煤及煤层气资源勘查

一、名词解释
1煤炭可采储量:
在工业储量中，可以采出来的那部分储量，即工业储量减去设计损失量。

2煤炭探明储量:
地质勘查报告提交、经储量审批机关批准的能利用储量，是反映煤田地质勘查工作成果的主要指标。

3煤层气地质储量:
在原始状态下，赋存于已发现的、具有明确计算边界的煤层中的、有现实经济意义的煤层气总量。

4煤层气资源量:
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，具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气数量。

5等温吸附曲线法:
在等温吸附曲线上通过废弃压力计算煤层气采收系数的方法，只能用于预测可采储量的计算，也可以作为控制可采储量计算的参考。

6体积法:
又称容积法，块段法，是煤层气地质资源量/储量计算的基本方法，适用于各勘探阶段、各级别煤层气地质资源量/储量的计算，其精度取决于有关参数的控制精度和数量，并与对计算区煤层气地质条件和储层条件的认识程度密切相关。

7灰分:
是指煤中所有可燃物质完全燃烧，煤中矿物质在一定温度下产生分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。

8挥发分:
称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样1g，在隔绝空气、900℃土10℃的高温下加热7min，煤样减轻的质量占原煤样质量的百分数，减去煤的内在水分（Mad），即为煤样的挥发分产率，用符号Vad表示。

9煤炭开采技术条件:
指影响煤矿建设、生产与安全的各种地质因素，包括：
煤层的厚度、结构、煤的物理性质、煤层的产状及其变化、煤层顶底板、工程地质条件、水文地质条件以及瓦斯、煤尘、煤的自燃性、地温等。

