煤層氣選區評價技術

韓超 韓寶中 朱鐵

摘 要:煤層氣選區評價技術是煤層氣勘探開發最前端、最重要的關鍵技術。我國煤層氣儲量大,分布廣,但由于技術原因大部分煤層氣資源還處于未開發狀態;并且由于政府補貼不到位,導致煤層氣藏在目前的經濟技術條件下沒有開采價值。所以煤層氣資源在投入開發前,應對準備開發的煤層氣區塊進行綜合評價,通過對比分析選擇出較好的區塊優先開發,因此煤層氣選區評價將對煤層氣區塊的動用決策提供指導性意見,避免重大的資源浪費和經濟損失。

關鍵詞:煤層氣選區評價

中圖分類號:P618 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(b)-0104-01

鑒于我國能源消費量的急劇上升和能源對外依存度高,我國將不得不對非常規氣產業,尤其是目前具有一定開發價值的煤層氣進行巨額投入,以擺脫能源束縛。不單單是我國面臨這樣問題,其他國家更有甚之。所以煤層氣目前是常規天然氣最好的重要接替資源,它更是一種新型潔凈能源和優質化工原料。美國是世界上最早進行煤層氣勘探開發以及研究與利用的國家,已占總產量50％以上其他國家,包括中國在內仍處于產業化發展初期。尤其是我國非常規天然氣資源,特別是煤層氣資源豐富,居世界第三,但在勘探、開發和利用方面都明顯不夠,尤其在煤層氣選區評價上,更是落后一大截。

1中國煤層氣選區評價工作現狀

(1)煤層氣選區時,比較流行的提法是尋找“高滲富集區”,但根據目前已有的資料看,符合“高滲富集”這一條件的地區很少,幾乎沒有。

(2)我國已有煤層氣選區的評價標準主要是參照國外現有的經驗,但是由于我國煤層氣地質條件等諸多限制因素與國外相比差別很大,另外在經濟、技術等條件上也存在這一定的差距。

(3)我國已有煤層氣選區的評價標準主要針對中煤階煤層制定,但不同煤階具有不同的煤層氣地質特點,現有標準不適應低、高煤階煤層氣的選區評價。

(4)我國低、高煤階煤層氣也非常豐富,高煤階氣藏已在沁水盆地南部取得突破,隨著煤層氣成藏理論和開發技術的進步,選區評價標準也應得到相應發展。

2選區評價內容與方法

(1)煤層氣選區評價步驟。

煤層氣選區評價的一般步驟為如下所示。

第一步:單一煤層氣區塊評價,對符合條件并已經選定的煤層氣區塊的主要評價因素進行評價,確定是否為煤層氣勘探開發的有利目標。

第二步:多塊煤層氣區塊優選,對于多個有利目標,綜合考慮所有關鍵因素,根據這些因素的影響程度,采用如層次分析法、灰色聚類法和模糊評價法等進行綜合評價,確定近期最有利開發的目標。

(2)單一層氣區塊評價。

煤層氣選區評價參數眾多,不同勘探單位進行選區評價時選用參數的側重點均不一樣,最重要的有如下幾項。

含氣量:含氣量是進行煤層氣資源評價的最基本指標,也是直接影響煤層氣儲量評估結果的關鍵參數。據統計,我國中、高煤階單井日產氣量超過1000m3的煤層氣井煤層含氣量大于6m3/t。

滲透率:含氣煤層滲透率是衡量煤層氣開發難易程度的重要指標,對于含氣煤層的采收率和產量起決定性作用。煤層滲透率越大,氣井的泄氣范圍就越寬闊,產量也就越高。

煤層厚度:煤層厚度是煤層氣高產富集的前提,是煤層氣賦存的場所,煤層越發育,其勘探前景就越廣闊。根據國內外實踐認識到,單層煤厚大于3m就具有高產可能。從資源潛力而言,總厚度應大于10m。

含氣飽和度:煤層氣高產富集區塊通常均具高飽和度,近年來的勘探實踐和研究成果表明,我國煤層氣單井產氣量比較低,與含氣飽和度比較低有很大關系,制約了我國煤層氣的商業性開發。

有效地應力:有效地應力與區域地應力場和煤層埋深有關。煤層氣多富集于低地應力區;同時,煤層有效地應力低的地區,其煤層滲透率較高。煤層有效地應力愈大,其壓裂難度愈大。

地解比:它是吸附等溫線實測含氣量對應的臨界解吸壓力與原始地層壓力的比值。臨界解吸壓力反映了產氣高峰期快慢和高產富集條件。臨界解吸壓力愈接近原始地層壓力,高產富集條件愈優越。

資源豐度:資源豐度受控于煤層厚度、含氣量、煤層密度、灰分含量等因素。具有煤層氣開發價值的地區,資源豐度應在中等以上,即應大于0.5×108m3/km2。

(3)多塊煤層氣區塊優選。

對于多塊煤層氣有利區塊進行優選的最大難題就是評價參數的多指標性,此時應選用相應的數據處理方法對參數進行處理;建立綜合評價指標體系,得到各目標區綜合評價指標值。這一綜合評價值就是該目標區的綜合評價結果,也就是說綜合評價值越大,表明煤層氣開發的資源結構與地質條件越好。

用于綜合評價工作的數學方法很多,如加權求和法、模糊數學方法、灰色系統方法、層次分析方法等。

按照全國最新煤層氣資源評價結果,評價出鄂爾多斯盆地東緣和沁水盆地的沁水區帶為兩個最有利區帶,是可以進一步實施勘探開發工作的目標區;鄂爾多斯盆地南緣、寧武、安陽—鶴壁和松藻等區帶為有利區,可作為中長期發展規劃的目標區;較有利區帶是準南、伊犁、焉耆、大同、撫順、紅陽、焦作、鐵法、淮南、阜新、芙蓉。

3對策與建議

(1)加強煤層氣儲層特性、成藏機制、分布規律、富氣地質因素等地質理論研究,以期建立反映我國特殊地質條件的煤層氣成藏理論體系,有效地指導目標評選。

(2)總結國外成功經驗,結合國內煤層氣地質成因理論認識、勘探現狀和開發技術進展情況,建立適合中國當前一系列技術條件下的煤層氣選區評價標準體系。

(3)選區評價關鍵參數的獲得應充分利用現有地質勘探、石油鉆探等資料進行篩選。另外,對缺乏資料的含煤區,可運用其他方法,如類比、模擬等方法進行求解計算,并根據不斷更新的勘探動態資料進行修正和完善。

(4)目前我國煤層氣開發還處于研究探索階段,還未形成適合我國煤層氣地質特征、氣藏結構等行之有效的勘探開發方法和技術,目前建立的煤層氣選區評價標準,還需要在今后的勘探和開發實踐中進一步驗證和完善。

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