技术可采储量受到多种因素的制约,它与油(气)藏性质和开发条件密切相关,其计算方法可分为采收率预测法和直接计算法。
采收率预测法 评价钻探及开发初期阶段,由于缺乏足够的开采动态参数,一般都采用简单的经验类比法、岩心分析法、相对渗透率曲线法、相关经验公式法等计算采收率。
各种方法计算采收率后,依据地质储量计算可采储量,其关系式为:
根据油藏采收率经验类比法,国内外不同驱动类型的油藏采收率的经验值一般为:
水压驱动30%~50%;气顶驱动20%~40%;溶解气驱动10%~20%。
根据气藏采收率经验类比法,国内外不同驱动类型气藏采收率的经验值一般为:
定容消耗式气藏80%~90%;致密层30%~50%;水驱气藏45~60%;消耗式开采凝析气藏40%左右;注气循环开采凝析气藏65%~85%。
直接计算可采储量法 直接计算可采储量法包括压降法、水驱特征曲线法、递减曲线法、油藏数值模拟法。水驱特征曲线法适用于水驱油藏中、高含水阶段可采储量的计算。递
应用递减曲线法推算可采储量
㈡ 矿产储量计算的计算方法
按照矿块体积几何形状的不同,储量计算方法可分为:
①多角形法,又称最近地区法,以每一勘探工程见矿厚度为中心,推向各相邻工程距离的二分之一处,形成一多棱柱形体矿块;
②三角形法,以每3个相邻勘探工程见矿的平均厚度为三角棱柱体矿块的高;
③开采块段法,以坑道工程为界,把矿体切割成若干板形矿块;
④地质块段法,按地质构造和开采条件相同的原则划分矿块;
⑤断面法,又称剖面法,是将每两条相邻勘探线剖面间的矿体作为一个矿块;
⑥等高线法,对产状和厚度稳定的沉积矿床,以矿层顶板或底板等高线图为基础,将矿层倾角相近的地段划分为一个矿块;
⑦等值线法,利用矿体等厚线图或矿体厚度与品位乘积等值线图,将两等值线间的矿体划为一个矿块。矿块划分以后,视其几何形状选用公式计算体积和储量。
20世纪60年代以来,国际上采用电了计算机计算矿产储量,使地质统计学等计算量大而结果较为精确的计算方法得以推广应用,它与传统储量计算方法的区别是:不单纯以矿块中的工程求得储量计算的参数(如品位)来计算该矿块的储量,而是考虑矿体中样品与周围样品分布的空间位置(包含方向和距离)的相关关系,来计算矿块的品位和储量。这些方法在中国正在用已知矿床作实例,研究它的适用条件和范围。
石油及天然气地质储量计算
主要采用容积法。石油的计算公式为
式中N为石油地质储量(万吨);A为含油面积(平方千米);h为平均有效厚度(米);Φ为平均有效孔隙度;Swi为平均油层原始含水饱和度;ρ0为平均地面原油密度(吨每立方米);B0i为平均原始原油体积系数。
地层原油中的原始溶解气地质储量Gs(亿立方米)的计算公式为
Gs=10-4N·Rsi
式中Rsi为原始溶解气油比(立方米每吨)。
此外,物质平衡法是利用生产资料计算石油动态地质储量的方法。计算油田的探明储量,除应分别计算石油及溶解气的地质储量外,还要计算地质储量中能够采出获得社会经济效益的可采储量。可采储量不仅与油藏类型、储层物性、流体性质、驱动类型等自然条件有关,而且与采油时布井方式、注入方式、采油工艺、油田管理水平以及经济条件等人为因素有关。随着油田勘探开发工作的进展,经济技术条件的改善,应合理选择有关资料、参数和经验公式,定期计算或复核可采储量。
天然气的地质储量一般用容积法
其计算公式为
式中G为气田的原始地质储量(亿立方米);A为含气面积(平方千米);h为平均有效厚度(米);Φ为平均有效孔隙度;Swi为平均原始含水饱和度;T为气层温度(开尔文);Tsc为地面标准温度(开尔文);Psc为地面标准压力(兆帕);Pi为气田的原始地层压力(兆帕);Zi为原始气体偏差系数。
将容积法求得的天然气地质储量乘以天然气采收率,求得可采储量。
地下水水量计算
评价地下水水量是指人类可资利用的地下水水量。根据需要,结合地区的水文地质条件,分别计算地下水的补给量(单位时间内流入含水层的地下水总量)、储存量(储存于含水层内的重力水体积)、可开采量。作为供水水源地,主要计算可开采量。可开采量是指在一定的技术经济条件下,采用合理开采方案和合理开采动态,在整个开采期间不明显袭夺已有水源地,不发生危害性的环境地质问题的前提下,允许开采的水量,其中包括开采时可夺取的天然补给量或排泄量、开采条件下的激发补给量、可利用的储存量和人工补给量。地下水既不同于固体矿产,它具有流动性,也不同于石油天然气矿产,它还具有恢复性。因此评价时必须在查明地下水的补给、径流、排泄条件和预测它在开采过程中可能发生水量水质变化的情况下,分别按水源地水文地质条件,含水介质类型(孔隙性介质、岩溶性介质、裂隙性介质),水力性质(潜水、承压水),边界条件,含水层的不均匀性,地下水动态观测时间系列的长短,开采布井方式等,选择相应公式计算水文地质参数和地下水水量。
㈢ 如何计算油田动用储量
两种方法:
1、容积法。根据油田开发方案设计,在开发井网可以控制的含油面积内和计划开发的层系,确定油藏的平均有效厚度、孔隙度、含油饱和度、原油密度、体积系数等参数,并类比同类已开发油藏采收率,采用容积法计算的地质储量、可采储量就是油田动用储量。如果油田尚未开发,这个属于计划动用储量。
2、动态法。油田投入开发后,利用油田生产动态数据,采用产量递减曲线等方法(每年油田可采储量标定采用的各种动态方法),计算出油田的最终可采储量,就是油田实际动用的可采储量。开发初期动态资料不够时,仍采用容积法的计算结果。随着油田开发程度的提高、动态资料的增加,改为动态法计算,并逐年进行修正。
㈣ 煤层气资源量的计算
煤层气资源与煤炭资源有着密不可分的内在联系。由于含煤盆地已经不同程度地进行了煤田勘探,所以在煤层气勘探中为了降低风险和投资,首先要收集以往的勘探成果,掌握物化探及钻孔资料,充分利用煤田勘探及瓦斯测试孔的成果,尽可能对煤层地质特征及含气性进行了解。由于煤田勘探程度不同,对煤层地质特征和含气情况认识程度也不同,进而使煤层气勘探程度和资源量及储量的可靠性也不同。为了正确评价,首先应该分级别计算煤层气资源量和储量。
虽然煤层气的赋存方式和富集规律不同于常规天然气,勘探方法也有其特点。但是,与常规石油天然气勘探一样,煤层气的勘探也具有阶段性,首先应当从盆地评价工作开始,在煤田勘探的基础上进行煤层气区域勘探、预探及评价钻探,由单井试采到井组试验,逐步建立起煤层气资源储量序列。下面根据《煤层气资源/储量规范》(DZ/T 0216—2002)的内容,介绍煤层气储量的计算方法。
3.4.1 煤层气资源
煤层气资源:指以地下煤层为储集层且具有经济意义的煤层气富集体。其数量表述分为资源量和储量。
煤层气资源量: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,具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气数量。
3.4.2 煤层气地质储量
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。
原始可采储量(简称可采储量):是地质储量的可采部分,指在现行的经济条件和政府法规允许的条件下,采用现有的技术,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可最终采出的煤层气数量。
经济可采储量:是原始可采储量中经济的部分,指在现行的经济条件和政府法规允许的条件下,采用现有的技术,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可以采出,并经过经济评价认为开采和销售活动具有经济效益的那部分煤层气储量。经济可采储量是累计产量和剩余经济可采储量之和。
