煤层气资源储量计算共43页
第三讲 煤层气资源储量计算
注:极复杂构造只宜边探边采,线距不做具体规定.
煤层稳定程度类型钻探工程基本线距表
各种查明程度对煤层控制的基本线距(m) 煤层稳定程度 探 明 的 稳 定 较稳定 不稳定 500～1 000 200～500 控 制 的 1 000～2 000 500～l 000 375a 250
注:极不稳定煤层只宜边探边采,线距不做具体规定. *只适合:煤层厚度变化很大,且突然增厚,变薄现象,全区可 采或大部分可采;
只进行了地质评价和初步经济评价开发是有经济价值的各级煤层气储量勘查程度和认识程度要求构造复杂程度储层稳定程度基本井距km宽缓的褶皱构造第一型煤层稳定煤厚变化很小或沿一定方向逐渐发生变化3040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2030第三型煤层不稳定煤层厚度变化很大且具有明显的变薄尖灭和分叉现象1520煤系地层产状平缓但具有波状起伏煤系地层呈简单的褶皱构造两翼倾角较陡并有稀疏断层煤系地层呈简单的褶皱构造但具有较多断层对煤层有相当的破坏作用第一型煤层稳定煤厚变化很小或沿一定方向逐渐发生变化2030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1020第三型煤层不稳定煤层厚度变化很大且具有明显的变薄尖灭和分叉现象0510煤系地层呈紧密复杂褶皱并伴有较多断层产状变化剧烈褶皱虽不剧烈但具有密集的断层煤层遭受较大破坏煤层受到火成岩体侵入使煤层受到严重破坏第一型煤层稳定煤厚变化很小或沿一定方向逐渐发生变化1020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0510第三型煤层不稳定煤层厚度变化很大且具有明显的变薄尖灭和分叉现象05附表煤层气探明地质储量计算关于储层的基本井孔控要求煤层气资源储量计算构造复杂程度各种查明程度对构造控制的基本线500100000020002505005001000250500注
工业经济--煤层气储量评价方法与计算技术
煤层气储量评价方法与计算技术李明宅徐凤银（中联煤层气国家工程研究中心，北京１０００１１）（中国石油煤层气公司，北京１０００１１）摘要：煤层气独特的解吸／吸附机理决定了其储量评价方法与计算技术有别于常规天然气。
力图把煤层气、煤炭、天然气储量规范中的相关内容有机地结合起来，进一步阐述《煤层气资源／储量规范》中评价与计算探明储量的基本要求，探讨了如何确定计算条件，单元划分和计算方法，如何选取储量计算参数等方面的技术问题。
在对煤层气采收率预测方法评述的基础上，借助于已提交储量报告的研究成果，提出综合求取采收率，按气藏分别赋值的观点，以达到使储量计算结果更加合理和科学的目的。
关键词：煤层气｛参数；规范，储量；采收率；预测方法中图分类号：ＴＥｌ５文献标识码：Ａ煤层气具有特殊的吸附富集机理，不能套用常规天然气储量的评价计算方法和参数选取技术，目前国内专门对煤层气储量的研究程度还比较低，还处于摸索阶段。
在储量评价与计算参数选取、应注意的问题、采收率预测等方面需要进行深入研究。
本文就上述有关问题进行了探讨。
１煤层气资源及有关概念１．１中国的煤层气资源根据２０００年预测，我国的煤层气资源量约为３１．４６Ｘ１０１Ｚｍ，，主要分布在华北、西北、华南、东北和滇藏五大煤层气聚集区。
其中华北区的煤层气资源量约占总资源量的７０％；目前最具实际开发价值的是华北石炭纪一二叠纪和南方晚二叠世的煤层气资源，二者占总资源量的５０％以上；埋深小于１０００ｍ的煤层气资源约占总资源量的１／３，是目前考虑重点开发的资源。
另外，据２００４年国土资源部全国新一轮煤层气资源评价结果，中国的煤层气资源量为３６．８Ｘ１０１２ｍ３，可采资源量为１１．０Ｘ１０１２ｍ３。
可以看出，我国煤层气资源丰富，勘探开发前景广阔；但这仅仅说明了资源的存在状态。
还需要经过勘探，把资源量变成探明储量和可采储量后，变成资产，产生效益。
