瓦斯（煤层气）资源计算.ppt

瓦斯（煤层气）资源计算,主讲人吕大炜二○○九年七月一日,山东省瓦斯地质编图培训山东青岛,,1关于煤层气储量的基本概念2煤层气资源/储量的分类与分级3煤层气储量计算方法4资源储量计算中的有关技术问题5煤层气储量计算实例,山东省瓦斯地质编图培训山东青岛,,主要内容,1关于煤层气储量的基本概念,煤层气资源与煤炭资源有着密不可分的内在联系。由于含煤盆地已经进行了勘探，因此，充分利用以往勘探成果，掌握物化探及钻井资料，充分利用煤田勘探及瓦斯测试孔成果，尽可能对煤层地质特征及含气性进行了解。煤田勘探程度不同，对煤层地质特征和含气情况情况认识程度不同，进而煤层气勘探程度和资源量、储量的可靠性也不同。为了正确评价，首先应该分级计算煤层气资源量、储量。,1关于煤层气储量的基本概念,煤层气勘探具有阶段性，首先应该从盆地评价工作开始，在煤田勘探的基础上，进行煤层气区域勘探、预探、评价钻探，由单井试采到井组试验，逐步建立起煤层气资源储量序列。,根据煤层气资源/储量规范（DZT0216-2002）的内容，来探讨煤层气资源储量计算。,煤层气工业气井中天然气含量大于符合以下标准计算储量硫化氢含量大于0.5，二氧化碳含量大于5，氦气含量大于0.1,1关于煤层气储量的基本概念,煤层气是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。煤层气资源指以地下煤层为储集层且有经济意义的煤层气富集体。其数量表达为资源量和储量。煤层气资源量指根据一定的地质和工程依据估算的赋存于煤层中，当前可开采或未开能开采的，具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气数量。,地质储量是指在原始状态下，赋存于已发现的具有明确计算边界的煤层气藏中的煤层气总量。原始可采储量又称可采储量，是地质储量的可采部分，指在现行的经济条件和政府法允许的条件下，采用现有的技术，预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可最终采出的煤层气数量。,1关于煤层气储量的基本概念,经济可采储量是原始可采储量中经济的部分，指在现行的经济条件下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层气藏中可以采出，并经过经济评价认为开采和销售活动具有经济效益的那部分煤层气储量。经济可采储量是累计产量和剩余经济可采储量之和。剩余经济可采储量指在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，从指定的时间算起，预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可以采出，并经过经济评价认为开采和销售活动具有经济效益的那部分煤层气数量。,1关于煤层气储量的基本概念,1关于煤层气储量的基本概念2煤层气资源/储量的分类与分级3煤层气储量计算方法4资源储量计算中的有关技术问题5煤层气储量计算实例,山东省瓦斯地质编图培训山东青岛,,主要内容,2煤层气资源/储量的分类与分级,分类分级原则煤层气储量的分类以在特定的政策、法律、时间以及环境条件下生产和销售能否获得经济效益为原则，在不同的勘查阶段通过技术经济评价，根据经济可行性将其分为经济的、次经济的和内蕴经济的3大类。分级以煤层气资源的地质认识程度的高低作为基本原则，根据勘查开发工程和地质认识程度的不同，将煤层气资源量分为待发现的和已发现的两级。已发现的煤层气资源量，又称煤层气地质储量，根据地质可靠程度分为预测的、控制的和探明的3级。可采储量可根据所在的地质储量确定相应的级别。,2.1分类经济的在当时的市场经济条件下，生产和销售煤层气在技术上可行、经济上合理地质上可靠并且整个经营活动能够满足投资回报的要求。次经济的在当时的市场条件下，生产和销售煤层气活动暂时没有经济效益，是不经济的，但在经济环境改变或政府给予扶持政策的条件下，可以转变为经济的。内蕴经济的在当时的市场经济条件下，由于不确定因素多，尚无判断生产和销售煤层气是经济的还是不经济的，也包括当前尚无法判定经济属性的部分。,2煤层气资源/储量的分类与分级,2煤层气资源/储量的分类与分级,2.2分级储量分级应当与整个勘探过程的不同阶段相对应，从区域勘探、预探、评价勘探以至气田的开发阶段，都应有相应级别的资源量、储量。