剩余经济可采储量:指在现行的经济条件和政府法规允许的条件下,采用现有的技术,从指定的时间算起,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可以采出,并经过经济评价认为开采和销售活动具有经济效益的那部分煤层气数量。
3.4.3 煤层气资源/储量的分类与分级
3.4.3.1 分类分级原则
煤层气储量的分类以在特定的政策、法律、时间以及环境条件下生产和销售能否获得经济效益为原则,在不同的勘查阶段通过技术经济评价,根据经济可行性将其分为经济的、次经济的和内蕴经济的3大类。分级以煤层气资源的地质认识程度的高低作为基本原则,根据勘查开发工程和地质认识程度的不同,将煤层气资源量分为待发现的和已发现的两级。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。可采储量可根据所在的地质储量确定相应的级别。
3.4.3.2 分类
经济的:在当时的市场经济条件下,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:在当时的市场经济条件下,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:在当时的市场经济条件下,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。
3.4.3.3 分级
预测的:初步认识了煤层气资源的分布规律,获得了煤层气藏中典型构造环境下的储层参数。因没有进行排采试验,仅有一些含煤性、含气性参数井工程,大部分储层参数条件是推测得到的,煤层气资源的可靠程度很低,储量的可信系数为0.1~0.2。
控制的:基本查明了煤层气藏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,并通过单井试验和储层数值模拟了解了典型地质背景下煤层气地面钻井的单井产能情况。但由于参数井和生产试验井数量有限,不足以完全了解整个气藏计算范围内的气体赋存条件和产气潜能,因此煤层气资源可靠程度不高,储量的可信系数为0.5左右。
探明的: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(包括储层物性、压力系统和气体流动能力等);通过实施小井网和/或单井煤层气试验或开发井网证实了勘探范围内的煤层气资源及可采性。煤层气资源的可靠程度很高,储量的可信系数为0.7~0.9。
剩余的探明经济可采储量可以根据开发状态分为已开发的和待开发的两类:①已开发的,是指从探明面积内的现有井中预期采出的煤层气数量;②待开发的,是指从探明面积内的未钻井区或现有井加深到另一储层中预期可以采出的煤层气数量。
3.4.3.4 煤层气资源储量分类、分级体系
根据煤层气资源储量分类、分级标准及其与勘探控制工程的对应关系,建立煤层气资源储量分类和分级体系(表3.5)。
表3.5 煤层气资源/储量分类与分级体系
3.4.4 煤层气资源储量计算
3.4.4.1 储量起算条件和计算单元
(1)储量起算条件
煤层气储量计算以单井产量下限为起算标准,即只有在煤层气井产气量达到产量下限的地区才可以计算探明储量。根据国内平均条件,所确定的单井平均产量下限值见表3.6。表3.7中所给出的各级储量勘查程度和认识程度是储量计算应达到的基本要求。
表3.6 储量起算单井产量下限标准
表3.7 各级煤层气储量勘查程度和认识程度要求
(2)储量计算单元
储量计算单元一般是煤层气藏,即是各种地质因素控制的含气的煤储集体,当没有明确的煤层气藏地质边界时按煤层气藏计算边界计算。计算单元在平面上一般称区块,面积很大的区块可细分井块(或井区),同一区块应基本具有相同或相似的构造条件、储气条件等;纵向上一般以单一煤层为计算单元,煤层相对集中的煤层组可合并计算单元,煤层风化带以浅的煤储层中不计算储量,关于风化带的各项指标参照《煤炭资源地质勘探规范》。
(3)储量计算边界
储量计算单元的边界,最好由查明的煤层气藏的各类地质边界,如断层、地层变化(变薄、尖灭、剥蚀、变质等)、含气量下限、煤层净厚下限(0.5~0.8 m)等边界确定(对煤层组的情况可根据实际条件做适当调整);若未查明地质边界,主要由达到产量下限值的煤层气井圈定,由于各种原因也可由矿权区边界、自然地理边界或人为储量计算线等圈定。煤层含气量下限值(见表3.8)也可根据具体条件进行调整,如煤层厚度不同时应适当调整。
表3.8 煤层含气量下限标准
3.4.4.2 储量计算方法
(1)地质储量计算
A.类比法
类比法主要利用与已开发煤层气田(或相似储层)的相关关系计算储量。计算时要绘制出已开发区关于生产特性和储量相关关系的典型曲线,求得计算区可类比的储量参数再配合其他方法进行储量计算。类比法可用于预测地质储量的计算。
B.体积法
体积法是煤层气地质储量计算的基本方法,适用于各个级别煤层气地质储量的计算,其精度取决于对气藏地质条件和储层条件的认识,也取决于有关参数的精度和数量。
体积法的计算公式为
Gi= 0.01 AhDCad
或
煤成(型)气地质学
式中:Cad=100Cdaf(100-Mad-Ad);Gi为煤层气地质储量,108m3;A为煤层含气面积,km2;h为煤层净厚度,m;D为煤的空气干燥基质量密度(煤的容重),t/m3;Cad为煤的空气干燥基含气量,m3/t;Ddaf为煤的干燥无灰基质量密度,t/m3;Cdaf为煤的干燥无灰基含气量,m3/t;Mad为煤中原煤基水分,%;Ad为煤中灰分,%。
(2)可采储量计算
A.数值模拟法
数值模拟法是煤层气可采储量计算的一个重要方法,这种方法是在计算机中利用专用软件(称为数值模拟器)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,最后获取气井的预计生产曲线和可采储量。
数据模拟器选择:选用的数值模拟器必须能够模拟煤储层的独特双孔隙特征和气、水两相流体的3种流动方式(解吸、扩散和渗流)及其相互作用过程,以及煤体岩石力学性质和力学表现等。
储层描述:是对储层参数的空间分布和平面展布特征的研究,是对煤层气藏进行定量评价的基础,描述应该包括基础地质、储层物性、储层流体及生产动态等4个方面的参数,通过这些参数的描述建立储层地质模型用于产能预测。
历史拟合与产能预测:利用储层模拟工具对所获得的储层地质和工程参数进行计算,将计算所得气、水产量及压力值与气井实际产量值和实测压力值进行历史拟合。当模拟的气、水产量动态与气井实际生产动态相匹配时,即可建立气藏模型获得产气量曲线,预测未来的气体产量并获得最终的煤层气累计总产量,即煤层气可采储量。
根据资料的掌握程度和计算精度,储层模拟法的计算结果可作为控制可采储量和探明可采储量。
B.产量递减法
产量递减法是通过研究煤层气井的产气规律、分析气井的生产特性和历史资料来预测储量,一般是在煤层气井经历了产气高峰并开始稳产或出现递减后,利用产量递减曲线的斜率对未来产量进行计算。产量递减法实际上是煤层气井生产特性外推法,运用产量递减法必须满足以下几个条件:
1)有理由相信所选用的生产曲线具有气藏产气潜能的典型代表意义;
2)可以明确界定气井的产气面积;
3)产量-时间曲线上在产气高峰后至少有半年以上稳定的气产量递减曲线斜率值;
4)必须有效排除由于市场减缩、修井或地表水处理等非地质原因造成的产量变化对递减曲线斜率值判定的影响。