１．２．１基本定义煤层气，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、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体【１１。
煤层储量的计算方法
煤层储量的计算方法小结- [笔记]目前我实现过三种方法：1，根据等值线数据，用每条等值线的“走势”区分其所在柱体的体积的正负。
所谓趋势是指柱体位于“谷”还是“峰”上。
这种方法不能处理煤体中有空洞的情况，比如同一标高有数条等值线，有的勾勒的是煤体轮廓，有的勾勒的是煤体内部的岩体的轮廓。
2，根据等值线数据，用等值线面积的正负剔除每一梯级的无效面积。
对每一梯级按台体模型计算体积。
等值线的面积正负由其被包围圈数决定：偶数为正，奇数为负。
这种方法能处理空洞，但目前的实现的效率不高，判断两个等值线的包含关系很费时，一条等值线很容易有近千个顶点。
利用等值线数据计算体积的一个致命缺点是：没法处理边界上的未闭合等值线。
看过国外一个人的做法是人为在原始数据点周围增加一圈伪数据点。
3，根据三角网数据，把上表面为三角网、下表面为水平面的实体分解为一系列三角柱体（顶部一般是斜的）。
这种方法既快又好。
以上方法都受限于数据源：离散点坐标->三角网->等值线。
4，商业软件Surfer是先把数据点网格化，在网格数据的基础上进行包括体积在内各种统计。
网格数据有很多好处：1，可以生成相对平滑的等值线。
从三角网得用等值线是大尺度的折线，要拟合成平滑的曲线并不是件容易的事。
从网格数据得到的等值线最然也是折线，但尺度要小得多。
2，可以计算上下两个表面都是曲面的实体的体积。
如果用三角网，不易处理上下两个表面相交的情况。
3，生成剖面很容易。
§2 矿藏储量计算1.Бауман方法假定有一张矿藏的等高线图，高程差是h，地图上所表示的一圈，实际上便是一定高程的矿体的截面积.我们来估计两张这样的平面之间的矿藏的体积.这两张平面之间的距离便是高程差h.我们以A，B各表示下、上两个等高线圈所包围的截面(见图1，它们的面积亦记为A，B).Бауман建议用来估算这两个高程间的一片的体积υ，此处T(A，B)是用以下方法所画出的图形的面积，称它为Бауман改正数.如图2中，从制高点O出发，作放射线OP，这放射线在地图上A，B之间的长度是l.另作图3，取一点O′，与OP同方向取O′P′=l.当P 延着A的周界走一圈时，P′也得一图形，这图形的面积就称为Бауман改正数.因为它依赖于两截面A与B，所以我们用T(A，B)来表示它.把算出来的矿体体积一片一片地加起来，就得到矿藏的体积V.换言之，设矿体的等高线图的n+1条等高线所围成的面积依次为S0，S1，…，S n，则矿体的体积V由下式来近似计算：此处h为高程差(图4).定理①(Бауман)已知物体的下底A与上底B 其面积亦记为A，B)均为平面，且A平行于B，h为它们之间的高，O为B上一点，若用任意通过O而垂直于B的平面来截物体，所得的截面都是四边形，则物体的体积υ恰如(1)式所示.证以O为中心，引进极坐标(见图5).命高度为z的等高线的极坐标方程为ρ=ρ(z，θ)(O≤θ≤2π)，其中，ρ(z，O)=ρ(z，2π).今后我们常假定ρ(z，θ)(O≤θ≤2π，O≤z≤h)是连续的，我们不妨假定A，B的高程各为O及h.并且记ρ1(θ)=ρ(O，θ)，ρ2(θ)=ρ(h，θ).由假定可知因此物体的体积为，．定理证完.2.Бауман公式，截锥公式与梯形公式的关系假定物体的下底A与上底B均为平面，且A平行于B，h为它们之间的高，O为B上一点，除Бауман公式外，常用下面两公式来近似计算物体的体积：式(4).定理1 不等式υ≤υ1≤υ2(5)恒成立，当且仅当物体为截锥，且此锥体的顶点至底面A的垂线通过点O时，υ=υ1，当且仅当A=B时，υ1=υ2.证如Бауман定理中的假定.由Бауман公式及Буняков-cкий-Schwarz不等式可知当且仅当ρ1(θ)=cρ2(θ)(0≤θ≤2π，c为常数)时，即当这物体为一截头锥体，而此锥体的顶点至底面A的垂线通过点O时，才会取等号(图6).