煤层含气量影响因素及预测方法研究
3煤层含气量测定方法
二、煤层含气量测定影响因素
测定方法的改进建议
设法减少散失气量 措施
模拟地层条件 完善损失气计算方法 提高残余气量的准确性
减少暴露时间，区分性选择不同 解吸时间段，采用煤心样品。 储层温度条件
根据结构类型选择计算方法
球磨法（时间要求）
最优化其他外在因素
提钻速度适中，钻井液密度
谢谢各位专家， 请提出宝贵意见！
二者的差异：解吸时间、温度、阶段
一、煤层含气量测定方法
散失气量
直
接
法
测
定
解吸气量
的
含
气
量
残余气量
即损失气量，指煤心快速取出，现场直接 装入解吸罐之前释放出的气量。这部分气 体无法计量，必须根据散失时间的长短及 实测解吸气量的变化速率进行推算。
指煤心装入解吸罐之后解吸出的气体总量。 实验过程中需要求出气量随时间的变化规 律，结合一些基础数据计算解吸气量。解 吸过程一般延续两周至四个月，根据解吸 气量的大小而定。一般在一周内平均解吸 速度小于10cm3/d时可终止解吸。
•实际解吸过程中， 储层温度和压力高的煤层，气体扩散、 解吸速率也高。需要记录环境温度和压力数据，将实测的解 吸数据校正到标准条件下才可使用。
二、煤层含气量测定影响因素
•损失气量计算方法的影响 •不同结构类型煤样的影响 •测试样品选择的影响 •散失时间的影响 •温度、压力影响 •球磨时间的影响 •其他外在影响因素
解吸量 ml/d 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61
（1）对自然解吸量的影响
煤芯与煤屑样品解吸速率对比图
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
煤层气储量预测方法分析
２０１２年第４期29煤层气（ＣＢＭ）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。
它属于非常规天然气资源，具有广泛的实际用途和极高的商业价值，据专家预测，煤层气将是２１世纪的接替能源，是我国常规天然气资源的重要补充。
任何有煤的地方几乎都有煤层气，在采矿业中煤层气被视为危险的因素，但作为一种储量丰富的清洁能源，煤层气有着巨大发展潜力，可替代其它正不断减少的烃类资源。
煤层气储量是指地层原始条件下，在现有的经济技术条件下具有产气能力的煤储层中的天然气量总和。
煤储层是一种裂隙孔隙型气液两相、双重孔隙介质的储集类型，气井的动态特征与常规天然气有明显的不同，煤层气的产出受渗透率和扩散控制，具有特殊的吸附富集机理，与常规天然气储量计算方法相比，计算煤层气储量所需要的参数要复杂得多，不能直接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，我国专门对煤层气储量的研究程度还比较低，尚处于摸索阶段，在储量预测方法、计算参数选取、应注意的问题及采收率预测等方面需要进行深入研究。
我国对煤层气的勘探开发时间还不长，尚无法获得真正意义上的煤层气储量，煤层气储量基本上是通过预测得到的。
煤层气储量预测方法主要有类比法、体积法、物质平衡法、数值模拟法及产量递减法等，每一种方法都有自身的适用条件和局限性。
因此，求取煤层气储量时，应考虑相关影响因素，采用多种方法，相互使用验证，综合预测煤层气储量，使预测结果更加科学、合理和准确。
类比法是一种比较简单的煤层气储量预测方法，通过与地质条件相似的地区进行类比分析，从而获得煤层气的储量。
该方法要求类比区和被类比区在地质条件、开发技术、开采工艺以及井网形态等方面基本一致，适合应用于研究程度比较高的地区，其结果的准确性取决于所掌握地质资料的可靠性，对类比区与被类比区的地质认识程度以及研究工作者的技术水平和工作经验等。
计算时需要绘制出被类比区的生产特征和储量关系典型曲线，求得被类比区的储量参数，再配合其它方法进行计算。
韩城矿区5^#煤层含气性影响因素研究
