煤层气资源储量计算

煤层气资源/储量计算供江西省瓦斯地质图编制培训班使用主讲:赵志根zhgzhao@.培训内容编制工作背景瓦斯地质基础煤层气资源/储量计算

瓦斯突出危险性预测

瓦斯地质图编制方法.1、基本概念2、煤层气资源/储量的分类和分级3、煤层气资源/储量的计算4、煤层气储量的评价5、举例煤层气资源/储量计算.中华人民共和国国土资源部.煤层气资源/储量规范(DZ/T0216—2002).中华人民共和国地质矿产行业标准.2002-12-17发布.2003-03-01实施.煤层气资源/储量计算.1、基本概念煤层气资源/储量计算.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并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。天然气：naturalgas煤层气：coalbedmethane煤成气：gasfromcoal,coalderivedgas煤层气资源：是指以地下煤层为储集层且具有经济意义的煤层气富集体。其数量表述为资源量和储量。煤层气资源/储量计算.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，具有显示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。可采储量：地质储量的可采部分。...经济可采储量：原始可采储量中经济的部分。...剩余经济可采储量：...从指定的时间算起...强调：资源量与储量的区别，地质可靠程度-经济意义煤层气资源/储量计算.2、煤层气资源/储量的分类和分级煤层气资源/储量计算.煤层气的分类：经济的、次经济的、内蕴经济的煤的分类：经济的、边际经济的、次边际经济的、内蕴经济的相互类似煤层气资源/储量计算.分类：...能否获得经济效益为原则...经济的economic：在当前的市场经济条件下，生产和销售煤层气在技术上可行、经济上合理、地质上可靠并且整个经营活动能够满足投资回报的要求。次经济的sub-economic：在当前的市场经济条件下，生产和销售煤层气活动暂时没有经济效益，是不经济的，但在经济环境改变或政府给予扶持政策的条件下，可以转变为经济的。内蕴经济的intrinsiceconomic：在当前的市场经济条件下，由于不确定因素多，尚无法判断生产和销售煤层气是经济的还是不经济的，也包括当前尚无法判定经济属性的部分。分类：应该考虑，但目前编图的事情暂时不考虑。煤层气资源/储量计算.煤层气的分级：推测的、预测的、控制的和探明的煤的分类：预测的、推断的、控制的和探明的相互类似煤层气资源/储量计算.分级：...以煤层气资源的地质认识程度的高低作为基本原则...待发现的：推测的已发现的：已发现的煤层气资源量，又称煤层气地质储量，根据地质可靠程度分为预测的、控制的和探明的3级。煤层气资源/储量计算.探明的measured：查明了煤层气藏的地质特征、储层及其含气性的展布规律和开采技术条件...工程控制：开发井网，或，小型井网和/或单井试验控制的indicated：基本查明了煤层气的地质特征和储层及其含气性的展布规律，开采技术条件基本得到了控制...工程控制：单井试验预测的reconnaissance：初步认识了煤层气的分布规律...工程控制：含煤性、含气性参数井工程推测的inferred：待发现的工程控制：没有实施参数井和试验井，依靠煤田、油气或其他勘探成果综合分析煤层气资源/储量计算.分级：应该考虑，目前编图的事情也是要求的。为了在编图过程中更清楚表达不同级别的资源量，把探明的、控制的、预测的和推测的四级储量分别定义为A级、B级、C级和D级。以煤田勘探资料为基础的，没有煤层气井开发的：大部分C级。少部分：深部或外围推测的，D级。个别有开发井网，或小型井网，或单井试验：A级、B级。煤层气资源/储量计算.