一种确定煤层气储层含气量的方法
【专利摘要】本发明公开了一种确定煤层气储层含气量的方法，首先，根据实验测得煤芯含气量、煤芯组分灰分、密度数据与测井数据的响应特征建立含气量计算模型，计算原始含气量：然后考虑构造及水动力作用对含气量的影响，实测地层水矿化度测定数据，并建立地层曲率计算公式；利用实测地层水矿化度测定数据和建立的地层曲率计算公式对原始含气量进行校正，评价煤储层现今含气量。本发明综合考虑煤储层中构造强度和水动力强度对求取煤层含气量的影响，能够基于煤芯含气量实验组分数据，可靠地获取储层原始含气量，并根据地层曲率和地层水矿化度数据表征构造和水动力对煤储层含气量的影响，评价现今含气量，为目前我国煤层气领域勘探和开发评价提供可靠的技术支持。
【专利说明】
-种确定煤层气储层含气量的方法
技术领域
[0001] 本发明设及储层评价领域，特别设及一种确定煤层气储层含气量的方法。
【背景技术】
[0002] 随着煤层气工业的发展W及煤层气勘探开发的不断深入，煤层气储层测井评价方 法的研究越来越受到重视。由于煤层气是一种自生自储的非常规天然气，煤质组分及含气 量的评价与常规测井评价方法不同，国内外学者在该领域取得了很多成果，主要表现为利 用体积模型方法求取煤质组分。但煤阶和含气量的测井评价没有较有效的方法。前人在含 气量计算方面做过不少工作，主要是利用兰氏方程或者含气量与深度的关系W及利用数值 模拟来获取含气量的信息。但此种方法存在一定误差而且并没有考虑后期破坏作用的影 响，而构造和水动力条件对煤层气含量具有非常重要的影响，但对运种影响的研究目前只 是停留在定性的阶段，并没有定量化的计算方法。
【发明内容】
[0003] 为更准确的计算和评价煤层现今含气量，更好的为目前我国煤层气领域勘探和开 发评价提供可靠的技术支持。本发明实施例提供了一种确定煤储层含气量的方法。
[0004] 本发明技术方案如下：
[0005] -种确定煤层气储层含气量的方法，该方法包括如下步骤：
[0006] 步骤（1)，利用实验测定的煤忍含气量、煤忍组分灰分XI、密度X2数据与测井数据 的响应特征建立含气量计算模型，计算原始含气量：
[0007] 步骤(2)，考虑构造作用及水动力作用对含气量的影响，实测地层水矿化度测定数 据，并建立地层曲率计算公式；
[0008] 步骤(3)，利用步骤(2)实测地层水矿化度测定数据和建立的地层曲率计算公式， 对步骤(1)的原始含气量进行校正，评价煤储层现今含气量。
[0009] 进一步地，在进行步骤（1)操作之前，还需进行煤忍含气量测定实验及煤忍组分测 定试验。
[0010] 进一步地，所述煤忍含气量测定实验按照中联煤层气有限责任公司QB/MCQ1001 - 1999《煤层气含量测定方法》标准规定的流程进行。
[0011] 进一步地，所述煤忍组分测定实验按照《中国煤炭分类国家标准(GB5751-86 )》标 准规定的流程进行。
[0012] 进一步地，所述含气量计算模型如下：
[0013] Vgas = B ln(Xl)+b(lnX2) ①
[0014] 式中，Vgas为原始含气量;Xl为灰分;X2为密度，a、b分别为拟合系数。
[0015] 进一步地，所述步骤(2)中，构造作用用地层曲率表征，假设煤层顶面标高等值线 趋势面拟合方程为：
[0016] f(x，y)=ax2+by2+cw+dx+e5y+f ②
[0017]式中，a、b、c、d、e、f分别为某点的曲面方程系数，x、y为煤层顶面某点坐标；
[001引则地层曲率计算公式为：
[0019] ③
[0020] 式中，a、b、c、d、e、f分别为某点的曲面方程系数，x、y为煤层顶面某点坐标；
[0021 ]则地层曲率计算公式为：
[0022] 八 感。
[0023] 进一步地，所述步骤(2)中，水动力W地层水矿化度X3表征，地层水矿化度测定实 验按照《矿化度测定(重量法)》化79-1994行业标准的流程进行。
[0024] 进一步地，所述步骤(3)中，现今含气量等于原始含气量减去地层水矿化度X3和地 层曲率Km,通过下式得到：
[0025] Vgasl = Vgas-(C X3+dKm+e) ④
[0026] 式中，X3为地层水矿化度;Km为地层曲率;c、d、e分别为拟合系数。
