煤层含气量主控因素分析和预测方法研究

1、煤层含气量主控因素分析和预测方法研究20142014年年9 9月月1919日日（阶段汇报）（阶段汇报）主要参考文献：主要参考文献：1 1 连承波连承波, ,赵永军赵永军, ,渠芳渠芳, ,等等. .影响煤层含气量地质因素的定量分析影响煤层含气量地质因素的定量分析J.J.特种油气特种油气藏藏,2008,15(3):34-36,2008,15(3):34-362 2 曹军涛曹军涛, ,赵军龙赵军龙, ,王轶平王轶平, ,等等. .煤层气含量影响因素及预测方法煤层气含量影响因素及预测方法J.J.西安石油大学学西安石油大学学报报( (自然科学版自然科学版),2013,28(4):28-31),2013

2、,28(4):28-313 3 王志文王志文. .煤层含气量测井评价技术煤层含气量测井评价技术J.J.吉林大学吉林大学,2009,33-53,2009,33-5344王熊王熊, ,侯庆宇侯庆宇, ,王洪亮王洪亮, ,等等. .煤层含气量的测井评价新方法煤层含气量的测井评价新方法J.J.国外测井技国外测井技术术,2013,3,16-18,2013,3,16-1855潘和平潘和平, ,黄智辉黄智辉. .煤层含气量测井解释方法探讨煤层含气量测井解释方法探讨J. COAL GEOLOGY J. COAL GEOLOGY &EXPLORATION,1998,2,58-60&EXPLORA

3、TION,1998,2,58-6066张意张意, ,范晓敏范晓敏, ,徐军徐军. .利用测井资料评价煤层气含量利用测井资料评价煤层气含量J.J.吉林大学学报吉林大学学报( (地球科学地球科学版版),2010,40,93-95),2010,40,93-9577杨东根杨东根, ,范宜仁范宜仁, ,邓少贵邓少贵, ,等等. .利用测井资料评价煤层煤质及含气量的方法研究利用测井资料评价煤层煤质及含气量的方法研究以和顺地区为例以和顺地区为例J.J.勘探地球物理进展勘探地球物理进展,2010,33(4):262-264,2010,33(4):262-26488王安龙王安龙, ,孙小琴孙小琴, ,谢学恒谢学

4、恒, ,等等. .利用测井资料计算煤层含气量及工业组分方法研究利用测井资料计算煤层含气量及工业组分方法研究J.J.油气藏评价与开发油气藏评价与开发,2011,1(2):70-73,2011,1(2):70-73汇汇 报报 提提 纲纲第一部分第一部分 煤层含气量的研究目的和意义煤层含气量的研究目的和意义第二部分第二部分 煤层含气量国内外研究现状煤层含气量国内外研究现状第三部分第三部分 测井系列优选和测井响应特征研究测井系列优选和测井响应特征研究第四部分第四部分 煤层含气量的主控因素分析煤层含气量的主控因素分析第五部分第五部分 煤层含气量预测方法及其优劣性比较煤层含气量预测方法及其优劣性比较第六部

5、分第六部分 煤层含气量评价存在的问题以及改进方法煤层含气量评价存在的问题以及改进方法 一一 研究目的和意义研究目的和意义 煤层气是近年来重点开发的煤层气是近年来重点开发的非常规气藏能源非常规气藏能源，煤层含气量不仅是评价煤层，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素之一。它关系到煤层气井单气储层的重要参数，也是煤矿生产的重要灾害因素之一。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。煤层含井产气量预测、决定着煤层气资源前景以及能否进行商业化勘探开发。煤层含气量是煤层气勘探开发、选区评价、安全生产和储层研究必不可少的重要资料。气量是煤

