煤儲層表征與評價的巖、電、震方法

煤儲層表征與評價的

巖、電、震方法

LearnMore匯報提綱煤巖的評價參數(shù)煤巖的測井評價方法煤巖的地震評價方法煤巖學(xué)評價方法煤巖的表征特征1）煤儲層表征主要成果認識2）文章框架結(jié)構(gòu)評價步驟煤的演化特征：自晚古生代至第三紀，我國各時代各地區(qū)煤的煤化程度大致表現(xiàn)為：（1）一般含煤地層的地質(zhì)時代越老，煤的煤化程度越高；（2）總的看來分布在華南地區(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)力場對割理延伸方向起控制作用，成煤后的構(gòu)造變動對割理起改造作用，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價參數(shù)框架圖評價參數(shù)對比項目常規(guī)砂巖儲層煤儲層儲層巖性礦物質(zhì)有機質(zhì)生產(chǎn)能力無有氣源外源本層儲氣方式圈閉吸附為主儲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)育有獨特的隔離裂隙系統(tǒng)滲透性高低不等；巖心測定滲透率；對應(yīng)力很不敏感；開采過程穩(wěn)定一般低于；求滲透率不能單靠巖心測定；對應(yīng)力很敏感；隨開采時間變長有變好的趨勢；強烈的非均值性毛管壓力可成為油氣排出的動力或阻力微毛細管發(fā)育，使水的相對滲透率急劇下降，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100-400煤儲層與常規(guī)砂巖儲層的對比評價參數(shù)儲量估算可用孔隙體積法孔隙體積法不適用開采范圍圈閉以內(nèi)較大的面積連片開采井距大小斷裂斷層可起圈閉作用斷裂可起聯(lián)通作用，提高滲透率儲層中的水推進氣的產(chǎn)出，無需先排水阻礙氣的產(chǎn)出要先排水產(chǎn)氣量高低儲層壓力產(chǎn)氣動力，同樣的降壓采出量小儲層降壓才能產(chǎn)氣，同樣的壓降采出量大生產(chǎn)曲線下降曲線負下降曲線，產(chǎn)氣量先上升，達到高峰后緩慢下降，持續(xù)很長的開采期機械性質(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，彈性模量比砂巖頁巖低，泊松比比砂巖頁巖高壓裂低滲透儲層才需壓裂，容易產(chǎn)生新的裂縫，處理壓力相對較低一般需要壓裂，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、達到穩(wěn)產(chǎn)通過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，易堵塞泥漿水泥對儲層的侵害相對弱嚴重，應(yīng)盡力避免煤儲層與常規(guī)砂巖儲層的對比評價參數(shù)評價參數(shù)影響因素作用效果研究方法優(yōu)選方案煤儲層物性特征評價滲透率構(gòu)造應(yīng)力場、煤層埋深、厚度、壓力、結(jié)構(gòu)、煤質(zhì)特征、煤級運移產(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、擴散和滲流形貌觀測、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面進行實際觀察描述網(wǎng)狀裂隙、低充填、高載體比例割理煤巖組分、煤化程度對煤層滲透率貢獻最大對巖心樣或煤礦新鮮面樣進行煤巖描述高密度，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層儲集特征評價含氣量物質(zhì)組成、煤級、蓋層條件、構(gòu)造發(fā)育、水文地質(zhì)條件儲層基本評價參數(shù)鉆井現(xiàn)場和實驗室的巖心罐解吸高含氣量儲層壓力埋深、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能，解析能力影響產(chǎn)能鉆孔煤心分析適中煤儲層物性和儲集特征評價評價參數(shù)評價參數(shù)影響因素作用效果研究方法優(yōu)選方案煤儲層煤地質(zhì)特征評價宏觀煤巖沉積環(huán)境間接影響儲集層物理儲集性質(zhì)，影響開發(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)組煤儲層宏觀影響參數(shù)評價埋深形成時代及構(gòu)造增大壓力，利于儲存適度埋深構(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)造高點蓋層有效性蓋層巖性、韌性、厚度橫向連續(xù)性、埋深儲氣量及儲層壓力較厚蓋層煤儲層地質(zhì)特征和宏觀影響因素評價參數(shù)

顯微煤巖性評價方法煤巖學(xué)評價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)評價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)評價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-孔隙型壓汞曲線測井在煤儲層中的應(yīng)用

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

測井評價方法

煤層氣含量評價的方法主要有直接法和間接法。煤層氣地質(zhì)儲量的計算，主要采用吸附氣儲量計算公式和游離氣儲量計算公式。利用測井資料定量計算煤層氣含量的方法主要有密度測井計算法和Langmuir公式計算法。一般，常用密度測井法計算煤層氣含氣量。利用聲波全波列測井得到的縱橫波時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)律和對影響它的諸多因素的分析，利用測井等資料建立地應(yīng)力計算的半經(jīng)驗公式模型，確定模式中的各參數(shù)，計算地層的應(yīng)力數(shù)據(jù)，得到沿深度連續(xù)分布的地應(yīng)力剖面，再用實測或其它方法確定的數(shù)據(jù)檢驗、校正應(yīng)力計算結(jié)果。4煤層氣含量評價及儲量計算5彈性特性及地應(yīng)力分析實例分析

