煤层气综合地质评价.pptx

1、煤层气综合地质评价,煤层气勘探开发程序,收集资料地质调查,做好气田产能规划,资源分布初步评价,明确目的层区域分布,搞清区域构造格局,煤层气地质条件分析,控气、成藏条件分析,最佳区块评价优选,明确目的层基本参数,取全取准原始资料,求准单井产能渗透性,含气性和含煤性分析,明确沉积、构造特征,提交控制储量 报告,3 4 千米资料井网,编制控制储量图件,求取面积降压产能,提交探明储量报告,编制开发初步 方案,气藏钻采地面经济报告,开发阶段,勘探阶段,勘探研究阶段,风险概率和 系统论 层次结构递 阶优选,基于成藏 动力学的 选区方法,认识深化过程： 单因素机械叠加多因素分级综合评价 地质表象罗列控气动力

2、学条件分析,地质选区方法及其历史演变,单因素及其叠加 地质描述，或综合表格,美国(80年代),煤层原位含气量: 250ft3/t(约7m3/t) 煤层原位渗透率: 1md；煤层裂隙较为发育 煤层单层厚度: 39ft(约0.92.7m) 煤级: 气煤焦煤(0.7%1.6Romax) 稳定地块内相对活动带，区域异常古热场影响 煤储层封盖条件良好,中国煤田地质总局(1995),含煤面积：200km2 煤层总厚度: 5m，侧向连续性好 煤层原位含气量: 8m3/t 煤层气原地资源量：100500亿m3，埋深1500m以浅 与终端用户距离：100km2,经验(地质描述)法,综合评价标准(表格)法,如：华

3、北石油地质局，八五科技攻关,Regional geology Coal bearing aspectscontinuous coal distribution (both vertical and horizontal direction)300+ m deep coal seam thickness (total, layers, and effective thickness) 5 m thick coal reserve200+ km2 Gas bearing aspects gas content8m3/t gas saturation (adsorption isotherm res

4、earch) gas composition resource, reserve1010m3 Recoverability of CBM permeability reservoir pressure hydrogeological conditionwater disposal Commercial (market proximity, accessibility),澳大利亚(90年代以来),层次结构递阶优选法,关键要素递阶控气关系,五大煤层气聚集区， 29个煤层气聚集带，115个煤层气目标区,递阶控制层次结构模型(暨权重向量求取),A =(aij)nn,wi(k) = Pij(k) wj(

5、k-1),w(k) = P(k) P(k-1) w(2),相对权重向量,递阶优选,定量排序,两类递阶优选方法：一票否决定量排序,国土资源部法(2006),各层次指标权重数值表,资源类别：根据单层煤厚、含气量、煤层埋深、煤层渗透率、煤层压力等五项参数赋分。,以总分为标准，分三种情况确定资源类别：,五项参数参与评价时： I类资源：积分180分； II类资源：180140分； III类资源：160分； II类资源：160120分； III类资源：110分； II类资源：11070分； III类资源：70分。,不同煤阶选区评价指标体系,煤层气资源量,资源丰度,含气量,煤层厚度,含气面积,储层渗透率,煤

6、阶,吸附饱和度,兰氏体积压力,临储压力比,压力梯度,直接盖层厚度,灰分,有效应力,割理裂隙孔隙,保存因素,资源因素,储层因素,指标筛选：14项,煤层厚度,含气量,资源丰度,煤阶,吸附饱和度,储层渗透率,有效应力,含气面积,临储压力比,压力梯度,构造条件,水文地质条件,煤体结构,镜质组含量,煤体结构,镜质组含量,构造条件,煤层埋深,（19项）,煤层气选区评价指标参数分级,煤层气目标参数分级评分,2007年煤层气勘探有利目标优选数据表,16个目标类5个，类6个，类5个，面积3.2万Km2，煤层气资源量6.48万亿m3。,煤层气可采性(现有技术水平下可被采出潜力),煤层气可采性及其地质控制,现代构造

7、应力场及其分异（应力能）,煤层埋深（构造分异导致的重力能）,水动力场（受构造控制水动力能）,燕山期热场（受深部热结构控制的古热场分异热力能）,煤层气不仅显著富集，还存在高渗地质条件,煤层气富集且高渗的可能地质条件,煤层气可能显著富集，但缺乏高渗动力条件,缺乏富集的动力条件，高渗也将无从谈起,主控因素，因地而异。如，沁水盆地：,宏观和微观动力因素之间耦合，控制了煤层气成藏能量聚散的地质选择过程。,构造条件,盆内次级构造,煤变质作用、煤储层及盖层特征、地应力等,构造作用,区域构造背景,直接作用,间接作用,煤层气聚集区带形成和分布,储层,煤层渗透率及非均质特性,煤层气赋存、富集,构造对煤层气成藏的控

8、制作用,河北大城煤层气试验区,大试1井,煤体结构约束条件显著,构造煤对煤层气地面井开采的地质约束主要体现在两个方面，一是钻孔井眼难以稳定，二是极大地限制压裂半径和排采半径扩展，三是裂缝无法有效被支撑。,地面井原位开采技术适应性,煤层气资源控气类型及其抽采技术适用性（杨陆武，2007）,岩浆活动,上古生界石炭-二叠系煤系地层镜质体反射率等值线总体变化趋势是受复向斜构造形态控制的。,山西地区所有的中生代火成岩同位素年代测量数据表明岩浆侵入和喷发从侏罗纪到白垩纪，其主要分布于110150Ma之间,主峰值120-140Ma,主峰年龄相当于早白垩世。,岩浆活动的证据,沁水盆地及周缘中生代火成岩体同位素年