6、层气勘探开发、选区评价、安全生产和储层研究必不可少的重要资料。 目前评价煤层气含量的地球物理方法很多，其中目前评价煤层气含量的地球物理方法很多，其中煤层气测井技术被认为是煤层气测井技术被认为是最具前途的一种手段最具前途的一种手段，一旦用煤心数据标定了测井记录数据，就可以使用测井，一旦用煤心数据标定了测井记录数据，就可以使用测井数据评价煤层气含气量。数据评价煤层气含气量。测井解释快速直观、分辨率高、费用低廉等特点，可测井解释快速直观、分辨率高、费用低廉等特点，可弥补取心、试井及煤心分析这些方面的不足弥补取心、试井及煤心分析这些方面的不足，使煤层气测井评价技术的研究具，使煤层气测井评价技术的研究具

7、有十分重要的意义和非常广阔的应用前景。因此，如何合理选取煤层含气量预有十分重要的意义和非常广阔的应用前景。因此，如何合理选取煤层含气量预测方法就显得极为重要。据此本人对煤层含气量的影响因素和预测方法进行大测方法就显得极为重要。据此本人对煤层含气量的影响因素和预测方法进行大量调研，并做了归纳和整理，同时将各类预测方法优越性进行比较，并指出了量调研，并做了归纳和整理，同时将各类预测方法优越性进行比较，并指出了煤层气含量测井评价存在的问题和改进方法。煤层气含量测井评价存在的问题和改进方法。汇汇 报报 提提 纲纲第一部分第一部分 煤层含气量的研究目的和意义煤层含气量的研究目的和意义第二部分第二部分 煤

8、层含气量国内外研究现状煤层含气量国内外研究现状第三部分第三部分 测井系列优选和测井响应特征研究测井系列优选和测井响应特征研究第四部分第四部分 煤层含气量的主控因素分析煤层含气量的主控因素分析第五部分第五部分 煤层含气量预测方法及其优劣性比较煤层含气量预测方法及其优劣性比较第六部分第六部分 煤层含气量评价存在的问题以及改进方法煤层含气量评价存在的问题以及改进方法二二 国内外研究现状国内外研究现状 煤层含气量是指在标准状态下，单位质量煤中所含气体的体积。煤层含煤层含气量是指在标准状态下，单位质量煤中所含气体的体积。煤层含气量是反映了煤层的含气性，煤层含气量是决定煤层气开发效果的重要参数，气量是反映

9、了煤层的含气性，煤层含气量是决定煤层气开发效果的重要参数，准确确定煤层含气量是煤层气勘探开发研究的一个关键问题。然而煤层含气准确确定煤层含气量是煤层气勘探开发研究的一个关键问题。然而煤层含气量是多种地质因素共同作用的结果，且不同地区的主导因素可能不同，这些量是多种地质因素共同作用的结果，且不同地区的主导因素可能不同，这些都增加了煤层含气量预测的复杂性。通常煤层气的测定方法包括有都增加了煤层含气量预测的复杂性。通常煤层气的测定方法包括有集气法、集气法、USBM 法、地勘法、自然解吸法、压力取心解析法法、地勘法、自然解吸法、压力取心解析法等等直接方法直接方法，和，和等温吸等温吸附线附线计算的计算的

10、间接方法间接方法（张慧（张慧2007）。）。 因此，利用测井资料预测煤层含气量应考虑煤层含气量的影响因素，借因此，利用测井资料预测煤层含气量应考虑煤层含气量的影响因素，借鉴各种实验测定方法有关要素进行关联计算。目前主要有包括基于体积密度、鉴各种实验测定方法有关要素进行关联计算。目前主要有包括基于体积密度、灰分含量或其它参数的灰分含量或其它参数的线性回归预测方法线性回归预测方法、基于等温吸附线方程的、基于等温吸附线方程的间接预测间接预测方法方法以及以及人工智能算法预测方法人工智能算法预测方法。 在线性回归预测含气量方面在线性回归预测含气量方面，哈里伯顿测井公司的，哈里伯顿测井公司的 Mullen

