煤层气勘探

一、地质评价
地质评价的主要内容： a.区域地质分析 b.储煤层的几何形态 c.煤岩和煤质特点 对一个地区进行详细的地质评价，就 是从各有关方面搜集资料，对影响煤层气 赋存的地质因素，进行深入、全面地分析 和评价，圈定具有生产潜力大的区域。
一、地质评价
1.区域地质分析 勘探区区域地质分析的内容包 括: 地层、构造、火成岩、地质发 展史及水文地质条件等。
二、煤层气资源量计算
如果已知计算范围内的煤炭储量 值(M，单位t)，则上述公式可简化为 G=M· C 如果能正确地确定气藏采收率(ER)， 则可计煤层气可采储量(GR)，即 GR=G .ER
二、煤层气资源量计算
2)气藏数值模拟法 数值模拟就是在计算机上用 最小差分法模拟煤中流体的贮存、 流动的机理和煤储量，从而预测 气井的产量动态。
二、煤层气资源量计算
2. 储量计算方法 传统计算储量的方法有: 容积法 压降曲线法 产量递减法 类比法 物质平衡法 气藏数值模拟法等。 只有容积法和气藏数值模拟法比较适用于计算煤层气 储量，而其它方法的误差很大，以致实际上无法应用。
二、煤层气资源量计算
1)容积法 容积法(煤层气含量法)是计算气藏储Байду номын сангаас 的主要方法，其公式为: G=A· H· D· C 式中G—煤层气(资源量)储量(m3); A—计算范围的面积(m2); H—煤层厚度(m); D—煤层的容重(t/ m3); C—煤层气含量(m3 /t)。
三、测试井勘探评价
在地质评价的基础上，选择具有开发 潜力的地区，布置施工一些单独的煤层 气测试井。利用这些测试井进行勘探评 价，其目的： 1.直接获得煤层厚度、质量、气含量 等重要参数，以尽可能详细地确定煤层 气资源量; 2.进行试井(包括地层测试和生产试验)， 以便初步评估煤层气资源的生产潜力。
一、地质评价
l)地层 重点对煤系沉积基底及其以上地 层的层序、岩性组成、厚度、横向 变化等特征进行了解。
一、地质评价
2)构造 是从宏观上研究认识褶皱、断层的发 育、分布规律，重点分析由构造作用所 产生的裂隙的发育特征。
一、地质评价
3)火成岩
岩浆侵入活动对煤层有强烈影响。 一方面岩浆吞蚀煤层，造成煤层变薄、灰分 增高，以至消失; 另一方面由火成岩侵入体构成的区域性热力 场，使煤层遭受区域岩浆变质及(或)接触变质 作用，有利于煤层气的生成。 在评价中，应弄清火成岩的时代、性质、产 状、规模，对煤层的侵蚀状况以及对煤变质的 影响等方面的情况。
三、测试井勘探评价
1 测试井施工的一般要求 取心率要求 测试井应在主要含煤层段进行取心， 岩心采取率一般不得低于80% ，煤心 采取率要达到90%，且层位要准确。 为了较精确地进行气含量测定，应 尽可能快地将煤心从井下提到地面， 在条件允许的情况下，优先使用绳索 取心钻探方法。
二、煤层气资源量计算
在实际计算过程中要考虑如下因素： 1） 应考虑煤层气的赋存特征； 2）煤田勘探程度； 3）开采技术的有效性； 4）开发利用价值等方面的因素。 在实际工作中，通常只计算可采煤层(我 国一般将厚度大于0.5m的煤层定为可采煤 层) 而不计算煤层顶、底板及不可采煤层(厚 度小于0.5m的煤层)中的气量。
二、煤层气资源量计算
5. 采收率ER
煤层气采收率是指在某一经济界限内，在现代工 艺技术条件下，可以从煤层气藏的原始地质储量中开 采出来的气量的百分数。 在利用公式GR=G .ER计算煤层气可采储量时，必 须确定采收率(ER)。
影响采收率的因素很多，既有自然条件的作用， 也有人为因素的影响。 确定煤层气采收率的途径有多种，主要有类比法、 利用等温吸附曲线法、气藏数值模拟法等。
一、地质评价
如果煤层之上有含水层，或者含 水层与含煤岩系共生，那么对煤层脱 水就十分困难，并有可能使煤层气生 产在经济上不合理。 如果天然裂隙系统使煤层和(或)含 水层联通，也会使排水十分困难。 另外，地下水的水质是设计产出水 的排放和处理方案时必须考虑的因素。
一、地质评价
