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煤层气资源的可采性的模糊数学评价

时间:2015-09-25 来源:未知 作者:小韩 本文字数:2495字

  引言

  对不同地质条件的区域煤层气可采性评价要选择不同的评价方法,选择一个合适的评价方法才能有效、准确的对一个区域的煤层气可采性进行全方面的评价。唐书恒等人专门针对华北地区的地质特点,对韩城、平顶山、峰峰和寿阳四个矿区的煤层气储层特征进行总结,开发并完善了一套在现有技术水平下适用的煤层气可采性评价指标体系(表1)。

  鉴于白额勘探区的煤层气储层特征与以上四区煤层气储层特征比较相似,且针对本研究区煤层气可采性参数的特点,本文将利用这一指标体系通过模糊数学的方法来完成该区煤层气资源的可采性评价。

  1 勘探区地质

  白额勘探区位于山西省西南部,北东向长约32 km,北西向宽约9 km,面积275.89 km2.区内大部被第四系黄土覆盖,只在较大的沟底出露二叠系上统上石盒子组、石千峰组,三叠系下统刘家沟组、和尚沟组和三叠系中统纸坊组基岩。该区构造类型主要为单斜构造,倾向为NW,走向为NE-NNE,存在不明显的构造变形。

  本区含煤地层为华北型石炭二叠系,煤系总厚80.73~160.16 m,平均119.46 m,含煤10层,2#、3#和10#煤层为主要可采煤层,本文以这三个主要可采煤层为对象进行分析与评价。

  2 评价体系参数指标

  使用准确、合理的参数指标才能使得最终评价结果具有较高的可信度和精准性,此评价体系中所需的各项参数指标都是经过对白额勘探区进行勘探作业后得出的原始数据。

  2.1 资源量参数

  资源量参数主要包含3个子参数:目的层厚度,含气量,目的层埋深。
  
  (1)煤层厚度。同等条件下,煤层的厚度决定了资源丰度的大小,本区目的层是2煤、3煤和10煤,三层煤总厚度为2.62~12.90 m,平均2.78 m.

  (2)煤层含气量。影响煤储层含气量的主要因素有煤层气烃源岩特征、储集能力和煤层气封盖条件等,白额井田各煤层的镜质组含量大,生气能力强,煤化程度较高,储集条件优越,盖层封闭性好,简单的地质构造和水文地质条件有利于煤层气的富集和储存,煤层气含量平均为12.98~20.64 m3/t.

  (3)煤层层埋深。煤层埋深直接影响着煤储层的压力和保存能力,煤层埋深越大,煤层气的含气量越高。白额勘探区的煤层埋藏深度为 738.05~1194.75 m.

  2.2 可采性参数

  (1)储层压力梯度。它对煤层气的解吸、运移和散失起着至关重要的作用,如果煤储层的压力小于上下地层的压力则有利于煤层气在煤储层的富集,反之则将导致煤层气的散失。根据试井资料可知本区多为低压异常区。

  (2)临储比。为临界解吸压力和储层压力之比,临储力比越大,表明越易于排采。

  (3)渗透率。它反映出气体和水等流体在煤层中的渗透性能,影响着煤层气在煤储层中的产出、运移。渗透率是评价流体通过多孔介质难易程度的重要标准,也是表征渗透性优劣的关键参数。渗透率的计算方法有多种,如实验室测定透气性系数换算、试井测定、储层模拟等,由于试井测定方法所得结果更接近现实中的真实情况,故本文采用煤层气试井渗透率作为煤储层渗透性的评价参数。

  (4)吸附时间。它是指含气量测定过程中气体体积达到总吸附量的63 %时所需要的时间,吸附时间是产气速率在时间上的反映,是煤层气可采性评价体系中的一个重要参数指标。

  (5)煤层结构。它决定了煤层气的赋存位置、气藏类型和保存环境,而且在一定程度上影响着煤的渗透率及其含气量。本区煤层分布稳定,煤层结构类型较简单,区内断裂构造发育,破坏了煤层完整性。

  (6)水文地质条件。它对煤层气在煤储层的富集、运移和散失有着重要的影响作用。不同性质的地下水对煤层气的溶解和搬运能力不同,另外活跃的水动力将使吸附的煤层气减少,从而影响其含气量。本区内有着良好的隔水层,有利于煤层气的保存。

  3 利用模糊数学方法进行评价

  煤层气可采性评价中的各个参数指标需要分配各自的权重比例,权重比例分配合理,最终评价结果才能客观有效。本评价体系中已建立的各参数指标权重分配如图1.

  表2为勘探区煤层气储层参数统计结果。将表2中各对应参数数据与表1中煤层气储层参数评价分类相比较,按范围归类,得出本区煤层气地质参数评价等级表(表3)。煤层气资源量参数权重子集分别表示为 A1=(0.3,0.4,0.3)。【1】

  
  4 评价结果

  最终得出煤层气储层模糊综合评价系数D1为0.506,将此数据和我国其他目标区煤层气勘探开发前景的优选排序结果进行对比,白额勘探区的煤层气开发前景类别属于较为不利区,研究区虽然储层富含煤层气,但并不具备煤层气的开采条件。

  5 结论

  根据白额勘探区煤层气可采性参数和资源量条件的特点,选择模糊数学评价方法对本区煤层气可采性作出合理的评价。它把研究区煤层气储层的资源量参数和可采性参数两个主要参数数值化,并把研究区目的层的厚度、埋藏深度、含气量、储层压力梯度、临储比、渗透率、吸附时间、煤层结构和水文地质条件等参数在评价过程中因重要性不同而分配不同的权重,从而得出资源量评价矩阵和煤层气可采性评价矩阵。通过一级级的公式推算,最终得出煤层气储层模糊综合评价系数D1为0.506.对比全国煤层气目标区前景优选排序结果,最后得出结论为目标区不具备煤层气开采条件,难以进行大规模开采。

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