第三章 煤层气储量、资源量计算方法

3.2 煤层气储量计算方法
容积法的计算公式为：
该法未将煤层吸附气和孔 隙、裂缝中的游离气加以区分， 以原始状态下煤层总含气量的 形式一起计算在内，未考虑煤 层灰分、水分对煤层含气量的 影响。
一般适用于勘探程度较低， 对全区煤层灰分、水分及物性 参数、流体性质变化规律了解 不多的情况。 这一方法的关键是准确测 量原始状态下的煤层气含气量。
气经济可采储量更有意义。
3.2 煤层气储量计算方法
• 3、采收率影响因素分析 • 采收率是一个非常不确定的参数，受到多种因素的制约。 •（1）气藏地质特征对采收率的影响
煤层气在采出过程中首先从煤中解吸并以煤层的孔、裂隙系统作为运 移通道，因此煤层气采收率首先受煤层气地质特征控制，主要包括煤阶、 埋深、吸附特征、渗透率和气含量等。
使用该方法，要求储层动态参数齐备。生产时间越长， 动态数据越多，计算结果的精度越高。概括起来，使用物质 平衡法计算煤层气资源量(储量)，必须具备以下数据： （a）气藏的静态地质参数； （b）储层含气量和等温吸附数据；
（c）气藏的地层流体的PVT分析数据和地面流体物性数据；
（d）气藏投入开发后的气、水产量数据和压力变化数据。
煤层气藏的储量计算方法不同于常规天然气，勘探阶段 必须首先准确测定煤层的实际含气量，要计算包括孔隙、裂 隙等储存空间内的游离气和煤层基质吸附的煤层气。
1、储量计算方法
计算煤层气的方法主要有容积法和物质平衡法。
（1）容积法
该法计算储量需要的储层参数较少，获取参数的方法比较简 单，适合煤层气勘探初级阶段，是目前我国计算煤层气储量采用 的最主要的方法，应用极为广泛。
Er——采收率， %。
采收率分地质采收率和经济采收率。 地质采收率等于煤层气原始含量和残存气量(实验室测定)之差与 储层原始含气量之比。
3.2 煤层气储量计算方法
采收率分地质采收率和经济采收率。
地质采收率计算公式如（3-7）：
r1
Cgi Cga Cgi
（3-7）
式中：r1——煤层气地质采收率，% ； Cgi——煤层原始含气量，m3 /t ； Cga——煤层残存含气量，m3 /t 。
1、探明储量
探明储量是在煤层气田评价阶段完成或基本完成以后计 算的储量，并在现代技术和经济条件下能够获得经济效益和社 会效益的可靠储量。
计算探明储量是必须通过足够的预探井和评价井查明煤层气藏 的地质特征，掌握煤层气井单井生产气规律，在此基础上钻探煤层 气开发试验井组，进行井组大面积降压，了解煤层气的生产能力。 在获得长期稳定的工业气流后，结合煤层气田上述地质特征，通过 储层模拟和经济评价确定煤层含气量下限和气田范围，在具有商业 性开发价值的范围内，计算煤层气探明储量。
3.1 煤层气储量分级
（2）未开发探明储量 指已完成评价钻探，并取得可靠的储量参数后所计 算的储量，它是编制开发方案和进行开发建设投资决策 的依据，其相对误差不得超过20%。
（3）基本探明储量
对于构造及含气性复杂的含煤区，通过钻探评价井 后，在储量计算参数基本取全，含气面积基本控制的储 量为基本探明储量。这类储量是进行继续勘探的依据， 不断进行勘探查明高产富集规律，进而对全区进行储量 计算，不断使储量级别上升。
(e)计算P/Z*的斜率； (f)计算vb2值；
(g)返回步骤(b)循环，直至公式(3-3)收敛；
(h)将平均水饱和度代入容积法公式求取煤层气储量。
3.2 煤层气储量计算方法
（4）其它法
（a）数值模拟法
它是在计算机中利用专用软件 (称为数值模拟器如Comet—Ⅱ、 COALGAS)对己获得的储层特性和早期的生产数据(或试采数据)进行
递减类型的判别方法较多，如牛顿迭代法，回归分析法，图解
法等。对于一个特定的油田，递减类型是随着现场重大调整措施、 开采方式、开发年限等因素而发生变化，故递减类型不是固定的。 在所有递减类型的判别方法中只有图解法最直观，能判断所有的递 减类型。
3.2 煤层气储量计算方法
（c）类比法
类比法是一种比较简单的采收率预测方法，是通过与地质条件相似、且
