区石炭系储层分布预测研究

建南地区石炭系黄龙组在晚石炭世末期受到云南运动影响,区域广泛暴露,遭受剥蚀,区内石炭系黄龙组残余厚度一般在0~50m。石炭系黄龙组是四川盆地重要产气层系,储层类型为风化壳岩溶型储层,储集空间以溶蚀孔、粒内溶孔、晶间溶孔为主,局部发育裂缝,属于中孔、中渗储层。深入分析储层的测井响应特征及地震响应特征,发现当二叠系底界地震反射呈现"双强"特征时,黄龙组则有所残存,另外,地震振幅强弱与黄龙组厚度相关,据此可以利用波阻抗反演技术确定石炭系黄龙组的平面分布及地层厚度,地震预测结果与实钻结果吻合良好。运用该方法对建南工区北部开展预测研究,发现工区北部黄龙组储层连片厚层分布,平均厚度达到20m,认为这一区带的构造高部位是下步有利勘探区带。     

煤层气地质选区评价方法研究

在以往研究的基础上,对煤层气地质选区评价方法进行了研究。结果表明,煤层气地质选区评价的实质是要寻找富集、高渗、高压的含煤区。在煤层气地质选区方法方面除了要考虑煤层的基本性质（如煤层厚度、埋深、变质程度、含气量）外,更重要的是要研究煤层气高产富集的主控地质因素,如构造运动、沉积史、生烃史及三者间的关系,煤层上覆地层连续沉积厚度、瓦斯风化带、水文条件等方面对煤层气保存条件的影响;还要考虑古、今应力场对煤层渗透率的影响。这样才能搞清煤层气高产富集条件,指导煤层气地质选区评价研究。以大城地区、开平向斜及沁水盆地为例分析了煤层气保存条件并预测了煤储层高渗区,预测结果与实际试验吻合程度较高。