煤儲(chǔ)層表征與評(píng)價(jià)的巖、電、震方法

煤儲(chǔ)層表征與評(píng)價(jià)的

巖、電、震方法

LearnMore匯報(bào)提綱煤巖的評(píng)價(jià)參數(shù)煤巖的測(cè)井評(píng)價(jià)方法煤巖的地震評(píng)價(jià)方法煤巖學(xué)評(píng)價(jià)方法煤巖的表征特征1）煤儲(chǔ)層表征主要成果認(rèn)識(shí)2）文章框架結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)步驟煤的演化特征：自晚古生代至第三紀(jì)，我國(guó)各時(shí)代各地區(qū)煤的煤化程度大致表現(xiàn)為：（1）一般含煤地層的地質(zhì)時(shí)代越老，煤的煤化程度越高；（2）總的看來(lái)分布在華南地區(qū)的晚古生代煤的煤化程度高于華北地區(qū)晚古生代煤的煤化程度；（3）早、中侏羅世煤的煤化程度在太行山以東的華北地區(qū)的東部，一般高于太行山以西的華北地區(qū)的西部和西北地區(qū)；（4）分布在我國(guó)東北和內(nèi)蒙古東部的晚侏羅世—早白堊石的煤，其煤化成都是大興安嶺以東，高于大興安嶺以西；（5）第三紀(jì)煤的煤化程度普遍比較低，主要為褐煤，僅在瀕太平洋西岸的少數(shù)煤田或礦區(qū)為低煤級(jí)煙煤。煤的演化特征表征特征分析煤體的結(jié)構(gòu)分類表征特征分析宏觀煤巖劃分表征特征分析宏觀煤巖劃分表征特征分析煤儲(chǔ)層孔隙與裂縫特征表征特征分析(據(jù)Warrenh等建立的幾何模型修改)孔隙的類型及特征表征特征分析(據(jù)蘇現(xiàn)波，2001)煤中裂隙分類表征特征分析（據(jù)蘇現(xiàn)波，2001修改）割理是煤在煤化作用過(guò)程中，因水分、烴類及其他氣體逸失產(chǎn)生的收縮內(nèi)應(yīng)力而形成，古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)對(duì)割理延伸方向起控制作用，成煤后的構(gòu)造變動(dòng)對(duì)割理起改造作用，甚至與構(gòu)造裂隙混成一體。割理成因及級(jí)別劃分表征特征分析（據(jù)蘇現(xiàn)波，2001修改）煤層氣聚集因素分類表表征特征分析評(píng)價(jià)參數(shù)框架圖評(píng)價(jià)參數(shù)對(duì)比項(xiàng)目常規(guī)砂巖儲(chǔ)層煤儲(chǔ)層儲(chǔ)層巖性礦物質(zhì)有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)能力無(wú)有氣源外源本層儲(chǔ)氣方式圈閉吸附為主儲(chǔ)氣能力較低較高孔隙度好和很好的為15%~25%，中等為10%~15%，差的為5%~10%除最低煤階煤外一半小于10%孔隙大小大小不等多為中孔和微孔，為微毛細(xì)管孔隙范圍孔隙結(jié)構(gòu)單孔隙結(jié)構(gòu)或雙重孔隙結(jié)構(gòu)雙重孔隙結(jié)構(gòu)裂隙發(fā)育或不發(fā)育有獨(dú)特的隔離裂隙系統(tǒng)滲透性高低不等；巖心測(cè)定滲透率；對(duì)應(yīng)力很不敏感；開(kāi)采過(guò)程穩(wěn)定一般低于；求滲透率不能單靠巖心測(cè)定；對(duì)應(yīng)力很敏感；隨開(kāi)采時(shí)間變長(zhǎng)有變好的趨勢(shì)；強(qiáng)烈的非均值性毛管壓力可成為油氣排出的動(dòng)力或阻力微毛細(xì)管發(fā)育，使水的相對(duì)滲透率急劇下降，使煤保存較高的束縛水飽和度，使氣體的相對(duì)滲透率保持在較低水平比面一般砂巖約為1克煤的內(nèi)表面積可達(dá)100-400煤儲(chǔ)層與常規(guī)砂巖儲(chǔ)層的對(duì)比評(píng)價(jià)參數(shù)儲(chǔ)量估算可用孔隙體積法孔隙體積法不適用開(kāi)采范圍圈閉以內(nèi)較大的面積連片開(kāi)采井距大小斷裂斷層可起圈閉作用斷裂可起聯(lián)通作用，提高滲透率儲(chǔ)層中的水推進(jìn)氣的產(chǎn)出，無(wú)需先排水阻礙氣的產(chǎn)出要先排水產(chǎn)氣量高低儲(chǔ)層壓力產