11、 M.J. 1989 提出提出了利用测井密度预测该区其它井的煤层气含量的方法。了利用测井密度预测该区其它井的煤层气含量的方法。Mavor M.J（ 1994 ）等人利用灰分密度、煤密度、测井体积密度的差比值法推导得到灰分含量，等人利用灰分密度、煤密度、测井体积密度的差比值法推导得到灰分含量，再利用灰分含量通过线性回归预测得到煤层含气量值。潘和平等人（再利用灰分含量通过线性回归预测得到煤层含气量值。潘和平等人（ 1998 ）通发现煤层含气量与煤层温度、压力及碳分、灰分含量具有密切关系，从而通发现煤层含气量与煤层温度、压力及碳分、灰分含量具有密切关系，从而建立了煤层含气量的多元线性回归预测方法。印

12、度石油天然气公司的建立了煤层含气量的多元线性回归预测方法。印度石油天然气公司的 Bhanja A.K.和和 Srivastava O.P.（ 2008 ）通过研究印度）通过研究印度 烟煤区和烟煤区和 褐煤区的煤层气含褐煤区的煤层气含量与测井参数的相关关系，构建了一个复合参数量与测井参数的相关关系，构建了一个复合参数 ， 指出指出煤层含气量与该参数成正比关系。煤层含气量与该参数成正比关系。ebPGR/ tC? 在等温吸附线方程方面在等温吸附线方程方面，Kim A.G （1977）利用测井资料计算了煤质工业）利用测井资料计算了煤质工业组分，再拟合出工业组分中固定碳与挥发分的含量比值与等温吸附方程中

13、压组分，再拟合出工业组分中固定碳与挥发分的含量比值与等温吸附方程中压力和温度的乘法系数之间的关系，从而利用等温吸附方程间接预测煤层含气力和温度的乘法系数之间的关系，从而利用等温吸附方程间接预测煤层含气量量 。Hawkins J.M（1992）等人在）等人在 Kim 方程基础上发展了兰氏煤阶方程，该方程基础上发展了兰氏煤阶方程，该方法将兰氏常数与煤质工业组分参数结合起来，通过固定碳与挥发分的含量方法将兰氏常数与煤质工业组分参数结合起来，通过固定碳与挥发分的含量比值计算兰氏体积和兰氏压力，从而使计算结果更为准确。潘和平等也在兰比值计算兰氏体积和兰氏压力，从而使计算结果更为准确。潘和平等也在兰氏方程

14、基础上，提出了一种拟合方程预测煤层含气量的方法（潘和平，刘国氏方程基础上，提出了一种拟合方程预测煤层含气量的方法（潘和平，刘国强强1996）。煤炭科学研究总院（张群，等，）。煤炭科学研究总院（张群，等，2008）推导出新的煤吸附甲烷的）推导出新的煤吸附甲烷的温度温度-压力综合吸附模型压力综合吸附模型,给出了模型中特征常数的求取方法，并指出该方法比给出了模型中特征常数的求取方法，并指出该方法比兰格缪尔等温吸附模型的功能更强，适用范围更宽。兰格缪尔等温吸附模型的功能更强，适用范围更宽。 在人工智能算法方面在人工智能算法方面，由于含气量受到影响因素复杂，不少学者提出采，由于含气量受到影响因素复杂，不

15、少学者提出采用非线性人工智能算法的方法进行预测。通过各种测井资料，用非线性人工智能算法的方法进行预测。通过各种测井资料，神经网络神经网络（侯（侯俊胜，王颖，俊胜，王颖，1999；吴东平，；吴东平， 吴春萍，谭世君，吴春萍，谭世君，2000；刘之的，杨秀春，；刘之的，杨秀春，张继坤，张继坤，2014）、）、支持向量机支持向量机（连承波（连承波,赵永军赵永军,李汉林李汉林,等，等，2008）、）、灰色预灰色预测测（田敏，（田敏，2008；王盼盼，秦勇，高弟，；王盼盼，秦勇，高弟，2012）等方法在各地煤层含气量）等方法在各地煤层含气量预测中取得了一定的成效。预测中取得了一定的成效。 此外，中石油勘