煤 层 含 气 性 越 好 。煤 层 厚度 与 自然 伽 马 呈 负相 关 ， 与 电 阻 率 呈 正 相 关 ；煤 层 厚 度 越 大 ，含 气 性越 好 。 ［ 关 键 词 ］ 煤 层 气 ；非 常 规 油 气 ；含 气 性 影 响 因 素 ； 测 井 方 法 ［ 中 图分 类 号 ］ＴＥ ｌ ３ ２ ． ２ ［ 文献标志码］Ａ ［ 文章编号］１ ６ ７ ３ —１ ４ ０ ９（ ２ ０ １ ３ ）２ ６ —０ ０ １ ４— ０ ３
为 （ Ｏ ． １ Ｉ ７ ～０ ． ５ ８ ７ ） ×１ ０ ｍ ，平 均 为 ０ ． ２ ８ ５ ×１ ０ 一 。 ｍ。 。煤 层 含 气 量 值 介 于 １ １ ． ３ Ｏ ～１ ８ ． ２ ９ ｍ。 ／ ｔ之
间 ，平 均含气 量 为 １ ２ ． ８ ５ ｍ。 ／ ｔ 。另外 ，该煤层 的主 要 电性特 征表 现 为 自然伽 马 低值 ，深 、浅 侧 向 电阻 率
因素 进行 了研 究 ，以便 为 该 区煤层 气 的勘探 开 发提供 参 考 。
１ 煤 层 基 本 特 征
韩城 矿 区 ５ 煤 层位 于古 生界 石 炭系上 统 太原 组顶 部口 ］ ，煤 层厚 度 的变化 范 围为 ２ ． ５ ０ ～１ ７ ． ６ Ｉ ｍ，平
均厚 度 ６ ． ９ ４ ｍ。镜 质体 反射 率最 小值 为 Ｉ ． ８ ３ ，最 大值 为 １ ． ９ ６ ，平 均值 为 １ ． ９ ０ 。有 机碳 含 量平 均
长江大 学学报 （ 自科版） ２ ０ １ ３ 年９ 月号石油中旬刊 第 １ ０ 卷 第２ ６ 期 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｙ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎ ａ ｔ Ｓ ｃ ｉ Ｅ ｄ ｉ ｔ ） Ｓ ｅ ｐ ． ２ ０ １ ３ ，Ｖ ｏ １ ． １ ０ Ｎ ｏ ． ２ ６
煤层瓦斯含气量预测汇总
专题讲演煤层气含气量预测方法学生姓名：孙晓旭专业班级：煤层12-2学号：1201160215指导教师：陶梅完成日期：2016.1.10综合成绩：辽宁工程技术大学煤层含气量预测方法摘要为了提高煤层含气量预测效果，更准确地评价煤层气资源量、预测煤层气开发前景，以及制定合理的开发方案，基于大量文献调研，首先梳理了煤层气及煤层含气量的概念、影响因素，其次对煤层含气量预测方法的特点进行了比较分析，进而开展了煤层含气量预测方法发展趋势分析研究表明，煤层含气量的影响因素主要包括煤的变质程度、温度、压力、煤质、煤层有效埋藏深度、储层有效厚度、储层物性等，其中，煤变质程度起着根本性作用煤层含气量定量预测方法主要有等温吸附曲线法、含气量梯度法、测井法、地震法等合理选择煤层含气量预测方法，开展多学科、多种预测方法综合预测含气量研究、研发新的煤层含气量预测方法是煤层含气量预测的主要发展趋势。
关键词：煤层气；含气量；影响因素；预测方法Prediction method of gas content in coal seamABSTRACTIn order to improve the prediction of coalbed gas content, a more accurate evaluation of coalbed gas resource, prediction of coalbed methane development prospects, and formulate a reasonable development plan, based on extensive literature research, firstly reviews the concept and factors of coal-bed gas and coal seam gas content, followed by the characteristics of coal seam gas content prediction methods are compared and analyzed then, carry out the analysis of coalbed gas content prediction methods of the development trend of research shows that the