1 煤层气资源评价

煤层气资源评价方法2020/4/172煤层气：赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。煤层气资源量：根据一定的地质和工程依据估算的赋存于煤层中的，具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气数量。煤层气地质储量：在原始状态下，赋存于已发现的具有明确计算边界的煤储层中的煤层气总量。第一节煤层气资源概念一、定义2020/4/173原始可采储量（简称可采储量）：地质储量的可采部分。现行的经济条件和政府法规允许的条件下，采用现有的技术，预期从某一具有明确计算边界的已知煤储层气中可最终采出的煤层气数量。经济可采储量：原始可采储量中经济的部分。煤层气勘查：在充分分析地质资料的基础上，利用钻井、地震、遥感以及生产试验等手段，调查地下煤层气资源赋存条件和赋存数量的评价研究和工程实施过程。可分为两个阶段，包括选区、勘探。2020/4/174二、煤层气勘查阶段1、选区主要根据煤田（或其他矿产资源）勘查（或预测）和类比、野外地质调查、小煤矿揭露以及煤矿生产所获得的煤资源和气资源资料进行综合研究，以确定煤层气勘查目标为目的的资源评价阶段。结果——估算煤层气推测资源量2、勘探选区范围内实施了煤层气勘查工程，通过参数井或物探工程获得了区内关于含煤性和含气性的认识，通过单井和／或小型井网开发试验获得了开发技术条件下的煤层气井产能情况和井网优化参数的煤层气勘查实际实施阶段。结果——计算煤层气储量2020/4/175三、煤层气资源／储量的分类与分级1、经济可行性分类经济的、次经济的和内蕴经济的3大类。2、资源的勘查程度和地质认识程度分级待发现的煤层气资源量已发现煤层气资源量（煤层气地质储量）预测的（可信系数为0.1~0.2）煤层气地质储量控制的（可信系数为0.5左右）探明的（可信系数为0.7~0.9左右）2020/4/176表1煤层气资源/储量分类与分级体系分级煤层气总资源量开发勘探选区地质可靠性已发现的待发现的分类探明的控制的预测的推测的累计产量已开发探明储量经济的待开发探明储量剩余探明经济可采储量探明经济可采储量探明可采储量控制经济可采储量预测经济可采储量次经济的探明可采储量探明经济可采储量控制可采储量预测可采储量经济可采性内蕴经济的探明地质储量探明地质储量控制地质储量预测地质储量推测资源量工程控制开发井网小型井网或单井试验单井试验含煤性、含气性参数井工程没有参数井和试验井，依靠煤田、油气或其他勘探成果综合分析2020/4/177储量分级探明的控制的预测的控制井距达到附录B的要求；物探工程时适当放宽控制井距不超过附录规定距离的2倍有一定的井和/或物探控制井距一般不超过附录B规定的2倍：煤层全取心和测井，储层物性实验煤层取心和测井、储层物性等资料有一定的井控制程度煤层有取心资料，获得了相关储层物性资料勘查程度小型井网试验或单井试采，储层物性资料可靠，试采井井距不超过附录规定距离的2倍。部分进行了单井试采，取得了储层物性相关资料。认识程度煤层构造形态、煤厚、煤类清楚，储量计算比例尺不小于1：25000，储量参数研究深入，选值可靠；经过试采，获得了气井产能认识；进行了开发概念设计和数值模拟、经济评价，开发是经济的煤层构造形态、煤厚、煤类基本清楚，储量计算比例尺不小于1：50000，进行了储量参数研究，选值基本可靠；基本了解了气井产能；进行了初步经济评价或开发评价，开发是经济的或次经济的初步了解煤层构造形态、煤厚、煤类，储量计算比例尺不小于1；100000：初步确定了储量参数：未进行试采，通过类比求得气井产能：只进行了地质评价和初步经济评价，开发是有经济价值的2020/4/178附录B构造复杂程度储层稳定程度类特点型特点基本井距km第一型煤层稳定，煤厚度变化很小，或沿一定方向逐渐发生变化3.0-4.0第二型煤层厚度有一定变化，但仅局部地段出现少量的减薄，没有尖灭2.0-3.0第一类构造简单1．