又由于所以，υ1≤υ2当且仅当A=B时取等值，定理证完.关于这三个公式的比较问题，我们认为主要应该从量纲来看，面的量纲为2.所以把面的量纲考虑为1所得出的公式，局限性往往是比较大的.梯形公式是把中间截面看成上底与下底的算术平均而得到的，所以把面的量纲当作1.Бауман公式则是将中间截面作为量纲2来考虑的.详言之它假定了ρ(z，θ)，为ρ(0，θ)，与ρ(h，θ)关于z的线性_到的(见1).截锥公式亦是将中间截面的量纲考虑为2.但比Бауман公式还多假定了ρ(0，θ)=cρ(h，θ)(0≤θ≤2π)，此处c为一常数.因此我们认为Бауман公式更具有普遍性，所以用它来近似计算物体的体积，一般说来，应该比较精确，但这并不排斥对于某些个别物体，用其他两个公式更恰当些的可能性.例如有一梯形，其上底与下底的宽度相等(如图7所示).用梯形公式反而能获得它的真正体积，而用Бауман公式与截锥公式来计算，结果就偏低了.不过，我们注意此时这梯形的截面的量纲为1(由于沿y轴未变).相对于Бауман公式，我们还可以估计用梯形公式与截锥公的相对偏差.对于Бауман公式算出的结果的相对偏差为_因为T(A，B)≤A-B 即此不等式显然成立)，所以3.建议一个计算矿藏储量的公式Бауман公式是假定ρ(z，θ)为ρ(0，θ)与ρ(h，θ)关于z的线性关系而得到的.如果我们将两相邻分层放在一起估计，即已知相邻三等高线ρ(0，θ)，ρ(h，θ)与ρ(2h，θ).我们用通过ρ(0，θ)，ρ(h，θ)与ρ(2h，θ)的抛物线所形成的曲面ρ=ρ(z，θ)来逼近矿体这两分层的表面，因此我们建议用如下的计算方法.命A，B，C分别表示连续三等高线所围成的截面(面积亦记为A，B，C)，A与B及B与C之间的距离都是h，则这两片在一起的体积可用以下公式来近似计算+2T(B，C)-T(A，C)).(6)如果不计(6)式中的第二项，就是熟知的(Соболевский公式.把二片二片的体积总加起来，就得到矿藏的总体积V的近似公式.换言之，设矿藏的等高线图的2n+1条等高线所围成的面积依次为S0，S1，…，S2n，而高程差为h，则矿藏的体积V由下式来近似计算注意：如果等高线图含有偶数条等高线，则最上面一片可以单独估计，其余的用公式(7).定理2 已知物体的上底C与下底A均为平面，B为中间截面(面积亦分别记为C，A，B)，且A，C都与B平行，A与B之间及B与C间的距离都是h，O为C上一点(图8).若用任意通过O而垂直于C的平面截物体，所得的截面的周界均由两条直线及两条抛物线所构成，则物体的体积υ3恰如(6)式所示.证以O为中心，引进极坐标，命高度为z的等高线的极坐标方程为ρ=ρ(z，θ)(O≤θ≤2π，ρ(z，O)=ρ(z，2π)).不妨假定A，B，C的高程分别为0，h，2h，并且记ρ1(θ)=ρ(O，θ)，ρ2(θ)=ρ(h，θ)，ρ3(θ)=ρ(2h，θ)由假定可知因此物体的体积υ3为定理证完.。
煤层气资源储量计算
体积法
总结词
根据煤层气所占的地下体积，结合煤层气的 密度和压力，计算煤层气的资源量。
详细描述
体积法基于煤层气的物理性质，通过计算煤 层气所占的地下体积，结合煤层气的密度和 压力，计算煤层气的资源量。该方法精度较 高，但需要准确获取煤层气的密度、压力以 及地下体积等相关参数。
数值模拟法
总结词
利用数值模拟软件，模拟煤层气的运移、聚 集和开采过程，预测煤层气的资源量。
煤层气储层评价
01
煤层气储层评价是煤层气资源储量计算的基础，主要包括 储层参数确定、储层分类和储层综合评价等方面。
02
储层参数包括孔隙度、渗透率、含气量、地层压力和温度等， 这些参数的确定对于评估煤层气的可采性和经济价值具有重要
意义。
03
储层分类是根据储层的特征和属性进行分类，以指导煤层气的 开发和管理。储层综合评价是对储层的整体质量和开发潜力进
行评估，为制定开发方案提供依据。
03 煤层气资源储量计算方法
类比法
总结词