每一级别的资源量、储量不仅反映所处勘探阶段的成果，同时又是指导下一步勘探开发部署的依据。随着勘探程度的提高和勘探技术条件的进步，煤层气的地质认识程度也在加深，资源量和储量的级别不断提高，计算精度逐步提高并接近于客观实际，这一过程即有连续性，又有阶段性。煤层气勘探任务就是逐步将煤层气资源量逐步升级为储量，将低级别储量升级为高级别储量，最终为气田的开发奠定物质基础并提供开发建设的依据。,煤层气田大体经历预探、评价钻探和开发3个阶段，根据勘探开发各个阶段对气藏的认识程度，将煤层气划分出3个级别探明储量、控制储量、预测储量。其中，根据同一区块的不同阶段勘探程度不同，分别计算不同级别的储量。,2煤层气资源/储量的分类与分级,2.2.1探明储量是在煤层气田评价阶段完成或基本完成以后计算的储量，并在现代技术和经济条件下能够获得经济效益和社会效益的可靠储量。探明储量是编制气田开发方案、进行油田开发、下游工程建设等投资决策的重要依据，也是以后气田开发分析的依据，因此对煤层气田的探明储量，应分别计算其地质储量、可采储量和剩余可采储量。煤层气资源的可靠程度很高，储量的可信系数为为0.70.9。,2煤层气资源/储量的分类与分级,在计算储量时，需了解预探井和评价井煤层气成藏特征，包括成藏类型、构造形态、煤层厚度、煤层煤质及物性、孔隙结构、含气性变化规律、流体性质、煤系地层中储层含气性及储集物性掌握煤层气单井产气规律，开发试验井组，进行大面积降压，了解煤层的产气能力。探明储量可分为已开发探明储量、未开发探明储量。,2煤层气资源/储量的分类与分级,（一）已开发探明储量是指在现有经济技术条件下，通过开发方案实施建设，并已投入开采或局部开采的储量。新的煤层气田在开发井（网）钻完后，即应计算已开发探明储量，并在以后的开发过程中定期进行复核。当提高采收率的措施完成后，应计算新增加的可采储量。,2煤层气资源/储量的分类与分级,（二）未开发探明储量在完成评价井、开发试验井组钻探，并且井组试气获得工业流以后，在取得的可靠储量参数基础上所计算的煤层气储量。它是编制煤层气田开发方案和进行开发建设投资决策的依据。,2煤层气资源/储量的分类与分级,2.2.2控制储量控制储量是在含煤区已钻探评价井，并且单井试气已获得长期稳定工业性气流后，尚未钻探开发试验井组，未能真正了解井组面积降压后煤层的产气能力之前计算的储量。该储量是通过综合勘探（包括地震、非地震）已查明构造形态，基本查明煤层分布、煤层厚度和含气性的变化趋势，已初步获得煤层气藏类型、煤岩煤质、储层物性等参数，对煤层气藏产能大小作出初步评价的储量。如果煤田勘探程度较高，已基本查明煤层分布、物性、含气性变化规律，可在预探井试气获得长期稳定的工业性气流基础上，参考煤孔和瓦斯测试资料，直接计算煤层气控制储量。,2煤层气资源/储量的分类与分级,2.2.3预测储量指在含煤区钻预探井获得工业气流，或通过与地质条件类似的邻区或邻居相类比，判断煤层的含气性具有可采价值，根据区域地质条件和与邻区类比得到的参数估算的储量。含煤区内煤层厚度、物性、含气性变化规律尚未查明，储量参数一般是由类比法确定的，因此可以估算煤层气储量的范围值，作为制定评价勘探部署的依据。,2煤层气资源/储量的分类与分级,2.2.4远景资源量远景资源量是根据地质、地球物理、地球化学以及少量钻孔资料，初步了解煤层分布特征、厚度，通过类比法估算的尚未发现的资源量，它可推测今后煤层气田被发现的可能性和规模的大小。远景资源量按照普查程度可分为潜在资源量和推测资源量。,2煤层气资源/储量的分类与分级,（一）潜在资源量是根据地质、物化探资料、参数井的煤层厚度、物性、含气资料，对具有含气远景的含煤区通过类比法统计计算得出的某一含气范围内的圈闭资源量。（二）推测资源量是根据区域地质资料，与邻区同类型沉积盆地进行类比，结合盆地初步物化探普查资料或参数井资料确定的含煤面积、煤层厚度、物性、含气性等资料估算的资源量，或与邻区同类型盆地资源量相类比，在不同参数条件下，利用概率统计法给出一个资源量范围值。,2煤层气资源/储量的分类与分级,2.2.5总资源量煤层气总资源量为各级储量与远景资源量之和。与石油天然气总资源量的计算方法不同，石油天然气总资源量多是通过盆地热模拟计算的结果，而煤层气总资源量是首先对盆地各级储量、资源量进行计算，然后累加得到的结果。