1樓:中地數媒
煤層氣勘探開發評價大體上可分為三個階段,即預探評價階段、勘探評價階段和開發評價階段(圖31-1、2)。
預探評價階段的目標是選出有利的含煤盆地或地區。煤層氣勘探多半是在煤田勘探基礎上進行的,煤炭資源普查或煤田地質勘探,積累了大量的可供參考的煤層氣勘探資料,煤層氣勘探初期應當充分利用已有的地質資料。為了取得煤田地質勘探等已有資料所不能替代的煤層氣地質引數,或是為了驗證已有的資料,預探階段可鑽探少量資料井獲取所需的引數。
預探階段資料整理側重於煤資源評價、氣源巖評價和儲集層評價三個方面,應當選擇煤層厚、分布廣、資源豐度高,同時還要煤質好、煤階適中、含氣量高和儲層滲濾條件有利的煤層和區塊作為目標煤層和預選區塊。預探評價最重要的環節在於對含煤盆地地質背景的分析,通過大量的區域地質資料與已有的煤資源、氣源巖和煤儲層引數,對含煤盆地特徵及形成演化歷史作出全面分析,才能對盆地煤層氣資源前景作出初步的推斷。應當指出,這種推斷具有一定的風險性,因為煤資源或煤田勘探資料終究不能替代煤層氣勘探,少量煤層氣資料井的成功率更具偶然性,若部署適當取得較理想的資料會推進勘探程序,若因部署不當而肯定或否定乙個盆地或地區,還會因此貽誤戰機。
勘探評價階段的目標是選出煤層氣勘探的有利區塊。勘探評價要對預探評價階段提出的有利勘探區作出進一步勘探的評價,既或是在有利的盆地也不會全面部署煤層氣勘探,勘探階段僅是對盆地勘探的入手點進行評價,入手勘探的區塊並不一定是盆地最有利的高產區,因而勘探評價階段取得區域性或點的資料,仍要與盆地整體相聯絡才能將盆地內含氣系統摸清。部署勘探井獲取煤層氣的關鍵引數包括五個方面,一是確定選區內勘探目標煤層的厚度,主要目標煤層一般應當大於2 m,當然厚度越大越有利,當勘探區塊內煤層厚度小於2 m,且分布較普遍是不利的。
二是通過煤層氣勘探井直接測試求取煤層含氣量,煤田勘探獲取的大量煤層氣含量引數值得認真參考,直接取證煤層含氣量引數更為重要。一般要求煤層含氣量大於5 m3/t,當然含氣量越高越有利,當煤層含氣量低於5 m3/t時,評價決策應當謹慎。當然評價不能僅僅依據一項氣含量指標就斷然肯定或否定,有時高煤階氣含量雖高但滲透性很差,亦有時低煤階氣含量稍低但煤資源豐度高而且儲滲條件好。
三是煤層滲濾引數是至關重要的,從某種意義上講它是具有關係勘探成敗的一項關鍵引數。煤巖是雙孔隙介質,但決定滲透性的好壞主要還是裂隙系統發育的好壞。非裂隙性岩石通過實驗室岩心測定滲透率,煤巖滲透率測定須通過煤層氣鑽探試井求取滲透率引數,滲透率值一般應大於0.
1×10-3μm2,滲透率高對甲烷解吸與產出有利,低於下限值時其它引數即使很好亦難以決策。四是試井測試時還要求取煤儲層壓力引數,煤儲層原始儲層壓力即煤層中部壓力,它反映了儲層能量大小和儲層中流體的流動狀態。煤儲層壓力是氣體和水從裂隙向井筒流動的能量,煤儲層壓力對煤層的含氣量及氣體的賦存狀態都有影響。
煤儲層可能超壓或欠壓,超壓井可能是高產井,但超壓井也往往帶來生產成本增高的弊端,欠壓井也不能一概否定,也可能成為較好的生產井。五是等溫吸附曲線的測定是煤層氣勘探所必須求取的重要引數,通過等溫吸附曲線與儲層壓力等資料,可以取得含氣飽和度等資料。當解吸壓力與地層壓力比小於0.