測井評價方法實例分析據(jù)黃兆輝，2012測井在煤儲層中的應(yīng)用

測井評價方法主要是指劃分煤層（識別煤層、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)律測井曲線進行井間地層對比是依據(jù)巖性標志層的測井響應(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,都是重要的成因標志。自然伽馬、自然電位、電阻率等測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,通過地層對比還能了解砂體的形態(tài)及分布等。6地層對比7沉積環(huán)境分析實例分析

測井評價方法總孔隙度的計算公式：（1）密度孔隙度計算公式：

（2）中子孔隙度計算公式：

（3）聲波孔隙度計算公式：

實例分析

測井評價方法煤巖滲透率計算公式：（1）計算煤巖裂縫的寬度

（2）計算煤巖的滲透率煤儲層的地震勘探方法

地震評價方法一、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)識別方式四、利用AVO技術(shù)檢測煤儲層裂縫波阻抗反演對于煤儲層的預(yù)測

地震評價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不到解決煤厚的要求；測井資料雖然垂向分辨率高但因為鉆孔數(shù)目的限制，煤儲層的橫向連續(xù)性又得不到保證。利用波阻抗反演對煤層厚度進行解釋，既結(jié)合了地震資料與測井資料的優(yōu)點又互相彌補了不足。波阻抗反演對于煤儲層的預(yù)測

地震評價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不到解決煤厚的要求；測井資料雖然垂向分辨率高但因為鉆孔數(shù)目的限制，煤儲層的橫向連續(xù)性又得不到保證。利用波阻抗反演對煤層厚度進行解釋，既結(jié)合了地震資料與測井資料的優(yōu)點又互相彌補了不足。煤儲層的正演模型建立

地震評價方法此針對文獻研究區(qū)地層物性參數(shù)建立圖1所示的0—30道楔狀煤層模型（對應(yīng)0m—30m），并計算出相應(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)地震評價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)進行儲層油氣預(yù)測時，并不是使用的特征越多越好，最佳特征的維數(shù)取決于實際問題的預(yù)測效果。這里運用聚類分析法優(yōu)選地震特征參數(shù)，將距離較遠或相似系數(shù)低的特征參數(shù)聚為一類，用來對未知樣本進行地震儲層預(yù)測。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作流程圖網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)(據(jù)Yu,J)雙地震屬性的回歸計算方法振幅屬性視時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)域識別方法

地震評價方法最大振幅屬性厚度預(yù)測視時差屬性厚度預(yù)測回歸屬性厚度預(yù)測AVO技術(shù)煤層氣富集區(qū)域識別方法地震評價方法理論：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AVO異常判斷含氣性（據(jù)DOMENICOSN，1974）

AVO技術(shù)對于煤層裂縫的檢測

地震評價方法由于砂巖裂隙導(dǎo)致了地震波場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)李國發(fā)，2005）

AVO技術(shù)對于煤層裂縫的檢測

地震評價方法ψsym指出了裂隙的走向方向，而B/A可以作為裂隙密度的相對量度。結(jié)論（1）、目前國內(nèi)外煤層氣儲層評價所需的參數(shù)主要包括7大類49項參數(shù)，依據(jù)煤巖參數(shù)、儲層條件及儲集特性參數(shù)、物性參數(shù)等3大類12項參數(shù)的特征提出了煤層氣儲層參數(shù)評價標準。（2）、煤儲層孔隙—裂隙系統(tǒng)是煤儲層研究的主要內(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、開放性及其對煤儲層吸、脫附特性和滲透率的影響。（3）、煤層氣儲層評價要素可總結(jié)為煤儲層的物性特征評價、煤儲層儲集特征評價和煤儲層的煤地質(zhì)學(xué)特征評價、煤儲層宏觀影響參數(shù)評價四個方面。煤儲層物性特征主要包括孔隙度、滲透率以及各級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-機械特征(如煤體結(jié)構(gòu))和煤級等；宏觀影響參數(shù)評價主要有儲層埋深、構(gòu)造、厚度及水文地質(zhì)條件評價。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。目前利用測井資料計算煤組分主要有體積模型法和概率統(tǒng)計法；評價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、高聲波時差、高中子孔隙度和高電阻率(低阻無煙煤除外)”等特點，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)向測井資料計算得到；滲透率可通過ML、SP、FMS及AC測井計算獲得。利用密度測井計算法和Langmuir公式計算法可計算煤層氣含量。（6）、煤儲層的地震性分析只要包括正演模擬，反演模擬，地震動力學(xué)屬