计算总资源量的工作程序如下图,2煤层气资源/储量的分类与分级,2煤层气资源/储量的分类与分级,,,,,,,,,,,,,,,,,煤层气资源／储量分类与分级体系,煤层气储量分级分类与常规天然气对比表,2煤层气资源/储量的分类与分级,2煤层气资源/储量的分类与分级,1关于煤层气储量的基本概念2煤层气资源/储量的分类与分级3煤层气储量计算方法4煤层气资源储量计算参数的选取5煤层气储量计算实例,山东省瓦斯地质编图培训山东青岛,,主要内容,3.1储量起算条件和计算单元（1）储量起算条件以单井产量下限为起算标准，即只有在煤层气井产气量达到产量下限的地区才可以计算探明储量。,3煤层气储量计算方法,储量起算单井产量下限标准,3煤层气储量计算方法,各级煤层气储量勘查程度和认识程度要求,（2）储量计算单元储量计算单元一般是煤层气藏，即是各种地质因素控制的含气的煤储集体，当没有明确的煤层气藏地质边界时按煤层气藏计算边界计算。计算单元在平面上一般称为区块,面积很大的区块可细分井块或井区,同一区块应基本具有相同或相似的构造条件、储气条件等；纵向上一般以单一煤层为计算单元，煤层相对集中的煤层可合并计算单元，煤层风化带以浅的煤储层不计算储量。,3煤层气储量计算方法,（3）储量计算边界一般是由查明的煤层气藏的各类地质边界，如断层、风化带、地层变化、含气量下限、煤层净厚下降等边界确定；未查明地质边界，主要由达到产量下限值的煤层气井圈定，由于各种原因也可由矿权区边界、自然地理边界或认为储量计算线等圈定。关于煤层含气量下限值根据具体条件调整。,3煤层气储量计算方法,3煤层气储量计算方法,煤层含气量下限标准,3煤层气储量计算方法,3.2储量计算方法3.2.1地质储量计算方法我国地质条件复杂，不同区域煤层赋存条件差异很大，这对煤层气资源量计算过程，含气面积、含气量等参数问题的确定带来了很多问题。现今，关于煤层气资源量的计算方法主要有以下几种瓦斯地质统计法、体积法、类比法、气藏数值模拟法、蒙特卡罗法、物质平衡法、产量递减法等。,3煤层气储量计算方法,（1）瓦斯地质统计法瓦斯地质统计法计算瓦斯资源量，主要是充分运用煤矿开采后获取大量瓦斯地质资料的优势，在编制瓦斯地质图的基础上，运用瓦斯地质和瓦斯涌出规律，建立起其与煤层气含量测试数据的对应关系，丰富煤层气预测资料充实和完善煤层气预测公式。更加实际的编制好煤层气含量等值线图，进行煤层气资源量计算，结合构造煤的分布和构造复杂程度，进行煤层气资源评价和区块分级。,3煤层气储量计算方法,（1）瓦斯地质统计法瓦斯地质图是瓦斯信息和地质信息系统的高度综合，它全面地反映瓦斯生成条件、保存条件、抽采的难易程度、瓦斯涌出规律及分区、分带特征；较直观地确定资源量计算边界条件、划分计算单元，提供瓦斯资源量计算过程中所需参数，特别是影响资源量计算精度的关键参数，如含气面积、煤层厚度和含气量等，能提高参数选取的可靠程度。,3煤层气储量计算方法,（2）体积法煤层气储量计算普遍采用的方法，适应于各个级别煤层气地质储量计算，其计算精度取决于对气藏地质条件、储层的控制和认识程度以及所获取参数的精度和数量。从理论上讲，煤储层中的气体由吸附气、游离气和溶解气3部分组成，但是，在目前开发煤层气这样的深度、压力和温度下，甲烷的溶解度很低，溶解气量占煤层气总量的份额很小，因此储量计算常常忽略不计。而吸附气和游离气两者的赋存条件、物理状态不同，其计算公式也存在一定差异。,3煤层气储量计算方法,1）吸附气储量计算公式Gi0.01AhDCad式中CadCdaf100-Mad-Ad/100Gi煤层气地质储量，108m3；A煤层含气面积，km2；h煤层净厚度，m；D煤的干燥基质量密度，t／m3；Cad煤的空气干燥基含气量，m3／t；Cdaf煤的干燥无灰基含气量，m3／t；Mad煤中原煤基水分，％；Ad煤中灰分，％。,3煤层气储量计算方法,2）游离气储量的计算公式G0.01（Tscpi/TpscZ）AhΦi式中G煤层游离气地质储量，108m3Tsc标准温度，℃pi原始地层压力，MPaT原始地层温度，℃psc标准压力，MPaZ气体偏差系数Φi煤的微孔隙度，。,3煤层气储量计算方法,一般来说，对于煤层割理裂隙发育且过饱和含气的煤层，在计算储量时应该同时考虑吸附气和游离气两种气体;反之，仅考虑吸附气。