产量递减法可以用于探明可采储量的计算,特别是在气井投入生产开发阶段,产量递减法可以配合体积法和储层模拟法一起提高储量计算精度。
C.采收率计算法
可采储量也可以通过计算气藏采收率来计算,计算公式为
煤成(型)气地质学
式中:Gr为煤层气可采储量,108m3;Gi为煤层气地质储量,108m3;Rf为采收率,%。
煤层气采收率(Rf)可以通过以下几种方法计算:
1)类比法:根据与已开发气田或邻近气田的地质参数和工程参数进行类比得出,只能用于预测可采储量计算。
2)储层模拟法:在储层模拟产能曲线上直接计算,可用于控制可采储量和探明可采储量的计算。
煤成(型)气地质学
式中:GPL为气井累计气体产量,108m3;Giw为井控范围内的地质储量,108m3。
3)等温吸附曲线法:在等温吸附曲线上通过废弃压力计算,只能用于预测可采储量的计算,也可以作为控制可采储量计算的参考。
煤成(型)气地质学
式中:Cgi为原始储层条件下的煤层气含量,m3/t;Cga为废弃压力条件下的煤层气含量,m3/t。
4)产量递减法:在已获得稳定递减斜率的产量递减曲线上直接计算,可用于探明可采储量的计算。
煤成(型)气地质学
式中:GPL为气井累计气体产量,108m3;Giw为井控范围内的地质储量,108m3。
3.4.5 煤层气资源储量计算参数的选用和取值
3.4.5.1 体积法参数确定
(1)煤层含气面积(简称含气面积)
含气面积是指单井煤层气产量达到产量下限值的煤层分布面积。应充分利用地质、钻井、测井、地震和煤样测试等资料综合分析煤层分布的地质规律和几何形态,在钻井控制和地震解释综合编制的煤层顶、底板构造图上圈定,储层的井(孔)控程度应达到表3.13和表3.7所规定的井距要求。含气面积边界圈定原则如下:
钻井和地震综合确定的煤层气藏边界,即断层、尖灭、剥蚀等地质边界;达不到产量下限的煤层净厚度下限边界;含气量下限边界和瓦斯风化带边界。
煤层气藏边界未查明或煤层气井离边界太远时,主要以煤层气井外推圈定。探明面积边界外推距离不大于表3.13规定井距的0.5~1.0倍,可分以下几种情况(假定表3.13规定距离为1个井距):①仅有1口井达到产气下限值时,以此井为中心外推1/2井距;②在有多口相邻井达到产气下限值时,若其中有两口相邻井井间距离超过3个井距,可分别以这两口井为中心外推1/2井距;③在有多口相邻井达到产气下限值时,若其中有两口相邻井井间距离超过两个井距,但小于3个井距时,井间所有面积都计为探明面积,同时可以这两口井为中心外推1个井距作为探明面积边界;④在有多口相邻井达到产气下限值,且井间距离都不超过两个井距时,探明面积边界可以边缘井为中心外推1个井距。
由于各种原因也可由矿权区边界、自然地理边界或人为储量计算线等圈定。作为探明面积边界距离煤层气井不大于表3.13规定井距的0.5~1.0倍。
(2)煤层有效(净)厚度(简称有效厚度或净厚度)
煤层有效厚度是指扣除夹矸层的煤层厚度,又称为净厚度。探明有效厚度应按如下原则确定:①应是经过煤层气井试采证实已达到储量起算标准,未进行试采的煤层应与邻井达到起算标准的煤层是连续和相似的;②井(孔)控程度应达到表3.13井距要求,一般采用面积权衡法取值;③有效厚度应主要根据钻井取心或测井划定,井斜过大时应进行井位和厚度校正;④单井有效厚度下限值为0.5~0.8 m(视含气量大小可作调整),夹矸层起扣厚度为0.05~0.10 m。
(3)煤质量密度
煤质量密度分为纯煤质量密度和视煤质量密度,在储量计算中分别对应不同的含气量基准。测定方法见GB 212—91《煤的工业分析方法》。
(4)煤含气量
可采用干燥无灰基或空气干燥基两种基准含气量近似计算煤层气储量,其换算关系可根据下式计算:
煤成(型)气地质学
式中:Cad为煤的空气干燥基含气量,m3/t;Cdaf为煤的干燥无灰基含气量,m3/t;Mad为煤中原煤基水分,%;Ad为煤中灰分,%。
但是,为了保证计算结果的准确性,最好采用原煤基含气量计算煤层气储量。原煤基含气量需要在空气干燥基含气量的基础上进行平衡水分和平均灰分校正,校正公式为:
煤成(型)气地质学
式中:Cc为煤的原煤基含气量,m3/t;Cad为煤的空气干燥基含气量,m3/t;Aav为煤的平均灰分,%;Meq为煤的平衡水分,%;β为空气干燥基含气量与(灰分+水分)相关关系曲线斜率。
各种基准煤层气含量及平衡水分测定参照美国矿务局USBM煤层气含量测定和ASTM平衡水分测定方法。
煤层气含量确定原则如下:
1)计算探明地质储量时,应采用现场煤心直接解吸法(美国矿业局USBM法)的实测含气量,煤田勘查煤心分析法(煤炭行业标准MT/T 77—94)测定的含气量也可参考应用,但宜进行必要的校正。采样间隔:煤层厚度10 m以内,每0.5~1.0 m 1个样;煤层厚度10 m以上,均匀分布10个样以上(可每2 m或更大间隔1个样)。井(孔)控程度达到表3.13规定井距的1.5~2.0倍,一般采用面积权衡法取值,用校正井圈出的大于邻近煤层气井的等值线,所高于的含气量值不参与权衡。
2)计算未探明地质储量时,可采用现场煤心直接解吸法和煤田勘查煤心分析法(MT/T 77—94煤层气测定方法)测定的含气量。与邻近的、地质条件和煤层煤质相似的地区类比求得的含气量,可用于预测地质储量计算。必要时也可根据煤质和埋深估算含气量,估算的含气量可用于预测地质储量的计算。
3)矿井相对瓦斯涌出量在综合分析煤层、顶底板和邻近层以及采空区的有关地质环境和构造条件后可作为计算推测资源量时含气量的参考值。用于瓦斯突出防治的等温吸附曲线虽然也能提供煤层气容量值,但在参考引用时必须进行水分和温度等方面的校正,校正后可用于推测资源量计算。
4)煤层气成分测定参见 GB/T 13610—92 气体组分分析方法。煤层气储量应根据气体成分的不同分类计算。一般情况下,参与储量计算的煤层气含量测定值中应剔除浓度超过10%的非烃气体成分。
3.4.5.2 数值模拟法和产量递减法参数的确定
数值模拟法和产量递减法参数,如气水性质、煤质与组分、储层物性、等温吸附特征、温度、压力和气水产量等,参照GB 212—91,GB/T 13610—92及有关标准执行。
3.4.5.3 储量计算参数取值
1)储量计算中的参数可由多种资料和多种方法获得,在选用时应详细比较它们的精度和代表性进行综合选值,并在储量报告中论述确定参数的依据。
2)计算地质单元的参数平均值时,煤层厚度原则上应根据实际构造发育规律,采用等值线面积平衡法或井点控制面积权衡法,但在煤田勘查的详查区和精查区可直接采用算术平均法计算,其他参数一般应采用煤层气参数试验井井点控制面积权衡法计算。
3)各项参数名称、符号、单位及有效位数见表3.13的规定,计算中一律采用四舍五入进位法。
4)煤层气储量应以标准状态(温度20℃,压力0.101 MPa)下的干燥体积单位表示。
3.4.6 煤层气储量评价
3.4.6.1 地质综合评价
(1)储量规模
按储量规模大小,将煤层气田的地质储量分为4类(表3.9)。
(2)储量丰度
按煤层气田的储量丰度大小,将煤层气田的地质储量丰度分为4类(表3.10)。
表3.9 储量规模分类
表3.10 储量丰度分类
(3)产能
按气井的稳定日产量,将气藏的产能分为4类(表3.11)。
(4)埋深
按埋藏深度,将气藏分为3类(表3.12)。
表3.11 煤层气井产能分类
表3.12 煤层气藏埋深分类
3.4.6.2 经济评价
