煤层气地质建模技术及应用

煤层气为自生自储吸附于煤系地层中的非常规天然气,与常规气藏在地质成因与特征、储集等多个方面有很大不同之处。这些特殊性导致在煤层气研究中有利煤储层的分布就显得格外重要,如何能够建立反映煤层及其物性参数特征的全工区三维地质模型,对有利煤储层预测、合理井型选择、优化井网部署等煤层气高效开发意义重大。本文根据中煤阶夹矸煤层气特点,通过建立煤层等时对比格架,分析煤层的垂向、横向变化特征;结合露头地理信息进行构造解释,在无井、无地震区增加构造成图时可靠控制点,使构造高度和构造形态更符合实际地质情况,在此基础上,形成基于井震资料、结合露头地理信息的煤层气构造精细解释技术;煤层测井解释中利用岩芯密度与灰分含量交绘确定煤层密度截取值为2.0 g/cm3,采用“半幅点”定性与密度截取值定量方法解释煤层,确定煤层的埋深及厚度,评价煤质及确定煤层中的夹矸;对于中煤阶煤储层割理最为发育的特点,研究了煤层割理的密度和方向,通过历史拟合,得到反映煤层气井生产特征的割理渗透率。基于拟合效果较好的生产井数据,建立割理渗透率与埋深的关系,实现中煤阶煤层气气藏描述动静资料的有机结合,并以此形成基于动态资料的中煤阶煤层气割理渗透率表征技术;针对研究区煤层高含灰对含气量计算影响比较大的特点,通过分析断层、煤矿、埋深、岩性等变化对煤层岩芯分析含气量的影响,形成了综合考虑多因素的含气量数据质量控制流程,对岩芯进行归位处理,通过一系列关系拟合,以三维地质模型为平台,得到基于测井数据的原煤基含气量模型,突破了行标上使用的干燥无灰基含气量或空气干燥基含气量计算资源量的弊端,为精确资源量计算奠定基础。利用三维地质建模技术,综合地层对比、构造解释、测井解释、割理渗透率和含气量研究结果到三维精细地质模型中,通过建立精细构造模型,采用序贯指示模拟方法模拟煤层在三维空间的分布,利用相控技术采用序贯高斯方法模拟煤层密度,含气量分布规律基于含气量与埋深的非线性关系,割理渗透率采用拟合效果较好的生产井数据建立与埋深的关系,建立反映气藏特征的精细三维地质模型。通过三维地质模型,计算了煤层气地质储量,并进行敏感性参数不确定性分析,表明煤相对储量影响最大,从而得到不同级别储量分布区间,有效降低风险。在三维模型中利用渗透率大于0.08 mD、埋深100-650 m、灰分含量小于55%等条件,以F煤层组煤层累计净厚度大于20 m为界限进行有利区划分,共划分4个有利区,4 口成功压裂生产井都在划分的有利区内。在A国B区块F煤层组中煤阶煤层气应用中,解决了以往研究中煤层穿时对比、构造解释不准、煤层识别不准、含气量使用的是干燥无灰基含气量、建模单元垂向厚和无反映渗透率变化的模型等问题,总结出一套综合多信息的中煤阶煤层气三维地质建模技术。