储量分级探明的控制的预测的勘查程度煤炭钻孔和/或煤层气井关于储层的基本控制井(孔)距达到附表的要求；在有物探工程控制的情况下，附表中的井(孔)控要求可以适当放宽煤炭钻孔和/或煤层气井关于储层的基本控制井(孔)距不超过附表的规定距离的2倍；在有物探工程控制的情况下，附表中的井(孔)控要求可以适当放宽有一定的井(孔)和/或物探控制煤炭气参数井井距一般不超过附表规定距离的2倍；参数井煤层全部取心，收获率75%～90%，进行了地球物理测井，并通过实验和测试获得了气藏煤质、含气量、气水性质、储层物理、压力等资料已钻煤层气参数井，根据需要进行了煤层取心和测井，并获得了关于煤质、含气量、气水性质、储层物理、压力等资料，有一定的井(孔)控制程度关键部位有参数井(孔)控制，煤层已有取心资料，钻井(孔)煤层进行了煤质、含气量、气水性质、储层物理、压力等分析，获得了相关资料气藏已进行了小型井网开发试验和/或单井试采；在气藏地质条件一致的条件下，可以借用邻区试采或生产成果；通过试采已经取得了关于气井压力、产气量、产水量及随时间变化规律等可靠资料；试采井井距不超过附表的规定距离的2倍在有代表性部位进行了单井试采，取得了关于气井压力、产气量、产水量及随时间变化规律等的相关资料认识程度煤层构造形态清楚，煤层厚度、变质程度、含气量等分布变化情况清楚，提交储量计算图件比例尺不小于1：25000；储量参数研究深入，选值可靠；经过试采取得了生产曲线，获得了气井产能认识；进行了开发概念设计和数值模拟，经济评价，开发是经济的煤层构造形态、厚度、变质程度、含气量等情况基本清楚，提交储量计算图件比例尺不小于1：50000；进行了储量参数研究，选值基本可靠；经过试采取得了生产曲线，基本了解了气井产能；进行了初步经济评价和开发评价，开发是经济的或次经济的初步了解煤层构造形态、厚度、变质程度、含气量等分布变化，提交储量计算图件比例尺不小于1：100000；由煤田钻孔合理推测或少数参数井初步确定了储量参数；未进行试采；通过类比求得气井产能；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类特点型特点第Ⅰ类构造简单1煤系产状平缓2简单的单斜构造3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3.0～4.0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2.0～3.0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1.5～2.0第Ⅱ类构造较复杂1煤系地层产状平缓，但具有波状起伏2煤系地层呈简单的褶皱构造，两翼倾角较陡，并有稀疏断层3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2.0～3.0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1.0～2.0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0.5～1.0第Ⅲ类构造复杂1煤系地层呈紧密复杂褶皱，并伴有较多断层，产状变化剧烈2褶皱虽不剧烈，但具有密集的断层，煤层遭受较大破坏3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1.0～2.0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0.5～1.0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0.5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距(m)探明的控制的简单500～10001000～2000中等250～500500～1000复杂250～500注：极复杂构造只宜边探边采，线距不做具体规定。