煤层气储层测井评价技术及应用

煤层气储层地球物理测井评价是获取煤层气参数的重要方法。根据沁水盆地柿庄区块煤层气储层的典型地质特征及该区块的测井资料和岩心分析数据,基于体积模型和概率统计模型的分析方法,计算出煤层各组分含量;对大量的测井资料进行统计分析,得出该区煤层煤阶与地层温度相关的结论;基于概率统计模型计算出的煤层组分和实验室岩心解吸测试数据,利用兰氏方程和多元线性回归导出了煤层含气量计算的经验公式,并通过该区的实际资料验证了评价方法的可信度与有效性。     

测井评价煤层气储层的方法探讨

根据煤层气储层实验室分析确定的体积模型（碳、灰分、挥发分、水分）,以测井曲线予以评价。其中以自然伽马测井确定湿灰分,该方法的前提条件是湿分主要是泥质且泥质不具放射性元素;以密度测井与人工伽马测井确定含碳量,并对密度测井作湿分校正;以灰分校正后的密度测井确定饱和水孔隙度;含气量的估算以声波测井和密度测井组成的复合参数ΔT/dDEN来确定,或以视电阻率曲线确定含气量。以某地区2个钻孔为例,讨论了煤层深度、压力等与水分、灰分、含气饱和度、含气量等参数的关系,认为含气量与深度成正比关系。     

煤层煤质和含气量的测井评价方法及其应用

根据辽河油田东部凹陷煤储层的地质特征以及实际煤岩芯分析资料和测井资料,利用回归分析方法得出了计算煤层各组分含量和煤阶的方法;通过分析煤层气特征,利用兰氏方程、吸附等温线和煤层气层中子背景值导出了煤层含气量的计算公式,并通过辽河油田东部凹陷实际煤储层测井资料的处理解释验证了方法的有效性。     

煤层气测井监理要点及方法

煤层气测井质量的好坏直接关联到后续工序能否正常开展,为此要求煤层气测井监理对所测参数曲线具有较强的解读和鉴别能力.然则作为新兴行业,煤层气测井监理尚未形成统一的理论和方法.通过分析打煤孔测井与煤层气测井的共性与差异,认为打煤孔测井监理与煤层气井测井监理的工作方法大相径庭,前者重点在于煤层,后者除要求煤岩解释外更侧重于曲线本身的可信度评价.根据煤层气测井监理的特点,提出了对不同测井曲线进行监理时应重点检查的内容及相应的改进措施.     

沁水盆地南部TS地区煤层气储层测井评价方法

煤层气是一种自生自储于煤岩地层的非常规天然气资源,其储层测井评价内容及方法不同于常规天然气,在煤层气勘探开发过程中更关注于有关煤岩工业分析组分、基质孔隙度、裂缝渗透率及煤层含气量等一系列关键的储层参数。针对沁水盆地南部TS地区煤层气勘探目标层,分析了各种测井响应特征,采用回归分析法计算煤岩工业分析组分;针对煤层气含量影响因素众多且较为复杂的特点,结合相关地区煤岩样品实验分析结果,利用基于等温吸附实验的兰氏煤阶方程估算煤层含气量参数;通过煤岩孔隙结构的分析,采用变骨架密度的密度孔隙度计算公式求取煤岩总孔隙度,利用迭代逼近算法计算裂缝孔隙度;根据煤岩裂缝中面割理发育而端割理不甚发育的特点,以简化的单组系板状裂缝模型计算煤岩裂缝渗透率。通过对TS-A井进行实际计算,结果表明,煤岩工业分析组分和煤层含气量计算结果精度高,总孔隙度一般在5.5%左右,而裂缝孔隙度则大多小于0.5%,裂缝渗透率主要分布在0.001×10-3～10×10-3μm2之间,孔渗参数计算结果与相邻井区现有资料相符。采用测井方法可以快速、系统地对煤层气储层多种参数进行准确评价。     

煤层气储层特性的测井评价

从煤层气储层特性的测井评价现状及实例可以看出,测井资料已能用来精确确定煤层厚度和煤的工业分析值,对煤层气含量,渗透率的估算也已成为可能,测井资料还可用于帮助确定吸附等温线的精度。     

煤层气测井资料解释初探

探讨了用于煤层气测井资料解释的煤层气储层的组成模型。煤层气储层具有双重孔隙结构,因此它可以分成裂隙和含微孔隙的基质两部分。就煤层气储层的组成成分而言,它由有机质、矿物质、水和气四个部分组成。从此组成模型出发,用以“岩心刻度测井”为主的解释方法,对煤层气储层的灰分、含气量和渗透率等储层参数进行了实测解释分析。     