1)采用净现值分析法对煤层气勘查开发各阶段所提交的各级储量在未来开发时的费用和效益进行预测,分析论证其财务可行性和经济合理性优选勘探开发项目,以获得最佳的经济效益和社会效益。
2)储量经济评价应贯穿于煤层气勘探开发的全过程,对各级储量均应进行相应的经济评价。
3)所有申报的探明储量必须进行经济评价。
4)经济评价中关于投资、成本和费用的估算应依据煤层气田的实际情况,充分考虑同类已开发或邻近煤层气田当年的统计资料。
5)对新气田煤层气井产能的预测,必须有开发部门编制的开发概念设计作为依据,平均单井稳定日产量可依据储层数值模拟做专门的论证。
表3.13 煤层气探明地质储量计算关于储层的基本井(孔)控要求
建议进一步阅读
1.宋岩,张新民等.2005.煤层气成藏机制及经济开采理论基础.北京:科学出版社,1~9
2.赵庆波等.1999.煤层气地质与勘探技术.北京:地质出版社,45~53
3.张新民等.2002.中国煤层气地质与资源评价.北京:科学出版社,51~61
4.中华人民共和国国土资源部.2003.中华人民共和国地质矿产行业标准(DZ/T 0216—2002).煤层气资源/储量规范.北京:地质出版社
㈤ 瓦斯( 煤层气) 资源量计算方法
( 1) 计算程序
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。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 ( 下限标准可参考 《煤层气资源/储量规范》) 。
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。
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心整理夹矸厚度,一般与构造煤厚度一并在图上钻孔附近标出。
⑤煤质量密度: 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 ( 1. 1) 计算出各块段煤层气资源量。
( 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,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:
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。
②体积法。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。计算公式如下:
河南省瓦斯地质规律研究及煤矿瓦斯地质图编制
式中:Cad=Cdaf(100-Mad-Ad)/100;Gi为煤层气地质储量,10m;A为煤层含气面积,km2;h为煤层净厚度,m;D为煤的干燥基质量密度,t/m3;Cad为煤的空气干燥基含气量,m3/t;Cdaf为煤的干燥无灰基含气量,m3/t;Mad为煤中原煤基水分,%;Ad为煤中灰分,%。
计算过程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。
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。
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。
对于其他计算方法,如蒙特卡罗法、物质平衡法(King,1993)等,由于计算过程复杂或者参数选择困难,不太实用,很少人采用。
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The calculation of reserves of natural gas is gas reservoir development in a very important task is to gas reservoir comprehensive evaluation of important achievements, but also the basis for the development of gas reservoirs. The dynamic gas reserves of gas reservoir that is connected gap in the size of the existing mining technology can be effectively under the conditions of the final movement of gas, converted to standard conditions of the size of the total. At different stages of exploration and development of gas reservoir, the information obtained by the different gas reservoir on the level of awareness is not the same, used by the reserve calculation method can also be different. In the gas reservoir engineering theory under the conditions of the existing level of development, the calculation of reserves of gas reservoir dynamic methods are mature material balance, proction decline analysis, transient testing of the current law, the pressure drop, the flexibility of the law is still at home and abroad Calculation of gas reserves of the main dynamic approach
This paper reviews the domestic and foreign reserves of gas reservoir dynamic method of calculation on the gas reserves evaluation of the dynamic analysis, given the material balance method and the Test of the basic principles and conditions of application, based on 1,000 m bridge condensate gas reservoir Overview of the geology and proction, use of gas reservoir dynamic analysis of the typical method of procing wells for analysis, the use of dynamic reserve calculation method reserves of gas wells and evaluation of comparative reasonable and applicability.