(chǎn)氣動(dòng)力，同樣的降壓采出量小儲(chǔ)層降壓才能產(chǎn)氣，同樣的壓降采出量大生產(chǎn)曲線下降曲線負(fù)下降曲線，產(chǎn)氣量先上升，達(dá)到高峰后緩慢下降，持續(xù)很長(zhǎng)的開(kāi)采期機(jī)械性質(zhì)膠結(jié)好，較致密，彈性模量比煤高，泊松比比煤低易碎，易受壓縮，彈性模量比砂巖頁(yè)巖低，泊松比比砂巖頁(yè)巖高壓裂低滲透儲(chǔ)層才需壓裂，容易產(chǎn)生新的裂縫，處理壓力相對(duì)較低一般需要壓裂，壓裂后使原有裂縫變寬，處理壓力高，壓裂液漏失量大井間干擾鄰井注水可保持壓力、達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)通過(guò)鄰井排水加速壓力均衡下降，產(chǎn)出更多的氣井孔穩(wěn)定性好差，易坍塌，易堵塞泥漿水泥對(duì)儲(chǔ)層的侵害相對(duì)弱嚴(yán)重，應(yīng)盡力避免煤儲(chǔ)層與常規(guī)砂巖儲(chǔ)層的對(duì)比評(píng)價(jià)參數(shù)評(píng)價(jià)參數(shù)影響因素作用效果研究方法優(yōu)選方案煤儲(chǔ)層物性特征評(píng)價(jià)滲透率構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)、煤層埋深、厚度、壓力、結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)特征、煤級(jí)運(yùn)移產(chǎn)出性能試井分析、煤巖心分析高滲透率孔隙度煤化程度、顯微組分、礦物含量、煤體結(jié)構(gòu)、斷裂吸附孔隙影響吸附解析、滲流孔隙影響解析、擴(kuò)散和滲流形貌觀測(cè)、壓汞法、氮孔隙度法、汞孔隙度法高孔隙度外生裂隙褶皺或斷層滲透率煤礦巷道或掘進(jìn)面進(jìn)行實(shí)際觀察描述網(wǎng)狀裂隙、低充填、高載體比例割理煤巖組分、煤化程度對(duì)煤層滲透率貢獻(xiàn)最大對(duì)巖心樣或煤礦新鮮面樣進(jìn)行煤巖描述高密度，網(wǎng)狀割理微裂隙構(gòu)造作用溝通孔隙與宏觀裂隙的橋梁熒光顯微鏡適中煤儲(chǔ)層儲(chǔ)集特征評(píng)價(jià)含氣量物質(zhì)組成、煤級(jí)、蓋層條件、構(gòu)造發(fā)育、水文地質(zhì)條件儲(chǔ)層基本評(píng)價(jià)參數(shù)鉆井現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室的巖心罐解吸高含氣量?jī)?chǔ)層壓力埋深、流體壓力影響含氣量、賦存狀態(tài)、滲透率試井高壓區(qū)吸附能力比表面積、物質(zhì)組成、煤階、水分、粒度、溫度吸附能力影響儲(chǔ)能，解析能力影響產(chǎn)能鉆孔煤心分析適中煤儲(chǔ)層物性和儲(chǔ)集特征評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)參數(shù)評(píng)價(jià)參數(shù)影響因素作用效果研究方法優(yōu)選方案煤儲(chǔ)層煤地質(zhì)特征評(píng)價(jià)宏觀煤巖沉積環(huán)境間接影響儲(chǔ)集層物理儲(chǔ)集性質(zhì)，影響開(kāi)發(fā)方案生產(chǎn)礦井煤體結(jié)構(gòu)編錄、鉆孔煤芯描述光亮煤煤體結(jié)構(gòu)本身性質(zhì)及構(gòu)造破壞程度影響滲透率生產(chǎn)礦井煤體結(jié)構(gòu)編錄、鉆孔煤芯描述碎裂煤及原生結(jié)構(gòu)煤煤的顯微組分沉積物源影響生氣量及吸附量影響生氣量及吸附量高鏡質(zhì)組煤儲(chǔ)層宏觀影響參數(shù)評(píng)價(jià)埋深形成時(shí)代及構(gòu)造增大壓力，利于儲(chǔ)存適度埋深構(gòu)造區(qū)域地質(zhì)應(yīng)力及地質(zhì)事件滲透能力，富氣區(qū)位置低滲：向斜軸部；高滲：構(gòu)造高點(diǎn)蓋層有效性蓋層巖性、韌性、厚度橫向連續(xù)性、埋深儲(chǔ)氣量及儲(chǔ)層壓力較厚蓋層煤儲(chǔ)層地質(zhì)特征和宏觀影響因素評(píng)價(jià)參數(shù)