,从目前的勘探情况来看，与美国相比，我国多数煤储层属于低渗不饱和煤层，因此在实际操作中仅考虑对吸附气储量的计算。,3煤层气储量计算方法,（3）气藏数值模拟法这种方法是在计算机上利用专用软件对已获得的储层参数和早期的生产数据或试采数据进行拟合匹配，可以获得一个代表储层平均特征的气藏模型和地质储量，也可以估算煤层气井未来的产量状态及可采储量，结果的准确程度是建立在丰富资料和计算精度的基础上。,3煤层气储量计算方法,（4）类比法类比法是利用已开发煤层气田或相似储层的相关关系计算瓦斯资源量的一种方法。计算区与开发区的地质条件、储层条件等愈相似，计算结果愈准确。由于我国地质条件较为复杂，此方法的局限性较大，只有很少地区能够采用。但如果在煤层气开发初期选区，储量级别要求不高，地质资料比较可靠，利用这种方法参数选择比较快捷、直观。,3煤层气储量计算方法,5蒙特卡罗法这种方法是在计算机上利用专用软件对已获得的储层参数和早期的生产数据或试采数据进行拟合匹配，可以获得一个代表储层平均特征的气藏模型和地质储量，也可以估算煤层气井未来的产量状态及可采储量，结果的准确程度是建立在丰富资料和计算精度的基础上。,3煤层气储量计算方法,煤层气资源量计算常用体积法，除了A（计算范围面积）为常数外，其他3个参数（h、D、Cad）都是各参数本身在其参数总体中的一个随机抽样值。对于求取煤层厚度（h）、煤层容重（D）和煤层甲烷含量（空气干燥基q）3个地质参数的分布函数，虽然确定原理相同，但是每一个地质参数，要根据实际资料来确定分布类型。下面以煤层厚度h为例，来探讨不同参数确定方法。,3煤层气储量计算方法,当h（以下用H表示）参数样本较多时，可以用频率统计法求其经验分布函数。a.选取N个H参数样本的最大值Hmax和最小值Hmin;b.求极差HLHmax-Hmin;c.将极差分为K等分，每份长HL/K，以构成K个区间；d.以Hmin为起点，以HL/K为增量，求K个区间的界点；e.把N个H参数样本逐个与区间的临界点进行比较，统计出每个区间落入的数据个数，再除以N得到频率。由Hmax一段起，逐个对频率进行累积，可得出K个区间的FH的值，从而求得区间Hmax,Hmin上的分布函数FH.,3煤层气储量计算方法,当h参数样本较少时，但知道该参数的分布类型时，可由该参数的分布类型给出分布参数。许多地质变量都服从正态分布或对数正态分布，可由已的数据求出平均值和方差2，从而得出分布函数Fh当已知参数只有两个时，则认为该参数是服从均匀分布的随机变量,3煤层气储量计算方法,当已知数据为3个时，则采用三角分布。当已知数据中的最小值a，最大值b，看作参数可取值的最小和最大值，而中间值c看作参数的可能取值，三角分布函数为,3煤层气储量计算方法,用蒙特卡罗法模拟资源量需要用大量的随机数，目前，混合同余法是生成随机数的一个较好的数学方法。在上述随机变量中随机取一值，即可得到Q1AH1D1Cad1。同样，如此进行下去，可以得到一组Q的样本，用此样本近似作为Q的分布，具体做法如下,3煤层气储量计算方法,a.求出Q的最大最小值QmaxAHmaxDmaxCadmaxQminAHminDminCadminb.求极差QLQmax-Qminc.将极差分为K个区间，每个区间长度是QL/K；d.以[0，1]以上均匀分布的随机数作为随机变量H、D和Cad分布函数的概率入口；用线性插值计算出随机变量H、D和Cad的出口值，这个出口值就是一次抽样。对随机变量H、D和Cad各随机抽样，统计K个区间的频数，从而得到资源量的分布函数。,3煤层气储量计算方法,该方法是根据美国煤层气气藏工程专家King多年的研究，在物质平衡方程基础上，引入煤层气解吸扩散机制，建立了动态平衡条件下的煤层气物质平衡方程,,,,式中Bw地层水体积系数；Cw地层水压缩率，MPa-1；Cf煤层基质体积压缩率，MPa-1；CΦ孔隙体积压缩率，MPa-1；Cvt朗格缪尔体积常数，m3／t；p地层压力，MPa；p1原始地层压力，MPa；pl朗格缪尔压力，MPa；psc标准压力，MPa；Sw平均含水饱和度，％；Sw1原始含水饱和度，％；T储层标准温度，K；Vb2次生孔隙体积，m3；We侵入水体积，m3；Wp产出水体积，m3；Z气体因子，无量纲；Zsc标准气体因子，无量纲；Z*非常规气藏气体因子，无量纲，Φ孔隙度，％；Φi初始孔隙度，％，mp／Z*的斜率，m3／MPa；C3换算系数。