通过对比已知煤层气资源储量的相似地 区或井，估算目标区域的煤层气资源量 。
VS
详细描述
类比法基于已知地区或井的煤层气资源储 量、地质条件、开采技术等参数，通过对 比分析，估算目标区域的煤层气资源量。 该方法简单易行，但精度受已知地区资料 的准确性和可比性影响较大。
综合考虑煤层气的品质和市场价格等因素，该地区煤层气开发利用具有一定的 经济性。
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计算结果
该地区煤层气资源储量为 10亿立方米，可采储量为 8亿立方米。
结论
该地区煤层气资源丰富， 具有较好的开发利用前景。
实例二：某矿区煤层气资源储量计算
煤层气储量
（2）《煤层气资源/储量规范》 规定夹矸的起扣厚度为0.05m-0.10m。 目前测井解释精度难以达到。综合考虑，起扣厚度下限定为0.2m。
31
煤层有效厚度
储量计算参数
面积权衡法 适用于井网不均匀的评价钻探区。 （1）等值线面积权衡法 以直线内插法编制的有效厚度等值图为基础，将井与井之间煤层厚度视为 线形变化，即煤层厚度呈楔形变化。
30
储量计算参数
煤层有效厚度
夹矸扣除标准
（1）煤田勘探中 可采煤厚＞0.7m时，夹矸＜0.05m，不需要剔除。 0.05m＜夹矸＜0.70m时，必须剔除夹矸。 夹矸≥0.70m时，夹矸上下煤层单独计算有效厚度 结论：煤田勘探中有效厚度的确定精度高，可直接用于储量计算。
4
基本概念
煤层气资源量——是指根据一定的地质和工程依据估算的赋 存于煤层中，当前可开采或未来可能开采的，具有现实经济 意义和潜在经济意义的煤层气数量。 煤层气地质储量——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。
5
基本概念
煤 层 气 资 源 储 量 分 类 与 分 级
Gi=A× h× D× C
Gr=Gi × Rf
Gr --- 煤层气可采储量，m3 Rf --- 采收率，%
19
储量计算方法
数值模拟法
（1）煤层气模拟软件：Comet-II、COALGAS、ECLIPSE、CMG等。 （2）技术步骤： 模型建立；敏感性分析；历史拟合；累积产气量预测曲线。 （3）对储层参数和生产数据进行拟合匹配，获得气井预测产量。 （4）求取采收率，计算可采储量。
煤层气储量规范-第三章煤层气规范
采收率参数可采用与国内外相同地质条件类比和数值模拟等其他方法
法取得。
3 术语和定义
3.3.3 经济可采储量 economic recoverable reserve
可采储量的一部分。是指在现行的经济条件技术条件下，通过理
论估算或类比的方法的可采出的煤层气总量。按勘查程度分为控制的 和探明的两级。
3.3.4 已开发经济可采储量
工程的基础上部署。其工程布置及密度应达到划分勘查区内不同参数类型的 地质块段的目的，并满足计算控制可采储量所需参数的要求。
3 术语和定义
3.4.3 排采井（组）
为取得产气量、气体成分、储层压力、产水量、水质及井间干扰试验为
主要目的的工程井（组）。排采井一般应在完成探井和参数井工程的基础上 部署，其工程布置及密度应满足计算探明可采储量所需参数的要求。
3 术语和定义
3.3 煤层气储量 coalbed methane reserve
3.3.1 地质储量 coalbed methane in place
在原始状态下，赋存于已发现的具有明确估算边界的煤层中、有现实 经济意义的煤层气总量。按勘查程度分为预测的、控制的和探明的三
级。
3.3.2 可采储量 recoverable reserve 地质储量的可采部分。是指在现行法规政策和市场条件下，采用 现有的技术，通过理论计算或类比的方法算得，从已知煤层中可采出 的煤层气总量。按勘查程度分为控制的和探明的两级。
煤层气资源/储量计算规范
国土部油气储量评审办公室 2012年9月22日
煤层气资源/储量计算规范
目 录
第一章 我国油气资源储量管理体系 第二章 国内外煤层气资源储量开发利用状况 第二章 煤层气资源/储量计算规范