顯微煤巖性評(píng)價(jià)方法煤巖學(xué)評(píng)價(jià)方法割理裂隙微裂隙掃描電鏡法低溫氮吸附特征

煤巖學(xué)評(píng)價(jià)方法典型低溫氮吸附等溫線和孔徑分布曲線（據(jù)戚靈靈，2012）壓汞微觀空隙結(jié)構(gòu)

煤巖學(xué)評(píng)價(jià)方法典型壓汞曲線特征圖（據(jù)孫晗森，2010）（1）孔隙型壓汞曲線（2）裂隙-孔隙型壓汞曲線測(cè)井在煤儲(chǔ)層中的應(yīng)用

測(cè)井評(píng)價(jià)方法一般而言，煤層具有“低密度、低自然伽馬、高聲波時(shí)差、高中子孔隙度和高電阻率(低阻無(wú)煙煤除外)”等特點(diǎn)。目前，煤的工業(yè)分析主要采用巖心測(cè)試和測(cè)井評(píng)價(jià)方法。測(cè)井評(píng)價(jià)又有兩種途徑：根據(jù)密度測(cè)井與灰分、揮發(fā)分、固定碳和水分作相關(guān)分析；根據(jù)體積模型，利用多種測(cè)井信息綜合確定。煤階的確定可通過(guò)不同煤階與測(cè)井信息的相關(guān)分析進(jìn)行，或利用測(cè)井信息計(jì)算出含碳量、揮發(fā)分和鏡煤反射率等之后，再確定煤階。煤儲(chǔ)層的裂縫孔隙度可由雙側(cè)向測(cè)井資料計(jì)算得到；煤儲(chǔ)層的滲透率可通過(guò)ML、SP、FMS及AC測(cè)井計(jì)算獲得。1煤層識(shí)別和煤層定厚2煤的工業(yè)分析和煤階確定3煤儲(chǔ)層的裂縫孔隙度計(jì)算和滲透率評(píng)價(jià)測(cè)井在煤儲(chǔ)層中的應(yīng)用

測(cè)井評(píng)價(jià)方法

煤層氣含量評(píng)價(jià)的方法主要有直接法和間接法。煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量的計(jì)算，主要采用吸附氣儲(chǔ)量計(jì)算公式和游離氣儲(chǔ)量計(jì)算公式。利用測(cè)井資料定量計(jì)算煤層氣含量的方法主要有密度測(cè)井計(jì)算法和Langmuir公式計(jì)算法。一般，常用密度測(cè)井法計(jì)算煤層氣含氣量。利用聲波全波列測(cè)井得到的縱橫波時(shí)差和地層體積密度可以估算彈性模量、剪切模量、泊松比等模量。根據(jù)地應(yīng)力分布規(guī)律和對(duì)影響它的諸多因素的分析，利用測(cè)井等資料建立地應(yīng)力計(jì)算的半經(jīng)驗(yàn)公式模型，確定模式中的各參數(shù)，計(jì)算地層的應(yīng)力數(shù)據(jù)，得到沿深度連續(xù)分布的地應(yīng)力剖面，再用實(shí)測(cè)或其它方法確定的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)、校正應(yīng)力計(jì)算結(jié)果。4煤層氣含量評(píng)價(jià)及儲(chǔ)量計(jì)算5彈性特性及地應(yīng)力分析實(shí)例分析