,1,2,3,3煤层气储量计算方法,煤层气储量的计算需要将物质平衡法和容积法结合起来，通过两组方程的叠代，在计算机上自动完成。具体计算方法如下,①给出Vb2初始猜测值；②利用公式1计算平均水饱和度；③利用公式2计算气体因子；④作p／Z*对气体产出量的曲线图；⑤计算p胆’的斜率；⑥计算Vb2值；⑦返回步骤②循环，直至公式1收敛；⑧将平均水饱和度代入容积法公式求取煤层气储量。,3煤层气储量计算方法,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，弥补了容积法的不足。使用物质平衡法计算储量要求具备以下储层参数气藏的静态地质参数、煤层含气量和等温吸附数据、煤层中各种流体的pVT分析数据、各种流体在地面条件下的物性分析数据及气藏的动态参数包括投入开发时气、水产量数据和压力变化数据及气、水分析数据。使用该方法计算储量时，要求储层动态参数齐全，生产时间越长，动态参数越多，计算结果的精度就越高。,3煤层气储量计算方法,3.2.2煤层气储量（可采储量）计算煤层气储量是指能够开采出的那部分煤层气资源量。因此，煤层气资源量乘以采收率就可以求得煤层气储量RGr式中R表示煤层气储量，m3;G表示煤层气资源量,m3；r表示煤层气采收率,.,,3煤层气储量计算方法,3.2.3采收率（r）煤层气采收率是指在某一经济极限内，在当前工程和技术条件下，从煤层气藏地质储量中可以采出的煤层气量的百分数。预测煤层气采收率的方法很多种，但每一种具有局限性，因此，需要考虑相关影响因素，综合求取预测采收率。关于采收率计算方法较多，有类比法、数值模拟法、等温吸附曲线法、解吸法、产量递减法、物质平衡法等。,3煤层气储量计算方法,（1）类比法是一种比较简单的采收率预测方法，通过与地质条件相似的地区进行类比，从而获得煤层气采收率。该方法适合于研究程度比较高的地区。一般局限于同一盆地的含气区带或地质条件类似、地理位置相邻的含气区带。这种方法不仅要求类比区与被类比区的地质条件相近，而目_要求二者的开发技术、开采工艺、井网形态等方面基本一致。其结果的准确性取决于地质资料的可靠性、对类比区与被类比区的地质认识程度，以及研究者的技术水平和工作经验等。我国目前应用该方法预测采收率存在着许多限制。,3煤层气储量计算方法,（2）数值模拟法在储层模拟产能曲线上直接计算，可用于控制可采储量和探明可采储量的计算。Rf＝GPL／Giw式中GPL气井累计气体产量，单位为亿立方米（108m3）；Giw井控范围内的地质储量，单位为亿立方米（108m3）。,3煤层气储量计算方法,该方法是预测煤层气采收率的重要方法，也是现阶段应用最多的方法。依据煤层气的产出机理，通过建立模型包括地质模型、确定边界条件、煤层气的流动状态、源汇项及井的工作状态、数学模型、敏感性分析包括气产量与含气量、表皮系数、孔隙度、渗透率、兰氏体积、吸附时问、井底压力等参数的敏感性分析、历史拟合获得气、水产量、压力等拟合曲线等工作，利用专门的软件如Comet-Ⅱ,COALGAS,ECL工PSE,CMG对已获得储层参数和早期的试采生产数据进行匹配拟合，最后预计煤层气井的产能和采收率。其预测结果实用性较好，有利于指导勘探开发工作。但是，需要的基础数据比较多，对数据参数的误差比较敏感，因此，数据的准确性直接影响采收率的预测结果。,3煤层气储量计算方法,（3）等温吸附曲线法在等温吸附曲线上通过废弃压力计算，只能用于预测可采储量的计算，也可以作为控制可采储量计算的参考。Rf＝（CgiCga）／Cgi式中Cgi原始储层条件下的煤层气含量，单位为立方米每吨（m3／t）；Cga废弃压力条件下的煤层气含量，单位为立方米每吨（m3／t）。,3煤层气储量计算方法,等温吸附曲线法的理论基础是煤对甲烷的吸附服从朗格缪尔Langmuir方程，且煤层气的吸附和解吸过程是一个可逆过程。试验表明，压力增高，煤对甲烷的吸附能力增强;当煤吸附了一定数量的甲烷后，压力降低，甲烷开始解吸，煤层的吸附量减少。这种方法计算采收率是根据废弃压力和等温吸附曲线确定的，而不是通过直接估算得到的，具有比较强的理论性。其难点在于如何确定废弃压力，因为通常情况下不可能得到真实的废弃压力，需要通过预测手段和在充分的煤层气地质研究基础上进行。单独应用该法计算煤层气采收率的可靠性比较低，最好是配合其他方法综合求取采收率。