10煤层气资源勘查:
在充分分析地质资料的基础上，利用地震、遥感、钻井以及生产试验等手段，调查地下煤层气资源赋存条件和赋存数量的评价研究和工程实施过程。

11煤储层含气饱和度:
实测含气量与原始储层压力对应的吸附气量的百分比。

12吸附势理论:
吸附是由势能引起的，固体表面附近存在的势能场，称为吸附势。

距固体表面越近，吸附势能越高，吸附质浓度也越高，反之则越低。

13初始见气时间:
煤层气排采试验井开抽后到出现15d以上较连续产气量之前的单一排水阶段的延续时间。

14初始累计产水量:
从煤层气排采试验井开抽后到初始见气时间之间煤层气井的累计产水量。

15刻槽法:
从整个煤层或一个煤分层由顶到底，垂直层面进行刻槽采取煤样的方法。

16全巷法:
在煤层内掘进巷道过程中，将某一段所采出的全部煤炭作为样品的方法。

17地质原始编录:
在煤田勘查工作中，对勘查工程所揭露的各种地质现象进行描述和记录并整理成原始图件、数据和文字表格等的过程。

18地质综合编录:
在煤田勘查过程中，把所获得的各种原始地质资料进行系统的分析和综合研究，然后用文字、图件表格等形式表示出来的一项综合性工作。

二、填空
1、煤层气藏形成条件包括储集和保存两个方面的条件，煤层厚度、煤变质程度、埋藏深度、盖层、构造是控制煤层气藏的重要因素。

2、在矿产资源分类中，地质轴可分为四级:
探明的、控制的、推断的、预测的。

3根据样品的研究内容，取样种类可分为5种：
①化学取样②工艺取样③煤岩煤样④孢粉煤样⑤技术取样。

4、未采动区煤层含气量预测方法有四种:
含气量梯度法、等温吸附-含气饱和度法、测井曲线法、地质类比分析法。

5、煤层气富集单元可以划分为五级:
含气区、含气盆地、富气区、富气带和煤层气藏（田）。

6煤炭资源勘查的四个阶段：
预查、普查、详查及勘探。

7煤炭取样人工缩分方法主要有5种：
①二分器法②棋盘法③条带截取法④堆锥四分法⑤九点取样法。

8、本煤层采动影响区动态含气量预测方法有3种:
有限元法、瓦斯涌出量法、瓦斯压力测试法。

9、一般来讲，就煤层气井测井来说，若钻井条件许可，可将自然伽马测井、密度测井和微电阻率测井作为评价煤层所用的最低限度测井方法组合。

10、测井响应拟合煤层气含量的工作步骤依次为:
数据采集、预处理、逐步回归分析、数学模型建立和质量检验。

11、根据样品的研究内容，煤层取样可以分为5种:
①化学取样②工艺取样③煤岩煤样④孢粉煤样⑤技术取样。

根据煤样的来源可以分为2种:
煤芯煤样，煤层煤样；取样的基本方法有5种:
①刻槽法②全巷法③剥层法④方格法⑤拣块法；化学样可以分为4种:
①煤芯煤样②煤层煤样③风、氧化带煤样④腐植酸煤样。

12、根据中国煤层气勘探开发实践将煤层气成藏模式划分为三类：
自生自储吸附型、自生自储游离型、内生外储型。

13、利用吸附等温线结合煤层储层压力数据可确定煤层含气量、含气饱和度、临界解吸压力、最大可采资源量及采收率等。

14、煤炭地质勘查工作的每一个阶段，大体上都包括四个步骤：
①收集资料，编制设计；②勘查施工；③地质资料的编录和综合研究；
④编制地质报告。

三、简答题
1煤炭勘查工程布置的基本原则？
①勘查工程布置一般是在勘查区已确定了勘查类型之后，再根据勘查区的具体情况进行布置。

②在布置勘查工程时，应根据勘查区的地质特点，并结合煤矿设计和建设的要求，有区别的进行勘查工程的布置工作。

③在一个勘查区（井田）进行勘查的初期，为了获得评价煤矿床的基础地质资料，常常采用大体上均匀分布的勘查网。

④勘查工程原则上应布置成直线，但有时因特殊的地质目的和其他技术需要，或因地形地物的影响，勘查工程可在勘查线之间加密，或在勘查网中布置插心孔。

⑤在暴露区或半掩埋区，应尽量运用地表地质资料，山地工程及生产井、老窑调查的资料。

在掩盖区，应充分利用物探成果，作为布置钻探工程的依据。

⑥在首先保证勘查质量的前提下，才能布置无岩心钻孔。

2简述煤层气井试井的方法？
答：
①注入压降试井:
可提高较大的调查半径，实施相对较快可用于压裂后的分析。

②段塞测试:
瞬时从井筒抽提一段液柱或向井筒注入一定体积水，然后测量压力随时间的变化，直至初始压力，由此求得渗透率、井筒储集效应和表皮系数。

③水罐测试:
利用重力进行的注入-压降试井方法。

④压力恢复试井:
在压力恢复测试过程中，井眼被关闭，测试井底的压力即为恢复压力。

⑤干扰试井:
煤层气井常用的干扰试井是注入干扰试井，与注入-压降试井相同。

⑥钻杆地层测试:
利用钻杆地层测试器进行，常用于较高储层压力和渗透率的储层中。

3煤矿床勘查类型的划分主要考虑哪些因素？
主要考虑地质构造复杂程度和煤层稳定程度这两个指标。

按照地质构造的复杂程度划分为四种类型：
简单构造、中等构造、复杂构造、极复杂构造。

按照煤层的稳定程度划分为四种类型：
稳定煤层、较稳定煤层、不稳定煤层、极不稳定煤层。

4如何编制煤层气井综合录井图？
答：
综合录井图展示了一口井地质录井、气测录井资料和主要测井资料，恢复了井孔的地层剖面，并对煤层气层、水层、干层作了综合解释。

其深度比例尺是1：500，岩心、岩屑、钻时、钻井液、气测等录井资料都要画在图上。

测井资料通常只画自然伽马曲线和双测向曲线，其它曲线视具体情况与要求而定。

各种曲线要安排合理，选好横向比例尺，避免曲线之间交错过多。

深度误差一般不能大于
0.5m。

当横向比例和基线需要移动时，必须在相应衔接深度处加以注明。

相邻两曲线应该用不同线条区别开，图的下端以完井深度封底。

编制煤层气井综合录井图时，应解决好以下几个问题：
①确定分层界限：
应以1:500的双测向曲线和自然伽马曲线为主来划分各层的顶、底界。

②确定岩性：
要参考相邻井的岩性和分层情况。

③油气水层的识别：
应收集有关各项资料进行综合解释。

5煤矿床勘查类型是如何划分的？
答：
我国现行的煤矿床勘查类型的划分有：
①根据地质构造的复杂程度划分为：
简单构造，中等构造，复杂构造，极复杂构造；②根据煤层的稳定程度划分为：
稳定煤层，较稳定煤层，不稳定煤层，极不稳定煤层。