构造复杂程度类型钻探工程基本线距表煤层稳定程度各种查明程度对煤层控制的基本线距(m)探明的控制的稳定500～10001000～2000较稳定200～500500～l000不稳定375a250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；煤层稳定程度类型钻探工程基本线距表.3、煤层气资源/储量的计算煤层气资源/储量计算.1、计算过程①资源量计算边界：瓦斯地质图中标有瓦斯风氧化带的区域可直接圈出，不进行储量计算。（资源角度、安全角度）煤层含气量、煤层厚度下限值由瓦斯含量等值线、钻孔数据进行确定。下限标准参考《煤层气资源/储量规范》。煤层含气量下限标准（可根据具体条件作调整）煤层净厚下限：0.5米～0.8米（可根据实际条件作适当调整）煤层气资源/储量计算煤层类型变质程度(Ro,max)/%空气干燥基含气量/m3/t褐煤-长焰煤<0.71气煤-廋煤0.7～1.94贫煤-无烟煤>1.98.1、计算过程②资源量计算单元的划分：原则是把气田内具有相同或相近煤层气赋存特征的储层划为一个单元。划分单元首选气藏地质边界，如断层、尖灭、剥蚀等；然后结合气藏计算边界，其中达不到产量下限的煤层净厚度边界、含气量下限边界和瓦斯风化带边界不加以计算。煤层气资源/储量计算.1、计算过程③计算单元面积面积可通过AutoCAD软件“工具”菜单直接查询，而不再用煤炭储量计算面积常用的直接公式法及网格法，并且这种计算结果十分精确。煤层倾角的变化可由底板等高线的疏密程度进行计算，然后对实际面积进行修正。④煤层有效厚度即整层煤厚去除夹矸厚度，也称净厚度，可以查看邻近钻孔资料，通过测井曲线或者取芯整理夹矸厚度，一般与构造煤厚度一并在图上钻孔附近标出。煤层气资源/储量计算.1、计算过程⑤煤质量密度（煤的容重）先查找附近的钻孔，查看相应报告可获得煤真密度或视密度数值；对于计算单元有多个钻孔的情况，可以取其平均值。⑥资源量计算按照矿井瓦斯含量等值线图划分的资源量计算块段，依据每个块段已确定的参数，由公式计算出各块段煤层气资源量。煤层气资源/储量计算.1、计算过程公式Gi=0.01AhDCad式中：Cad=Cdaf(100-Mad-Ad)/100Gi—煤层气地质储量，108m3；亿立方米A—煤层含气面积，km2；平方千米h—煤层净厚度，m；D—煤的空气干燥基质量密度，t/m3；Cad—煤的空气干燥基含气量，m3/t；Cdaf—煤的干燥无灰基含气量，m3/t；Mad—煤中原煤基水分，％；Ad—煤中灰分，％。煤层气资源/储量计算.1、计算过程结算结果可靠性计算过程中，参数主要来源于地质勘探资料，勘探程度越高，参数取值越准确，资源量的结果也越可靠；但对于勘探程度较低或者当前没有勘探的区域，参数的选择人为因素就比较大，资源量计算的结果可靠性就值得怀疑。煤层气资源/储量计算.2、计算方法我国地质条件复杂，不同区域煤层赋存条件差异很大，这对煤层气资源量计算过程，对含气面积、含气量等参数的确定带来了诸多问题。我国目前煤层气资源量的计算方法主要分为以下几种：煤层气资源/储量计算.2、计算方法（1）瓦斯地质统计法瓦斯地质统计法计算瓦斯资源量，主要是充分运用煤矿开采后获取大量瓦斯地质资料的优势，在编制瓦斯地质图的基础上，运用瓦斯地质和瓦斯涌出规律，建立起与煤层气含量测试数据的对应关系，丰富煤层气预测资料，充实和完善煤层气预测公式。更加实际的编制好煤层气含量等值线图，进行煤层气资源量计算，结合构造煤的分布和构造复杂程度，进行煤层气资源评价和区块分级。瓦斯地质图是瓦斯信息和地质信息系统的高度综合，它全面地反映了瓦斯生成条件、保存条件、抽采的难易程度、瓦斯涌出规律及分区、分带特征；能够比较直观的确定资源量计算边界条件、划分计算单元，提供瓦斯资源量计算过程中所需参数，特别是影响资源量计算精度的关键参数，如含气面积、煤层厚度和含气量等，并能提高参数选取的可靠程度。