煤层气储层测井评价有关问题的讨论

煤层气的形成和储层的特性决定了煤层气储层评价的一系列关键参数,这些参数可用常规测井方法直接或间接获得。目前常规测井方法包括自然电位、双侧向（或感应）、微电极、补偿密度、自然伽马、声波时差、声波全波列、中子孔隙率以及井径测井等。选用不同测井方法采用线性回归或体积模型等方法,可以获得煤层气储层评价参数。     

测井方法在煤层气勘查中的应用

根据测井原理,利用煤层气测井中各种参数可以确定和评价煤层气及其储层的相关参数,如储存煤层深度、厚度、工业分析、含气量、渗透率、岩石力学性质、储层温度等.对煤层气钻井的固井质量也可以利用声幅测井、声波变密度测井、自然伽马测井、磁定位测井做出可靠的解释.山西某煤层气勘探区测井资料与试井、化验等资料表明,测井数据与化验、试井、排采等数据非常接近,可见利用测井数据成果可为煤层气的勘探与开发提供可靠的理论依据.     

测井解释中煤层含气量评价方法对比研究

随着煤层气勘探的不断深入,对煤层含气量预测精度提出了更高的要求。基于煤层含气量测井响应特征,分析测井参数与含气量的相关性,提出MIV（Mean Impact Value）技术与LSSVM（Least Squares Support Vector Machine）结合的测井参数优选策略,优选最优测井参数作为网络建模的输入自变量组合,通过粒子群算法优化LSSVM网络核心参数,最后构建一套适用于煤层含气量预测的MIV-PSO-LSSVM模型。在此基础上,分别对比分析LSSVM、PSO-LSSVM、MIV-LSSVM和MIV-PSO-LSSVM模型对煤层含气量的预测性能,并与传统多元回归方法进行了对比,利用拟合优度和均方根误差对此5类模型进行评价。结果表明：PSO优化下的LSSVM模型预测精度得到有效提升,结合MIV方法优选测井参数可大幅度改善神经网络建模性能,MIV-PSO-LSSVM模型可实现煤层含气量高精度预测,为煤层气勘探及其储层评价提供新的技术支撑,且本研究的建模策略及思想可广泛应用于其他机器学习建模研究领域。     

深度学习在煤层气测井解释中的应用研究

将常规储层测井解释方法应用于煤层气储层测井解释,其效果存在一定的折扣。为了改善传统方法在煤层气测井解释中出现的问题,将深度学习的思想引入测井解释,提出受限玻尔兹曼机的数量、受限玻尔兹曼机隐含层神经元数量、分类阈值的确定方法,利用深度信念网络进行煤层识别及煤层气含气量的预测。实验结果表明：首先,在交会图法效果不好的情况下,通过深度信念网络进行煤层识别,继而对识别结果进行适当校正,煤层识别成功率可达到90%以上;其次,经过多种方法的对比,利用深度信念网络进行煤层气含气量预测的效果,要好于BP神经网络、多元回归统计以及Langmuir方程三种方法。深度学习改进了传统的BP神经网络,具备更强的复杂函数泛化能力,适用于煤层气测井解释,并具有进一步的推广价值。     

煤层气储层评价方法的选择

为了提高煤层气储层评价工作的效率,在总结前人对煤层气储层评价工作的基础上,根据煤层气储层评价的工作任务、评价流程的特点,分析了目前对煤层气储层评价所用的方法和手段各自的特点;从数据采集、评价指标体系的建立和评价计算方法的选择3个方面,分析了对评价的准确度、精确度、可信度的影响程度。认为目前计算机技术的应用已很深入,煤层气储层评价方法可以根据评价工作目标选择更加简单的方法,并且可以使得煤层气储层评价结果可视化程度大大提高。同时,利用同一组数据计算、对比了一般综合评价方法与熵权法的分析过程和结果的差异。     

煤层气储层评价方法的选择

为了提高煤层气储层评价工作的效率,在总结前人对煤层气储层评价工作的基础上,根据煤层气储层评价的工作任务、评价流程的特点,分析了目前对煤层气储层评价所用的方法和手段各自的特点;从数据采集、评价指标体系的建立和评价计算方法的选择3个方面,分析了对评价的准确度、精确度、可信度的影响程度。认为目前计算机技术的应用已很深入,煤层气储层评价方法可以根据评价工作目标选择更加简单的方法,并且可以使得煤层气储层评价结果可视化程度大大提高。同时,利用同一组数据计算、对比了一般综合评价方法与熵权法的分析过程和结果的差异。     