6煤层气钻井地质资料的汇交内容有那些？
答：
①设计部分：
地质录井施工设计、气测录井设计、取芯施工设计
②随钻地质资料：
地质记录或日志，地质班报表，地质日报，录井剖面草图（非煤系段
1:500，煤系段1:200），简易水文观测记录，岩芯煤芯照片簿，煤层取芯登记表、取芯统计表，岩芯、煤芯描述表，岩屑描述表，井口坐标实测成果表（最好包括大地坐标六度带、大地坐标三度带和地方坐标），气测录井原始资料，气测原始记录曲线，气测原始记录磁盘，迟到时间记录（可以包含在气测班报之内），气测后效观察记录（可以包含在气测班报之内）
③地质成果资料：
完井地质总结报告，完井综合柱状图（1:500），煤系井段综合柱状图（1:200）。

完井地质报告应在完井后一个月内提交审查稿，要求将上述所有原始资料提交原件1套，复印件1套。

成果和测试报告提交胶印稿10份，磁盘1份。

7如何选择煤层气井试井方法？
答：
首先要考虑的是井的状况。

如果煤层气井还没有钻完，则可供选择的测试方法较多。

如果在未开发的煤层中打一口勘探井，则必须收集包括试井资料在内的各种资料，另外，还要进行裸眼测井以获取煤及非煤的性质。

钻井过程中无论采用哪种钻井液，完井之后都必须尽快地试井，以减少对储层可能造成的伤害，否则，测试的结果不能代表受破坏储层的传导性。

对勘探井进行测试，相对来说，采用裸眼钻杆测试较好。

如果钻井使用套管完井，可以实施水力压裂，此时需采用压裂前试井，来计算储层参数，并帮助分析激化后的测试数据。

激化前可以使用两种类型的测试：
①裸眼钻杆测试，进行产出和注入测试；②在下套管井中实施激化前的产出或注入测试，且以钻杆测试测定储层参数较好。

8煤层气xx的目的与要求？
答：
目的:
①测定煤层气含量。

②测定煤层气的吸附等温线。

③割理、裂隙描述及方向测定。

④进行煤的工业分析，包括煤岩、煤质、煤级、孔隙度等。

要求：
①高的煤芯采取率。

提供足够数量的煤芯，满足各种测试要求和保证测试精度。

②短的气体散失时间，取芯后装罐时间一般应小于15分钟。

③较大的煤芯直径，通常以7.6--10.2cm较为适宜。

④保持完好的原始结构，反应储层真实面目。

⑤降低煤芯污染程度，提高数据质量。

9瓦斯成分煤样的采样方法？
答：
采样方法:
可利用刚提钻取出的煤心或在坑道中用真空罐采取。

采样要求:
①从钻孔中采样时，应用煤心采取器采取煤心；从坑道中采取时，可在刚爆破后的新鲜工作面采取。

②煤样要快入真空罐，密封好。

采样前，真空罐进行气密性检查，箱内要擦洗干净。

③采取柱状或较大块的煤心，长度与真空罐长度适应，粉状煤心尽量装满塞紧。

煤样入罐后应充满冷开水（粉煤不充水）然后在煤顶部放一块脱脂棉，防止排气孔堵塞，将真空罐压盖拧紧。

拧时不要使罐倒置，防水流出。

④密封后，将真空罐浸入水中，再进行气密性检查。

2min后无漏气现象，即可填写瓦斯取样说明书，尽快送化验室进行脱气分析，气密性不好，不准送验。

10煤层气资源/储量是如何进行分类的？
答：
根据现行《煤层气资源/储量规范》要求，在不同的勘查阶段通过技术经济可行性分为以下三大类：
①经济的:
在当时的市场经济条件下，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。

