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第三讲 煤层气资源储量计算

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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煤层气资源 /储量计算供 江西省瓦斯地质图编制培训班 使用主讲 : 赵 志 根编制工作背景• 瓦斯地质基础• 煤层气资源 /储量计算• 瓦斯突出危险性预测• 瓦斯地质图编制方法• 1、基本概念• 2、煤层气资源 /储量的分类和分级• 3、煤层气资源 /储量的计算• 4、煤层气储量的评价• 5、举例煤层气资源 /储量计算• 中华人民共和国国土资源部 储量规范 (0216— 2002).• 中华人民共和国地质矿产行业标准 .• 20022003煤层气资源 /储量计算1、基本概念煤层气资源 /储量计算• 煤层气:是 赋存 在煤层中以 甲烷 为主要成分、以 吸附 在煤基质颗粒表面为主并部分 游离 于煤孔隙中或 溶解 于煤层水中的 烃类 气体。• 天然 气: 煤 层 气: 煤 成 气: 煤层气资源:是指以地下煤层为 储集层 且具有经济意义 的煤层气富集体。其数量表述为 资源量 和 储量 。煤层气资源 /储量计算• 煤层气资源量:是指 根据 一定的地质和工程依据估算的赋存于煤层中,当前 可开采或未来可能开采 的,具有显示 经济意义 和 潜在经济意义 的煤层气数量。• 煤层气地质储量:是指在原始状态下,赋存于已发现的具有明确计算边界的煤层气藏中的煤层气总量。• 可采储量:地质储量的 可采部分 。 . . .• 经济可采储量:原始可采储量中 经济的部分 。 . . .• 剩余经济可采储量: . . 间 算起 . . .• 强调: 资源量 与 储量 的区别,地质可靠程度 储量计算2、煤层气资源 /储量的分类和分级煤层气资源 /储量计算• 煤层气的分类 :经济的、次经济的、内蕴经济的• 煤的分类:经济的、边际经济的、次边际经济的、内蕴经济的• 相互类似煤层气资源 /储量计算• 分类 : . . . 能否获得经济效益为原则 . . . • 经济的 当前的市场经济条件下,生产和销售煤层气在技术上可行、经济上合理、地质上可靠并且整个经营活动能够满足投资回报的要求。• 次经济的 当前的市场经济条件下,生产和销售煤层气活动 暂时 没有经济效益,是不经济的,但在经济环境改变或政府给予扶持政策的条件下,可以 转变 为经济的。• 内蕴经济的 当前的市场经济条件下,由于 不确定因素 多,尚无法判断生产和销售煤层气是经济的还是不经济的,也包括当前尚无法判定经济属性的部分。• 分类 :应该考虑,但目前编图的事情暂时不考虑。煤层气资源 /储量计算• 煤层气的分级: 推测的 、 预测的 、 控制的 和 探明的• 煤的分类: 预测的 、 推断的 、控制的 和 探明的• 相互类似煤层气资源 /储量计算• 分级: . . . 以煤层气资源的 地质认识程度 的高低作为基本原则 . . . • 待发现 的: 推测的• 已发现 的:已发现的煤层气资源量,又称 煤层气地质储量 ,根据地质可靠程度分为 预测的 、控制的 和 探明的 3级。煤层气资源 /储量计算• 探明的 查明了 煤层气藏的地质特征、储层及其含气性的展布规律和开采技术条件 . . . • 工程控制 :开发井网,或,小型井网和 /或单井试验• 控制的 基本查明了 煤层气的地质特征和储层及其含气性的展布规律,开采技术条件基本得到了控制 . . . • 工程控制 :单井试验• 预测的 初步认识了 煤层气的分布规律 . . . • 工程控制 :含煤性、含气性参数井工程• 推测的 待发现 的• 工程控制 :没有实施参数井和试验井,依靠煤田、油气或其他勘探成果综合分析煤层气资源 /储量计算• 分级: 应该考虑,目前编图的事情也是 要求 的。