[发明专利]一种确定煤层含气量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气勘探与开发领域，特别涉及一种确定煤层含气量的方法。

背景技术

煤层气作为非常规能源，其煤储层含气量的定量预测是评价的关键。随着我国多个盆地煤层气勘探的深入，已积累了一系列评价煤层含气量的方法，但还远不能满足煤层气勘探开发的需求。目前亟待解决的问题是如何基于测井多参数资料定量评价煤层含气量，国内外研究主要是基于密度与灰分含量建立关系，然后灰分与含气量建立关系，计算结果很大程度上受密度测量值的影响。因此，为降低预测误差，应遵循多敏感参数的综合评价。

目前，煤层含气量计算方法主要有直接法、解吸法和间接法等：

直接法是通过对煤岩钻井密闭取样然后在实验室测试，在模拟地层温度和压力条件下测定单位重量煤含气体积。

解吸法是通过密闭取心，利用解吸仪测定解吸量随时间的变化规律，是一种以测定井筒煤层气解吸速度为基础的直接测定煤层含气量的方法。

间接法主要分为三类。一类是基于煤层气等温吸附模型的含气量计算，包括基于经验式的Freundlich模型、基于单分子吸附层的(改进的)Langmuir模型(兰氏模型)、基于多分子吸附层的BET方程以及微孔填充吸附理论的(D-R方程)、BET方程改进型、D-A方程、Kelvin方程(通常会出现IV和V型等温线)等。等温线的性质多样，有时是几种类型的混合。目前对于煤层中水分含量介于0和饱和水分之间的吸附等温线主要用Langmuir模型。

第二类是非线性信息预测法，包括最优化、遗传算法、BP神经网络、支持向量机、小波变换以及灰色系统理论等非线性处理方法。通过开展煤心地球物理性质研究和参数建模，建立测井信息与煤层参数之间的非线性关系。

第三类是运用统计回归方法预测煤层含气量，优选影响煤层含气量的敏感性测井参数，构建测井敏感参数与煤层含气量关系的解释模型，经直接法和吸附法刻度，准确定量预测煤层含气量。目前统计回归方法包括单参数回归方法和多元回归方法。其中，单参数回归方法有MullenMJ和Mavor等最早提出用密度测井资料计算煤层含气量的Mullen公式和Mavor公式，发现煤层中灰分与含气量呈反比，灰分含量能通过密度求得，从而建立密度测井资料和含气量之间的关系；其次，是地区经验密度值计算法、中子计算法、电阻率法、消除中子或密度背景值法。单参数回归方法考虑因素单一，所以计算快，但计算误差大(输入曲线易受外界干扰)，相关性差。而多参数回归方法是基于煤层含气量有关的多个测井敏感参数，通过曲线重构和敏感参数优选，建立评价煤层含气量多元回归模型。多元回归模型由于考虑影响含气量的多方面因素，有效减小单一参数风险，且通过对相关性小的多个测井参数采取曲线重构降元处理，进一步减小预测误差的可能性。将预测结果与直接法测量结果拟合，相关性基本在80％以上，极大提高了预测精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准确、快速的利用常规测井资料计算煤层含气量的方法。

本发明采用以下步骤实现：

步骤(1)，对煤层进行测试分析实验及等温吸附试验，并获取最大镜质体反射率R_max、工业组分、兰氏体积V_L、兰氏压力P_L数据；并获取煤层对应井段的测井曲线，包括自然伽马GR，补偿密度DEN，声波时差AC，补偿中子CNL，原状地层电阻率Rt，埋深H和温度T；

步骤(2)，利用敏感测井曲线分别表征兰氏压力、地层压力以及最大镜质体反射率值；

步骤(3)，根据步骤(2)计算的最大镜质体反射率值求取煤层兰氏体积值；

步骤(4)，根据步骤(3)所计算不同最大镜质体反射率的兰氏体积值，结合兰氏压力和地层压力值代入改进的兰氏方程求取煤层含气量。

进一步的，在进行步骤(1)中，进行煤层煤心测试分析实验和等温吸附试验：

具体的，所述煤层煤心测试分析实验按照《煤的工业分析方法GB/T212-2008》标准规定的流程进行。

具体的，等温吸附试验按照《煤的高压等温吸附试验方法GB/T19560-2008》标准规定的流程进行。

进一步的，所述步骤(1)中测井曲线的测量按照《煤田地球物理测井规范(DZ/T0080-93)》标准规定的流程进行。

进一步的，所述步骤(2)中煤层兰氏压力、地层压力以及最大镜质体反射率值按照如下公式计算：

P_L＝a×T+b

P＝c×H+d