16、探开发研究院谭廷栋提出了一种利用煤层气层背景值和此外，中石油勘探开发研究院谭廷栋提出了一种利用煤层气层背景值和测量值的差比法计算煤层气含量的新方法。测量值的差比法计算煤层气含量的新方法。第一部分第一部分 煤层含气量的研究目的和意义煤层含气量的研究目的和意义第二部分第二部分 煤层含气量国内外研究现状煤层含气量国内外研究现状第三部分第三部分 测井系列优选和测井响应特征研究测井系列优选和测井响应特征研究第四部分第四部分 煤层含气量的主控因素分析煤层含气量的主控因素分析第五部分第五部分 煤层含气量预测方法及其优劣性比较煤层含气量预测方法及其优劣性比较第六部分第六部分 煤层含气量评价存在的问题以及改进方

17、法煤层含气量评价存在的问题以及改进方法汇汇 报报 提提 纲纲煤煤层层气气测测井井系系列列优优选选自然电位测井自然电位测井（电极电流、岩性、地层水电阻率以及泥浆电阻率）（电极电流、岩性、地层水电阻率以及泥浆电阻率）双感应双感应-八侧向测井八侧向测井（只能用于低阻煤层）（只能用于低阻煤层）双侧向双侧向-微球聚焦测井微球聚焦测井（适合在高阻煤层）（适合在高阻煤层）微电极测井微电极测井（可以定性判断煤层的渗透性，注意井眼是否规则，各井（可以定性判断煤层的渗透性，注意井眼是否规则，各井泥浆性能是否一致）泥浆性能是否一致）补偿密度测井补偿密度测井（确定煤层的埋深及厚度、评价煤质及确定煤层中的夹矸，（确定煤

18、层的埋深及厚度、评价煤质及确定煤层中的夹矸，但须考虑井径影响）但须考虑井径影响）中子孔隙度测井中子孔隙度测井（确定煤层的埋深及厚度，定性地判断煤质，也须考（确定煤层的埋深及厚度，定性地判断煤质，也须考虑井径影响）虑井径影响）声波时差测井声波时差测井（划分煤层时，井径的影响，结合井径及自然伽马等曲（划分煤层时，井径的影响，结合井径及自然伽马等曲线，把煤层和泥岩区分开）线，把煤层和泥岩区分开）地层倾角测井地层倾角测井（地层沉积相与构造研究）（地层沉积相与构造研究）声波全波列测井声波全波列测井（计算机械力学参数）（计算机械力学参数）成像测井成像测井（裂缝研究）（裂缝研究）声波变密度测井声波变密度测井

19、（固井质量检查）（固井质量检查）三三 测井系列优选和测井响应特征研究测井系列优选和测井响应特征研究煤煤层层气气测测井井响响应应特特征征研研究究一般情况下一般情况下“四高四低四高四低”的特的特征征“四高四高”（视电阻率高、声波时差（视电阻率高、声波时差高高 、补偿中子高、井径扩大）、补偿中子高、井径扩大）“四低四低”（自然伽马低、自然电（自然伽马低、自然电位低、补偿密度低、光电俘获位低、补偿密度低、光电俘获截面指数低）截面指数低）注意：注意： （1）自然伽马和粘土矿物质有关，即煤中灰分和自然）自然伽马和粘土矿物质有关，即煤中灰分和自然伽马有较好的相关性；伽马有较好的相关性； （2）自然电位和泥浆

20、类型、煤层组分、地层水性质、）自然电位和泥浆类型、煤层组分、地层水性质、煤层厚度有关；煤层厚度有关； （3）电阻率和变质程度有关，褐煤相对无烟煤电阻率）电阻率和变质程度有关，褐煤相对无烟煤电阻率较高；较高； 因此，低密度、高中子、高时差识别煤层效果最好。因此，低密度、高中子、高时差识别煤层效果最好。汇汇 报报 提提 纲纲第一部分第一部分 煤层含气量的研究目的和意义煤层含气量的研究目的和意义第二部分第二部分 煤层含气量国内外研究现状煤层含气量国内外研究现状第三部分第三部分 测井系列优选和测井响应特征研究测井系列优选和测井响应特征研究第四部分第四部分 煤层含气量的主控因素分析煤层含气量的主控因素分

