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煤层气储层性能综合评价方法与应用

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煤层气 性能 综合 评价 方法 应用
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第4期 员争荣 钟玲文煤层气储层性能综合评价方法与应用 9 试验研究誊 煤层气储层性能综合评价方法与应用* 员争荣,钟玲文 (煤炭科学研究总院西安分院,陕西西安710054) 摘要:煤储层特征评价研究是煤层气勘探试验中乖:芝行商业开发前所必须进行的一项技术工作。 本文在煤储层性能参数单因素评价基础上,提出了进行储层特征综合评价的重要性和定量计算方 法。并将此方法在安徽淮南煤田新集煤层气开发示范区研究工作中进行了应用,评价结果表明相 对定性和单因素评价更为科学、合理、可信。 关键词:煤层气;储层;综合评价;方法 中图分类号:1 文献标识码:A 文章编号:1671—749X(2003)04—0009—03 0 方法与思路 分析评价,得到了较满意的结果。 煤储层的储气性能是用储层参数来描述的。深 埋于地表下的煤储层实际处在一个所有因素共同作 用的复杂环境系统之中。如含气量低的煤层,可能 因为煤层很厚、含煤性很好而也具有很大的煤层气 开发潜力;又如煤层含气量高、渗透性也好的储层, 会因其处于欠压状态而难以开采。所以综合考虑各 个因素,尤其是影响储集性能的主要因素,对煤储层 进行评价,从而更客观全面地为煤层气开发决策和 选区部署提供依据。 多因素综合评价有多种方法,一般可分定性和 定量两类。定量法实际上是一种定性问题的量化处 理,即一般在定性分析的基础上结合定量分析以期 能更好地揭示事物的客观规律。本文选取反映煤储 集性能的亦即对煤层气产能具有影响的煤储层多种 参数(因素)参与评价工作,对所采用的储参数分别 划分优劣取值标准、定量打分,研究区储层参数值统 计,不同参数影响专家调查打分确定权重系数,最后 进行加权求和方法进行评价,这种常用的综合统计 评价方法,简便易行,又能很好说明问题。应用上述 评价方法对国家“十五”科技攻关项目安徽淮南煤田 新集煤层气研究开发示范区煤储层特征进行了综合 *本文为国家“十五”重点科技攻关项目“我国煤层气富集成藏规律与勘 探开发有利地区优选研究”专题(2容之一。 收稿日期:2003一8 作者简介:员争荣(1966一),男,山西运城人.硕士,高级工程师,主要 从事煤、油、气资源开发与环境保护工作。 1示范区煤层气地质条件及储层特征 新集矿区煤层气研究开发示范区位于淮南煤田 中部,属挤压型的煤田构造背景,含煤岩系中断裂构 造发育,尤其是煤系间及煤层内层间滑动构造发育, 对煤层结构及其围岩造成了极大破坏。该区煤层发 育,主要含煤地层为二叠系山西组、下石盒子组、上 石盒子组,矿区范围内含煤25层,煤层总厚度37. 18 m;可采煤层17层(单层煤厚>/o.6 m),其中全 区可采5层,自下而上为1煤、6煤、8煤、11—2煤和 13.1煤;煤层原生结构破坏相当严重,煤岩破碎,多 为碎粒煤和糜棱煤,因而煤层渗透性较差,实测渗透 率0.03888 X 10~于低或中等;在已勘 探深度内甲烷带甲烷含量为2.1~12.5 g·含气饱和度39%~68%;I.3~ 25.83 g·附能力中等;煤储层压力梯度 为9.65~11.2 m,储层压力属于正常压力或超 压睹层;临界解吸压力低,一般为1.355 煤储层特征数据显示,该区储层优势是煤层厚度大, 吸附能力中等,储层压力正常;其不利因素是气含量 低~中等,渗透率低,含气饱和度低,临界解吸压力 低。 2示范区煤储层参数单因素评价 对每个煤储层参数进行单因素评价是综合评价 的第一步。具体包括以下几个步骤:主要煤储层参 维普资讯 ,每个参数等级依标准方案划分并量化给 分;研究区主要煤储层参数测试成果统计或进行定 量、定性确定;依据所给的评价标准方案对本区实际 煤储层参数分别进行定量给分。 2.1煤储层参数评价标准划分方案确定 本次研究共确定出8个对煤储集性能和产能影 响相对较大的参数,即含煤性、含气性、渗透性、储层 压力、含气饱和度、原地应力、储层温度及煤层产状 等。综合分析、借鉴国内外煤层勘探开发、研究评价 的实践经验,初步给出一个参数评价标准的划分方 案(表1)。原则上可将每个参数划分为三个等级, 分别反映对煤层气储集和资源开发优劣程度,按10 分制打分(0~10分),等级高、一般、差分别赋值范 围在10~7、6~0之间。此外评价标准首先依 据每个参数的主要方面进行,如对于含煤性,主要依 据煤层厚度值来划分等级,实际操作时如若煤层厚 度变化大即稳定性差时,其实际得分变低;又如对于 渗透性,若区内缺乏渗透率、透气性参数时,可依据 煤体结构观察结果进行定性给分。 表.2各煤储层参数定量评价 依据本区煤储层待征,对照表1所确定的标准 进行各煤储层参数定量打分。