influence factors of coal seam gas content mainly includes the metamorphic degree of coal, temperature, pressure, coal and coal seam buried depth, reservoir thickness, reservoir property, the degree of coal metamorphism plays a fundamental role in prediction of coalbed the main gas quantitative selection of isothermal adsorption curve method, gradient method, gas logging, seismic method of coal seam gas content prediction method, carry out Multi discipline, multi prediction methods comprehensive prediction of gas content research, research and development of new coal bed gas content prediction method is the main development trend of coal seam gas content prediction.Keywords：coalbed gas；Gas content；Influence factor；Prediction method目录1煤层含气量的概念及影响因素 (1)1.1煤层气含气量的概念 (2)1.2煤层气含气量的影响因素 (2)2煤层含气量预测方法 (4)2.1等温吸附曲线法 (5)2.2含气量梯度法 (2)2.3钻孔岩芯实测含气量法 (5)2.4回归分析法 (2)2.4.1单一因素回归法 (3)2.4.2多因素线性回归法 (6)2.4.3复合参数回归法 (3)2.5含气饱和度法 (2)2.6利用矿井瓦斯涌出量预测含气量 (5)2.7地温和地应力法 (2)2.8利用煤层气层背景值求含气量 (5)2.9地震预测法 (2)2.10现代数学法 (5)2.10.1神经网络技术 (3)2.10.2灰色关联分析技术 (6)2.10.3支持向量机技术 (3)专题演讲1煤层含气量的概念及影响因素1.1煤层气含气量的概念煤层气是指赋存在煤层中的以甲烷为主要成分，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。
5 含气量与控气地质因素
二者的差异：解吸时间、温度、阶段
18000
16000
14000
解吸累计体积(ml)
12000
10000
8000 6000 4000
取前10个点推算逸散气量为524.87ml r =0.999
损失时间:9min
2）温度、压力低时，矿化度影响十分明显
沁水盆地煤层水甲烷溶解度（m3甲烷/m3水）
温度/℃ 压力/ 潘2井3、 常村矿 沁新矿 黄丹沟
MPa 9、15煤 3煤
2煤 矿9煤
煤样号
1
2
3
4
20
5
1.162 2.111 1.924 1.582
140
22
3.898 4.650 3.959 4.134
140
36
三、围岩的封闭机理
表 4-4 围岩的封闭类型 （转引自庞雄奇等，1993）
封盖类型
封盖机理
围岩类型
薄膜封闭 毛细管压力封闭
泥岩、油页岩、部分致密灰岩和砂岩
水力封闭 孔隙流体压力和毛细管压力封闭
含水泥岩、含液态烃油页岩
厚层泥岩欠压实造成流体排出不畅，导致地层压力异常
压力封闭
巨厚泥岩
增高
浓度封闭 围岩本身的生烃强度能阻止煤层气的扩散作用
Vg
VPT0 P0TZ
P0 、V0、T0—标准状态下游离气压力、体积和绝对温度； Vg—换算成标准状态后的游离气体积； P 、V、T—储层状态下游离气压力、游离气体积和绝对
温度 ； Z－气体压缩因子（在给定温度、压力条件下，真实气体所