②次经济的:
在当时的市场经济条件下，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。

③内蕴经济的:
在当时的市场经济条件下，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。

11勘查线有那些种类？基本勘查线的布置方式有哪些？
答：
种类：
勘查线可分为主导勘查线、基本勘查线和辅助勘查线三种。

布置方式：
①当地层产状明显且沿一定方向变化不大、为简单的单斜时，勘查线垂直地层走向成平行排列的方式布置。

②当地层褶皱紧密，两翼走向虽有变化但基本与褶皱轴向一致，且为线状褶皱时，勘查线垂直褶皱轴向成平行排列。

③当地层走向有大的方向性变化，且主要走向呈弧状时，两条或两条以上的勘查线可在其延长方向上相互斜交。

④当地质构造为盆地或穹窿构造时，勘查线呈放射状排列。

⑤当地质构造比较复杂，地层产状在勘查区内变化大且无规律时，则在勘查区内采用平行、斜交或放射状排列的综合布置方式。

12煤炭资源/储量估算面积的确定中的边界线有几种？煤炭资源/储量估算方法有哪些？
答:
边界线有：
①井田边界线；②内边界线；③外边界线；④最低可采边界线。

估算方法有：
①算术平均法；②地质块段法；③等高线法；④地质块段—等高线法；
⑤断面法；⑥多角形法；⑦采用计算机手段估算资源/储量。

四、论述
1试论述煤层气资源量各种估算方法的适用范围和优缺点?
答：
①体积法:
适用于各勘探阶段、各级别煤层气地质资源量/储量的计算。

优点是适用范围广，其精度取决于有关参数的控制精度和数量，并与对计算区煤层气地质条件和储层条件的认识程度密切相关。

体积法划分的块段要求同一区块应基本具有相同的或相似的构造条件和储气条件，纵向上一般以单一煤层为计算单位，煤层相对集中的煤层组可以合并计算单元。

缺点是不能计算动态过程中的煤层气储量。

②物质平衡法：
适用于煤层气开发阶段，可以计算动态过程中的煤层气储量。

使用该方法计算储量时，要求储层动态参数齐全，生产时间越长，动态参数越多，计算结果的精度就越高。

③类比法：
类比法可用于预测地质储量的计算。

优点是主要利用与已开发煤层气田（或相似储层）的相关关系计算储量，方法简单。

缺点是该方法要配合其他方法进行储量计算，并且有时计算结果的精度不高。

④数值模拟法:
利用专用软件对已获得的储层参数和早期的生产数据进行拟合匹配，最后获取煤层气井的预计生产曲线和可采储量，可适用于煤层气开发阶段。

优点是数值模拟法计算结果可提交控制可采储量和探明可采储量，精度较高。

缺点是需要一定的煤层气井实际生产资料作为计算依据。

⑤产量递减法:
可用于探明可采储量的计算，特别是在煤层气井生产开发阶段，产量递减法可以配合体积法和储层模拟法一起提高储量计算精度。

优点是计算精度高。

缺点是运用该法需要一定的煤层气井实际生产资料作为计算依据，还要排除非地质原因造成的产量变化对递减曲线斜率值判定的影响。

2试论述煤炭资源储量估算方法的适用范围和优缺点?
答：
煤炭资源/储量估算是指在充分研究和分析已有煤炭资源勘查地质资料的基础上，估算地下埋藏的煤炭资源数量。

煤炭资源/储量估算方法有以下六种：
（1）算数平均法
适用条件：
一般用于勘查程度低的预查阶段，地质构造简单，煤层产状平缓，厚度变化不大，勘查工程分布大致均匀的地区采用；对于构造复杂、煤层稳定性差的矿床，求研究程度低的资源/储量时可以采用。

优点：
方法简单，估算迅速，条件适合时估算结果比较准确，在勘查工程数量较多的情况下，由于正负误差互相补偿，用此法估算的精度可以大大提高。

缺点：
歪曲了煤层形态，不能真实反映煤层产状、厚度、煤质等变化情况，对于构造复杂、煤层稳定性差的煤层误差较大，只能近似的估算资源/储量，不能估算不同水平、不同地段的资源/储量，因此满足不了矿井设计及煤矿开采的需要。