为了更详细地进行评 价工作,定量评价分区块进行:首先依据该区储层地 质背景条件研究成果,认为从南到北,即埋深从浅到 深,许多参数反映出煤层的储集性能出现明显的分 带性,至少分出南、中、北三带;其次分别对研究区内 新集和花家湖两个生产矿井所在区块进行评价;最 后对全研究区进行各煤储层参数定量评价。 南部带:埋深新集矿大致200~700 m,花家湖 矿300~900 造上位于向斜南翼盘及阜凤推覆体覆盖之下、块; 中深部带:埋深新集矿大致400~1 000 m,花 家湖矿500~l 000 1造上新集北部次级背斜相对隆起至陡倾翼部,亦即目前 煤层气试验区气所在的东西向条带; 北部带:埋深1 000 造上、接近或进入向斜轴部至井田北界范围内的含煤 区块。 表2是主要煤储层各个参数定量评价结果。 表2示范区不同区块各主要煤储层特征量化评价结果 参数.称一. 性 性 性压力饱和度应力温度产状 3煤储层参数权重系数确定 权重系数反映不同参数参与综合评价同一事物 时相对重要性或贡献率的一个定量化指标,可以有 多种方法来确定,最常用的一种方法就是专家打分 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9 9 9 9 9 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 6 6 6 6 6 0 1 2 5 9 1 2 4 6 O 2 3 5 7 1 1 2 4 6 0 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 3 3 3 3 4 3 3 3 3 4 6 0 0 0 5 6 0 0 0 5 6 0 0 0 5 6 0 0 0 5 4 5 6 5 4 4 5 6 5 4 4 5 6 5 4 4 5 6 5 4 4 5 5 5 2 9 8 0 0 7 2 1 3 2 0 9 8 0 0 7 1 0 1 0 l 1 0 2 l l 2 l 2 l 2 1 0 2 l l 0 2 0 5 0 0 2 5 0 0 5 4 8 8 4 O 9 5 0 0 7 7。6 8 7 8 7 8 9 7 8 7 8 8 7 8 7 8 9 7 0 7 3 5 2 7 2 9 2 9 0 5 2 5 0 5 0 7 0 7 2 0 0 1 2 2 1 0 2 2 3 1 1 2 3 2 1 0 2 2 0 3 6 5 0 2 5 8 6 4 3 3 1 5 0 1 2 2 1 1 1 0 1 1 2 2 3 6 5 6 6 5 8 7 8 4 4 6 5 5 0 4 9 2 3 8 2 2 3 3 8 9 8 4 0 5 3 1 0 5 8 7 6 8 7 7 7 7 7 7 8 6 6 7 8 8 7 7 7 8 1 2 1 2 1 2 1 2 卜8 6 卜8 6 8 6 孓卜8 6 I I I l l l 1 1 南部带 中深部带 北部带 全区 维普资讯 。本次共邀请了1际工作经验的专家打分。即针对前述确定的反映 煤储层性能的8个重要参数列成调查表形式,采用 1依每一个参数对煤层气储集性能 特别是煤层气产能贡献相对大小给出分值,贡献相 对大者可以最高到献小者分值低,认为无 贡献者打0分。调查完后收回所有表格进行统计, 首先对每一参数所给分求平均值,然后将所有参数 平均值除以13为 本次调查统计后所得结果。从统计结果可以看出, 含气性、渗透性和含煤性3个参数均是评价煤层气 储气性能好坏、对煤层气能否进行开采起决定性的、 几乎难分主次的非常重要的评价因素,其它因素均 低一个档次。各参数按权重系数从大到小的顺序 是:含气性>渗透性>含煤性>储层压力>原地应 力>含气饱和度>煤层产状>储层温度。 表3储层特征定量综合评价参数权重系数(A)结果取值 垒 丝 丝 丝 塑壁堕 塑垦 权重系数0.94 0.98 0.96 0.66 0.62 0.64 0.42 0.52 5综合评价计算及结果分析 5.1计算方法 利用各煤层各个参数定量评价成果和确定的各 参数权重系数进行加权求和,得出各主要煤储层综 合参数最终得分。表5为示范区主要煤层储层特征 综合评价最终结果。 每层煤总得分计算公式:R=∑ 中 尺——某层煤的综合评价得分; 第第表4示范区主要煤层储层特征综合评价结果 4综合评价结果分析 就示范区全区而言,1煤综合评价储气性能相 对最好,其次是8煤、13.1煤,再次是6煤,1对最差。气性、 渗透性均相对较好所致。11—2煤含气性、渗透性都 相对差些。 从示范区所划分的南、中、北三带综合评价结果 来看,各煤层在北部即深部明显好于中、南部,中深 部又略好于南(浅)部。这主要是因为深部含气性、 渗透性均有变好趋势,储层压力也变大、含气饱和度 变高等的缘故。 对于新集和花家湖两个矿区评价结果而言,除 1煤外,其它各煤层都显示出新集要稍好于花家湖 矿 of on Xi’~;i’10054) he on is a te:is to do BM n of on is in he BM of he of is 桥铺路 鲤 学辫钢基绉金 维普资讯
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