• 为了在编图过程中更清楚表达 不同级别 的资源量,把探明 的、 控制 的、 预测 的和 推测 的四级储量分别定义为 • 以煤田勘探资料为基础的,没有煤层气井开发的:大部分 少部分:深部或外围推测的, 个别有开发井网,或小型井网,或单井试验: 层气资源 /储量计算储量分级 探明的 控制的 预测的勘查程度煤炭钻孔和 /或煤层气井关于储层的基本控制井 (孔 )距达到 附表的要求;在有物探工程控制的情况下,附表中的井(孔 )控要求可以适当放宽煤炭钻孔和 /或煤层气井关于储层的基本控制井 (孔 )距不超过 附表的规定距离的 2倍;在有物探工程控制的情况下, 附表 中的井 (孔 )控要求可以适当放宽有一定的井 (孔 )和 /或物探控制煤炭气参数井井距一般不超过 附表规定距离的 2倍;参数井煤层全部取心,收获率 75%~90%,进行了地球物理测井,并通过实验和测试获得了气藏煤质、含气量、气水性质、储层物理、压力等资料已钻煤层气参数井,根据需要进行了煤层取心和测井,并获得了关于煤质、含气量、气水性质、储层物理、压力等资料,有一定的井 (孔 )控制程度关键部位有参数井 (孔 )控制,煤层已有取心资料,钻井 (孔 )煤层进行了煤质、含气量、气水性质、储层物理、压力等分析,获得了相关资料气藏已进行了小型井网开发试验和 /或单井试采;在气藏地质条件一致的条件下,可以借用邻区试采或生产成果;通过试采已经取得了关于气井压力、产气量、产水量及随时间变化规律等可靠资料;试采井井距不超过 附表的 规定距离的 2倍在有代表性部位进行了单井试采,取得了关于气井压力、产气量、产水量及随时间变化规律等的相关资料认识程度煤层构造形态 清楚 ,煤层厚度、变质程度、含气量等分布变化情况 清楚 ,提交储量计算图件比例尺不小于 1: 25000;储量参数研究深入,选值可靠;经过试采取得了生产曲线,获得了气井产能认识;进行了开发概念设计和数值模拟,经济评价,开发是经济的煤层构造形态、厚度、变质程度、含气量等情况 基本清楚 ,提交储量计算图件比例尺不小于 1:50000;进行了储量参数研究,选值基本可靠;经过试采取得了生产曲线,基本了解了气井产能;进行了初步经济评价和开发评价,开发是经济的或次经济的初步了解 煤层构造形态、厚度、变质程度、含气量等分布变化,提交储量计算图件比例尺不小于 1: 100000;由煤田钻孔合理推测或少数参数井初步确定了储量参数;未进行试采;通过类比求得气井产能;只进行了地质评价和初步经济评价,开发是有经济价值的各级煤层气储量勘查程度和认识程度要求构造 复杂程度 储层 稳定程度 基本井距点 型 特点第 Ⅰ 类构造简单1 煤系产状平缓2 简单的单斜构造3 宽缓的褶皱构造第一型 煤层稳定,煤厚变化很小,层厚度有一定变化,但仅局部地段出现少量的减薄,层不稳定,煤层厚度变化很大,且具有明显的变薄、 类构造较复杂1 煤系地层产状平缓,但具有波状起伏2 煤系地层呈简单的褶皱构造,两翼倾角较陡,并有稀疏断层3 煤系地层呈简单的褶皱构造,但具有较多断层,对煤层有相当的破坏作用第一型 煤层稳定,煤厚变化很小,层厚度有一定变化,但仅局部地段出现少量的减薄,层不稳定,煤层厚度变化很大,且具有明显的变薄、 类构造复杂1 煤系地层呈紧密复杂褶皱,并伴有较多断层,产状变化剧烈2 褶皱虽不剧烈,但具有密集的断层,煤层遭受较大破坏3 煤层受到火成岩体侵入,使煤层受到严重破坏第一型 煤层稳定,煤厚变化很小,层厚度有一定变化,但仅局部地段出现少量的减薄,层不稳定,煤层厚度变化很大,且具有明显的变薄、层气探明地质储量计算关于储层的基本井 (孔 )控要求煤层气资源 /储量计算构造复杂程度各种查明程度对构造控制的基本线距 ( m)探 明 的 控 制 的简 单 500~ 1 000 1 000~ 2 000中 等 250~ 500 500~ 1 000复 杂 250~ 500注:极复杂构造只宜边探边采,线距不做具体规定。构造复杂程度类型钻探工程基本线距表煤层稳定程度各种查明程度对煤层控制的基本线距 (m)探 明 的 控 制 的稳 定 500~ 1 000 1 000~ 2 000较稳定 200~ 500 500~ l 000不稳定375不稳定煤层只宜边探边采,线距不做具体规定。*只适合:煤层厚度变化很大,且突然增厚、变薄现象,全区可采或大部分可采;煤层稳定程度类型钻探工程基本线距表3、煤层气资源 /储量的计算煤层气资源 /储量计算• 1、计算过程• ①资源量计算边界:• 瓦斯地质图中标有 瓦斯风氧化带 的区域可直接圈出,不进行储量计算。 (资源角度、安全角度)• 煤层 含气量 、煤层 厚度下限 值由瓦斯含量等值线、 钻孔数据 进行确定。 下限标准参考 《 煤层气资源 /储量规范 》 。• 煤层含气量下限标准(可根据具体条件作 调整 )• 煤层净厚下限: 根据实际条件作适当 调整 )煤层气资源 /储量计算煤层类型 变质程度 (Ro,• 1、计算过程• ②资源量计算单元的划分:• 原则是把气田内 具有相同或相近 煤层气赋存特征的储层划为一个单元。• 划分单元首选气藏 地质边界 ,如 断层 、尖灭、剥蚀等;然后结合气藏计算边界,其中达不到产量下限的煤层 净厚度 边界、 含气量下限边界和 瓦斯风化带 边界不加以计算。煤层气资源 /储量计算• 1、计算过程• ③计算单元面积• 面积可通过 具”菜单直接查询,而不再用 煤炭储量计算面积 常用的直接公式法及网格法,并且这种计算结果十分精确。• 煤层 倾角 的变化可由底板等高线的疏密程度进行计算,然后对实际面积进行 修正 。• ④煤层有效厚度• 即整层煤厚去除 夹矸 厚度,也称 净厚度 ,可以查看邻近 钻孔 资料,通过 测井 曲线或者取芯整理夹矸厚度,一般与 构造煤 厚度一并在图上 钻孔附近 标出。煤层气资源 /储量计算• 1、计算过程• ⑤煤质量密度 ( 煤的容重 )• 先查找附近的钻孔,查看相应报告可获得煤真密度或 视密度 数值;• 对于计算单元有多个钻孔的情况,可以取其平均值 。• ⑥资源量计算• 按照矿井瓦斯含量等值线图划分的资源量 计算块段 ,依据每个块段已确定的 参数 ,由 公式计算 出各块段煤层气资源量。煤层气资源 /储量计算• 1、计算过程• 公式• 式中: 00100• 煤层气地质储量, 108亿立方米• A — 煤层含气面积, 平方千米• h — 煤层净厚度, m;• D — 煤的空气干燥基质量密度, t/ 煤的空气干燥基含气量, t;• 煤的干燥无灰基含气量, t;• 煤中原煤基水分,%;• 煤中灰分,%。煤层气资源 /储量计算• 1、计算过程• 结算结果可靠性• 计算过程中, 参数 主要来源于 地质勘探资料 ,勘探程度 越高 ,参数取值越 准确 ,资源量的结果也越 可靠 ;但对于勘探程度较低或者当前没有勘探的区域, 参数 的选择人为因素就比较大,资源量计算的结果可靠性就值得怀疑。煤层气资源 /储量计算• 2、计算方法• 我国地质条件复杂,不同区域煤层赋存条件差异很大 ,这对煤层气资源量 计算过程 ,对含气面积、含气量等 参数的确定 带来了诸多问题。• 我国目前煤层气资源量的计算方法主要分为以下几种:煤层气资源 /储量计算• 2、计算方法• ( 1)瓦斯地质统计法• 瓦斯地质统计法计算瓦斯资源量,主要是充分运用煤矿开采后获取大量瓦斯地质资料的优势,在编制瓦斯地质图的基础上,运用瓦斯地质和 瓦斯涌出 规律,建立起 与煤层气含量 测试数据的 对应关系 ,丰富煤层气预测资料,充实和完善煤层气预测公式。• 更加实际的编制好 煤层气含量等值线图 ,进行煤层气 资源量计算 ,结合构造煤的分布和构造复杂程度,进行煤层气资源评价和区块分级。• 瓦斯地质图 是瓦斯信息和地质信息系统的高度综合,它全面地反映了瓦斯生成条件、保存条件、抽采的难易程度、瓦斯涌出规律及分区、分带特征;能够比较直观的确定资源量计算边界条件、划分计算单元,提供瓦斯资源量计算过程中所需参数,特别是影响资源量计算精度的关键参数,如含气面积、煤层厚度和含气量等,并能提高参数选取的可靠程度。煤层气资源 /储量计算• 2、计算方法• ( 2)体积法 公式: 它是我国目前煤层气储量计算 普遍采用 的一种方法,适应于 各个级别煤层气地质储量计算,在美国很多人也采用。• ( 3)气藏数值模拟法• 这种方法是在计算机上利用 专用软件 对已获得的储层参数和早期的 生产数据或试采数据 进行拟合匹配,可以获得一个代表储层平均特征的 气藏模型 和地质储量,也可以估算煤层气井未来的 产量状态 及可采储量,结果的准确程度是建立在丰富资料和计算精度的基础上。煤层气资源 /储量计算• 2、计算方法• ( 4)类比法• 类比法是利用 已开发 煤层气田(或相似储层)的相关关系计算瓦斯资源量的一种方法。计算区与开发区的地质条件、储层条件等 愈相似 ,计算结果 愈准确 。