㈦ 煤层气资源量的计算方法
计算煤层气资源量的方法较多,有“含气量法”(又称“容积法”)、“压降曲线法”、“产量递减法”、“类比法”、“物质平衡法”、“气藏数值模拟法”等。
由于煤层气藏是一种裂隙—孔隙型双重孔隙介质、气液两相的储集类型,气井的动态与常规天然气不同,所以只有采用容积和气藏数值模拟法比较适应于计算煤层气资源量,而其他方法误差较大,以致无法应用。目前国内的煤储层数值模拟资料极少。因此,本书采用容积法对西北地区煤层气的资源量进行计算。应当指出,容积法也是石油和常规天然气资源量计算中常用的一种方法。
表6-1 部分西北地区煤层气资源量预测结果
容积法是计算煤层气资源量的主要方法。其公式为:
中国西北煤层气地质与资源综合评价
式中,Q——煤层气资源量(m3);A——计算范围的面积(m2);H——煤层厚度(m);D1——煤的密度(t/m3);C——煤层气含量(m3/t)。
如果已知计算范围内的煤炭资源量M(储量)值(单位t),则上述公式可简化为:
中国西北煤层气地质与资源综合评价
在本次工作中,主要收集了根据煤炭储量规范,分矿井(勘探区)和预测区、分煤层、分水平计算统计而求得的系统的煤炭资源量(储量)数据。从数据资料的精确性和可靠程度考虑,我们采用公式(6-2)进行煤层气资源量计算。
煤层气含量采用纯甲烷气含量。煤层气含量根据以下方法确定:
1)在煤田勘探阶段进行过煤层气含量测试矿区,采用各数据点煤层气含量的算术平均值。
2)无实测气含量且煤层埋深小于1 000 m的块段,根据地质条件以及煤变质等因素,采用类比的方法确定煤层气含量。
3)根据各盆地实际资料计算的饱和度、煤变质情况及不同深度煤储层压力,利用平衡水法测试的等温吸附曲线,求得不同深度煤层含气量。
㈧ 煤层气资源/储量规范
Specifications for coalbedmethane resources/reserves
中华人民共和国地质矿产行业标准
DZ/T 0216—2002
国土资源部2002-12-17发布;2003-03-01实施。
1 范围
本标准规定了我国煤层气资源/储量分类分级标准及定义、储量计算方法、储量评价标准和储量报告的编写要求。
本标准适用于地面钻井开发时的煤层气资源/储量计算,适用于煤层气的资源勘查、储量计算、开发设计及报告编写;可以作为煤层气矿业权转让、证券交易以及其他公益性和商业性矿业活动中储量评估的依据。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB 212—91 煤的工业分析方法
GBn/T 270—88 天然气储量规范
GB/T 13610—92 气体组分分析方法
储发[1986]147号 煤炭资源地质勘探规范
MT/T 77—94 煤层气测定方法(解吸法)
3 总则
3.1 煤层气田(藏)储层具有不均质性,其含气性和产能等也是有差别的,宜实行滚动勘探开发,应进行动态储量评估,从发现直到废弃的各个勘探开发阶段,其经营者应根据地质、工程资料的变化以及技术和经济或相关政策条件的变化,分阶段进行储量计算、复算、核算和结算。
3.2 煤层是赋存煤层气的储层,煤田勘查程度和认识程度既是煤层气勘查部署的重要基础,也是煤层气资源/储量评估的重要依据。
4 定义
4.1 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。
4.2 煤层气资源
4.2.1 定义
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。其数量表述分为资源量和储量。
4.2.2 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,具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气数量。
4.2.3 煤层气地质储量
4.2.3.1 定义
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。
4.2.3.2 原始可采储量(简称可采储量)
是地质储量的可采部分。是指在现行的经济条件和政府法规允许的条件下,采用现有的技术,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可最终采出的煤层气数量。
4.2.3.3 经济可采储量
原始可采储量中经济的部分。是指在现行的经济条件和政府法规允许的条件下,采用现有的技术,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可以采出,并经过经济评价认为开采和销售活动具有经济效益的那部分煤层气储量。经济可采储量是累计产量和剩余经济可采储量之和。
4.2.3.4 剩余经济可采储量
是指在现行的经济条件和政府法规允许的条件下,采用现有的技术,从指定的时间算起,预期从某一具有明确计算边界的已知煤层气藏中可以采出,并经过经济评价认为开采和销售活动具有经济效益的那部分煤层气数量。
4.3 煤层气勘查
4.3.1 定义
是指在充分分析地质资料的基础上,利用钻井、地震、遥感以及生产试验等手段,调查地下煤层气资源赋存条件和赋存数量的评价研究和工程实施过程。可分为两个阶段,包括选区、勘探。
4.3.2 选区
主要根据煤田(或其他矿产资源)勘查(或预测)和类比、野外地质调查、小煤矿揭露以及煤矿生产所获得的煤资源和气资源资料进行综合研究,以确定煤层气勘查目标为目的的资源评价阶段。根据选区评价的结果可以估算煤层气推测资源量。
4.3.3 勘探
在评价选区范围内实施了煤层气勘查工程,通过参数井或物探工程获得了区内关于含煤性和含气性的认识,通过单井和/或小型井网开发试验获得了开发技术条件下的煤层气井产能情况和井网优化参数的煤层气勘查实际实施阶段。根据勘探结果可以计算煤层气储量。
4.4 煤层气开发
指在勘探区按照一定的开发方案部署了一定井距的开发井网后进行的煤层气资源的正式开采活动。煤层气通常适合进行滚动勘探开发。
5 煤层气资源/储量的分类与分级
5.1 分类分级原则
煤层气储量的分类以在特定的政策、法律、时间以及环境条件下生产和销售能否获得经济效益为原则,在不同的勘查阶段通过技术经济评价,根据经济可行性将其分为经济的、次经济的和内蕴经济的3大类。分级以煤层气资源的地质认识程度的高低作为基本原则,根据勘查开发工程和地质认识程度的不同,将煤层气资源量分为待发现的和已发现的两级。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。可采储量可根据所在的地质储量确定相应的级别。
5.2 分类
5.2.1 经济的
在当时的市场经济条件下,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。
5.2.2 次经济的
在当时的市场经济条件下,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。
5.2.3 内蕴经济的
