大城3煤煤层气储层的研究毕业设计开题报告

一、一、 研究的目的与意义研究的目的与意义 煤层气资源作为一种新的接替能源其勘探开发对于我国的经济发展和国家安 全都有着重要的战略意义。 煤层气的生成、 保存及开采直接受到储层环境的影响, 如果在采煤之前不先抽采煤层中的煤层气， 它将在采煤过程中逐渐排放到大气中， 一方面造成资源的浪费，另一方面给环境带来了巨大的压力。再者不合理的开采 还会造成矿井灾害。因此需要研究煤层气保存条件及其主控因素，这些主控因素 对不同煤层气富集控制的差异将影响其成藏的差异, 从而导致针对不同煤层气 的勘探过程需要采用不同的评价方法和开采技术。 这对寻找和开采煤层气资源都 是十分重要的一项工作。 另外对煤层气含气区带进行综合评价和确立评价标准是 煤层气研究中的一个关键因素，它是煤层气探研究最基础的工作：煤层气是一种 高潜力洁净能源，中国煤层气资源丰富，目前国内外资金已经纷纷投入到煤层气 的开发中来。不同煤层具有不同的煤层气地质特点与选区评价标准。为此,通过 重点煤层气盆地的煤层气评价参数对比研究,确定出最优的煤层气选区是关系到 其勘探开发设计能否成功，是煤层气勘探的基础工作。因此迫切需要对煤层气特 别是基于矿区层次的资源状况进行整体分析和评价。 进而为为参数井设计和产能 预测打下基础。 二、研究现状二、研究现状 1 工区现状：煤层气作为一种新型能源, 其开发利用价值已逐渐为世人瞩 目。 中国具有丰富的煤炭资源, 也是煤炭生产大国。现已证实中国的煤层气资源 也非常丰富, 具有广阔的开发前景, 华北大城地区即是其中的有利区之一。 大城 区煤层气的勘探研究始于1991 年, 由华北油田在静海县境内施工了煤层气试验 井大参1井.它钻穿了晚古生界煤系, 发现了多组煤层中含有煤层气.为该地区煤 层气的研究提供了重要的科学依据。 大参一井的初步成功引起了勘探家的广泛关 注。随后，华北石油管理局该区实施钻探了5口井，即大城凸起南段的大试1井， 大参1井区试验井组大11、大14、大15和大16井。大试1井在石炭二叠 系煤层录井均未见含气显示，气测录井无异常，岩心无明显的含气显示，现场解 吸煤层含气量为0m3/t；97年4月8日5月29日分别对三煤组和六煤组试气，无煤 层气产出。可见，大城凸起煤层气富集具有不均一性和复杂性。至1994 年底已 经完成120 万重力、 航磁、 电法勘探, 完成数字地震3 431. 95 km, 模拟地震146. 15 km, 钻各类探井16 口, 其中钻至石炭系底的有14口, 煤层气专探井1 口, 兼探煤层气井1 口, 煤层测试井2 口, 获工业煤层气井1 口。在大参1井煤层气 地面开发实验中获6 390 m3/ d 的工业气流。并在19951998 年间, 围绕大参1 井又先后施工了煤层气井4 口, 基本形成常规直井井组并开始产气, 单井抽排 日出气量约为20005000m3 。由于大城区煤层埋藏较深(9002000m) , 受我国 当时的煤层气开发钻井技术水平及资金等条件限制,煤层气至今未进行大规模的 勘探与开发。 2 . 技术发展手段现状：我国煤层气储层具有多种因素制约，其中地质因 素是最核心的控制因素。我国煤田地质条件复杂多样，对煤层气储层地质因素影 响关系复杂，为煤层气资源地质评价和开发选区研究带来了困难。制约煤储层生 气量、吸附气量和储集性能的地质因素很多，目前主要研究煤的变质程度、构造 地质条件、 围岩和煤层的渗透性、 煤田的暴露程度、 地下水活动、 煤层埋藏深度、 煤层厚度及岩浆侵入等。基于矿区层次的资源状况进行整体分析和评价，在大 量收集煤层气资源基础材料和借鉴前人研究成果的基础上， 从地质背景、 煤储层、 资源以及开发基础等4个因素出发，确定煤层气矿区评价参数选择标准，建立煤 层气目标区资源评价指标体系， 采用无量纲化指标处理并通过层次分析法对煤层 气矿区进行资源优选排序，确定煤层气开发优选目标及不同优选层次。煤层气 含气区带综合评价是一个多因素、多层次、多目标的决策过程，其评价过程受到 诸多因素的影响，需要选择科学、简捷、实用的数学模型来分析处理这些繁杂因 素。因此，根据煤层气含气区带综合评价涉及的各种因素建立评价指标体系，并 结合层次分析法和灰聚类分析各自的优点，建立煤层气含气区带综合评价模型。 