占体积和相同条件下理想气体所占体积之比）。 是压力和温度的函数，即Z＝Z（P，T），可查表得到 。
煤层气含量影响因素及预测方法
筛选出有利开采 区块 ， 避免盲 目开采而带来 的巨大 经济损失 。 。 ． 总之 ， 煤层含气量是煤层气勘探开发、
煤 层 含气 量 不 仅 是 评 价 煤 层 气 储 层 的 重 要 参
数 ， 也 是煤 矿 生 产 的 重 要 灾 害 因子 之 一 ＿ ８ ｊ ． 它 关
是指单位数量煤体 中所 吸附的煤 层气 数量 ¨ ， 或
者 每 吨原煤 中所含 煤层气 的量 （ ｍ ／ ｔ ） １ ３ － １ ４ ］ ．
料［ １ １ ］ ． 因此 ， 如何 合 理选 取煤 层 含 气 量 计 算 评 价 方
二 ， 煤层气总资源量几乎与我 国的天然气资源量 相当 Ｊ ， 开发利用前景广 阔 Ｊ ． 据报 道， 我国埋深 ２
ｋ ｍ 以上 的煤 层气 资源 总量 约 为 ３ ６ ． ８ １×１ ０ ｍ ， 其
２ ０ １ １ Ｃ Ｘ１ ０ ０ ８ ３ ５ ）
作者简介 ： 曹军涛 （ １ ９ ８ ６ ． ） ， 男， 硕士研究生 ， 主要从 事储层测井评价 、 测井解释方面研究． Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｃ ｊ ｔ ７ １ ５ ＠１ ６ ３ ・ ｃ ｏ ｎ ｒ
曹军涛 等 ： 煤层气含量影 响因素及 预测 方法
１ ． ２ 煤 层含气 量 的影 响因素
系到煤层气井单井产气量预测 、 决定着煤层气资源 前景 以及 能否进 行 商业 化 勘 探 开 发 ＿ ９ ］ ． 根据 煤 层 含
气量数 据 可 以经 济 快 捷地 计 算 出 区块 煤 层 气 储 量 ，
煤层含气量是煤化作用 、 构造活动 、 埋藏演化过
影响煤层含气量测定准确性因素分析
煤类型 ，损失气计算方法不同等四个方面出发 ， １煤样 状态 的影 响
定 性 、 量 的评 价 了上 述各 因素 对 煤层 含 气 量 测 定 煤 心 、 煤 、 屑 因状 态 不 同 ， 粉 煤 其解 吸特 性也
时， 煤样 中气体 的解吸速率明显偏低 ， 采用直线 温度恢复储层温度后采集 的解 吸数据 和时间求 后推 法预测逸散气量将不准确 ， 因此 ， 应给解吸 逸散气量 ， 这样可以消除直线外推法求逸散气量 罐增加恒温设备 ， 使煤样在储层温度下解吸［ ３ ］ 。解 的一些主观性。图 ２ 是恢复储层温度后记录的解 吸罐刚放入恒温装置时， 罐内温度并未达到储层 吸数据与对应时间直线外推求得的逸散气量 。
煤 层 含 气 量
图 １ 室温和储层温度下测得 的解吸数据 随温度 的升高 ， 解吸速率加快 ； 反之 ， 解吸速 温度 ， 使解吸速率偏低 ， 由早期采集 的解 吸数 而
率 降低 。 当煤 样 解 吸罐 温 度 明显 低 于 储 层 温 度 据 外 推求 得 的逸 散气 量 也偏 低 ， 以应 选 择 煤样 所
预测 。因此 ， 层 瓦斯 含 量 测 定 的准 确 性 至关 重 时 间 也 短 。 煤
表 １ 不 同煤样粒 度解 吸 ９ ％所 需时 间 ０
运 移 理 论认 为 ： 散 系数 、 吸 速 率 变 化 取 后解吸气量大 ，解 吸结束束缚在煤 中的气量大 ， 扩 解
决于基质单元的大小和形状 ，在同等时间 内， 基 磨后残余气量也大 ； 反之亦然。所 以在剖 面上煤
质 单元 越小 ， 逸散 量越 大 。粒 度大 的块 状样 品 ， 层气 含量 表现 出一 定 的差 异 。 则
煤层含气量测定方法
r r0 e kt
式中
r——解吸时间为t1时的煤层气解吸速率，mL/s； r0——解吸时间开始(t =0)时刻煤的煤层气解吸速
率，mL/s； k——常数。
从 t0到t1时间间隔内损失煤层气量为：
Q t1 rdt r0（ekt1 1）
t0
k
二、煤层含气量测定影响因素
对于这两种方法，虽然 t 法是最为常 用的，但对于构造煤，采用负指数函数法 计算损失气量，误差更小。
的解吸煤层气量与时间平方根，大致呈直线关系的各测 定坐标，用最小二乘法求出；
t1——装罐前煤样暴露解吸煤层气时间，min； t2——装罐后煤样解吸煤层气时间，min。