[0027] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0028] 本发明充分考虑构造和水动力对煤层气含量的影响，计算结果更符合实际情况。 本发明确定煤层含气量的方法实现了在煤储层中利用地层曲率和地层水矿化度表征构造 和水动力对含气量的影响，求取煤层现今含气量，该方法能够准确、可靠的评价煤层含气 量，为目前我国煤层气领域勘探和开发评价提供可靠的技术支持。
【附图说明】
[0029] 图1(a)是原始含气量与灰分拟合关系图；
[0030] 图1(b)是原始含气量与密度拟合关系图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而 不是限定。
[0032] 本发明确定煤层气储层含气量的方法，包括下述步骤：
[0033] 步骤(1)，进行煤忍含气量测定实验及组分分析试验，按照中联煤层气有限责任公 司QB/MCQ1001 -1999《煤层气含量测定方法》标准规定的流程进行煤忍含气量测定，按照 《中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)》标准规定的流程进行煤忍组分测定实验;利用实验 测定的煤忍含气量、煤忍组分数据(见表2)与测井数据的响应特征建立含气量计算模型，计 算原始含气量；
[0034] 含气量计算模型：
[003引 Vgas = a ln(Xl)+bln(X2) ①
[0036] 式中，Vgas为原始含气量斯为灰分;X2为密度，a、b分别为拟合系数。
[0037] 步骤(2)，考虑构造作用及水动力作用对含气量的影响，建立地层曲率计算公式和 实测地层水矿化度测定数据；
[0038] 构造作用用地层曲率表征，公式如下：
[0039] 假设煤层顶面标高等值线趋势面拟合方程为：
[0040] f(x，y)=ax2+by2+cw+dx+e5y+f ②
[0041] 式中，a、b、c、d、e、f分别为某点的曲面方程系数，x、y为煤层顶面某点坐标；
[0042] 则地层曲率计算公式为：
[0043] ^ ③
[0044] 水动力W地层水矿化度X3表征，地层水矿化度测定实验按照《矿化度测定（重量 法)》化79-1994行业标准的流程进行。
[0045] 步骤(3)，利用步骤(2)建立的地层曲率计算公式和实测地层水矿化度测定数据对 步骤(1)的原始含气量进行校正，评价煤储层现今含气量。
[0046] 步骤(3)中，现今含气量等于原始含气量减去地层水矿化度X3和地层曲率Km，通过 下式得到：
[0047] Vgasl = Vgas-(C X3+dKm+e) ④
[004引式中，X3为地层水矿化度;Km为地层曲率;c、d、e分别为拟合系数。
[0049] 下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。
[0050] 本发明实施例选取韩城区块11#煤的岩屯、样品。通过对研究工区煤屯、实验数据进 行统计，结合测井响应特征，提取了对煤质W及含气量反映敏感的测井信息，结合研究工区 的构造和水动力情况，利用统计回归的方法，得到了煤层含气量的测井评价方法。
[0051] 首先按照标准规定的流程进行煤忍含气量测定实验，实验结果表1所示。
[0052] 根据煤组分分析报告捜显示含气量与煤质组分之间存在一定关系。随着煤质组分 中灰分含量的增加，含气量减小;实验煤忍资料岩屯、归位后提取实验含气量对应深度的测 井响应敏感参数，分别与含气量建立模型。得出含气量与密度存在的相关性较好(如图1(a) 和图1(b)所示）。
[0053] 由于含气量还受构造和水动力的影响，因此用实验测得的地层水矿化度表征水动 力，用地层曲率表征构造运动。
[0054] 岩层受到构造应力挤压时，必然会发生弯曲或者变形。地层变形程度可W反映构 造活动的强弱，其中地层曲率可W定量化表征地层变形程度。
[0055] 假设煤层顶面标高等值线趋势面拟合方程为：
[0化6] f (x,y) =ax2+by2+c：xy+dx+巧+f
[0化7] 则曲率计算公式为：
[0化引
[0化9] 考麽灰分、潭度、地层水矿化度、曲率回归建立现今含气量模型：