煤系产状平缓2．简单的单斜构造3．宽缓的褶皱构造第三型煤层不稳定，煤厚变化很大，且有明显的变薄、尖灭或分叉现象1.5-2.0第一型煤层稳定，煤厚度变化很小，或沿一定方向逐渐发生变化2.0-3.0第二型煤层厚度有一定变化，但仅局部地段出现少量的减薄，没有尖灭1.0-2.0第二类构造较复杂1．煤系地层产状平缓，但具有波状起伏2．煤系地层呈简单的褶皱构造，两翼倾角较陡，并有稀疏断层3．煤系地层呈简单褶皱构造，但具有较多断层，对煤层有相当的破坏作用第三型煤层不稳定，煤厚变化很大，且有明显的变薄、尖灭或分叉现象0.5-1.0第一型煤层稳定，煤厚度变化很小，或沿一定方向逐渐发生变化1.0-2.0第二型煤层厚度有一定变化，但仅局部地段出现少量的减薄，没有尖灭0.5-1.0第三类构造复杂1．煤系地层呈紧密复杂褶皱，并伴有较多断层，产状变化剧烈2．褶皱虽不剧烈，但具有密集的断层，煤层遭受较大破坏3．煤层受到火成岩侵入，煤层受到严重破坏第三型煤层不稳定，煤厚变化很大，且有明显的变薄、尖灭或分叉现象0.52020/4/179第二节煤层气资源/储量计算1、储量起算标准煤层气含量下限标准煤层类型变质程度空气干燥基含气量m3/t褐煤长焰煤气煤—瘦煤贫煤—无烟煤0.50.650.65~2.02.00.51242、储量计算方法1）类比法2020/4/17102）体积法Gi=0.01AhDadCad或Gi=0．01AhDdafCdaf式中：Cad=100Cdaf(100-Mad-Aad)；Gi—煤层气地质储量，108m3；A—煤层含气面积，km2；h—煤层净厚度，m；Dad、Ddaf—煤的空气干燥基、干燥无灰基质量密度(容重)；Cad、Cdaf—煤的空气干燥基、干燥无灰基含气量，m3/t；Mad、Aad—煤的空气干燥煤基水分、灰分，%；2020/4/1711（1）煤层含气面积单井煤层气产量达到产量下限值的煤层分布面积。（2）煤层有效（净）厚度扣除夹矸层的煤层厚度。（3）煤的质量密度纯煤质量密度和视煤质量密度（4）煤的含气量原位含气量2020/4/17123）物质平衡法物质平衡法计算煤层气储量适合于煤层气开发阶段，可以计算动态过程中的煤层气储量，从而弥补了体积法之不足。要求储层动态参数齐全，生产时间越长，动态参数越多，计算结果的精度越高。4）数值模拟法数值模拟法能把已知储层特性和早期的生产数据组合在一起，以获得产量预测和最终的储量计算。为使所建模型能获得与历史产能匹配的成果，并用于预测未来产能和储量，通常需要实际的生产数据和储层参数。2020/4/17133、煤层气储量评价储量规模分类表分类气田煤层气地质储量/108m3特大型大型中型小型3000300-300030-30030储量丰度分类表分类地质储量丰度（108m3/km2）高中低特低3.01.0-3.00.5-1.00.52020/4/1714煤层气井产能分类表分类稳定日产量（104m3/d）高中低特低1.00.3-1.00.1-0.30.1煤层气藏埋深分类表分类产层中部埋深/m深中浅1000500-10005002020/4/1715（一）评价方法（二）关键参数（三）计算单元划分第三节评价方法与参数2020/4/17161.在计算单元内有煤炭储量或资源量数据时：n－第i个计算单元中次一级计算单元数Gi－第i个计算单元的煤层气地质资源量，108m3Crj－第j个次一级计算单元煤炭储量或资源量，108t－第j个次一级计算单元煤储层平均原地基含气量，m3/tjjn1jCCGri＝（一）评价方法jC常用的资源评价方法——体积法Ⅳ2020/4/17172.在计算单元尚无煤炭储量或资源量数据时：n－计算单元中次一级计算单元总数Gi－第i个计算单元的煤层气地质资源量，108m3Aj－第j个次一级计算单元的煤储层含气面积，km2j－第j个次一级计算单元的煤储层平均厚度，mj－第j个次一级计算单元的煤储层平均原地基视密度，t/m3－第j个次一级计算单元的煤层平均原地基含气量，m3/tjjjjn1j01.0CDhAGi＝DhjC（一）评价方法Ⅳ2020/4/17183.