韓超 韓寶中 朱鐵

摘 要:煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)技術(shù)是煤層氣勘探開發(fā)最前端、最重要的關(guān)鍵技術(shù)。我國煤層氣儲(chǔ)量大,分布廣,但由于技術(shù)原因大部分煤層氣資源還處于未開發(fā)狀態(tài);并且由于政府補(bǔ)貼不到位,導(dǎo)致煤層氣藏在目前的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下沒有開采價(jià)值。所以煤層氣資源在投入開發(fā)前,應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備開發(fā)的煤層氣區(qū)塊進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),通過對(duì)比分析選擇出較好的區(qū)塊優(yōu)先開發(fā),因此煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)將對(duì)煤層氣區(qū)塊的動(dòng)用決策提供指導(dǎo)性意見,避免重大的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞:煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào):P618 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(b)-0104-01

鑒于我國能源消費(fèi)量的急劇上升和能源對(duì)外依存度高,我國將不得不對(duì)非常規(guī)氣產(chǎn)業(yè),尤其是目前具有一定開發(fā)價(jià)值的煤層氣進(jìn)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(guī)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(yōu)質(zhì)化工原料。美國是世界上最早進(jìn)行煤層氣勘探開發(fā)以及研究與利用的國家,已占總產(chǎn)量50％以上其他國家,包括中國在內(nèi)仍處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期。尤其是我國非常規(guī)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(fā)和利用方面都明顯不夠,尤其在煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)上,更是落后一大截。

1中國煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)工作現(xiàn)狀

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

(2)我國已有煤層氣選區(qū)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要是參照國外現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn),但是由于我國煤層氣地質(zhì)條件等諸多限制因素與國外相比差別很大,另外在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等條件上也存在這一定的差距。

(3)我國已有煤層氣選區(qū)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)中煤階煤層制定,但不同煤階具有不同的煤層氣地質(zhì)特點(diǎn),現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)不適應(yīng)低、高煤階煤層氣的選區(qū)評(píng)價(jià)。

(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(fā)技術(shù)的進(jìn)步,選區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)得到相應(yīng)發(fā)展。

2選區(qū)評(píng)價(jià)內(nèi)容與方法

(1)煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)步驟。

煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)的一般步驟為如下所示。

第一步:單一煤層氣區(qū)塊評(píng)價(jià),對(duì)符合條件并已經(jīng)選定的煤層氣區(qū)塊的主要評(píng)價(jià)因素進(jìn)行評(píng)價(jià),確定是否為煤層氣勘探開發(fā)的有利目標(biāo)。

第二步:多塊煤層氣區(qū)塊優(yōu)選,對(duì)于多個(gè)有利目標(biāo),綜合考慮所有關(guān)鍵因素,根據(jù)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(píng)價(jià)法等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),確定近期最有利開發(fā)的目標(biāo)。

(2)單一層氣區(qū)塊評(píng)價(jià)。

煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)參數(shù)眾多,不同勘探單位進(jìn)行選區(qū)評(píng)價(jià)時(shí)選用參數(shù)的側(cè)重點(diǎn)均不一樣,最重要的有如下幾項(xiàng)。

含氣量:含氣量是進(jìn)行煤層氣資源評(píng)價(jià)的最基本指標(biāo),也是直接影響煤層氣儲(chǔ)量評(píng)估結(jié)果的關(guān)鍵參數(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國中、高煤階單井日產(chǎn)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(fā)難易程度的重要指標(biāo),對(duì)于含氣煤層的采收率和產(chǎn)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(chǎn)量也就越高。

煤層厚度:煤層厚度是煤層氣高產(chǎn)富集的前提,是煤層氣賦存的場所,煤層越發(fā)育,其勘探前景就越廣闊。根據(jù)國內(nèi)外實(shí)踐認(rèn)識(shí)到,單層煤厚大于3m就具有高產(chǎn)可能。從資源潛力而言,總厚度應(yīng)大于10m。

含氣飽和度:煤層氣高產(chǎn)富集區(qū)塊通常均具高飽和度,近年來的勘探實(shí)踐和研究成果表明,我國煤層氣單井產(chǎn)氣量比較低,與含氣飽和度比較低有很大關(guān)系,制約了我國煤層氣的商業(yè)性開發(fā)。

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

地解比:它是吸附等溫線實(shí)測含氣量對(duì)應(yīng)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(chǎn)氣高峰期快慢和高產(chǎn)富集條件。臨界解吸壓力愈接近原始地層壓力,高產(chǎn)富集條件愈優(yōu)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(fā)價(jià)值的地區(qū),資源豐度應(yīng)在中等以上,即應(yīng)大于0.5×108m3/km2。

(3)多塊煤層氣區(qū)塊優(yōu)選。

對(duì)于多塊煤層氣有利區(qū)塊進(jìn)行優(yōu)選的最大難題就是評(píng)價(jià)參數(shù)的多指標(biāo)性,此時(shí)應(yīng)選用相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理方法對(duì)參數(shù)進(jìn)行處理;建立綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,得到各目標(biāo)區(qū)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)值。這一綜合評(píng)價(jià)值就是該目標(biāo)區(qū)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果,也就是說綜合評(píng)價(jià)值越大,表明煤層氣開發(fā)的資源結(jié)構(gòu)與地質(zhì)條件越好。

用于綜合評(píng)價(jià)工作的數(shù)學(xué)方法很多,如加權(quán)求和法、模糊數(shù)學(xué)方法、灰色系統(tǒng)方法、層次分析方法等。

按照全國最新煤層氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果,評(píng)價(jià)出鄂爾多斯盆地東緣和沁水盆地的沁水區(qū)帶為兩個(gè)最有利區(qū)帶,是可以進(jìn)一步實(shí)施勘探開發(fā)工作的目標(biāo)區(qū);鄂爾多斯盆地南緣、寧武、安陽—鶴壁和松藻等區(qū)帶為有利區(qū),可作為中長期發(fā)展規(guī)劃的目標(biāo)區(qū);較有利區(qū)帶是準(zhǔn)南、伊犁、焉耆、大同、撫順、紅陽、焦作、鐵法、淮南、阜新、芙蓉。

3對(duì)策與建議

(1)加強(qiáng)煤層氣儲(chǔ)層特性、成藏機(jī)制、分布規(guī)律、富氣地質(zhì)因素等地質(zhì)理論研究,以期建立反映我國特殊地質(zhì)條件的煤層氣成藏理論體系,有效地指導(dǎo)目標(biāo)評(píng)選。

(2)總結(jié)國外成功經(jīng)驗(yàn),結(jié)合國內(nèi)煤層氣地質(zhì)成因理論認(rèn)識(shí)、勘探現(xiàn)狀和開發(fā)技術(shù)進(jìn)展情況,建立適合中國當(dāng)前一系列技術(shù)條件下的煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系。

(3)選區(qū)評(píng)價(jià)關(guān)鍵參數(shù)的獲得應(yīng)充分利用現(xiàn)有地質(zhì)勘探、石油鉆探等資料進(jìn)行篩選。另外,對(duì)缺乏資料的含煤區(qū),可運(yùn)用其他方法,如類比、模擬等方法進(jìn)行求解計(jì)算,并根據(jù)不斷更新的勘探動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行修正和完善。

(4)目前我國煤層氣開發(fā)還處于研究探索階段,還未形成適合我國煤層氣地質(zhì)特征、氣藏結(jié)構(gòu)等行之有效的勘探開發(fā)方法和技術(shù),目前建立的煤層氣選區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),還需要在今后的勘探和開發(fā)實(shí)踐中進(jìn)一步驗(yàn)證和完善。

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