煤层气选区评价技术

摘 要:煤层气选区评价技术是煤层气勘探开发最前端、最重要的关键技术。我国煤层气储量大,分布广,但由于技术原因大部分煤层气资源还处于未开发状态;并且由于政府补贴不到位,导致煤层气藏在目前的经济技术条件下没有开采价值。所以煤层气资源在投入开发前,应对准备开发的煤层气区块进行综合评价,通过对比分析选择出较好的区块优先开发,因此煤层气选区评价将对煤层气区块的动用决策提供指导性意见,避免重大的资源浪费和经济损失。

关键词:煤层气 选区 评价

中图分类号:P618 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(b)-0104-01

鉴于我国能源消费量的急剧上升和能源对外依存度高,我国将不得不对非常规气产业,尤其是目前具有一定开发价值的煤层气进行巨额投入,以摆脱能源束缚。不单单是我国面临这样问题,其他国家更有甚之。所以煤层气目前是常规天然气最好的重要接替资源,它更是一种新型洁净能源和优质化工原料。美国是世界上最早进行煤层气勘探开发以及研究与利用的国家,已占总产量50％以上其他国家,包括中国在内仍处于产业化发展初期。尤其是我国非常规天然气资源,特别是煤层气资源丰富,居世界第三,但在勘探、开发和利用方面都明显不够,尤其在煤层气选区评价上,更是落后一大截。

1 中国煤层气选区评价工作现状

(1)煤层气选区时,比较流行的提法是寻找“高渗富集区”,但根据目前已有的资料看,符合“高渗富集”这一条件的地区很少,几乎没有。

(2)我国已有煤层气选区的评价标准主要是参照国外现有的经验,但是由于我国煤层气地质条件等诸多限制因素与国外相比差别很大,另外在经济、技术等条件上也存在这一定的差距。

(3)我国已有煤层气选区的评价标准主要针对中煤阶煤层制定,但不同煤阶具有不同的煤层气地质特点,现有标准不适应低、高煤阶煤层气的选区评价。

(4)我国低、高煤阶煤层气也非常丰富,高煤阶气藏已在沁水盆地南部取得突破,随着煤层气成藏理论和开发技术的进步,选区评价标准也应得到相应发展。

2 选区评价内容与方法

(1)煤层气选区评价步骤。

煤层气选区评价的一般步骤为如下所示。

第一步:单一煤层气区块评价,对符合条件并已经选定的煤层气区块的主要评价因素进行评价,确定是否为煤层气勘探开发的有利目标。

第二步:多块煤层气区块优选,对于多个有利目标,综合考虑所有关键因素,根据这些因素的影响程度,采用如层次分析法、灰色聚类法和模糊评价法等进行综合评价,确定近期最有利开发的目标。

(2)单一层气区块评价。

煤层气选区评价参数众多,不同勘探单位进行选区评价时选用参数的侧重点均不一样,最重要的有如下几项。

含气量:含气量是进行煤层气资源评价的最基本指标,也是直接影响煤层气储量评估结果的关键参数。据统计,我国中、高煤阶单井日产气量超过1000m3的煤层气井煤层含气量大于6m3/t。

渗透率:含气煤层渗透率是衡量煤层气开发难易程度的重要指标,对于含气煤层的采收率和产量起决定性作用。煤层渗透率越大,气井的泄气范围就越宽阔,产量也就越高。

煤层厚度:煤层厚度是煤层气高产富集的前提,是煤层气赋存的场所,煤层越发育,其勘探前景就越广阔。根据国内外实践认识到,单层煤厚大于3m就具有高产可能。从资源潜力而言,总厚度应大于10m。

含气饱和度:煤层气高产富集区块通常均具高饱和度,近年来的勘探实践和研究成果表明,我国煤层气单井产气量比较低,与含气饱和度比较低有很大关系,制约了我国煤层气的商业性开发。

有效地应力:有效地应力与区域地应力场和煤层埋深有关。煤层气多富集于低地应力区;同时,煤层有效地应力低的地区,其煤层渗透率较高。煤层有效地应力愈大,其压裂难度愈大。

地解比:它是吸附等温线实测含气量对应的临界解吸压力与原始地层压力的比值。临界解吸压力反映了产气高峰期快慢和高产富集条件。临界解吸压力愈接近原始地层压力,高产富集条件愈优越。

资源丰度:资源丰度受控于煤层厚度、含气量、煤层密度、灰分含量等因素。具有煤层气开发价值的地区,资源丰度应在中等以上,即应大于0.5×108m3/km2。

(3)多块煤层气区块优选。

对于多块煤层气有利区块进行优选的最大难题就是评价参数的多指标性,此时应选用相应的数据处理方法对参数进行处理;建立综合评价指标体系,得到各目标区综合评价指标值。这一综合评价值就是该目标区的综合评价结果,也就是说综合评价值越大,表明煤层气开发的资源结构与地质条件越好。

用于综合评价工作的数学方法很多,如加权求和法、模糊数学方法、灰色系统方法、层次分析方法等。

按照全国最新煤层气资源评价结果,评价出鄂尔多斯盆地东缘和沁水盆地的沁水区带为两个最有利区带,是可以进一步实施勘探开发工作的目标区;鄂尔多斯盆地南缘、宁武、安阳—鹤壁和松藻等区带为有利区,可作为中长期发展规划的目标区;较有利区带是准南、伊犁、焉耆、大同、抚顺、红阳、焦作、铁法、淮南、阜新、芙蓉。

3 对策与建议

(1)加强煤层气储层特性、成藏机制、分布规律、富气地质因素等地质理论研究,以期建立反映我国特殊地质条件的煤层气成藏理论体系,有效地指导目标评选。

(2)总结国外成功经验,结合国内煤层气地质成因理论认识、勘探现状和开发技术进展情况,建立适合中国当前一系列技术条件下的煤层气选区评价标准体系。

(3)选区评价关键参数的获得应充分利用现有地质勘探、石油钻探等资料进行筛选。另外,对缺乏资料的含煤区,可运用其他方法,如类比、模拟等方法进行求解计算,并根据不断更新的勘探动态资料进行修正和完善。

(4)目前我国煤层气开发还处于研究探索阶段,还未形成适合我国煤层气地质特征、气藏结构等行之有效的勘探开发方法和技术,目前建立的煤层气选区评价标准,还需要在今后的勘探和开发实践中进一步验证和完善。

参考文献

[1] 卢福长,武晓玲,唐文忠.扩散作用对煤层气可采性的影响[J].断块油气田,2010,7(5):17-18.

[2] 陈富勇,琚宜文,李小诗,等.构造煤中煤层气扩散-渗流特征及其机理[J].地学前缘,2010,17(1):195-201.

[3] 李传亮.地下没有亲油的岩石[J].新疆石油地质,2011,32(2):197-198.

[4] 李传亮,李冬梅.渗吸的动力不是毛管压力[J].岩性油气藏,2011,23(2):114-117.