mP T sc Vb 2 i z sc Tsc
(3-4)
(3-5)
以上各参数的物理意义，参见：王星锦，王伟.《煤层气储量计算 方法》.天然气工业，1998. 该法弥补了容积法的不足，它计算的是动态过程中的煤层气资 源量，符合计算煤层气储量的精度要求，因此，它是计算煤层气储 量的基本工具。
3.2 煤层气储量计算方法
D——煤层平均密度，t/ m3 ；
Cgi——原始气体含量， m3 /t。
f ——煤层有效孔隙度，%；
Swfi——煤层有效孔隙度，%；
3.2 煤层气储量计算方法
（2）物质平衡法
在常规天然气资源量计算时，物质平衡法己被广泛采用。为 了使该方法在煤层气资源量计算时也能适用，美国煤层气气藏工 程专家King通过多年研究，在原物质平衡方程的基础上，引进了 煤层气的解吸扩散机制，建立了动态平衡条件下的煤层气物质平 衡方程：
已获得煤层气采收率的地区进行比较，从而得出所研究地区煤层气采收率的 一种方法。 该方法在煤层气开发前和生产早期是非常有用的。类比法不仅要求开发 区与类比区的地质条件相似，而且要求开发区与类比区的井网布置方式、开 发的技术与工艺以及气井服务年限一致。类比法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，计算时需要绘制出已开发区关于生产特
得到相应概率下问题的渐近值。在数据样本较多的情况下，该算法
与容积法能保持较小误差范围且有更高的可信度。 （5）BP神经网络法
连承波等结合影响工区煤层含气量差异分布的主要地质因素分
析，以现有的钻测资料为依据，选取相应的参数，建立适当的BP 神经网络模型，对工区的煤层气含量进行预测分析。预测结果与实
测资料对比分析表明：预测的煤层气含量与实测的煤层气含量之间
S wi [1 Cw ( Pi ) P) Sw
(C3We BwWp )
(3-3)
ΦiVb 2 [1 C f ( Pi P)]
3.2 煤层气储量计算方法
z z zTPsc Cvl [1 C ( Pi P)](1 S w ) z sc Tsci ( PL P)
匹配拟合，最后获取气井的预计生产曲线和可采储量。
该方法比较适合于煤层气勘探程度较高的地区，其预测结果通 常比较可靠，可以指导煤层气的勘探开发部署。这一方法在已建立 的煤层气开发区广泛采用。但应指出的是，为使所建模型能获得和 历史产量相匹配的成果，并用于预测未来产能和储量，通常需要实 际的生产数据和储层参数，而这些数据在煤层气开发初期往往十分 欠缺，因此在使用模型进行预测时对参数的选择应特别慎重。
3.1 煤层气储量分级
3、预测储量
预测储量是指在含煤区钻探井获得工业气流，或通过
与地质条件类似的邻区或邻层相类比，判断煤层的含气性具 有可开采价值，根据区域地质条件和与邻区类比得到的参数 估算的储量。
4、远景资源量
远景资源量是根据地质、地球物理、地球化学以及少量 钻井资料，初步了解煤层分布、厚度，通过类比法估算的尚 未发现的资源量。
第三章 煤层气储量、资源量计算方法
煤层气储量分级 煤层气储量计算方法
3.1 煤层气储量分级
储量的分级应当与整个勘探过程的不同阶段相对应，从 区域勘探、预探、评价勘探以至气田的开发阶段，都应有相 应级别的资源量、储量。参照常规天然气资源量、储量的分 级分类方法，煤层气资源量、储量分级方法如表3-1
3.1 煤层气储量分级
3.2 煤层气储量计算方法
（b）产量递减法
产量递减法是通过研究煤层气井的产出规律、分析气井的生产 特性和历史资料来预测储量。一般是煤层气井经历了产气高峰开始 稳产并出现递减后，利用递减曲线对未来产量进行计算。可用于探 明可采储量的计算，特别是在气井投入开发生产阶段，产量递减法 配合体积法和储层数值模拟法可共同提高储量计算精度。
3.1 煤层气储量分级
2、控制储量
控制储量是在含煤区已钻探评价井，并在单井试气已 获得长期稳定工业性气流后，尚未钻探开发试验井组，未能 真正了解井组面积降压后煤层的产气能力之前计算的储量。 该储量是通过综合勘探已查明构造形态，基本查明煤层 分布、煤层厚度和含气性的变化趋势，已初步获得煤层气藏 类型、煤岩煤质、储层物性等参数，对煤层气藏大小已作出 初步评价的储量。