另外，还应该注意，该方法仅适用于煤层含气不饱和的情况下，即实测含气量小于理论含气量的情况如果煤层含气饱和，即实测含气量等于理论含气量的情况下，则无法使用该方法预测采收率。,3煤层气储量计算方法,（4）产量递减法在已获得稳定递减斜率的产量递减曲线上直接计算，可用于探明可采储量的计算。Rf＝GPL／Ciw式中GPL气井累计气体产量，单位为亿立方米（108m3）；Giw井控范围内的地质储量，单位为亿立方米（108m3）。,3煤层气储量计算方法,产量递减法是通过研究煤层气井的产出规律、分析气井的生产特性和历史资料来预测可采储量。气井投入开发生产阶段，至少连续生产5年后才能使用这种方法预测采收率。一般是煤层气井经历了产气高峰开始稳产并出现递减后，利用递减曲线对未来产量进行计算，进而获得预测采收率。我国现阶段尚无法利用这种方法预测采收率。,3煤层气储量计算方法,（5）物质平衡法物质平衡法是物质守恒定理在可采储量计算中的具体运用。其实质是假定气藏开发过程中，物质的总量是不变的，即某个气藏的原始储量等于采出量与地下乘余储量之和。物质平衡法适合于煤层气开发阶段已完成排采过程的气井，不适用于边缘井。其缺点是需要的参数多，包括静态参数、等温吸附参数、PTV、流体物性、气水产量、压力变化等，但预测结果的可靠性比较高。根据我国煤层气勘探开发现状，目前还不适合采用该法预测采收率。,3煤层气储量计算方法,6解吸法直接法测定的煤层气含量包括解吸气、损失气和残余气3部分。理论上，解吸气和损失气在自然条件下可以解吸出来，认为可以从气藏中开采出来。因此，煤层气的采收率可以认为是解吸气与损失气之和占总含气量的百分比，间接地预测采收率。实际上，解吸气和损失气能否采出来，受制于煤的变质程度、煤岩组成、煤质特征、煤体结构、煤层渗透性等诸多地质因素的影响，这些因素的存在直接影响了采收率预测结果的实用性。,1关于煤层气储量的基本概念2煤层气资源/储量的分类与分级3煤层气储量计算方法4资源储量计算中的有关技术问题5煤层气储量计算实例,山东省瓦斯地质编图培训山东青岛,,主要内容,4资源储量计算中的有关技术问题,4.1评价计算探明储量的基本条件煤层气资源/储量规范（DZ/T-0216-2002）给出了计算煤层气探明储量的基本条件，如产量下限、井控程度、试采资料、含气量下限、净煤厚度下限等。在此不加详述。除了以上基本条件外，还应该考虑以下几个方面试采成果、井控程度、基本井控要求等。,4资源储量计算中的有关技术问题,4.1.1试采成果规范要求探明储量区内必须有井组和单井试采生产试验，并取得相应的试采成果，达到单井产量下限。实际上，煤层气井具有产气速率慢、初期产气时间长、产气量变化大的特点，因此就存在一些问题，例如如何确定产气时间如何反映真实产气能力的时间如何把短时间达到产气量下限的井划入探明储量计算范围，是否会导致储量存在很大的不确定性对煤层气井跟踪研究后认为，其初始产气时间应达到单井产气量下限起算，而且至少稳定在产气量下限之上3个月，这样可以大大减少探明储量风险。,4资源储量计算中的有关技术问题,4.1.2煤层气井控制程度规范中提出了探明储量计算区对井控程度的要求，这些井包括煤田勘探孔和煤层气井。应该注意，实际工作中可能存在这样的情况探明储量计算范围位于煤田勘探精查区或详查区，煤田勘探程度很高，井控程度已达到规范要求，但是储量计算范围内煤层气井却比较少，这种情况下是不能进行探明储量计算的。因为即便是在煤田勘探精查区内或详查区内，仍需要满足探明储量专门对煤层气井的具体要求，即煤层气探明储量计算范围内“参数井的井距不能超过规定井距的2倍”和“试采井的井距不能超过规定井距的2倍”，以加强对计算边界的控制作用。因此，只有在同时满足上述条件时才可以计算探明储量。,4资源储量计算中的有关技术问题,4.1.3基本井控要求煤层气探明储量基本井距要求主要由构造复杂程度和储层稳定程度来决定。其中，构造复杂程度较易通过分类和构造特点两方面确定，进而确定基本井距。但是，利用储层稳定程度来确定基本井距，在实际工作中比较难于掌握尺度，因为在规范中仅提出了对煤层厚度变化的定性要求。因此，建议在上述定性原则下，同时考虑煤类是否单一、煤质变化大小、区内煤层的可采性全区、大部分、局部、可采边界是否规则和清楚等因素，从而使基本井控的要求更具可操作性。,4资源储量计算中的有关技术问题,4.2储量评价计算单元的划分储量计算单元是指一个气藏或区块的储量按照什么地层单元计算，是以砂组或煤层组，还是小层单煤层为单元。