21、析第五部分第五部分 煤层含气量预测方法及其优劣性比较煤层含气量预测方法及其优劣性比较第六部分第六部分 煤层含气量评价存在的问题以及改进方法煤层含气量评价存在的问题以及改进方法四四 煤层气含量主控因素分析煤层气含量主控因素分析煤层含气量影响因素及其含气量分布特征煤层含气量影响因素及其含气量分布特征影响因素影响因素煤层含气量分布特征煤层含气量分布特征1 1 有效埋藏深有效埋藏深度度在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层气的保存

22、能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层含气量的增加变得缓慢或者下降。层含气量的增加变得缓慢或者下降。2 2 有效厚度有效厚度一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。3 3 煤的变质程煤的变质程度度一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。4 4 煤层温度煤层温度 一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相

23、对减少，煤层含气量降低。一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。5 5 地层压力地层压力通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量与压力呈正相关关系。与压力呈正相关关系。6 6 煤质煤质煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增加，煤层含气量也增加。加，煤层含气量也增加。7 7 水文地质条水文地质条件件当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封当为水力

24、运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。8 8 区域构造区域构造一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。9 9 盖层封堵能盖层封堵能力力盖层有效性的影响因素包括盖层有效性的影响因素包括: : 岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。岩性、可塑性、厚

25、度、埋深和横向连续性。1010岩浆活动作岩浆活动作用用杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。图图1 某区某区2 号煤层埋深与含气量关系图号煤层埋深与含气量关系图煤层含气量影响因素及其含气量分布特征煤层含气量影响因素及其含气量分布特征影响因素影响因素煤层含气量分布特征煤层含气量分布特征1 1 有效埋藏深有效埋藏深度度在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度

26、加深，煤的生烃量增加，且煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层含气量的增加变得缓慢或者下降。层含气量的增加变得缓慢或者下降。2 2 有效厚度有效厚度一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。3 3 煤的变质程煤的变质程度度一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。即随

27、着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。4 4 煤层温度煤层温度 一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。5 5 地层压力地层压力通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量与压力呈正相关关系。与压力呈正相关关系。6 6 煤质煤质煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增加，煤层含气量也增加。加，煤层含气量也增加。7

28、7 水文地质条水文地质条件件当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。8 8 区域构造区域构造一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。9 9 盖层封堵能盖层封堵能力力盖层

29、有效性的影响因素包括盖层有效性的影响因素包括: : 岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。1010岩浆活动作岩浆活动作用用杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。图图2 某区某区2 号煤层厚度与含气量关系图号煤层厚度与含气量关系图煤层含气量影响因素及其含气量分布特征煤层含气量影响因素及其含气量分布特征影响因素影响因素煤层含气量分布特征煤层含气量分布特征1 1 有效埋藏深有效埋藏深度度在一定深

30、度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层含气量的增加变得缓慢或者下降。层含气量的增加变得缓慢或者下降。2 2 有效厚度有效厚度一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。3 3 煤的变质程煤的变质程度度一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，一般情况下，随

31、煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。4 4 煤层温度煤层温度 一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。5 5 地层压力地层压力通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量与压力呈正相关关系。与压力呈正相关关系。6 6 煤质煤质煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增煤层中随着水

32、分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增加，煤层含气量也增加。加，煤层含气量也增加。7 7 水文地质条水文地质条件件当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。8 8 区域构造区域构造一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构

33、造煤层气保存好。煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。9 9 盖层封堵能盖层封堵能力力盖层有效性的影响因素包括盖层有效性的影响因素包括: : 岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。1010岩浆活动作岩浆活动作用用杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。图图3 某区东部矿区镜质组最大反射率与含气量关系图某区东部矿区镜质组最大反射率与含气量关系图煤层含气量影响因素及其含气量分布特

