深部煤炭储层参数反演预测

论文摘要

随着煤炭开采规模的不断扩大和向深部发展,深层煤开采所反映出来的问题,如瓦斯突出、矿山总体布置、确定巷道和开采的最佳断面、支护形式等等越来越重要,这就需要对矿区的瓦斯含量、煤层地应力大小、孔隙度、渗透率等等有关储层参数进行科学的解释和求取。目前,利用上述储层参数和煤田地震资料、测井资料之间的地球物理响应关系,进一步由井震联合反演获得矿区的上述储层参数的整体概况和细微差别情况具有重要的意义。本论文的目的主要是在研究目前地应力、孔隙度、渗透率、煤质、煤层气含量等储层参数的预测方法的基础上,分析其储层参数和井震数据之间的响应关系;在煤岩岩石物理试验的基础上,试图建立煤储层地质参数与地球物理响应间的关系,从而达到利用地球物理数据定量预测煤层参数的目的。本次论文首先主要介绍计算地应力的方法,对地应力涉及到的构造应力、地层压力等概念做简单介绍,并研究如何利用声波测井曲线建立正常的地层压实曲线并计算异常地层压力。其次研究目前适合煤层孔隙度、渗透率预测的方法。本文在计算孔隙度时,主要利用基于油气测井的三孔隙度曲线来预测深部煤层的总孔隙度,然后利用双侧向测井资料实现煤层裂缝孔隙度和渗透率的计算。第三、分析研究煤质参数和测井、地震数据之间的响应关系,选取合适合理的相关关系,进一步由地震数据实现矿区的煤质分布情况的预测。第四、介绍目前各种煤层气含量的计算方法,分析煤层气和井震参数之间的相关关系,利用测井数据和实际测量的煤层气含量的数据回归分析,实现煤层气含量的测井方法预测。另外,提出了一种基于地震反演数据体的Langmuir方程计算煤层吸附瓦斯量的方法,并分别应用于淮南顾桥矿区和河北大城地区的煤层气含量的预测,并对后者与基于有限的钻孔插值得出的整个煤层瓦斯分布相比较。对比认为,所提出的方法更能反映煤层沉积、构造及煤层气储层的细节。在本论文的研究工作中主要利用了淮南顾桥矿区三维地震资料和河北大城地区的二维地震资料以及若干口煤田测井数据,另外包括一些煤心样品的实验室数据。通过本文的研究工作,为精确计算深部煤层气的含量,预测煤质析、孔渗参数、裂缝隙发育程度、地应力、煤层横向变化、煤层顶底板沉积相变提供理论方法支撑。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义、背景现状和目的
• 1.2 国内外煤储层参数预测研究现状
• 1.2.1 煤田地应力的研究现状
• 1.2.2 煤储层孔隙度、渗透率的研究现状
• 1.2.3 煤质分析的研究现状
• 1.2.4 煤层气研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 地应力井震预测
• 2.1 应力概念
• 2.2 水平地应力计算模型介绍
• 2.3 地层孔隙压力的测井预测
• 2.4 地层压力和地应力的预测
• 2.5 结论
• 第3章 煤层孔渗参数预测
• 3.1 煤岩孔隙度概念
• 3.2 利用测井资料预测煤岩总孔隙度
• 3.2.1 声速测井预测总孔隙度
• 3.2.2 密度测井预测总孔隙度
• 3.2.3 中子测井预测总孔隙度
• 3.2.4 由三孔隙度测井曲线反演总孔隙度
• 3.2.5 计算结果误差比较
• 3.2.6 多项式回归公式应用效果
• 3.3 双侧向测井预测煤岩裂缝孔隙度
• 3.4 煤层渗透率参数的预测
• 3.5 煤层裂缝渗透率的实例分析
• 3.6 孔渗参数的井震联合反演
• 3.7 结论
• 第4章 煤质分析预测
• 4.1 煤的组分和测井响应
• 4.2 煤质分析计算
• 4.2.1 水分与测井参数间的关系
• 4.2.2 灰分与测井参数间的关系
• 4.2.3 挥发份与测井参数间的关系
• 4.4 煤质参数计算结果误差分析
• 4.5 煤质参数的井震联合反演
• 4.5.1 水分的预测
• 4.5.2 灰分的预测
• 4.5.3 挥发份的预测
• 4.6 结论
• 第5章 煤层气含量的计算和预测
• 5.1 煤层气含量的影响因素分析
• 5.3 煤层气含量的测井参数回归计算
• 5.4 基于地震反演数据的 Langmuir 计算方法
• 5.5 煤层气资源储量预测
• 5.5.1 煤层气资源量计算方法
• 5.5.2 大城 3、6 煤煤层气资源量计算
• 5.6 结论
• 总结
• 致谢
• 参考文献