不同的选取方法对储量计算结果影响很大。一般情况下，采用同一方法、以砂组或煤层组还是单砂层煤层为单元计算的储层体积，总是大于同一砂组或煤层组、以小层单煤层为单元计算的储层体积之和。根据国内有关资料的统计，常规油气计算结果的误差范围最大可达30。煤层气尚未见相关报道。可见，计算单元划分的合理与否，对储量计算结果影响是比较大的。,4资源储量计算中的有关技术问题,储量计算单元划分原则（1）同一个计算单元应具有基本相同或相似的构造条件、储气条件、含气量、煤层厚度、煤阶、密度、渗透性、煤岩煤质等因素的变化;2纵向上一般以单一煤层为计算单元。同一个计算单元应具有相同或相似的构造条件、煤体结构、储气条件和水动力系统。（3）风化带以浅的煤储层不计算储量。,4资源储量计算中的有关技术问题,（4）考虑煤层夹矸的厚度。参考煤田勘探中关于煤层分层的经验，一般以夹矸厚度0.7m为界。夹矸厚度大于或等于0.7m时，上、下煤层分别各作为一个计算单元;夹研厚度小于0.7m时，上下煤层厚度均等于或大于夹矸厚度时，可合并作为一个储量单元。确定储层有效厚度时，必须扣除夹矸的厚度。（5）考虑单个煤层的厚度。有些情况下，存在一些孤立的单个煤层，这些煤层可以参与煤层气资源量的计算，但是，由于受厚度、资源量规模等因素的制约，单独作为一个开发层系，可能是不经济的。参考煤田勘探的经验，厚度小于或等于0.7m的煤层视为不可采煤层，煤层气储量计算中不作为计算单元;反之，视为可采煤层，作为计算单元。,4资源储量计算中的有关技术问题,5结构复杂和无法进行煤层分层的复煤层或煤层组。参考煤田勘探的经验当夹矸的总厚度小于单煤层总厚度的1/2时，可作为一个储量计算单元。但是，在确定储层有效厚度时，必须扣除夹矸的厚度;当夹矸的总厚度大于或等于单煤层总厚度的1/2时，则不能作为一个储量计算单元，可按上述原则处理。,4资源储量计算中的有关技术问题,4.3储量评价中参数确定4.3.1体积法参数的确定（1）煤层含气面积（简称含气面积）含气面积是指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（简称有效厚度或净厚度）煤层有效厚度是指扣除夹矸层的煤层厚度，又称为净厚度。（3）煤质量密度煤质量密度分为纯煤质量密度和视煤质量密度，在储量计算中分别对应不同的含气量基准。（4）煤含气量可采用干燥无灰基或空气干燥基两种基准含气量近似计算煤层气储量。,4.3.2数值模拟法和产量递减法参数的确定数值模拟法和产量递减法参数，如气水性质、煤质与组分、储层物性、等温吸附特征、温度、压力和气水产量等，参照GB21291、GB/T1361092及有关标准执行。,4资源储量计算中的有关技术问题,由于控制煤层气成藏和运移的机制比常规气藏要更加复杂。煤层气以吸附状态赋存，那么代表煤对气体吸附解吸特性的参数在计算储量的方程中就必须得到体现，如等温吸附常数、解吸压力、吸附时问、临界解吸压力等。另一方面，用不同手段获得的同一参数所代表的物理意义不尽相同，数据上的差距也很大。如扩散系数可以通过在实验室测定获得，也可以通过统计割理密度计算来获得。前者测得的参数仅代表气体在局部煤岩的扩散特性，而煤层气在地下的扩散是煤层气从煤基质到割理的扩散，因此，后一种方法计算的扩散系数更接近实际。计算煤层气储量所需要的基本参数及获取途径见表1，这是准确计算煤层气储量的基本保证。,4资源储量计算中的有关技术问题,4.3.3储量计算参数取值a）储量计算中的参数可由多种资料和多种方法获得，在选用时应详细比较它们的精度和代表性进行综合选值，并在储量报告中论述确定参数的依据；b）计算地质单元的参数平均值时，煤层厚度原则上应根据实际构造发育规律，采用等值线面积平衡法或井点控制面积权衡法，但在煤田勘查的详查区和精查区可直接采用算术平均法计算，其他参数一般应采用煤层气参数试验井井点控制面积权衡法计算；c）各项参数名称、符号、单位及有效位数见规程中附录B的规定，计算中一采用四舍五入进位法；d）煤层气储量应以标准状态（温度20℃，压力0.101MPa）下的干燥体积单位表示。