N A H D C
A——含气面积， m2 ； H——煤层平均厚度，m；
(3-1)
式中：N——煤层气地质储量，m3；
D——煤层平均密度，t/ m3 ；
C——煤层平均含气量， m3 /t。
3.2 煤层气储量计算方法
王星锦等在容积法的基础上，消除煤层灰分、水分对煤层含气 量的影响，考虑煤层气的两种存在状态，对上述公式修改如下：
3.1 煤层气储量分级
探明储量可分为已开发探明储量、未开发探明储量和基 本探明储量。 （1）已开发探明储量 指在现代的技术经济条件下，通过开发方案的实施，已 完成井组和开发设施建设，并已投入开发的储量。该储量是提 供开发分析和管理的依据，新气田在开发井网钻完后，即应计 算已探明储量，并在开发过程中定期复核。
3.1 煤层气储量分级
5、总资源量
煤层气总资源量
含煤盆地
为各级储量与远景资 源量之和。煤层气总 资源量是首先对盆地 内各级储量、资源量 进行计算，然后累加 得到的结果。
单元划分
储量、资源量级别
计算方法
计算单元
参数选取
单元储量、资源量
总资源量 图3-1 煤气层总资源量计算流程图
3.2 煤层气储量计算方法
Hale Waihona Puke Baidu
N A H K1 f 1 Swfi Bgi K2Cgi D1 f a f w
式中：N——煤层气地质储量，m3；
A——含气面积， m2 ； H——煤层平均厚度，m；


(3-2)
fa——煤层平均灰分含量，%； fw——煤层平均水分含量，%； Bgi——气体体积系数，无量纲 K1 、K2——换算系数。
3.2 煤层气储量计算方法
确定地质采收率利用煤层气吸附等温曲线，在估算了煤层
气开采的废弃压力后，在吸附等温线上确定废弃压力条件下煤
层的残余含气量，用总储量扣除残存含气量数值计算的煤层气 储量后与总储量的百分比即为地质采收率。
经济采收率一般通过产量预测和经济评价获得。年净现值
由正值转向负值之前的煤层气累计产量与总资源量之比等于经 济采收率。对于以追求商业利益为目的煤层气开采企业，煤层
3.2 煤层气储量计算方法
（3）资源量的求取步骤
煤层气资源量的科学求取，需要将物质平衡法和容积法结合起 来，通过两组方程的迭代，在计算机上自动完成。具体步骤如下：
(a)给出vb2初始猜测值；
(b)利用公式(3-3)计算平均水饱和度； (c)利用公式(3-4)计算气体因子；
(d)作P/Z*对气体产出量的曲线图；
征和储量相关关系的典型曲线，求得计算区可类比的储量参数，再配合其它
方法进行计算。此方法确定采收率的过程比较简单，结果主要取决于地质资 料的可靠性，以及研究者对研究区和类比区地质条件的认识程度以及研究者 的技术水平和经验，适合在研究程度较高的地区采用。
3.2 煤层气储量计算方法
（4）蒙特卡罗法
蒙特卡罗法又称随机抽样技巧法，被广泛应用于地质、工程等 方面。该方法利用地质参数的抽样序列，得到概率统计模型，最终
的误差较小，且明显优于线性回归预测的结果。
3.2 煤层气储量计算方法
2、可采储量计算方法
煤层气储量是指在现有经济技术条件下能够开采出的那部 分煤层气资源量。因此，煤层气资源量乘以采收率就可求得煤层 气储量，计算公式如（3-6）：
R N Er
式中：N——煤层气地质储量，m3；
（3-6）
R——煤层气可采储量，m3 ；
3.1 煤层气储量分级
远景资源量按照普查程度可分为潜在资源量和推测资源量。
（1）潜在资源量
是根据地质、物化探资料、参数井的煤层厚度、物性、含气 性资料，对具有含气远景的含煤区通过类比法统计计算得出的某 一含气范围内的圈闭资源量。 （2）推测资源量 是根据区域地质资料，与邻区同类型沉积盆地进行类比，结 合盆地初步物化探普查资料或参数井资料确定的含煤面积、煤层 厚度、物性、含气性等资料估算的资源量，或与邻区同类型盆地 资源量相类比，在不同参数条件下，利用概率统计法给出的一个 资源量范围值。