具体评价水文地质条件时主要考虑的 问题是: ①目标煤层上、下是否有含水层的存在； ②是否存在与地表水或其它补给源联通 的断层和裂隙； ③以及地下水的水质(如总矿化度、氯、 铁、镁、pH值以及生成水锈的可能性 等 )。
一、地质评价
2.储煤层的几何形态 1)煤层的沉积 煤层沉积的场所是沉积盆地
根据沉积盆地基底运动的性质，
可将聚煤盆地划分为两种基本类型:
波状坳陷和断裂坳陷。
一、地质评价
波状坳陷：是由地壳拗褶运动 形成的，它所形成的含煤岩系的厚 度变化比较有规律，多数呈渐变关 系。 断裂坳陷：是由地壳的断裂运 动形成的，它所形成的含煤岩系的 厚度变化急剧，沉积相、岩性和含 煤性变化也较大，煤、岩层不易对 比。
二、煤层气资源量计算
4 有利区块选择 在选择勘探、开发煤层的有利区块时，应 考虑因素：煤厚、煤阶、气含量、渗透性、 埋藏深度和构造条件。每个方面的理想条件 是: (1)煤层：单层厚度>1. 5m; (2)煤阶：中一高变质烟煤，即气煤到瘦煤; (3)气含量：> 8. 0m3 /t ; (4)渗透率：>1.0× 10-3um2 ; (5)埋深：300~1000m; (6)构造：地质构造提高了渗透性的地区。
二、煤层气资源量计算
2)根据等温吸附曲线确定采收率 对于所评价的煤层气藏，如果已实 测了煤的等温吸附曲线，那么就可以利 用这条等温吸附曲线、废弃压力和原始 气含量等数据来估计采收率。 这种方法的主要不足之处是对废弃 压力的值很难准确地确定。废弃压力不 但取决于煤储层的性质，而且还与经济 条件、气藏生产历史等因素有关。
二、煤层气资源量计算
储量计算参数： (1)有效含煤面积(A) (2)煤层厚度(H) (3)煤层容重(D) (4)煤炭储量(M) (5)煤层气含量(C) 这里所说的参数实际上是指块段内 的参数确定。
二、煤层气资源量计算
(1)有效含煤面积(A) 根据各种勘探资料，在综合分 析煤层分布的地质规律和几何形态 的基础上，在煤层底板(或顶板)等 高线图上圈定并计算出煤储层的有 效分布面积。
二、煤层气资源量计算 1. 煤层气资源量的含义 2. 储量计算方法 3. 块段划分 4. 参数确定 5. 采收率
二、煤层气资源量计算
1. 煤层气资源量的含义 是指赋存于地下煤储层及其围岩 中的甲烷估算量。 这些甲烷量在现代技术和经济条 件下可提供开采并能获得经济效益。 煤层气是一种非常规天然气。
一、地质评价
煤层的形成在很大程度上 取决于聚煤盆地的类型和沉积 环境。 通过分析盆地类型和沉积 环境，我们能够大致预测煤层 厚度、煤质及有关因素的变化 特征。
一、地质评价
2)煤储层的几何形态
储层的三维几何形态对煤层气藏的生产特征 有重要作用。 其中影响最大的因素是地层构造的影响： 煤层的连续性 煤层的渗透性 煤基质 天然裂隙系统的分布 这些都受构造和地层变化的影响。
二、煤层气资源量计算
l)类比法 类比法是利用已开发的煤层气藏的采收 率的经验值，考虑到具体的地质特征和工 程条件，用类比的方法近似地确定煤层气 采收率。 在应用类比法时应注意可类比性: (1)类比的气藏应该是开采历史较长、生产 正常的，其采收率是准确可靠的; (2)气井间距基本上一致; (3)气藏的渗透率等储层条件是基本类似的。
二、煤层气资源量计算
•(2)煤层厚度(H)： 根据钻探和地球物理测井资料，计 算各见煤点的纯煤厚度(厚度不大于 0.05M的夹矸层可以不剔除)，然后将 块段内各见煤点的纯煤厚度值编制成 煤层厚度等值线图，在等厚图上进行 加权平均求得各计算块段的平均煤层 厚度值;也可在煤层等厚线图上，选取 网块中心的厚度值。
一、地质评价
3. 煤岩和煤质 煤是有机物质和无机物质混合组成的复合 体，煤层是一种特殊的岩层。 用三个基本特征描述煤质: 品位(代表有机物质与无机物质百分含量) 类型(代表各种有机组分) 煤阶(代表有机质所达到的热成熟度)。 掌握煤成因分类方法有助于研究煤层气的 生成。
一、地质评价