在当时的市场经济条件下,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。
5.3 分级
5.3.1 预测的
初步认识了煤层气资源的分布规律,获得了煤层气藏中典型构造环境下的储层参数。因没有进行排采试验,仅有一些含煤性、含气性参数井工程,大部分储层参数条件是推测得到的,煤层气资源的可靠程度很低,储量的可信系数为0.1~0.2。
5.3.2 控制的
基本查明了煤层气藏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,并通过单井试验和储层数值模拟了解了典型地质背景下煤层气地面钻井的单井产能情况。但由于参数井和生产试验井数量有限,不足以完全了解整个气藏计算范围内的气体赋存条件和产气潜能,因此煤层气资源可靠程度不高,储量的可信系数为0.5左右。
5.3.3 探明的
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(包括储层物性、压力系统和气体流动能力等);通过实施小井网和/或单井煤层气试验或开发井网证实了勘探范围内的煤层气资源及可采性。煤层气资源的可靠程度很高,储量的可信系数为0.7~0.9。
关于剩余的探明经济可采储量的分类、分级参照天然气储量规范,本规范暂不对其进行命名。剩余的探明经济可采储量可以根据开发状态分为已开发的和待开发的两类:
a)已开发的,是指从探明面积内的现有井中预期采出的煤层气数量;
b)待开发的,是指从探明面积内的未钻井区或现有井加深到另一储层中预期可以采出的煤层气数量。
5.4 煤层气资源/储量分类、分级体系
根据煤层气资源/储量分类、分级标准及其与勘探控制工程的对应关系,建立煤层气资源/储量分类和分级体系(表1)。
6 煤层气资源/储量计算
6.1 储量起算条件和计算单元
6.1.1 储量起算条件
煤层气储量计算以单井产量下限为起算标准,即只有在煤层气井产气量达到产量下限的地区才可以计算探明储量。根据国内平均条件,所确定的单井平均产量下限值见表2。表3中所给出的各级储量勘查程度和认识程度是储量计算应达到的基本要求。
表1 煤层气资源/储量分类与分级体系
表2 储量起算单井产量下限标准
6.1.2 储量计算单元
储量计算单元一般是煤层气藏,即是各种地质因素控制的含气的煤储集体,当没有明确的煤层气藏地质边界时按煤层气藏计算边界计算。计算单元在平面上一般称区块,面积很大的区块可细分井块(或井区),同一区块应基本具有相同或相似的构造条件、储气条件等;纵向上一般以单一煤层为计算单元,煤层相对集中的煤层组可合并计算单元,煤层风化带以浅的煤储层中不计算储量,关于风化带的各项指标参照《煤炭资源地质勘探规范》。
表3 各级煤层气储量勘查程度和认识程度要求
6.1.3 储量计算边界
储量计算单元的边界,最好由查明的煤层气藏的各类地质边界,如断层、地层变化(变薄、尖灭、剥蚀、变质等)、含气量下限、煤层净厚下限(0.5~0.8m)等边界确定(对煤层组的情况可根据实际条件做适当调整);若未查明地质边界,主要由达到产量下限值的煤层气井圈定,由于各种原因也可由矿权区边界、自然地理边界或人为储量计算线等圈定。煤层含气量下限值如表4,表4也可根据具体条件进行调整,如煤层厚度不同时应适当调整。
表4 煤层含气量下限标准
6.2 储量计算方法
6.2.1 地质储量计算
6.2.1.1类比法
类比法主要利用与已开发煤层气田(或相似储层)的相关关系计算储量。计算时要绘制出已开发区关于生产特性和储量相关关系的典型曲线,求得计算区可类比的储量参数再配合其他方法进行储量计算。类比法可用于预测地质储量的计算。
6.2.1.2 体积法
体积法是煤层气地质储量计算的基本方法,适用于各个级别煤层气地质储量的计算,其精度取决于对气藏地质条件和储层条件的认识,也取决于有关参数的精度和数量。
体积法的计算公式:
Gi=0.01 AhDCad
或
Gi=0.01 AhDdafCdaf
式中:Cad=100Cdaf(100-Mad-Ad);
Gi——煤层气地质储量,单位为亿立方米(108m3);
A——煤层含气面积,单位为平方千米(km2);
h——煤层净厚度,单位为米(m);
D——煤的空气干燥基质量密度(煤的容重),单位为吨每立方米(t/m3);
Cad——煤的空气干燥基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);
Ddaf——煤的干燥无灰基质量密度,单位为吨每立方米(t/m3);
Cdaf——煤的干燥无灰基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);
Mad——煤中原煤基水分(wB),单位为百分数(%);
Ad——煤中灰分(wB),单位为百分数(%)。
6.2.2 可采储量计算
6.2.2.1 数值模拟法
数值模拟法是煤层气可采储量计算的一个重要方法,这种方法是在计算机中利用专用软件(称为数值模拟器)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,最后获取气井的预计生产曲线和可采储量。
a)数据模拟器选择:选用的数值模拟器必须能够模拟煤储层的独特双孔隙特征和气、水两相流体的3种流动方式(解吸、扩散和渗流)及其相互作用过程,以及煤体岩石力学性质和力学表现等。
b)储层描述:是对储层参数的空间分布和平面展布特征的研究,是对煤层气藏进行定量评价的基础,描述应该包括基础地质、储层物性、储层流体及生产动态等4个方面的参数,通过这些参数的描述建立储层地质模型用于产能预测。
c)历史拟合与产能预测:利用储层模拟工具对所获得的储层地质和工程参数进行计算,将计算所得气、水产量及压力值与气井实际产量值和实测压力值进行历史拟合。当模拟的气、水产量动态与气井实际生产动态相匹配时,即可建立气藏模型获得产气量曲线,预测未来的气体产量并获得最终的煤层气累计总产量,即煤层气可采储量。
根据资料的掌握程度和计算精度,储层模拟法的计算结果可作为控制可采储量和探明可采储量。
6.2.2.2 产量递减法
产量递减法是通过研究煤层气井的产气规律、分析气井的生产特性和历史资料来预测储量,一般是在煤层气井经历了产气高峰并开始稳产或出现递减后,利用产量递减曲线的斜率对未来产量进行计算。产量递减法实际上是煤层气井生产特性外推法,运用产量递减法必须满足以下几个条件:
a)有理由相信所选用的生产曲线具有气藏产气潜能的典型代表意义;
b)可以明确界定气井的产气面积;
c)产量-时间曲线上在产气高峰后至少有半年以上稳定的气产量递减曲线斜率值;
d)必须有效排除由于市场减缩、修井或地表水处理等非地质原因造成的产量变化对递减曲线斜率值判定的影响。
产量递减法可以用于探明可采储量的计算,特别是在气井投入生产开发阶段,产量递减法可以配合体积法和储层模拟法一起提高储量计算精度。
6.2.2.3 采收率计算法
可采储量也可以通过计算气藏采收率来计算,计算公式:
Gr=GiRf
式中:Gr——煤层气可采储量,单位为亿立方米(108m3);