二、煤层含气量测定影响因素
（2）负指数函数法
负指数函数法是我国科研人员在采集钻孔煤屑测试煤层气
含量时常用的计算损失量的方法，该方法认为钻孔煤屑解 吸煤层气速率与解吸时间之间为负指数函数关系。即：
不同结构类型煤样，采用不同的解吸时间段计算煤层气损失 量，有不同结果。对于煤层气解吸速率快的煤样，在计算损失 量时采用的解吸时间段应该短一些；而对于煤层气解吸速率慢 的煤样，在计算损失量时解吸时间段可以适当取长一些。
二、煤层含气量测定影响因素
（3）不同损失量计算方法下的数据对比
不同计算方法下构造煤煤样煤 层气解吸速率变化曲线
指煤心装入解吸罐之后解吸出的气体总量。 实验过程中需要求出气量随时间的变化规 律，结合一些基础数据计算解吸气量。解 吸过程一般延续两周至四个月，根据解吸 气量的大小而定。一般在一周内平均解吸 速度小于10cm3/d时可终止解吸。
指终止解吸后仍留在煤中的那部分气体。需 将煤样装入球磨罐中密封，破碎后，放入恒 温装置中，待恢复到储层温度后按规定的时 间间隔反复进行气体解吸，直至连续7 天解 吸的气体量平均小于或等于10cm3/d，测定 其残余气量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
煤层含气量影响因素及预测方法研究
介绍了煤层含气量的主要影响因素，包括煤的变质程度、温度、压力、煤质、煤层有效埋藏深度、储层有效厚度、储层物性等；探讨了煤层含气量定量預测方法，主要有等温吸附曲线法、含气量梯度法、测井法、地震法等。
合理选择预测方法，对煤层气勘探开发具有重要意义。
标签：煤层气影响因素预测方法含气量
1引言
我国煤层气总资源量几乎与天然气资源量相当[1]，开发利用前景广阔。
煤层含气量不仅是评价煤层气储层的重要参数，也是煤矿生产的重要灾害因子之一。
它关系到煤层气井单井产气量预测、决定着煤层气资源前景以及能否进行商业化勘探开发。
根据煤层含气量数据可以经济快捷地计算出区块煤层气储量，筛选出有利开采区块，避免盲目开采而带来的巨大经济损失。
因此，如何合理选取煤层含气量计算评价方法就显得极为重要。
2煤层含气量的影响因素
2.1煤层含气量概念
煤层气是一种赋存于煤层中自生自储式的天然气，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。
煤层气含量是煤层含气性的定量指标。
2.2煤层含气量的影响因素
煤层含气量影响因素多样而复杂，主要有：的变质程度、温度、压力、煤层有效埋藏深度、有效厚度、水文地质特征、煤层顶底板岩性等。
影响因素详见表1[2]。
3煤层含气量的预测方法
3.1常用煤层含气量预测方法
几十年来，人们对煤层含气量的定量预测做了大量研究，目前常用的煤层气含量预测方法有等温吸附曲线法、含气量梯度法、测井法、地震法、现代数学方法等。
3.2常用煤层含气量预测方法
比较分析了常用的煤层含气量预测方法，归纳总结了各种方法的适用特点，
以供不同地区、不同研究人员根据需要，有针对性地合理选择煤层含气量预测方法，详见表2。
在实际应用中，应根据现有资料实际，合理选择煤层含气量预测方法，可以开展多学科、多种预测方法综合研究预测含气量；并结合现代数学方法，为煤层含气量预测技术发展注入新的活力。
4结语
（1）影响煤层含气量的因素主要有：煤的变质程度、温度、压力、煤质、煤层有效埋藏深度、储层有效厚度、储层物性、构造特征、水文地质特征、煤层顶底板岩性、显微组分、岩浆作用等。
其中，煤变质程度起着根本性作用。
（2）煤层含气量的定量预测方法主要等温吸附曲线法、含气量梯度法、测井法、地震法、现代数学方法等。
各种预测方法分别具有其特点和适用条件。
（3）开展多学科、多种煤层气含气量预测方法综合研究，并将现代数学方法引入到煤层含气量预测中，研发新的煤层含气量预测方法将成为今后煤层气含气量预测发展方向。
参考文献
[1]万玉金，曹雯.煤层气单井产量影响因素分析[J].天然气工业，2005，25（1）：124-126.
[2]曹军涛，赵军龙，王轶平等.煤层气含量影响因素及预测方法[J].西安石油大学学报（自然科学版），2013，28（4）：28-34.。