煤层气资源/储量计算.2、计算方法（2）体积法公式：Gi=0.01AhDCad它是我国目前煤层气储量计算普遍采用的一种方法，适应于各个级别煤层气地质储量计算，在美国很多人也采用。（3）气藏数值模拟法这种方法是在计算机上利用专用软件对已获得的储层参数和早期的生产数据或试采数据进行拟合匹配，可以获得一个代表储层平均特征的气藏模型和地质储量，也可以估算煤层气井未来的产量状态及可采储量，结果的准确程度是建立在丰富资料和计算精度的基础上。煤层气资源/储量计算.2、计算方法（4）类比法类比法是利用已开发煤层气田（或相似储层）的相关关系计算瓦斯资源量的一种方法。计算区与开发区的地质条件、储层条件等愈相似，计算结果愈准确。由于我国地质条件较为复杂，此方法的局限性较大，只有很少地区能够采用。但如果在煤层气开发初期选区，储量级别要求不高，地质资料比较可靠，利用这种方法参数选择比较快捷、直观。煤层气资源/储量计算.2、计算方法各种方法的特点（1）瓦斯地质统计法：开采矿井，较多的资料积累；（2）体积法：普遍采用，各勘查阶段、开采矿井，天然气，等；（3）气藏数值模拟法：常规天然气（4）类比法：新建或待建矿井，较少的资料积累煤层气资源/储量计算.4、煤层气储量的评价煤层气资源/储量计算.1、地质综合评价储量规模分类表分类气田煤层气地质储量108m3特大型>3000大型300～3000中型30～300小型<30煤层气资源/储量计算分类地质储量丰度108m3

/km2高>3.0中1.0～3.0低0.5～1.0特低<0.5储量丰度分类表.1、地质综合评价（续）煤层气产能分类表分类稳定日产量104m3/d高>1.0中0.3～1.0低0.1～0.3特低<0.1煤层气资源/储量计算分类产层中部埋深m深>1000中500～1000浅<500煤层气埋藏深度分类表2、经济评价（略）.举例1：淮南煤田气资源密度比较大，都在1.42亿立方米/平方公里以上；煤层气资源总量为5928.25亿立方米，分布面积2241.9平方公里，平均2.644亿立方米/平方公里；最高为谢李区，气资源密度达到4.05亿立方米/平方公里，这在世界上也是少有的。>3000=》储量规模特大型2.644亿立方米/平方公里=》储量丰度中4.05亿立方米/平方公里=》储量丰度高煤层气资源/储量计算.举例2：山西马必区块煤层气资源条件研究煤层气资源/储量计算煤层资源量，108m3面积，km2最高气资源密度亿立方米/平方公里平均气资源密度亿立方米/平方公里3号煤层9551202.1391.7811.26中15号煤层8221241.4971.241.51中合计1777大型.5、举例煤层气资源/储量计算.瓦斯地质图与瓦斯资源量计算通常在瓦斯地质图上，计算瓦斯资源量煤层瓦斯含量、煤层厚度和分布范围是井田煤层气资源量计算的主要参数。把煤层厚度、瓦斯含量稳定且分布连续的区域划分为一个计算块段。瓦斯地质图法煤层气资源量计算与资源评价，主要是充分运用煤矿开采揭露大量瓦斯地质资料的优势，在编制瓦斯地质图的基础上，运用瓦斯地质和瓦斯涌出规律，建立起与煤层气含量测试数据的对应关系，丰富煤层气预测资料，充实和完善煤层气预测公式。煤层气资源/储量计算.以晋城寺河矿井东区为例，采用瓦斯地质统计法进行瓦斯资源量计算。寺河矿井东区煤层厚度5.4～7.2m，平均厚度6.31m，煤层厚度基本都大于煤层气资源量计算要求的下限值（0.5m），计算边界主要依据煤层含气量（大于8m3/t）。按照井田内具有相同或相近煤层气赋存特征的储层划为一个单元的原则，如含气量下限边界、瓦斯风化带边界、背向斜、断层等。煤层气资源/储量计算.

把矿井东区划分为六个计算单元煤层气资源/储量计算.左上角为煤层气资源量（Mm3），右上角为块段瓦斯含量均值（m3/t），左下角为块段编号，右下角为瓦斯储量级别煤层气资源/储量计算54028113C.煤炭资源/预算的表达.寺河煤矿东区3#煤层气资源量计算成果表煤