（2）地质块段法
适用条件：
可用于煤炭地质勘查的任何阶段；适用于任何形状及其厚度变化的煤层，适用于产状平缓或倾斜的煤层；在勘查工程数量较多、且分布比较均匀的条件下适用。

优点：
适用范围较广，可按不同地质因素划分块段，有利于矿井设计和生产部门的应用。

缺点：
在勘查工程密度不大且分布不均或构造复杂、煤层不稳定的情况下精度较差。

（3）等高线法
适用条件：
在资源勘查阶段及矿井生产阶段均适用；对简单的褶皱构造以及煤层走向和倾向具有明显变化的地段效果较好；也适用于煤层厚度稳定或较稳定的煤层。

优点：
由于资源/储量估算是在煤层底板等高线图上进行的，所以能真实反映煤层的产状变化；由于资源/储量估算是按等高线分水平估算和统计的，所以能最大限度的满足矿井设计及开采部门的需要；估算方法简单，精度较高。

缺点：
使用时必须在产状有明显变化、煤层厚度稳定或较稳定的情况下才合适，故有一定的局限性。

（4）地质块段—等高线法
适用条件：
在资源勘查及矿井生产阶段均适用，不受煤层产状变化的限制，所以煤层产状水平及倾斜时都适用；在煤层厚度变化较大的条件下也适用。

优点：
具有地质块段法及等高线法的一切优点，此法既按不同地质因素划分块段，又按不同水平估算煤的资源/储量，深受煤矿设计及生产部门的欢迎。

（5）断面法
1）垂直断面法
①平行剖面法
适用条件：
一般多用于勘查程度较低或露天勘查的地区；当相邻勘查线煤层断面面积比较接近的情况下，它适用于任何产状和结构的煤层；此外，在煤层厚度大的情况下，这种方法较适用。

优点：
在勘查线剖面图上直接进行，不需要专门编制资源/储量估算图，因而大大简化了估算过程，能保持煤层断面的真实形状，客观地反应地质构造的特点。

缺点：
使用条件要求较严格，当煤层变化较大时其可靠性将受到影响。

②不平行剖面法
适用条件和优缺点基本与平行剖面法相同，但此平行剖面法应用得更为广泛，当勘查线不平行或呈放射状时，亦能运用。

2）水平断面法
适用条件：
在倾斜或急倾斜的煤层中适用，在煤层厚度大的露天煤矿中也适用。

优点:
可按不同阶段、不同水平分别估算资源/储量，因此能满足煤矿设计及生产部门的要求。

缺点：
由于它仅对露天开采的厚煤层比较适用，故这种方法有一定的局限性。

（6）多角形法
适用条件：
适用于勘查工程分布不均匀且构造简单、煤层产状水平或近于水平的地区，以及煤层厚度和灰分含量变化均大的地区。

优点：
该方法比较简单，估算迅速；由于划分块段较多，因此当某一参数有误差时不会影响其他块段资源/储量的精度。

缺点：
机械的划分块段，而不是开采的自然块段，且绘制的而资源/储量估算图表比较复杂，严重歪曲了煤层形态，不利于煤矿设计和生产部门利用，对勘查工程较少的矿区不适用。

3根据《煤、泥炭勘查规范》要求，试论述各阶段煤的基本测试分析项目主要有哪些？
答：
①找煤阶段和普查阶段测试项目:
工业分析、全水分、最高内在水分、全硫、各种硫、发热量、元素分析、煤灰成分分析、灰熔融性、粘结指数、胶质层测定、奥亚膨胀度、坩埚膨胀序数测定、基氏塑性测定、有害元素分析、微量元素分析、碳酸盐二氧化碳测定、苯萃取物测定、腐殖酸含量、透光率、真密度和视密度测试、煤岩显微组分含量、镜煤最大反射率。

②详查和勘探阶段:
除了以上测试的项目外，还应加测煤灰粘度、煤灰结渣性、抗碎强度、热稳定性、煤对C02反应性、可磨性、低温干馏等，有条件的可进行200kg焦炉炼焦试验。

所有瓦斯煤样均应做煤的工业分析，测定气体成分和含量。