5的時候,標示出煤層中氣體難以解吸,在含氣飽和程度也低的情況下,應當對勘探井或區塊作出否定評價。通過煤層氣勘探階段取得的煤資源量、含氣量、滲透率、儲層壓力,以及等溫吸附測定取得的解吸壓力、含氣飽和度等引數,經過綜合分析對比即可選出進一步勘探開發的有利區塊。
圖31-1 煤層氣勘探開發階段劃分及評價選區流程框圖
圖31-2 煤層氣地質評價研究內容框圖
開發評價階段是在前期選定的有利區塊基礎上進行的。應當指出,勘探階段選定的區塊並不一定是含煤盆地煤層氣藏最有利的部位。盆地是乙個含氣系統或是具多個含氣系統,選區是氣藏的高產區帶還是低產區帶,要通過深入的勘探才能逐步摸清。
開發評價階段應在優選區塊內合理的部署試驗井和井網,進行小井網排採試驗,試驗井或小井網要能夠控制所選定的區塊。通過試驗井或井網求取試採的各項資料,特別是評價煤層氣藏的關鍵性引數,測算勘探開發區塊的探明儲量,同時進行儲層模擬分析,評價氣藏開發的經濟效益,由此作出是否轉入工業性開發生產的決策。
不同的勘探開發階段應作出不同的評價,與煤層氣勘探開發階段相匹配的是不同量級的資源量、儲量。資源量或儲量是各種量化指標的綜合評價引數,以量化的氣資源量來標示,但必須要以相應的配套引數作為依託。
儲量和資源量是乙個與地質認識和經濟技術條件相關的變數。煤層氣盆地、煤層氣藏勘探開發的全過程,實際上是對盆地和氣藏特徵逐步認識的過程,亦是儲量精度逐步提高和接近客觀實際的過程。這個過程既有連續性,又有階段性。
不同勘探、開發階段所計算的儲量精度不同,確定的儲量級別不同,在保證經濟效益的前提下,作出的勘探、開發決策也應當不同。
石油及天然氣(常規)通過大量的勘探、開發實踐制訂了儲量及資源量規範。關於天然氣(常規)儲量及遠景資源量分級,從盆地勘探到氣田發現並投入開發,大體經歷預探評價、勘探評價和開發評價三個階段。根據預探、勘探、開發各階段對盆地和氣藏的認識程度,分為遠景資源量與儲量兩個大類,進而將遠景資源量劃分為推測資源量和潛在資源量兩級,將儲量劃分為**儲量、控制儲量和探明儲量三個級別,又將探明儲量分為已開發、未開發和基本探明儲量三類。
在儲量分級之外劃出遠景資源量是很有必要的。遠景資源量是根據地質、地球物理、地球化學資料模擬估算的尚未發現的資源量,它可以推測今後氣田被發現的可能性和規模的大小,在概率曲線上反映出估算值具有一定的合理範圍。推測資源量可以作為編制早期區域勘探部署或長遠規劃的依據,潛在資源量可以作為編制預探部署的依據。
天然氣(常規)儲量及遠景資源量的分類,將烴類氣體按地層中原始產狀分為:氣層氣、溶解氣、氣頂氣、水溶氣和凝析氣。如果以此分類也可以將煤層氣歸類為氣層氣及水溶氣。
但從煤層氣的成生機理、儲集特徵、成藏條件以及勘探開發方式來看,都與常規天然氣有著明顯的差別。因此,煤層氣(不包括一般意義上的煤成氣)應當作為乙個新的礦種列入天然氣儲量規範。由於煤層氣是乙個新興的能源礦種,至今國內以及國外尚未建立規範的儲量標準,從完善天然氣儲量規範而言,亦應當建立煤層氣儲量及遠景資源量的規範,而且應當與石油、天然氣及其它礦種的標準相對應,又要與煤層氣自身的特點相符合。