34、征煤层含气量影响因素及其含气量分布特征影响因素影响因素煤层含气量分布特征煤层含气量分布特征1 1 有效埋藏深有效埋藏深度度在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层含气量的增加变得缓慢或者下降。层含气量的增加变得缓慢或者下降。2 2 有效厚度有效厚度一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高

35、，反之则越低。3 3 煤的变质程煤的变质程度度一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。4 4 煤层温度煤层温度 一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。5 5 地层压力地层压力通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量与压力呈

36、正相关关系。与压力呈正相关关系。6 6 煤质煤质煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增加，煤层含气量也增加。加，煤层含气量也增加。7 7 水文地质条水文地质条件件当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。8 8 区域构造区域构造一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气

37、含量会较大，张性构造对一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。9 9 盖层封堵能盖层封堵能力力盖层有效性的影响因素包括盖层有效性的影响因素包括: : 岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。1010岩浆活动作岩浆活动作用用杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。域岩浆热变质有利于提高煤层含气

38、量。影响因素影响因素煤层含气量分布特征煤层含气量分布特征1 1 有效埋藏深有效埋藏深度度在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层含气量的增加变得缓慢或者下降。层含气量的增加变得缓慢或者下降。2 2 有效厚度有效厚度一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。3 3 煤的变质程煤

39、的变质程度度一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。4 4 煤层温度煤层温度 一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。5 5 地层压力地层压力通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量与压力呈正相关关系。与压力呈正相关关系。6

40、 6 煤质煤质煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增加，煤层含气量也增加。加，煤层含气量也增加。7 7 水文地质条水文地质条件件当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。8 8 区域构造区域构造一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对一般来讲，压

41、性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。9 9 盖层封堵能盖层封堵能力力盖层有效性的影响因素包括盖层有效性的影响因素包括: : 岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。1010岩浆活动作岩浆活动作用用杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。影响因素影响因素煤层含气量分布

42、特征煤层含气量分布特征1 1 有效埋藏深有效埋藏深度度在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层含气量的增加变得缓慢或者下降。层含气量的增加变得缓慢或者下降。2 2 有效厚度有效厚度一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。3 3 煤的变质程煤的变质程度度一般情况下，随煤变质程

43、度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。4 4 煤层温度煤层温度 一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。5 5 地层压力地层压力通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量与压力呈正相关关系。与压力呈正相关关系。6 6 煤质煤质煤层中随着水分和灰分

44、含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增加，煤层含气量也增加。加，煤层含气量也增加。7 7 水文地质条水文地质条件件当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。8 8 区域构造区域构造一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层

45、气含量会较大，张性构造对煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。9 9 盖层封堵能盖层封堵能力力盖层有效性的影响因素包括盖层有效性的影响因素包括: : 岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。1010岩浆活动作岩浆活动作用用杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。图图4 某区煤质和含气量关系图某区煤质和含气量关系图煤层含气量影

46、响因素及其含气量分布特征煤层含气量影响因素及其含气量分布特征影响因素影响因素煤层含气量分布特征煤层含气量分布特征1 1 有效埋藏深有效埋藏深度度在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层含气量的增加变得缓慢或者下降。层含气量的增加变得缓慢或者下降。2 2 有效厚度有效厚度一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。一般煤层厚度越大，煤层生气

47、量越多，煤层气含量越高，反之则越低。3 3 煤的变质程煤的变质程度度一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。4 4 煤层温度煤层温度 一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。5 5 地层压力地层压力通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势

48、，即煤层气含量与压力呈正相关关系。与压力呈正相关关系。6 6 煤质煤质煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增加，煤层含气量也增加。加，煤层含气量也增加。7 7 水文地质条水文地质条件件当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。8 8 区域构造区域构造一般来讲，压性构造对煤层气

49、有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。9 9 盖层封堵能盖层封堵能力力盖层有效性的影响因素包括盖层有效性的影响因素包括: : 岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。1010岩浆活动作岩浆活动作用用杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。域岩浆热