,4.3.4煤层气储量评价4.3.4.1地质综合评价1）储量规模108m3特大型3000;大型3003000;中型30300;小型3.0;中1.03.0;低0.51.0;特低1.0;中0.31.0;低0.10.3;特低1000;中5001000;浅500,4资源储量计算中的有关技术问题,4资源储量计算中的有关技术问题,4.3.4.2经济评价1）采用净现值分析法对煤层气勘查开发各阶段所提交的各级储量在未来开发时的费用和效益进行预测，分析论证其财务可行性和经济合理性优选勘探开发项目，以获得最佳的经济效益和社会效益。2）储量经济评价应贯穿于煤层气勘探开发的全过程，对各级储量均应进行相应的经济评价。,4资源储量计算中的有关技术问题,4.3.4.2经济评价3）所有申报的探明储量必须进行经济评价。4）经济评价中关于投资、成本和费用的估算应依据煤层气田的实际情况，充分考虑同类已开发或邻近煤层气田当年的统计资料。5）对新气田煤层气井产能的预测，必须有开发部门编制的开发概念设计作为依据，平均单井稳定日产量可依据储层数值模拟做专门的论证。,1关于煤层气储量的基本概念2煤层气资源/储量的分类与分级3煤层气储量计算方法4资源储量计算中的有关技术问题5煤层气储量计算实例,山东省瓦斯地质编图培训山东青岛,,主要内容,5煤层气储量计算实例,以晋城寺河矿井东区及西区和北区为例，采用瓦斯地质统计法进行瓦斯资源量计算。寺河矿井东区煤层厚度5.4-7m，平均厚度6.31m，煤层厚度基本都大于煤层气资源量计算要求的下限值0.5m，计算边界主要依据煤层含气量大于8m3/t。按照井田内具有相同或相近煤层气赋存特征的储层划为一个单元的原则，如含气量下限边界、瓦斯风化带边界、背向斜、断层等，把矿井东区划分六个计算单元。,5煤层气储量计算实例,5煤层气储量计算实例,东区6个区块面积为18.97km2,瓦斯含量（煤层气含量）最高达到了14m3/t，其中煤层气含量（相当于空气干燥基含气量）小于8m3/t的区域不参与计算，计算结果表明，煤层气地质储量2101.07Mm3；平均资源量丰度1.1075108m3/km2，为中等类别，煤层埋深大部分在500m以浅的部位,5煤层气储量计算实例,5煤层气储量计算实例,5煤层气储量计算实例,按照同样方法计算发现西区与北区，研究区域总面积132.01km2，瓦斯含量（煤层气含量）最高可达22m3/t，其中煤层气含量（相当于空气干燥基）小于8m3/t的区域不参与计算，计算结果表明，煤层气地质储量20725.64Mm3，属于中等储量规模；平均资源量丰度1.5701108m3/km2，为中等类别，煤层埋深大部分在750m以浅的部位。,5煤层气储量计算实例,预测结果校对2004年沁水蓝焰煤层气有限责任公司在寺河矿井西区、北区鹿底-下河地段施工4口钻井，对3号煤层钻探取芯，测试瓦斯含量，将地质统计法预测瓦斯含量值与其相应位置取样实测瓦斯含量进行对比分析发现误差不大，其原因是提芯速度、泥浆压力、取芯破碎类型扽造成影响，预测结果基本在允许范围内，经检验，根据该方法绘制的瓦斯含量等值线较为可靠。,总结,煤层气的储量计算要考虑到煤层气的特殊性，同时参照流体矿藏天然气和固体矿藏煤炭储量计算方法。煤层气藏的储量计算不同于常规天然气，其含气边界的确定是以煤层含气量等值线确定的。圈定含气面积的最低含气量值根据煤层气藏地质条件、采用煤层储量历史模拟软件进行模拟确定；关于煤层气资源量（地质储量）计算方法很多，包括瓦斯地质统计法、体积法、类比法、气藏数值模拟法、蒙特卡罗法、物质平衡法、产量递减法。不同方法适用范围不同。对可采储量的计算关键是对采收率的计算，采收率计算方法有类比法、数值模拟法、等温吸附曲线法、解吸法、产量递减法、物质平衡法。,总结,分析了储量评价计算中需要注意的技术问题，指出储量评价计算单元划分的原则，并重点指出了体积法、数值模拟法和产量递减法参数取值，在此基础上，根据不同的因素总结了煤层气田评价方案。以山西沁水盆地的寺河矿区为例，探讨了煤层气储量计算方法应用和评价，并且与实践进行检验，得到良好的效果,主要参考文献,王星锦，王伟。煤层气储量计算方法，天然气工业李贵中，杨键，王红岩等。煤层气储量计算及其参数评价方法，天然气工业，2008陈玉华，杨永国，秦勇。蒙特卡罗法在煤层气资源量计算中的应用，煤田地质与勘探，2006李明宅，徐风银。煤层气储量评价方法与计算方法，勘探技术中华人民共和国国土资源部。煤层气资源/储量规范，2002-12张子敏主编。瓦斯地质学李增学主编。煤成（型）气地质学赵庆波等著。煤层气地质与勘探,本章结束,