9、龄测定结果年龄在90-170Ma之间,主要分布在110-141Ma之间，主峰值在130-140Ma之间，与山西地区火成岩体同位素年龄分布规律一致，表明沁水盆地构造热事件发生主要发生在130-140Ma。,沁水盆地中生代晚期古地温梯度、大地热流高、岩浆活动，表明岩石圈深部热活动，岩石圈减薄.沁水盆地南北端动力学机制如下。,在澳大利亚Gunnedah-Bowen盆地镜质体反射率异常高值可达5.51%,也是由侵入岩引起的，产生热异常的范围与侵入岩体的温度、侵入岩体大小、侵入深度、冷却速率等有关。,在辽宁的抚顺（第三纪）、铁法（中生代），山西阳泉、寿阳、柳林、沁水盆地南端的晋城、屯留，都打出了日产量较

10、为可观的煤层气。这些地段均有白垩纪岩浆侵入。,Rank Map of Fruitland Fm. Coals in San Juan Basin,水文地质,在一定条件下煤层和上下含水层整体成为一个地下水系统，共同构成产层，它对外界的激励做出响应。 煤层气产出中，水气流动机理及其地下水的运动方式影响煤层气解吸渗流。,地下水含水系统影响煤层气井抽排面积/井距 粉河盆地Fort Union组煤层是区域含水层，东缘露头为补给区，向西部（深部）径流，盆地中心（煤层深部）形成承压水条件，具有超压含水层。 在浅部，邻近煤矿的煤层已少量或大量排水，因此只需少量排水或无需排水即可产气，而深部煤层气井排水量大，时

11、间长，初期用160英亩井距不能有效排水，后来采用80英亩井距，提高了排水量使气井产量提高。,煤层气单井产量平均5660m3/d，最高10万m3/d，产水量30-150 m3/d,汇流型地下水流场控制了煤层气赋存状态,铁法矿区封闭型煤层气田气水两相流系统,铁法矿区 地下水从东侧补给，向西、向深部流动，没有排泄区。在向斜深部地下水滞流，煤层气富集，形成高产能区。 垂向上，3个含水层，2个隔水层。阜新组为含水层，上下为隔水层，上覆上白垩统也是含水层，有利于煤层气保存。,中北部北西向构造枢纽线。 煤级北部高，南部低。 水果地组上下岩层的垂向封闭良好。 水果地组是主要含水层。地下水从北部煤层露头接受补给

12、，通过高煤级区垂直地流向不渗透边界，同时携带大量煤层气沿构造枢纽线重新被吸附和常规圈闭。 沿构造枢纽线地区形成超压、高产区。,圣胡安盆地水动力条件与煤层气产能模式,单井产气量平均56000m3/d ，最高30万m3/d ,产水量大，几十-几百m3/d；,黑勇士盆地水动力条件与煤层气产能模式 含煤地层波茨维尔组，在盆地大部分地区，为非承压含水层。 大气降水沿东部煤层露头补给，地下水朝西北方向的黑勇士河谷流动，形成区域排泄区。盆地东缘的地下水补给区与盆地内部的排泄区之间是连通的。由于这种开放的地下水系统，使得该盆地的煤层气井产量不如圣胡安盆地。,成藏类型与有利区块,煤层气成藏模式,边界类型,岩性边

13、界：是指位于煤层尖灭带的边界，可以分为两种情形。,断层边界：分为封闭性断层边界和开放性断层边界两类。,物性边界：原理是煤体在构造应力作用下破坏为糜棱煤，物性变差，排驱压力增大，对煤层气的扩散运移起阻止作用。,经济边界：仅适用于工业性煤层气藏，浅部的经济边界主要以具备商业开发价值的最低含气量表达。深部的经济边界主要取决于开发的技术条件。,水动力边界：存在两类：地下水分水岭以及水动力封堵。,风氧化带边界：一般取CH4浓度80%为风氧化带的底界。,煤层气藏的分类,根据地下水动力条件和边界的分类,构造控气特征,鄂尔多斯盆地煤层气控气构造的基本类型,（1）复向斜断块气藏 主要位于贺兰山地区，在边界反转断裂间，保存较具规模的断块且内部发育复向斜构造，煤层遭一定程度破坏，煤层渗透率得到改善。煤系后期埋藏并受到异常地热叠加，有效气源补给充足。复向斜内部水头高，地下水自成体系，形成水力封堵条件。如汝箕沟-二道岭地区。 （2）对冲三角断块气藏 断块两侧为对冲断裂围限，断块内部发育牵引低缓背斜或缓倾单斜，上覆稳定盖层，煤储层上倾方向多为断层遮挡，生成气体扩散速度小于聚集速度，在一定深度形成滞流区。如马家滩地区。 （3）逆冲单斜断块气藏 断块东西边界近平行，断块内部单斜形态，不同断块叠瓦状排列，断裂挤压性质明显，活动较强烈，断块内部盖层阻断与外来水联系，可形成地层