Gi——煤层气地质储量,单位为亿立方米(108m3);
Rf——采收率,单位为百分数(%)。
煤层气采收率(Rf)可以通过以下几种方法计算:
a)类比法:根据与已开发气田或邻近气田的地质参数和工程参数进行类比得出,只能用于预测可采储量计算。
b)储层模拟法:在储层模拟产能曲线上直接计算,可用于控制可采储量和探明可采储量的计算。
Rf=GPL/Giw
式中:GPL——气井累计气体产量,单位为亿立方米(108m3);
Giw——井控范围内的地质储量,单位为亿立方米(108m3)。
c)等温吸附曲线法:在等温吸附曲线上通过废弃压力计算,只能用于预测可采储量的计算,也可以作为控制可采储量计算的参考。
Rf=(Cgi-Cga)/Cgi
式中:Cgi——原始储层条件下的煤层气含量,单位为立方米每吨(m3/t);
Cga——废弃压力条件下的煤层气含量,单位为立方米每吨(m3/t)。
d)产量递减法:在已获得稳定递减斜率的产量递减曲线上直接计算,可用于探明可采储量的计算。
Rf=GPL/Giw
式中:GPL——气井累计气体产量,单位为亿立方米(108m3);
Giw——井控范围内的地质储量,单位为亿立方米(108m3)。
7 煤层气资源/储量计算参数的选用和取值
7.1 体积法参数确定
7.1.1 煤层含气面积(简称含气面积)
含气面积是指单井煤层气产量达到产量下限值的煤层分布面积。应充分利用地质、钻井、测井、地震和煤样测试等资料综合分析煤层分布的地质规律和几何形态,在钻井控制和地震解释综合编制的煤层顶、底板构造图上圈定,储层的井(孔)控程度应达到附录B和表3所规定的井距要求。含气面积边界圈定原则如下:
a)钻井和地震综合确定的煤层气藏边界,即断层、尖灭、剥蚀等地质边界;达不到产量下限的煤层净厚度下限边界;含气量下限边界和瓦斯风化带边界。
b)煤层气藏边界未查明或煤层气井离边界太远时,主要以煤层气井外推圈定。探明面积边界外推距离不大于附录B规定井距的0.5~1.0倍,可分以下几种情况(假定附录B规定距离为1个井距):
1)仅有1口井达到产气下限值时,以此井为中心外推1/2井距;
2)在有多口相邻井达到产气下限值时,若其中有两口相邻井井间距离超过3个井距,可分别以这两口井为中心外推1/2井距;
3)在有多口相邻井达到产气下限值时,若其中有两口相邻井井间距离超过两个井距,但小于3个井距时,井间所有面积都计为探明面积,同时可以这两口井为中心外推1个井距作为探明面积边界;
4)在有多口相邻井达到产气下限值,且井间距离都不超过两个井距时,探明面积边界可以边缘井为中心外推1个井距。
c)由于各种原因也可由矿权区边界、自然地理边界或人为储量计算线等圈定。作为探明面积边界距离煤层气井不大于附录B规定井距的0.5~1.0倍。
7.1.2 煤层有效(净)厚度(简称有效厚度或净厚度)
煤层有效厚度是指扣除夹矸层的煤层厚度,又称为净厚度。探明有效厚度应按如下原则确定:
a)应是经过煤层气井试采证实已达到储量起算标准,未进行试采的煤层应与邻井达到起算标准的煤层是连续和相似的;
b)井(孔)控程度应达到附录B井距要求,一般采用面积权衡法取值;
c)有效厚度应主要根据钻井取心或测井划定,井斜过大时应进行井位和厚度校正;
d)单井有效厚度下限值为0.5~0.8m(视含气量大小可作调整),夹矸层起扣厚度为0.05~0.10m。
7.1.3 煤质量密度
煤质量密度分为纯煤质量密度和视煤质量密度,在储量计算中分别对应不同的含气量基准。测定方法见GB 212—91煤的工业分析方法。
7.1.4 煤含气量
可采用干燥无灰基(dry,ash-free basis)或空气干燥基(air-dry basis)两种基准含气量近似计算煤层气储量,其换算关系可根据下式计算:
Cad=100Cdaf(100-Mad-Ad)
式中:Cad——煤的空气干燥基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);
Cdaf——煤的干燥无灰基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);
Mad——煤中原煤基水分(wB),单位为百分数(%);
Ad——煤中灰分(wB),单位为百分数(%)。
但是,为了保证计算结果的准确性,最好采用原煤基(in-situ basis)含气量计算煤层气储量。原煤基含气量需要在空气干燥基含气量的基础上进行平衡水分和平均灰分校正,校正公式:
Cc=Cad-β[(Ad-Aav)+(Mad-Meq)]
式中:Cc——煤的原煤基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);
Cad——煤的空气干燥基含气量,单位为立方米每吨(m3/t);
Aav——煤的平均灰分(wB),单位为百分数(%);
Meq——煤的平衡水分(wB),单位为百分数(%);
β——空气干燥基含气量与(灰分+水分)相关关系曲线斜率。
各种基准煤层气含量及平衡水分测定参照美国矿务局USBM煤层气含量测定和ASTM平衡水分测定方法。
煤层气含量确定原则如下:
a)计算探明地质储量时,应采用现场煤心直接解吸法(美国矿业局USBM法)的实测含气量,煤田勘查煤心分析法(煤炭行业标准MT/T 77—94)测定的含气量也可参考应用,但宜进行必要的校正。采样间隔:煤层厚度10m以内,每0.5~1.0m 1个样;煤层厚度10m以上,均匀分布10个样以上(可每2m或更大间隔1个样)。井(孔)控程度达到附录B规定井距的1.5~2.0倍,一般采用面积权衡法取值,用校正井圈出的大于邻近煤层气井的等值线,所高于的含气量值不参与权衡。
b)计算未探明地质储量时,可采用现场煤心直接解吸法和煤田勘查煤心分析法(MT/T 77—94煤层气测定方法)测定的含气量。与邻近的、地质条件和煤层煤质相似的地区类比求得的含气量,可用于预测地质储量计算。必要时也可根据煤质和埋深估算含气量,估算的含气量可用于预测地质储量的计算。
c)矿井相对瓦斯涌出量在综合分析煤层、顶底板和邻近层以及采空区的有关地质环境和构造条件后可作为计算推测资源量时含气量的参考值。用于瓦斯突出防治的等温吸附曲线虽然也能提供煤层气容量值,但在参考引用时必须进行水分和温度等方面的校正,校正后可用于推测资源量计算。
d)煤层气成分测定参见 GB/T 13610—92气体组分分析方法。煤层气储量应根据气体成分的不同分类计算。一般情况下,参与储量计算的煤层气含量测定值中应剔除浓度超过10%的非烃气体成分。
7.2 数值模拟法和产量递减法参数的确定
数值模拟法和产量递减法参数,如气水性质、煤质与组分、储层物性、等温吸附特征、温度、压力和气水产量等,参照GB 212—91、GB/T 13610—92及有关标准执行,或另行制定细则。
7.3 储量计算参数取值
a)储量计算中的参数可由多种资料和多种方法获得,在选用时应详细比较它们的精度和代表性进行综合选值,并在储量报告中论述确定参数的依据;
