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《西北大学》 2016年
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基于三维地震资料的煤层气富集区预测

邵林海  
【摘要】:煤层气是以吸附态为主赋存在煤层中的一种自生自储式非常规天然气,它是非常规油气中十分重要的洁净能源,其资源量大,勘探程度低,发展潜力大。煤层气作为一种优质的新型清洁能源,在我国埋深小于2000m的资源量为36.8×1012m3,主要分布在鄂尔多斯、沁水、准噶尔、二连、吐哈和塔里木等盆地和滇东黔西地区,目的层系以古生界石炭系、二叠系和中生界三叠系、侏罗系、白垩系为主。煤层气的勘探开发对于满足国内日益增长的天然气需求、解决煤矿安全以及对发展中国家的低碳限制问题等都具有十分重要的意义。但是煤的吸附性使得煤层气气藏的成藏机制、富集程度和勘探开发技术与常规天然气差异明显,如何利用三维地震资料分析煤层构造断裂特征,预测煤层厚度、含气量等,进行煤层各向异性和非均质性的研究,进而预测煤层裂缝发育带,综合各种信息进行煤层气富集区评价,为煤层气勘探开发井位部署提供依据,成为当前十分迫切的研究内容。本文通过数据统计和制作各类相关图件分析,定量剖析了韩城地区石炭系和二叠系主要目的层不同岩性的测井曲线特征及变化范围,其中煤层表现为低自然伽马、低密度、低纵波速度、低纵波阻抗、低横波速度、低横波阻抗、低杨氏模量和低体积模量的特点,用其中一种属性就可识别煤层。而煤层密度、纵波时差、纵波阻抗、横波阻抗、剪切模量与密度的乘积(MuRho)、拉梅常数与密度的乘积(LamdaRho)、杨氏模量与密度的乘积(ERho)等属性是对煤层含气量比较敏感的参数。通过单井和多套煤层楔状模型正演分析,得到煤系地层的反射特征为强振幅反射,而煤层厚度和地震数据的主频是利用地震资料识别煤层的主要影响因素,在煤层厚度大于2m时,均方根振幅随煤层厚度的增大而增大,所以可以利用均方根振幅属性来预测厚度大于2m的煤层。精细研究煤层顶面构造断裂特征是煤层气富集区预测的前提,采用多属性相结合的精细层位和断层解释,分析煤层断裂展布特征和构造形态。煤层厚度是煤层气资源量计算的基础数据,也是煤层气富集区评价的重要参数之一,利用古地形、均方根振幅属性、叠后波阻抗反演和地质统计学反演方法逐步提高煤层厚度的预测精度。煤层裂缝的发育程度直接影响着煤层渗透率的大小,进而对煤层气的排采效果产生影响,采用叠后地震属性与叠前分方位预测方法相结合,提高煤层裂缝发育带预测精度。通过以上技术和方法在韩城煤层气三维区的综合应用,形成了煤层气储层精细地震表征技术,对煤层气储层构造(埋深、形态、断层、陷落柱)、空间分布及裂缝发育程度进行精细表征。煤层含气量是煤层气富集区预测和评价的重要参数之一,预测难度大。通过单参数和多参数组合分析,提出用密度和纵波时差属性来预测煤层含气量。充分利用三维地震资料,使用AVO反演、叠前同时反演等技术对煤层含气量预测进行了探索和研究,其中AVO反演方面主要利用伪泊松比属性来预测煤层裂缝发育程度,即煤层的渗流能力,间接反映煤层的含气性。而叠前同时反演主要提供煤层密度、纵波时差、纵波阻抗和LamdaRho等属性数据,利用煤层含气量多参数拟合公式,对目标煤层含气量横向展布规律进行定量预测,该方法在韩城三维区5#和11#煤层含气量预测中进行了应用,其中11#煤层含气量吻合率为72.7%。煤层气富集区影响因素较多,优选出煤层埋深、厚度、裂缝发育程度、含气量等四个关键因素,给出了韩城三维区煤层气富集区的评价标准。充分利用韩城三维区5#和11#煤层四个关键参数平面信息进行综合分析,预测研究区煤层气富集区。通过后期钻井检验,该方法预测吻合率高,为煤层气开发井位部署提供依据,从而创新形成了综合多信息的煤层气富集区预测技术。综合多信息的煤层气富集区预测技术在保德南煤层气三维区进行了应用,评价出4+5#煤层Ⅰ类+Ⅱ类富集区总面积62.0km2,8+9#煤层Ⅰ类+Ⅱ类富集区总面积34.0kmm2。依据保德南三维煤层气富集区预测成果,部署开发井位32口,其中一口煤层气开发井排采2个月见气,截至到2014年9月25日,该井日产气为1348m3,提高了煤层气的勘探开发效率。充分利用煤层气三维地震资料,集成创新形成了煤层气储层精细地震表征技术,对煤层构造、空间展布和渗透性等进行精细表征。首次使用了基于三维地震资料的多参数组合方法对煤层含气量进行了预测,分析煤层含气量平面展布,提高其预测精度。创新形成了综合多信息的煤层气富集区预测技术,应用该技术系列能够提高煤层气勘探开发效率,具有广阔的应用前景。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P618.13

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