应用BP神经网络预测煤层含气量分布

煤层含气量分布和煤层气富集规律已成为当今重要的科研课题.充分利用BP神经网络具有的非线性映射能力、泛化能力和容错能力,批量数据处理使整体偏差值最小,分组拟合比单个样本拟合效果好的特点预测煤层气含量;煤层含气量在一定范围内变化,于是把煤层含气量作为因变量的数据进行分级预测,并且适当调节样本允许误差且允许个别错误存在,以减少模型整体误差.煤层的埋深、镜质组、灰分和挥发分为影响QP区块的主要因素,将这4个影响因素作为变量建立BP神经网络模型,调节网络模型各项参数,分配不同学习训练样本、检验样本和坚持样本以找出合理的神经网络学习训练结构.再与地质统计学和克里金插值法有机结合来预测煤层含气量分布规律和探索煤层气富集规律.     

鄂尔多斯盆地不同割理方向煤岩应力敏感性研究

煤层气开发过程中煤岩应力敏感性对渗透率产生影响,而渗透率的变化直接决定着煤层气资源商业开采的成败。试验测定了鄂尔多斯盆地老坑口矿井煤岩在平行面割理、垂直面割理及垂直层理面3个不同方向的渗透率随有效应力变化情况,对比分析了增压过程和降压过程中不同割理方向煤岩应力敏感性差异。结果表明:不同割理方向煤岩应力敏感强烈阶段有所不同,平行面割理方向应力敏感强烈阶段集中在有效应力小于8 MPa,垂直面割理及垂直层理面则分别在6和4 MPa附近;鉴于煤层气井排采中储层应力敏感效应的影响,提出动液面在接近煤层中深200 m后,谨慎降液排采,同时建议实施减小渗透率降低幅度和时间的排采;基于平行面割理方向煤岩渗透率更有优势,因此,井网长轴平行面割理方向是井网部署合理方向。     

水力压裂支撑剂铺置形态影响因素研究

为改善支撑剂在裂缝中的铺置形态和提高压裂增产效果,采用实验模拟方法,应用可视化裂缝平板装置开展压裂液携砂实验,结合支撑剂颗粒的微观运动轨迹和砂堤的宏观形状,描述缝内砂堤的形成过程,分析黏性和非黏性压裂液携砂方式的区别,研究射孔孔眼间干扰、压裂液排量、压裂液黏度和施工砂比对缝内砂堤形态的影响规律。结果表明:支撑剂在裂缝中的运移是流化和沉积共同作用的结果,以流化拖拽和输送为主;黏性压裂液中流化层和砂堤之间可形成不流动的液体薄层,对颗粒具有托举作用,减小流体和颗粒间的摩擦和碰撞;砂堤的形成过程共经历砂堤形成、生长、平衡状态和活塞状推进4个阶段,在射孔孔眼干扰和液体冲蚀的共同影响下,形成的砂堤形态可由堆积角、平衡高度和前进角表征,裂缝内存在近井筒和缝高方向的无砂区;砂堤的平衡高度主要取决于支撑剂颗粒的运动速度,与施工排量和压裂液黏度成反比,与砂比成正比。该研究可为压裂施工参数优化提供参考。     

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本文对我国主要煤田的热演化史类型及含煤盆地进行了分类,论述了主要煤田的热演化史特点。指出煤系的生气、成藏过程与莫霍面深度、构造岩浆带和主要生气期与构造形成期的配置有密切的关系。进而结合生、储、盖、圈、保等条件分析,提出了近期勘探、开发浅层煤成气的优选区。     

煤层气产业与矿业城市发展

本文从煤层气产业的基本构架、我国煤层气产业发展现状、煤层气产业在矿业城市发展和国民经济建设中的作用等四个角度,阐述了我国煤层气产业的形成与发展以及煤层气产业与矿业城市发展相互依存、相互促进和相互影响的关系。这些影响主要表现在改善能源结构、保障煤矿安全生产、减少大气污染、带动相关产业的发展、提高人民生活质量等重要方面。     

有关煤层气勘探过程中的理论误导剖析

在对全国各类煤层气勘探井进行剖析的基础上，将我国煤层气勘探过程中出现失败的原因归纳为三个方面：一是来自煤矿瓦斯地质理论的误导；二是来自常规油气勘探理论的误导；三是来自美国煤层气勘探理论的误导。根据多年的煤层气勘探实践与探索，作者提出了适宜我国地质条件的煤层气勘探理论，即“高渗富集区”理论。     

川南筠连区块煤层三维含气量属性精细建模

在地表形态和构造起伏较大的川南筠连区块,采用常规储层属性建模方法进行煤层气三维含气量建模存在预测不准的问题,为提高含气量三维模型精度,利用灰色关联与多元回归分析方法建立了含气量预测模型,考虑每个网格的实际埋深,提出适应该区块的三维含气量建模方法。结果表明:川南筠连区块含气量的关联的因素由强到弱依次为水分、最大镜质组反射率、埋深、灰分、固定碳;经共线性检验,由水分、最大镜质组反射率、埋深、灰分建立的含气量预测模型较好,拟合相关系数R2=0.701,在99%的显著性水平下显著;该三维含气量计算模型综合考虑了地表形态和地下构造对实际埋深的影响,更接近实际情况;较大埋深区域的计算含气量比常规属性建模方法的数值高,同时改进的含气量建模结果比常规建模结果更贴近实际生产情况。     

基于煤系渗透率各向异性测试的水平井穿层压裂效果模拟

应用自主研发的真三轴渗透仪,开展了煤样及顶、底板岩样的三轴渗透率测定。基于实验结果,通过有限元三维数值模拟方法,研究了渗透率各向异性对深部煤层顶板水平井穿层压裂裂缝扩展的影响。模拟结果表明:①真三轴渗透仪可以实现三轴差异化应力加载,突破了常规拟三轴渗透仪无法分别加载水平最大主应力和水平最小主应力的瓶颈,可以使实验条件与地层条件更为接近。②高阶无烟煤与顶板粉砂岩的真三轴渗透率测试结果都呈现出明显的各向异性特征。无论是高阶无烟煤,还是顶板粉砂岩,垂直层理方向的渗透率都小于平行层理方向者。对于无烟煤,平行层理方向的渗透率也存在明显差别,垂直端割理方向的渗透率大于垂直面割理方向渗透率值。③考虑渗透率各向异性模型与均质模型相比,压裂模拟过程中,破裂压力和施工压力增高,孔隙压力叠加程度增大;模拟最终时刻的整体裂缝形态更加短宽,且缝高增大。