50、变质有利于提高煤层含气量。图图5 水文地质条件对含气量的影响水文地质条件对含气量的影响煤层含气量影响因素及其含气量分布特征煤层含气量影响因素及其含气量分布特征影响因素影响因素煤层含气量分布特征煤层含气量分布特征1 1 有效埋藏深有效埋藏深度度在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤在一定深度范围内，煤层埋藏深度增加，煤化程度加深，煤的生烃量增加，且煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层气的保存能力增强，含气量也随之增加，但到一定深度时，随着深度增加，煤层含气量的增加变得缓慢或者下降。层含气量的增加变得缓慢或者下降。2 2 有效厚

51、度有效厚度一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。一般煤层厚度越大，煤层生气量越多，煤层气含量越高，反之则越低。3 3 煤的变质程煤的变质程度度一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，一般情况下，随煤变质程度的增高，煤层气生成量增加，煤层气含量也增加。，即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。即随着煤层镜煤最大反射率的升高含气量逐渐增加。4 4 煤层温度煤层温度 一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。一般情况下，底层温度升高，吸附态气体相对减少，煤层含气量降低。5 5 地层压力地层压力通常情况下，随着压力的增大，

52、吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量通常情况下，随着压力的增大，吸附气含量整体表现为增加趋势，即煤层气含量与压力呈正相关关系。与压力呈正相关关系。6 6 煤质煤质煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增煤层中随着水分和灰分含量的增加，煤层吸附能力越弱，即煤层中有机物含量增加，煤层含气量也增加。加，煤层含气量也增加。7 7 水文地质条水文地质条件件当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封当为水力运移逸散作用时，导致煤层气运移、逸散，煤层气含量小；当为水力封闭和水力封堵作用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。闭和水力封堵作

53、用时，有利于煤层气保存、富集，此时煤层气含量大。8 8 区域构造区域构造一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对一般来讲，压性构造对煤层气有聚集作用，此时煤层气含量会较大，张性构造对煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。煤层气的保存不利，地堑型构造比地垒型构造煤层气保存好。9 9 盖层封堵能盖层封堵能力力盖层有效性的影响因素包括盖层有效性的影响因素包括: : 岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。岩性、可塑性、厚度、埋深和横向连续性。1010岩浆活动作岩浆活动作用用杨起等人通过华北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区杨起等人通过华

54、北和美国煤层气地质条件的对比，基于华北煤变质特点，认为区域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。域岩浆热变质有利于提高煤层含气量。煤煤层层含含气气量量主主控控影影响响因因素素分分析析定性分析定性分析通过对煤层气含量影响因素的定性比较认识，通过对煤层气含量影响因素的定性比较认识，判断煤层气含量随着影响因素的变化呈现的变判断煤层气含量随着影响因素的变化呈现的变化规律，来直观的认识煤层气含量的分布趋势。化规律，来直观的认识煤层气含量的分布趋势。定量分析定量分析线性回归分析法线性回归分析法现代智能最优化法现代智能最优化法通过把测井参数把某些影响因子定通过把测井参数把某些影响因子定量化或者实验室、现场检测数据

55、和量化或者实验室、现场检测数据和煤芯实验含气量做交汇图，通过其煤芯实验含气量做交汇图，通过其相关系数来判断煤层气含量主控影相关系数来判断煤层气含量主控影响因素。响因素。利用灰色关联分析理论进行动态分利用灰色关联分析理论进行动态分析，从定量的角度探讨煤层含气量析，从定量的角度探讨煤层含气量影响因素，确定其主次因素，进而影响因素，确定其主次因素，进而为煤层含气量分布特征预测提供参为煤层含气量分布特征预测提供参考依据。考依据。汇汇 报报 提提 纲纲第一部分第一部分 煤层含气量的研究目的和意义煤层含气量的研究目的和意义第二部分第二部分 煤层含气量国内外研究现状煤层含气量国内外研究现状第三部分第三部分