測(cè)井評(píng)價(jià)方法實(shí)例分析據(jù)黃兆輝，2012測(cè)井在煤儲(chǔ)層中的應(yīng)用

測(cè)井評(píng)價(jià)方法主要是指劃分煤層（識(shí)別煤層、確定煤層的深度、厚度）、巖性劃分、煤層及其他地層在橫向的分布規(guī)律測(cè)井曲線進(jìn)行井間地層對(duì)比是依據(jù)巖性標(biāo)志層的測(cè)井響應(yīng)特征和同層段曲線的相似性。在鑒定沉積環(huán)境中，巖石的粒度、分選性、泥質(zhì)含量、垂向沉積序列、砂體的形態(tài)及分布等,都是重要的成因標(biāo)志。自然伽馬、自然電位、電阻率等測(cè)井曲線可以反映巖石的粒度、分選性、泥質(zhì)含量、垂向沉積序列,通過(guò)地層對(duì)比還能了解砂體的形態(tài)及分布等。6地層對(duì)比7沉積環(huán)境分析實(shí)例分析

測(cè)井評(píng)價(jià)方法總孔隙度的計(jì)算公式：（1）密度孔隙度計(jì)算公式：

（2）中子孔隙度計(jì)算公式：

（3）聲波孔隙度計(jì)算公式：

實(shí)例分析

測(cè)井評(píng)價(jià)方法煤巖滲透率計(jì)算公式：（1）計(jì)算煤巖裂縫的寬度

（2）計(jì)算煤巖的滲透率煤儲(chǔ)層的地震勘探方法

地震評(píng)價(jià)方法一、波阻抗反演二、地震屬性與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三、利用AVO技術(shù)的煤層氣富集區(qū)識(shí)別方式四、利用AVO技術(shù)檢測(cè)煤儲(chǔ)層裂縫波阻抗反演對(duì)于煤儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)

地震評(píng)價(jià)方法三維地震資料雖然橫向連續(xù)性好，但是垂向分辨率還達(dá)不到解決煤厚的要求；測(cè)井資料雖然垂向分辨率高但因?yàn)殂@孔數(shù)目的限制，煤儲(chǔ)層的橫向連續(xù)性又得不到保證。利用波阻抗反演對(duì)煤層厚度進(jìn)行解釋，既結(jié)合了地震資料與測(cè)井資料的優(yōu)點(diǎn)又互相彌補(bǔ)了不足。波阻抗反演對(duì)于煤儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)

地震評(píng)價(jià)方法三維地震資料雖然橫向連續(xù)性好，但是垂向分辨率還達(dá)不到解決煤厚的要求；測(cè)井資料雖然垂向分辨率高但因?yàn)殂@孔數(shù)目的限制，煤儲(chǔ)層的橫向連續(xù)性又得不到保證。利用波阻抗反演對(duì)煤層厚度進(jìn)行解釋，既結(jié)合了地震資料與測(cè)井資料的優(yōu)點(diǎn)又互相彌補(bǔ)了不足。煤儲(chǔ)層的正演模型建立

地震評(píng)價(jià)方法此針對(duì)文獻(xiàn)研究區(qū)地層物性參數(shù)建立圖1所示的0—30道楔狀煤層模型（對(duì)應(yīng)0m—30m），并計(jì)算出相應(yīng)的地層反射系數(shù)。圖2是采用0相位50Hz的Ricker地震子波與地層反射系數(shù)進(jìn)行褶積得到的地震響應(yīng)。正演模型建立正演結(jié)果(據(jù)索重輝，2011年)地震屬性聚類分析與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)地震評(píng)價(jià)方法該方法是仿生學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方法的優(yōu)化應(yīng)用。在利用多參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)層油氣預(yù)測(cè)時(shí)，并不是使用的特征越多越好，最佳特征的維數(shù)取決于實(shí)際問(wèn)題的預(yù)測(cè)效果。這里運(yùn)用聚類分析法優(yōu)選地震特征參數(shù)，將距離較遠(yuǎn)或相似系數(shù)低的特征參數(shù)聚為一類，用來(lái)對(duì)未知樣本進(jìn)行地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作流程圖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(據(jù)Yu,J)雙地震屬性的回歸計(jì)算方法振幅屬性視時(shí)差屬性疊合回歸屬性(據(jù)張素新，2000年)