• 由于我国地质条件较为复杂,此方法的 局限性 较大,只有很少地区能够采用。但如果在煤层气 开发初期 选区,储量级别要求不高,地质资料比较可靠,利用这种方法参数选择比较快捷、直观。煤层气资源 /储量计算• 2、计算方法• 各种方法的特点• ( 1) 瓦斯地质统计 法:开采矿井,较多的资料积累;• ( 2) 体积 法:普遍采用,各勘查阶段、开采矿井,天然气,等;• ( 3) 气藏数值模拟 法:常规天然气• ( 4) 类比 法 :新建或待建矿井,较少的资料积累煤层气资源 /储量计算4、煤层气储量的评价煤层气资源 /储量计算1、地质综合评价储量规模分类表分类 气田煤层气地质储量 1083000大型 300~ 3000中型 30~ 300小型 000中 500~ 1000浅 3000 =》 储量规模 特大型• 平方公里 =》 储量丰度 中• 平方公里 =》 储量丰度 高煤层气资源 /储量计算举例 2:山西马必区块煤层气资源条件研究煤层气资源 /储量计算煤层 资源量, 108积, 高气资源密度亿立方米 /平方公里平均气资源密度亿立方米 /平方公里3号煤层 955 15号煤层 822 合计 1777 大型5、举例煤层气资源 /储量计算• 瓦斯地质图 与瓦斯 资源量计算• 通常在瓦斯地质图上,计算瓦斯资源量• 煤层瓦斯 含量 、煤层 厚度 和分布 范围 是井田煤层气资源量计算的主要参数。• 把煤层厚度、 瓦斯含量稳定且分布连续的 区域划分 为一个计算块段。• 瓦斯地质图法煤层气资源量计算与资源评价,主要是充分运用煤矿开采揭露大量瓦斯地质资料的优势,在编制瓦斯地质图的基础上,运用瓦斯地质和瓦斯涌出规律,建立起与煤层气含量测试数据的对应关系,丰富煤层气预测资料,充实和完善煤层气预测公式。煤层气资源 /储量计算以晋城寺河矿井东区为例,采用瓦斯地质统计法进行瓦斯资源量计算。寺河矿井东区煤层厚度 煤层厚度 基本都 大于 煤层气资源量计算要求的 下限值 ( 计算边界主要依据 煤层含气量 (大于 8m3/t)。按照井田内具有相同或相近煤层气赋存特征的储层 划为 一个 单元 的原则,如含气量下限边界、瓦斯风化带边界、背向斜、断层等。煤层气资源 /储量计算把矿井东区划分为六个 计算单元煤层气资源 /储量计算左上角为煤层气资源量( 右上角为块段瓦斯含量均值( t),左下角为块段编号,右下角为瓦斯储量级别煤层气资源 /储量计算54028 113 预算的表达块段真面积级别及块段编号块段平均倾角 块段采用厚度储量预算参数值的表示A 煤层资源储量预算示意图VⅣⅢⅡⅠF 1F 3F 1.............+++++++++.+..++0 . 3 7A - 00 . 3 855 0 9 2 5 0A - 24 3 5 1 2 51 . 1 1 3A - 12 9 3 5 01 . 1 0 8A - 32 5 5 0 01 . 1 4 4A - 42 6 6 5 01 . 1 4 4A - 55 5 3 3 0 01 . 4 1 7A - 61 7 8 2 51 . 6 8 9A - 74 1 3 0 01 . 1 5 5A - 81 9 0 9 5 #煤层气资源量计算成果表煤层气资源 /储量计算块段编号面积 含量 ① 煤厚 ② 密度埋藏深度地质储量 ③资源量丰度/m3/t /m /t/ ~ ~ 80~ 480 ~ 80~ 600 ~ 1211 60~ 500 2~ 80~ 440 0~ 60~ 400 ~ 109 40~ 500 计 分子表示计算块段内煤层气含量变化范围,分母为均值;②分子表示计算块段内煤层厚度变化范围,分母为均值;③地质储量计算过程围岩含气量系数取 区单元划分六个块段, 总面积 约为 斯 含量 (煤层气含气量) 最高 可达 14m3/t,其中煤层气含气量(相当于空气干燥基含气量) 小于8m3/算结果表明,煤层气 地质储量 均资源量 丰度 中等 类别;煤层埋深大部分在 500层气为 浅部 埋藏;并且煤层 厚度大 、 稳定 ,一般 层气资源 /储量计算谢谢!祝各位身体健康、工作顺利!赵 志 根cn
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