微生物提高煤层气产量模拟实验研究

为解决微生物对煤层产气量的影响,通过对不同煤阶煤岩进行生物气模拟实验发现,在实验室条件下煤中微生物能利用自身物质进行生物产气。通过设置不同温度实验发现,在35℃条件下产气量要大于15℃时的产气量,说明35℃的温度更适合微生物利用煤样产气。在进行定量实验后发现,在添加外源营养物质或外源菌类的条件下能提高煤的产气量。在添加外源菌种的条件下,增产比例可达115%,而通过添加营养物质增产比例可达144%。     

煤层气井评价指标体系及评价方法

煤层气井产量受控因素较多,经济上存在着较大的风险性。通过分析煤层气井产量的影响因素,优化出13项评价指标,把定性和定量指标进行标准化处理,建立了指标体系。合理设计递阶结构模型,采用层次分析法进行定量评价,形成了一套完善的煤层气井评价方法和体系。通过晋城、韩城矿区实际资料的应用,效果良好,为煤层气高产井的部署和实施提供了依据。     

煤层气地质学新进展

自20世纪80年代以来,我国的煤层气勘探取得了突破性进展。在沁水盆地南部获得了可观的煤层气地质储量;河东煤田的煤层气勘探也取得了重大进展。煤层气地质学研究取得了明显进展:a 煤储层岩石物理研究取得重要进展;b 提出了煤层气藏的概念并依据我国的煤层气地质条件识别出几种主要煤层气藏类型;c 深化了对煤层气藏封闭保存条件的认识,充分认识到煤层气耗散对煤层气封闭保存的重要影响。d 对高煤阶煤层气藏研究有了突破性进展,突破了无烟煤勘探煤层气的禁区,获得了可观的煤层气地质储量;e 强化了低煤阶煤层气藏的研究;f深化了对煤层气藏不均一性的认识,初步揭示了煤层气藏不均一性的产生原因及其分布规律。     

中国煤层气选区评价标准探讨

煤层气选区评价关系到勘探的成功与否,是煤层气勘探研究最基础的工作。近年国内外煤层气成藏理论、开发技术的快速发展,使得低煤阶气藏、连续薄层气藏、高煤阶低渗气藏等都获得成功开发,大大拓宽了煤层气的开发领域。此前国内在中煤阶成藏优势论基础上建立的选区标准已不适合当前的要求。根据当前存在的问题,结合煤层气成藏类型、地质特点和技术现状。对中国煤层气勘探选区评价标准进行了研究,试图建立一套煤层气选区评价标准,以期对国内煤层气选区评价工作提供借鉴。     

论深部煤层气基本地质问题

我国深部(以下均指埋深大于2 000 m)煤层气资源丰富,勘探开发潜力巨大。与中浅部相比,深部煤层气在富集成藏规律与开发方式方面均具有显著的差异性,急需针对重点区块开展解剖性分析研究。神木–佳县区块位于鄂尔多斯盆地东北部,目前尚处于深部煤层气勘探的起步阶段,深部煤层气富集特征及开发潜力等尚不明确。基于研究区近期实施的地震资料、300余口井的测井资料和4口取心井的参数资料等,系统分析煤储层基础地质特征,总结煤层气富集主控因素与富集规律,类比剖析研究区深部煤层气勘探开发潜力。研究区深8号煤的镜质体反射率介于0.7%~1.8%,大部分区域煤层演化已处于热解生气高峰,区域上煤层净煤厚度高达7~8 m,煤层发育稳定,构造相对简单、水动力封闭性较强、顶底板封盖条件较好,为煤层气大面积连续成藏提供了优越条件,其中佳县南区的煤层气资源条件最好。与鄂尔多斯盆地东部其他区块深部煤层相比,研究区煤层中游离气占比明显更高(15.21%~46.47%),煤层中吸附气主要受吸附压力封存控制,而游离气受毛管力封闭与浮力重力分异双重控制,两种封存机制共同决定了深部煤层含气量的垂向分带与平面分区,以佳县南部为例总结了吸附气吸附压力主控、游离气毛管压力封闭与重力分异耦合控制的典型深部煤层气富集模式。与临兴区块和大宁–吉县区块类比分析结果表明,神木–佳县区块具有较好的煤层气资源基础、储层改造条件和高产潜力,预示了此区块深部煤层气规模化开发的美好前景。此外,大宁–吉县区块深部属典型的高煤阶煤,而神木–佳县深部为中煤阶煤,因此,该研究认识进一步丰富完善了深部煤层气富集理论,对于全国深部煤层气勘探开发实践有重要指示意义。