56、测井系列优选和测井响应特征研究测井系列优选和测井响应特征研究第四部分第四部分 煤层含气量的主控因素分析煤层含气量的主控因素分析第五部分第五部分 煤层含气量预测方法及其优劣性比较煤层含气量预测方法及其优劣性比较第六部分第六部分 煤层含气量评价存在的问题以及改进方法煤层含气量评价存在的问题以及改进方法五五 煤层气含量预测方法研究及其优越性比较煤层气含量预测方法研究及其优越性比较1 1、煤层气含量预测方法、煤层气含量预测方法煤储层含气量定性认识煤储层含气量定性认识利用煤层气含量的影响利用煤层气含量的影响因素定性比较认识储层因素定性比较认识储层煤层气含量的分布趋势。煤层气含量的分布趋势。煤储层含气量定

57、量评价煤储层含气量定量评价煤煤层层气气含含量量预预测测方方法法回归分析法回归分析法等温吸附曲线法等温吸附曲线法含气饱和度法含气饱和度法煤层（密度等）背景值法煤层（密度等）背景值法煤层含气量梯度法煤层含气量梯度法现代数学预测方法现代数学预测方法实验室测定法实验室测定法 此处调研预测方法为八种，其中，利用测井信息计算储层的含气量有五此处调研预测方法为八种，其中，利用测井信息计算储层的含气量有五种。种。地震法地震法 1 1 回归分析法回归分析法 （1）单一因素回归法）单一因素回归法 通过煤层煤芯实验数据和测井参数建立起的经验关系模型预测煤层气含量。通过煤层煤芯实验数据和测井参数建立起的经验关系模型预

58、测煤层气含量。Mullen M.J.提提出了利用体积密度测井资料直接预测该区煤层气含量的方法。出了利用体积密度测井资料直接预测该区煤层气含量的方法。 （2）测井及工业组分参数直接回归法）测井及工业组分参数直接回归法 建立煤芯实测含气量和灰分的关系建立煤芯实测含气量和灰分的关系, 再由线性回归方法或体积模型方法建立灰分含量与密再由线性回归方法或体积模型方法建立灰分含量与密度测井数据的关系度测井数据的关系, 从而实现利用测井数据计算含气量。从而实现利用测井数据计算含气量。 （3）多元线性回归法）多元线性回归法 采用埋藏深度、电阻率、体积密度、声波时差等测井信息或者主控影响因子和煤芯实测含采用埋藏深

59、度、电阻率、体积密度、声波时差等测井信息或者主控影响因子和煤芯实测含气量做回归分析，选取相关性较好的，构建多元线性回归数学模型预测含气量。气量做回归分析，选取相关性较好的，构建多元线性回归数学模型预测含气量。Gas=19.859 73-0.018 325 84depth-0.011 011 68DEN-4.228 466AC+0.000 127 970 3GR （4） 复合参数回归法复合参数回归法 利用有关参数与含气量之间的相关关系，构建复合参数进行煤层气预测。利用有关参数与含气量之间的相关关系，构建复合参数进行煤层气预测。 2 2 等温吸附曲线法等温吸附曲线法 等温吸附线是将等温吸附实验数据

60、绘制在曲线上，可以描述同一温度、不同压力下煤等温吸附线是将等温吸附实验数据绘制在曲线上，可以描述同一温度、不同压力下煤岩的气体吸附量。计算煤层气含量岩的气体吸附量。计算煤层气含量,可用可用Kim方程、方程、Langmuir方程、方程、Mullen方程等。方程等。 将将兰氏吸附等温线的两个常数兰氏吸附等温线的两个常数, 即兰氏体积和压力与煤的工业分析相关即兰氏体积和压力与煤的工业分析相关, 利用线性回归方法利用线性回归方法或测井体积模型法确定的工业分析数据或测井体积模型法确定的工业分析数据, 用测井方法建立吸附等温线用测井方法建立吸附等温线, 则可利用兰氏方程则可利用兰氏方程求煤层气含量。求煤层气含量。 4 4