应用层次分析法确定各指标的权系数，然后进行综合评价，较好地保证了权系数 的客观性和准确性，定性、定量地对煤层气含气区带进行综合评价。可以为整个 煤层气行业的资源综合评价奠定基础。目前,国外煤层气开发主要以中低煤阶 为主,而我国则以中高煤阶为主;不同煤阶具有不同的煤层气地质特点与选区评价 标准。为此,通过对国内外重点煤层气盆地的煤层气评价参数对比研究,提出了不 同煤阶的煤层气选区评价参数,包括:煤层气资源规模及丰度、煤层厚度、煤层含 气量、煤层气吸附饱和度、煤层原始渗透率、有效地应力、地解比、构造发育状 况及水文地质条件。在此基础上,通过对重点煤层气区的类比分析,初步建立了我 国煤层气选区评价标准,并优选出煤层气有利富集区。 三、研究内容三、研究内容 主要是针对大城 3 煤煤层气储层的研究。大城含煤区位于沧县断隆与太行山 隆起之间的冀中拗陷东部, 是一个向西及北西倾的单斜构造,区内断层较少， 构 造简单。 含煤面积约为 1040km2,， 煤系地层主要为太原组、 山西组, 共有 6 组煤， 是一个大型的煤层气田。 1. 大城 3 煤煤层气保存条件分析，分析主控地质因素划分有利区，确定评 价标准； 2. 参数井设计，并进行产能预测。 四、研究方案四、研究方案 1. 在煤层气有利区带选择评价中，由于各地区的影响因素不同，考虑的条 件有所侧重， 总的来说， 普遍考虑的主要条件有以下几个方面： 煤层的埋藏深度、 煤层含气性及渗透性、构造条件、煤层压力和水动力条件等。除此之外，经济评 价也是选区必须考虑的因素之一。一般应遵循以下九项原则：（1）煤层埋深(2) 煤阶(3)煤岩组分(4)煤层厚度(5)含气量(6)孔隙度(7)渗透率(8)构造条件(9)保 存条件。并对煤气层各种地质参数进行定性评价，定量评价。 在定量评价中根 据地质情况和评价目的选取评价参数， 并应用相应的数据处理方法对参数进行处 理。确立评分标准，依据打分确定各指标权重。 2.根据大城3煤构造地质特点和参数井设计设计相关原则对井位部署井身结 构钻井液等进行优化设计，确立最适合该地区钻井要求的方案。另外为简单快速 预测煤层气井产能,引入了典型曲线-无因次产量与时间的关系曲线法，方便地确定 已投产和未投产煤层气井产能、最大产气量及其出现时间、煤层原始含气量等重要参数。实 例验证可知， 使用无因次产气图版在预测煤层气井产能和确定最大产气量等参数方面， 具有 较高的准确性。 五、进度安排五、进度安排 查询文献资料，翻译外文文献2012.9.10-2012.10.30 编写开题报告，准备开题答辩2012.11.1-2012.11.30 研究 3 煤煤层气保存条件2012.12.1-2013.1.30 对 3 煤煤层气有利区进行评价与参数井设计， 提交相关 地质图件 2013.2.1-2013.3.30 撰写毕业论文，制作 PPT，准备结题答辩2013.4.1-2013.5.30 六、预期研究成果六、预期研究成果 1. 确定大城 3 煤煤层气保存条件，主控地质因素 2.大城 3 煤煤层气有利区评价，确定评价标准，得到相关地质图件； 3完成参数井设计，并得到产能预测结果。 七、参考文献七、参考文献 1 芦俊, 王赟, 石瑛. 利用多波地震与测井数据联合反演预测煤岩的坚固性. 地球物理学报, 2011，54(11) : 2967-2972 2 芦俊，王赟，赵伟. 应用三分量地震数据反演煤系地层孔隙含水量. 地球物 理学报, 2010，53(7) : 1734-1740 3 田乾乾. 煤层气的赋存特征及其控制因素.煤矿现代化.2009，91：78-79 4 张宝生,彭贤强,罗东坤. 中国煤层气目标区综合评价与优选研究J. 资源科 学. 2009(04) 5 李心宁.大城区煤层气资源综合研究.中国煤田地质报.1989.9 6 周祖翼1 东特提斯造山带研究述评1 地质科技情报, 1990( 3) 7 杨起，汤达祯.华北煤变质作用对煤含气量和渗透率的影响.中国地质大学学 报 2000.3 8 朱广彦. 河北省大城区煤层气前景展望.河北煤炭.2010.2 9 林玉祥，平学聪.华北大城区煤层气地表化探.物探与化探.2000.8 10郗宝华.我国煤层气储层特点