由於煤層氣與常規天然氣的賦存狀況有很大的差別,因此制訂儲量規範也應當有所不同。進行煤層氣勘探一般要在煤田勘查之後,因此很少動用地球物理、地球化學等勘探手段進行預探、勘探及開發,而主要選用鑽井方式進行勘探。通過鑽井鑽取岩心進行測試,同時進行測井、試井、壓裂、排採取得計算儲量所需的各種引數。
常規天然氣井往往是鑽井開啟氣層後就會暢噴,而後進行測試、試井獲取氣井的各種引數。煤層氣井往往是鑽達產氣的煤層,完井後進行相當時間的排採,將煤層中的水排放,通過煤層降壓使吸附在煤岩上的氣體解吸,產氣量逐步上公升達到產氣高峰,而後才能作出評價。而且僅有一口氣井的排採成功還不行,還需要進行小井網的排採試驗,才能證實所勘探區塊的可採性。
煤層氣藏不象常規天然氣藏的氣體賦存在含氣圈閉之中形成明顯的氣水邊界,煤層氣藏的邊界往往是通過鑽井排採,確定其產氣能力,逐步劃清邊界,有些是驟變,而往往是漸變的。有時確定其邊界不完全是地質意義上的邊界,很大成分是氣井雖有一定的產能但因經濟上的可採價值不大而被否決。同乙個煤層氣盆地可能形成較大面積的氣藏,也可能分割為多個含氣系統形成多個氣藏。
還有可勘探深度的差別,常規天然氣的勘探深度可達5000 m或更深,而煤層氣井的可採深度,受經濟技術諸因素的制約,如同煤炭開採深度較淺一樣,一般在2000 m以淺,甚至更淺,因而測算資源量時均在此線以淺的範圍內。
煤層氣儲量、資源量的分級、分類大體可作如下劃分(表31-1)。
遠景資源量與儲量是有區別的,在煤層氣勘探進入勘探評價前的預探階段,一般不投入或少投煤層氣勘探的實物工作量,而且要對煤炭資源勘查的大量資料進行綜合分析,作出對遠景資源量的評估。遠景資源量劃分為推測資源量與潛在資源量兩類,與常規天然氣規範的推測資源量和潛在資源量相對應。兩者的差別在於預探階段的後期測算潛在資源量時,可以部署必要的資料井,直接取得煤層氣評價的必要引數。
勘探評價階段劃分為**儲量和控制儲量兩級。兩者的差別在於**儲量級所鑽探的勘探井至少要有一口井,但控制儲量級必須鑽探多口勘探井,並要至少鑽探一口進行排採的評價井。
勘探階段的**儲量及控制儲量與開發階段的探明儲量的差別,是前階段只鑽探勘探井和少量評價井,後階段要鑽探較多的評價井,直至開發階段後期要完成整個開發區塊的開發井網,同時還要進行乙個至多個小井網的排採試驗。沒有小井網排採試驗的成功,開發期就不能由低階階段轉向高階階段,也就不能提交高階別的儲量報告。並且還必須進行儲層模擬分析,才能提出科學的、合理的開發方案。
表31-1 煤層氣與煤炭、天然氣(常規)儲量、資源量級別劃分對比表
開發階段的基本的、未開發、已開發三個探明儲量級的差別是,基本探明儲量級在開發區塊內完成數口評價井,同時要完成至少乙個小井網的排採試驗,同時進行儲層模擬分析。而已開發探明儲量級,必須完成整個開發區塊依據儲層模擬設計的開發井網,並且完成控制整個開發區塊的均勻分布的小井網排採試驗。
由遠景資源量到儲量的資源評價是由低階向高階發展的過程,每個勘探開發階段都必須有前乙個階段的資源量或儲量評價作為依據,而每個勘探開發階段又都要作出相應的資源量或儲量評價作為下階段的決策依據,只有這樣才能作到決策的科學性。
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