1)煤岩 从显微煤岩学的角度，煤的组成可分 为有机显微组分和无机显微组分两大类： 有机显微组分包括镜质组、腐泥组等; 无机显微组分按成分和性质分为粘土 类，硫化物类、碳酸盐类、硫酸盐类和 氧化物类。
二、煤层气资源量计算
(3)煤层容重(D)： 采用最终的煤田地质勘探报告或(和)生产 矿井地质报告提出的容重数据。 (4)煤炭储量(M)：--以吨计算 利用矿产储量平衡表上的正式储量数据。 当我们在煤矿区和已进行过地质勘探的煤 田内计算煤层气资源量时，可利用公式 G=M· C，采用矿井资料或地质报告上的储 量数据。这样，既使数据准确可靠，简化 了工作步骤。
二、煤层气资源量计算
3)气藏数值模拟 用气藏数值模拟方法确定采收率，需要用气藏初始 性质的测定(或估算)值预测未来的一口“平均井”的产 量随时间的变化曲线，从而确定采收率。 用这种方法还可以进行如下工作： ①估计储层特征(如裂隙系统的绝对渗透率、气含量 等温吸附性能等)、 ②人为因素(如井间距、强化增产措施效果)的影响 ③开采历史等对煤层气采收率的影响结果， ④进行相关因素的敏感性分析等。
二、煤层气资源量计算
储量与远景资源量 根据相应实测勘探资料和获取的数 据参数，进行含气量计算，即，可计算 的煤层气资源量称为储量。 而根据地质、地球物理、地球化学 资料用统计或类比方法所估算的、尚未 发现的煤层气资源量称为远景资源量。
二、煤层气资源量计算
储量和远景资源量的总和称为 煤层气总资源量，亦简称资源量。 值得指出的是，我国的储量和 远景资源量均是地质埋藏量，是 指在地层原始条件下，煤储层中 的气总量。
第一讲 煤层气勘探
煤层气开发项目的实施过程： 1. 开发潜力的初步评估； 2. 小型试验开发； 3. 项目可行性论证； 4. 大规模工业性开发。
第一讲 煤层气勘探 煤层气勘探： 大规模工业性开发之前 前的各项工作统称为煤层 气勘探阶段。
第一讲 煤层气勘探
勘探阶段工作内容： 1. 煤层气的生产潜力评价 地质评价 小型测试井勘探 测试井勘探评价 煤层气资源量计算 地球物理测井 2.小型试验性开发 3.可行性论证
二、煤层气资源量计算
(5)煤层气含量(C)： ①用实测的含量值，并取块段内各点的算术平均 值; ②或者在煤层气含量等值线图上取网块中心的含 量值；③对于没有实测值的块段，可用类比的原则 选用相邻(或相似)块段的值。 在实际计算时，要特别注意各种分析“基准”的 换算关系，即 C=Cr·(100-Mad-Aad) ÷100 式中C—煤层气含量(m3/t); Cr—煤可燃物(即干燥基煤份)(m3/t); Mad—煤中空气干燥基水份(%); Aad—煤中空气干燥基灰份(%)。
一、地质评价 3)煤阶
煤阶是煤层气开发项目评价中的一 项重要内容。 煤阶不同，煤的生气量、吸附能 力、裂隙发育程度等均不相同，这些 对煤层气的资源量及生产开发都具有 极其重要的影响。
二、煤层气资源量计算
煤层气资源量是资源评价和勘 探工作的最终成果。 它是编制勘探规划、开发方案、 能源调配和投资决策的重要依据。 不但工程技术人员关心这方面的 工作和信息，而且工业界、经济界 和管理部门也十分重视它。
一、地质评价
2)煤质 煤质是对煤岩的评价指标，它包括（测定煤 的水分、灰分和挥发分，以及由计算求得的固 定炭）。 煤中灰分和水分没有生气和贮气能力，它们 降低了煤层的含气量; 挥发分受煤的变质程度和煤岩组分的影响。 在煤层气评价中，应编制主要目标煤层的灰 分和挥发分含量等值线图，以了解它们的变化 规律。这类图件对预测煤层的气含量和进行资 源量计算是需要的。
一、地质评价
4)地质发展史
从一个地区的地质发展史，或地质事件中， 可大体推测可能的煤层气演化形成和资源的开 发前景。 沉积史决定了煤系、煤层和上覆盖层的形 成。 这方面的内容主要包括:煤系基底及其以上 地层的沉积类型，沉积环境(古构造、古地理、 古气候、古植被)及其演化关系。
一、地质评价
5)水文地质条件 煤层气井生产的前期大都要对 煤层进行排水降压。 因为只有当储层压力降低到临 界解吸压力之下后才有气体产出。 因此水文地质条件在煤层气开 发中起着重要作用。