煤层气可采资源量评价方法RGGirGr－煤层气可采资源量，108m3Gi－煤层气地质资源量，108m3R－煤层气可采系数（一）评价方法Ⅳ2020/4/1719（1）实测法采用煤层气井实测含气量，或采用煤田实测的含气量（3）推测法以浅部含气量与深度关系，推算地质条件相似、相邻的深部单元的含气量。根据实际情况，可选择梯度法或等温吸附曲线法（2）类比法在缺乏含气量实测值的计算单元，可以类比相似单元内的含气量值含气量均折算到原地基的吨煤含气量。换算公式为：q=qr×(100－a－b)／100式中：q—原煤含气量(m3／t)qr—可燃基煤层含气量(m3／t)a—灰分(％)b—水分(％)（二）关键参数1.煤储层含气量Ⅳ2020/4/1720期望值最小最大J13.632.55J23.562.55C34.883.56P1657J24.8646C110类比镇雄矿区P26.260.210羊场、来宾实测，其它地区类比羊场、来宾T39812塔甸矿实测，其它地区类比塔甸N2云南煤层气报告（2001）C18.3类比镇雄矿区P212.756.819.2南桐、镇雄实测，其它地区类比南桐、镇雄T312类比芙蓉矿区C16.834.89.9红茂、罗城实测，其它类比红茂、罗城P211.889.515合山实测，其它类比合山E2.2根据百色实测数据鄂赣边P1,2均处于风化带，未计算C112.865.421.7渣渡、芦毛江、冷水江、金竹山实测、其它类比P212.884.623.5斗笠山、洪山殿、保和堂、斗岭、白沙、马田、街洞、袁家及梅田实测，其它类比本区实测长江下游P24.32.196.59芜铜区带为实测，其它地区类比芜铜苏浙皖边P27.45417.7宜溧、苏州、锡澄虞、宣泾实测、常州类比锡澄虞，长广为瓦斯相对涌出量换算P19.4类比乐平煤田涌山桥矿T39.4类比乐平煤田涌山桥矿浙赣边桂中湘中区带天山河西走廊滇中川南黔北等温吸附法理论值推测成煤时代含气量（m3/t）含气量取值方法1000m以浅块段煤层含气量取值表2020/4/1721期望值最小最大J14.9638J2537C35.8647P1769J26.1857P212.610.613.5T315.331418川南黔北P220.0315.226.2C11815.520.5P222.52023.5E2.22.12.5C122.1720.623.2P22112.622.6长江下游P2171618苏浙皖边P214.73821.8P118.317.519.2T315.316.519.5湘中浙赣边等温吸附法推测含气区带成煤时代含气量（m3/t）含气量取值方法天山河西走廊滇中桂中深部地段煤层含气量取值表2020/4/17222.可采系数可采系数由煤层等温吸附试验结果与原始含气量确定。计算公式如下：iaiCCCR)2...(......................................................................1aLiaLPPCPVRCa：煤层残余含气量，m3/tCi：煤储层原始含气量，m3/tVL：煤储层兰氏体积，m3/tPL：煤储层兰氏压力，MPaPa：废弃压力，MPa2020/4/172381675544434336363144（%）二连天山海拉尔塔里木滇东黔西吐哈沁水准噶尔鄂尔多斯全国平均主要盆地（群）煤层气资源可采系数直方图2.可采系数2020/4/1724苏州、锡澄虞、皖南宣泾区带甲烷含量和深度关系图y=16.451Ln(x)-14.349R2=0.603102040608010001002003004005006007008009001000煤层埋深(m)CH4浓度(%)（1）埋深—甲烷浓度关系法3.煤层气风化带深度2020/4/1725（2）含气量—甲烷浓度—埋深关系法180m滇东煤层含气量－甲烷浓