b)计算地质单元的参数平均值时,煤层厚度原则上应根据实际构造发育规律,采用等值线面积平衡法或井点控制面积权衡法,但在煤田勘查的详查区和精查区可直接采用算术平均法计算,其他参数一般应采用煤层气参数试验井井点控制面积权衡法计算;
c)各项参数名称、符号、单位及有效位数见附录B的规定,计算中一律采用四舍五入进位法;
d)煤层气储量应以标准状态(温度20℃,压力0.101MPa)下的干燥体积单位表示。
8 煤层气储量评价
8.1 地质综合评价
8.1.1 储量规模
按储量规模大小,将煤层气田的地质储量分为4类,如表5。
表5 储量规模分类表
8.1.2 储量丰度
按煤层气田的储量丰度大小,将煤层气田的地质储量丰度分为4类,如表6。
表6 储量丰度分类表
8.1.3 产能
按气井的稳定日产量,将气藏的产能分为4类,如表7。
表7 煤层气井产能分类表
8.1.4 埋深
按埋藏深度,将气藏分为3类,如表8。
表8 煤层气藏埋深分类表
8.2 经济评价
a)采用净现值分析法对煤层气勘查开发各阶段所提交的各级储量在未来开发时的费用和效益进行预测,分析论证其财务可行性和经济合理性优选勘探开发项目,以获得最佳的经济效益和社会效益;
b)储量经济评价应贯穿于煤层气勘探开发的全过程,对各级储量均应进行相应的经济评价;
c)所有申报的探明储量必须进行经济评价;
d)经济评价中关于投资、成本和费用的估算应依据煤层气田的实际情况,充分考虑同类已开发或邻近煤层气田当年的统计资料;
e)对新气田煤层气井产能的预测,必须有开发部门编制的开发概念设计作为依据,平均单井稳定日产量可依据储层数值模拟做专门的论证。
8.3 储量报告
煤层气田或区块申报储量时应编写正式报告。储量报告的编写要求参照附录C。
附录A
(规范性附录)
煤层气储量计算参数名称、符号、单位及取值有效位数的规定
表A.1 煤层气储量计算参数名称、符号、单位及取值有效位数的规定
附录B
(规范性附录)
煤层气探明地质储量计算关于储层的基本井(孔)控要求
表B.1 煤层气探明地质储量计算关于储层的基本井(孔)控要求
附录C
(资料性附录)
煤层气探明储量报告的编写要求
C.1 报告正文
C.1.1 前言
煤层气田名称、地理位置、登记区块名称和许可证号码、已有含气面积和储量、本次申报含气面积和储量申报单位等。
C.1.2 概况
勘查开发简史、煤田勘查背景,煤炭生产概况,煤层气勘查所实施的工作量、勘查单位、资料截止日期和取得资料情况等。
C.1.3 地质条件
区域构造位置、构造特征、地层及煤层发育特征、水文地质特征、煤层气勘查工程的地质代表性、储层特征、含气性及其分布特征等。
C.1.4 排采试验与产能分析
单井排采或小井网开发试验的时间、生产工艺,单井和井网产能及开发生产动态特征等。
C.1.5 储量计算
储量计算方式与方法选择、储量级别和类别的确定、参数确定、计算结果、可采储量计算和采收率确定方法与依据,以及储量复算或核算前后储量参数变化的原因和依据。
C.1.6 储量评价
规模评价、地质综合评价、经济评价、可行性评价等。
C.1.7 存在问题与建议
C.2 报告附图表
a)附图:气田位置及登记区块位置图、含气面积图、煤层底板等高线图,煤层厚度等值线图、煤层含气量等值线图、主要气井气水产量曲线图、确定储量参数依据等的有关图件。
b)附表:气田地质基础数据表、排采成果表、储层模拟成果表、储量参数原始数据表、主要气井或分单元储量参数和储量计算表、开发数据表、经济评价表。
C.3 报告附件
附件可包括:地质研究报告、煤储层描述研究报告、储量参数研究报告、关键井单井评价报告、试验生产报告等。
附加说明
煤层气是重要的洁净新能源,制定一个适合我国国情并与国际(油气)准则相衔接的煤层气储量计算、评价和管理规范,可以促进煤层气资源的合理利用。由于目前没有通用的储量分类标准和计算方法,为规范我国煤层气资源/储量分类和计算,并促进国际交流,根据GBn/T 270—88《天然气储量规范》、GB/T 17766—1999《固体矿产资源/储量分类》,并参考了美国石油工程师学会(SPE)和世界石油大会(WPC)、联合国经济和社会委员会以及美国证券交易管理委员会(SEC)等颁布的有关储量分类标准,制定本标准。
本标准自实施之日起,凡报批的煤层气储量报告,均应符合本标准和规定。
本标准和附录A、附录B是规范性附录。
本标准的附录C是资料性附录。
本标准由中华人民共和国国土资源部提出。
本标准由全国地质矿产标准化技术委员会归口。
本标准起草单位:中联煤层气有限责任公司。
本标准主要起草人:杨陆武、冯三利、胡爱梅、李明宅。
本标准由中华人民共和国国土资源部负责解释。
㈨ 气井产能计算方法
气井产能试井测试计算方法主要包括4种方法,即一点法测试、系统试井、等时试井和修正等时试井。
1.一点法测试
一点法测试是测试一个工作制度下的稳定压力。该方法的优点是缩短测试时间、减少气体放空、节约测试费用、降低资源浪费;缺点是测试资料的分析方法带有一定的经验性和统计性,分析结果有一定的偏差。经验表明,利用该方法测试,当测试产量为地层无阻流量的0.36倍时,测试结果最可靠。
测试流动时间可采用以下计算公式:
式中: ——稳定时间,h;
——排泄面积的外半径,m;
——在 下的气体黏度;
——储存岩石的孔隙度;K
——气层有效渗透率 ;
——含气饱和度。
2.系统试井
系统试井又称为常规回压试井,也称多点测试,是测量气井在多个产量生产的情况下,相应的稳定井底流压。该方法具有资料多,信息量大,分析结果可*的特点。但测试时间长,费用高。
系统试井测试产量的确定:
①最小产量至少应等于井筒中携液所需要的产量,此外还应该足以使井口温度达到不生成水化物的温度;
② 最大产量不能破坏井壁的稳定性,对于凝析气藏,还要考虑减少地层中两相流的范围;
③测试产量必须保持由小到大的顺序。
3.等时试井
等时试井测试,首先以一个较小的产量开井,生产一段时间后关井恢复地层压力,待恢复到地层压力后,再以一个稍大的产量开井生产相同的时间,然后又关井恢复,如此进行4个工作制度。
最后以—个小的产量生产到稳定。等时试井与系统试井相比,缩短了开井时间,但由于每个工作制度都要求关井恢复到原始压力,使得关井恢复时间较长,整个测试时间较长,测试费用比较高。
确定等时试井流动时间,—般要求开井生产时间必须大于井筒效应结束的时间,并且要求开井流动结束时,探测半径必须达到距井30m的范围,以便在流动期能够反映地层的特性。
参考公式为:
式中: ——在储存温度压力下的气体黏度 ;
——在储存温度下的气体压缩系数 。
如果公式计算的结果小于井筒储存效应结束的时间,则流动期时间必须要大于井筒储存效应结束的时间。
确定每—工作制度下关井时间,要求关井压力恢复到原始地层压力,便可进行下—工作制度的测试。最后延续期流动
4.修正等时试井
修正等时试井是等时试井的改进,二者的最大区别是后者开井生产的时间与关井恢复的时间相等。测试时,要求所有工作制度下的开井生产时间和关井恢复时间一样,操作十分方便,这样既缩短了开井流动期的时间,又缩短了关井恢复期的时间。修正等时试井流动期产量大小的确定方法与系统试井方法基本相同,测试的最小产量和最大产量分别为0.01和0.75倍的地层无阻流量。