[0060] Vgasl = Vgas-(C X3+dKm+e)
[0061 ]目 P -3.578*X1-1.302X2+9.454*0.0 OOOl 巧3+0.843*Km+26.637 (如表 2)
[0062]考虑灰分、密度、地层水矿化度、曲率回归建立的现今含气量模型相关系数达到 0.86W上。拟合含气量与实验测定含气量进行对比，点数基本对称分布于45V线附近，说明 建立含气量模型较为准确。
[0063] 表1煤忍含气量测定实验结果
[0064]
[00 化]
r0068I
[0069] 本发明实例通过对韩城地区煤屯、实验数据进行统计，结合测井响应特征，提取了 对煤质W及含气量反映敏感的测井信息，结合构造和水动力作用利用统计回归的方法，验 证了此煤层含气量的测井评价方法的可靠性。
[0070] 最后所应说明的是，W上【具体实施方式】仅用W说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可W对本发明 的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖 在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种确定煤层气储层含气量的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： 步骤（1)，利用实验测定的煤芯含气量、煤芯组分灰分XI、密度X2数据与测井数据的响 应特征建立含气量计算模型，计算原始含气量： 步骤(2)，考虑构造作用及水动力作用对含气量的影响，实测地层水矿化度测定数据， 并建立地层曲率计算公式； 步骤(3)，利用步骤(2)实测地层水矿化度测定数据和建立的地层曲率计算公式，对步 骤(1)的原始含气量进行校正，评价煤储层现今含气量。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行步骤(1)操作之前，还需进行煤芯含气 量测定实验及煤芯组分测定试验。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述煤芯含气量测定实验按照中联煤层气有 限责任公司QB/MCQ1001-1999《煤层气含量测定方法》标准规定的流程进行。4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述煤芯组分测定实验按照《中国煤炭分类 国家标准(GB5751 -86)》标准规定的流程进行。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含气量计算模型如下： Vgas = aln〇(l)+bln(X2)① 式中，Vgas为原始含气量;XI为灰分;X2为密度，a、b分别为拟合系数。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，构造作用用地层曲率表征， 假设煤层顶面标高等值线趋势面拟合方程为： f (X, y) = ax2+by2+cxy+dx+ey+f ② 式中，a、b、c、d、e、f分别为某点的曲面方程系数，x、y为煤层顶面某点坐标； 则地层曲率计算公式为：7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，水动力以地层水矿化度X3表 征，地层水矿化度测定实验按照《矿化度测定(重量法)》SL79-1994行业标准的流程进行。8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，现今含气量等于原始含气量 减去地层水矿化度X3和地层曲率Km，通过下式得到： Vgasl = Vgas_(cX3+dKm+e)④ 式中，X3为地层水矿化度;Km为地层曲率;c、d、e分别为拟合系数。
【文档编号】E21B49/00GK105822297SQ201610166676
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】任龙, 万金彬, 吴述林, 黄科
【申请人】中国石油天然气集团公司, 中国石油集团测井有限公司