煤层储量计算
第二节 储量计算基本参数的确 定
（2）倾角大于60°时，可将立面投影图上测得的面积换算 成斜面积，
S=S1╳（1/sinα） 式为：S——斜面积，
S1——水平投影面积， α——煤层倾角．
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第二节 储量计算基本参数的确定
三、煤层厚度的确定 1． 可采厚度的确定 煤层厚度是指煤层顶板至底板间的垂直距离．煤层可采 厚度是指具有工业开采价值的煤层或煤分层厚度。在可 采厚度中，对于有夹矸的煤层的采用厚度，其确定方法 如下： (1) 煤层中夹矸的单层厚度不大于0.05m时，计算煤 层采用厚度时，夹矸与煤分层可合并计算，但合并后全 层的灰分或发热量指标应符合要求。
(4) 对于复杂结构煤层，当各煤分层的总厚度等于或大于所 规定的最低可采厚度，同时夹矸的总厚度不超过煤分层总厚度 的1/2时，可以各煤分层的总厚度作为煤层的采用厚度(C)。
1.5 0.84 1.05
A
0.9 0.2
2.2
B
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0.85 0.15 0.5 0.25 0.7 0.15
0.9
Mcp=（M1+M2+…+Mn）/n M1，M2，… Mn —各钻孔的可采厚度， n—计算面积内的钻孔数目
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第二节 储量计算基本参数的确定
3）加权平均厚度 每一个钻孔的见煤厚度，都 有一个影响范围，这称为权。将每一个钻孔见煤 厚度乘上权数后相加，再除以权的总和，称为加 权平均厚度。其计算公式如下i ’ ． Mx=（M1F1+M2F2+…+MnF）/（F1+F2+…+Fn）
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第二节 储量/资源量的估算指标与参数
煤炭储量可开采量计算公式
煤炭储量可开采量计算公式煤炭是世界上最重要的能源资源之一，它在工业生产、生活和交通运输中起着重要作用。
煤炭的储量和可开采量是煤炭资源开发利用的重要指标，对于煤炭资源的合理开发和利用具有重要意义。
在煤炭资源的评价和规划中，需要对煤炭储量和可开采量进行科学的评估和计算。
煤炭储量和可开采量的计算是一个复杂的过程，需要考虑到许多因素，包括地质条件、矿床类型、矿床规模、采矿技术和经济条件等。
在这些因素的影响下，煤炭储量和可开采量的计算公式也会有所不同。
下面我们将介绍一种常用的煤炭储量可开采量计算公式。
煤炭储量可开采量计算公式一般可以分为两个部分，煤炭储量的计算和可开采量的计算。
首先，我们来看一下煤炭储量的计算公式。
煤炭储量一般通过勘探和测量来确定，其计算公式为：煤炭储量 = 煤层面积×煤层厚度×煤层平均密度。
其中，煤层面积是指煤矿的面积，煤层厚度是指煤层的厚度，煤层平均密度是指煤层的平均密度。
这个公式是一个简化的计算公式，实际的煤炭储量计算可能会考虑到更多的因素，比如煤层的倾角、断层和构造等。
接下来，我们来看一下煤炭可开采量的计算公式。
煤炭可开采量是指在煤炭储量中可以被开采出来的部分，其计算公式为：煤炭可开采量 = 煤炭储量×开采率。
其中，开采率是指在煤炭储量中可以被开采出来的比例，其数值一般在0.5-0.8之间。
开采率的大小受到煤炭的品位、矿床的地质条件和采矿技术等因素的影响。
除了上述的计算公式外，还有一些其他的因素也会对煤炭储量和可开采量的计算产生影响，比如煤层的赋存形式、煤的品位、矿床的地质构造、采矿技术和经济条件等。
因此，在实际的煤炭资源评价和规划中，需要综合考虑这些因素，采用适当的方法和模型进行煤炭储量和可开采量的计算。
总之，煤炭储量和可开采量的计算是一个复杂的过程，需要充分考虑到煤炭资源的地质特征、矿床规模、采矿技术和经济条件等因素。
只有通过科学的评估和计算，才能更好地指导煤炭资源的合理开发和利用，为社会经济的可持续发展做出贡献。