AVO屬性的煤層氣富集區(qū)域識(shí)別方法

地震評(píng)價(jià)方法最大振幅屬性厚度預(yù)測(cè)視時(shí)差屬性厚度預(yù)測(cè)回歸屬性厚度預(yù)測(cè)AVO技術(shù)煤層氣富集區(qū)域識(shí)別方法地震評(píng)價(jià)方法理論：煤層含氣量的多少將造成其地球物理特性的差異，會(huì)產(chǎn)生不同的AVO地震響應(yīng)。彈性參數(shù)與含氣量的關(guān)系通過(guò)AVO異常判斷含氣性（據(jù)DOMENICOSN，1974）

AVO技術(shù)對(duì)于煤層裂縫的檢測(cè)

地震評(píng)價(jià)方法由于砂巖裂隙導(dǎo)致了地震波場(chǎng)的各向異性縱波反射系數(shù)隨方位角的改變出現(xiàn)周期性變化（據(jù)李國(guó)發(fā)，2005）

AVO技術(shù)對(duì)于煤層裂縫的檢測(cè)

地震評(píng)價(jià)方法ψsym指出了裂隙的走向方向，而B(niǎo)/A可以作為裂隙密度的相對(duì)量度。結(jié)論（1）、目前國(guó)內(nèi)外煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)所需的參數(shù)主要包括7大類49項(xiàng)參數(shù)，依據(jù)煤巖參數(shù)、儲(chǔ)層條件及儲(chǔ)集特性參數(shù)、物性參數(shù)等3大類12項(xiàng)參數(shù)的特征提出了煤層氣儲(chǔ)層參數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。（2）、煤儲(chǔ)層孔隙—裂隙系統(tǒng)是煤儲(chǔ)層研究的主要內(nèi)容之一，包括孔隙—裂隙系統(tǒng)的類型、分布、展布方向、幾何形態(tài)、組合關(guān)系、連通性、開(kāi)放性及其對(duì)煤儲(chǔ)層吸、脫附特性和滲透率的影響。（3）、煤層氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)要素可總結(jié)為煤儲(chǔ)層的物性特征評(píng)價(jià)、煤儲(chǔ)層儲(chǔ)集特征評(píng)價(jià)和煤儲(chǔ)層的煤地質(zhì)學(xué)特征評(píng)價(jià)、煤儲(chǔ)層宏觀影響參數(shù)評(píng)價(jià)四個(gè)方面。煤儲(chǔ)層物性特征主要包括孔隙度、滲透率以及各級(jí)別的裂隙和割理的發(fā)育特征；煤地質(zhì)學(xué)特征,包括煤的巖石學(xué)特征(宏觀煤巖特征和煤巖組成特征)及煤的物理-機(jī)械特征(如煤體結(jié)構(gòu))和煤級(jí)等；宏觀影響參數(shù)評(píng)價(jià)主要有儲(chǔ)層埋深、構(gòu)造、厚度及水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)。結(jié)論（4）、煤的組分是復(fù)雜的,工業(yè)上一般把煤分成水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳4部分。目前利用測(cè)井資料計(jì)算煤組分主要有體積模型法和概率統(tǒng)計(jì)法；評(píng)價(jià)煤層的煤階最常用的參數(shù)是鏡煤反射率Ro。（5）、煤層具有“低密度、低自然伽馬、高聲波時(shí)差、高中子孔隙度和高電阻率(低阻無(wú)煙煤除外)”等特點(diǎn)，孔隙結(jié)構(gòu)屬“裂縫-孔隙”雙孔隙結(jié)構(gòu)類型，具有低孔低滲特征。其裂縫孔隙度可由雙側(cè)向測(cè)井資料計(jì)算得到；滲透率可通過(guò)ML、SP、FMS及AC測(cè)井計(jì)算獲得。利用密度測(cè)井計(jì)算法和Langmuir公式計(jì)算法可計(jì)算煤層氣含量。（6）、煤儲(chǔ)層的地震性分析只要包括正演模擬，反演模擬，地震動(dòng)力學(xué)屬