本文關(guān)鍵詞：煤層氣儲(chǔ)層的測(cè)井評(píng)價(jià)方法研究

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【摘要】：隨著世界經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展,常規(guī)的油氣資源開(kāi)始無(wú)法滿足我們的生活和社會(huì)需求,煤層氣、頁(yè)巖氣等非常規(guī)能源的勘探開(kāi)發(fā)顯得尤為重要。我國(guó)煤炭資源量巨大,開(kāi)展煤層氣儲(chǔ)層研究必將為我國(guó)的社會(huì)發(fā)展帶來(lái)重大效益。煤層氣儲(chǔ)層有強(qiáng)非均質(zhì)性,又有雙重復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu),煤層氣的儲(chǔ)集以吸附氣為主,游離氣與溶解氣含量很低,這些特征導(dǎo)致煤層氣儲(chǔ)層的研究?jī)?nèi)容與測(cè)井評(píng)價(jià)方法不同于常規(guī)天然氣儲(chǔ)層,評(píng)價(jià)方法還處于探索階段。利用地球物理測(cè)井技術(shù),分別以數(shù)理統(tǒng)計(jì)規(guī)律、巖石體積模型理論等為基礎(chǔ),再結(jié)合煤層氣儲(chǔ)層的特性,深入開(kāi)展測(cè)井解釋評(píng)價(jià)煤層氣儲(chǔ)層的方法研究,進(jìn)而形成一套完整的測(cè)井評(píng)價(jià)系統(tǒng),對(duì)于這種以吸附為主要儲(chǔ)氣方式的測(cè)井評(píng)價(jià)具有理論與實(shí)用意義,從而對(duì)完善和推動(dòng)我國(guó)煤層氣儲(chǔ)層勘探及開(kāi)發(fā)具有支撐作用。本文針對(duì)煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)急需解決的上述有關(guān)問(wèn)題,從擴(kuò)徑影響校正、自動(dòng)分層與巖性識(shí)別、煤質(zhì)組分模型及含量計(jì)算、煤層儲(chǔ)集參數(shù)評(píng)價(jià)以及煤層氣吸附過(guò)程模擬和含氣量預(yù)測(cè)等方面展開(kāi)了研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:針對(duì)煤層擴(kuò)徑嚴(yán)重的情況,為了得到高質(zhì)量的密度測(cè)井?dāng)?shù)據(jù),采用蒙特卡洛數(shù)值模擬方法,完成了不同擴(kuò)徑條件下密度測(cè)井近遠(yuǎn)探測(cè)器計(jì)數(shù)率變化特征的模擬計(jì)算,建立了煤層密度求取公式,并制作了適合煤層的密度測(cè)井?dāng)U徑影響校正圖版,為煤層密度數(shù)據(jù)的擴(kuò)徑校正提供了解決方法。根據(jù)煤層的測(cè)井響應(yīng)特征,選擇對(duì)煤層反映敏感的曲線,采用極值方差聚類法,對(duì)煤層測(cè)井資料進(jìn)行自動(dòng)分層,并采用交會(huì)圖和GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種方法分別進(jìn)行巖性識(shí)別,將識(shí)別結(jié)果進(jìn)行比較分析,選擇較好的方法作為煤層測(cè)井評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的巖性識(shí)別方法。建立包括固定碳、揮發(fā)分、灰分、水分的煤質(zhì)4組分體積模型,采用粒子群算法對(duì)煤層體積組分進(jìn)行約束最優(yōu)化求解。利用深、淺側(cè)向電阻率測(cè)井?dāng)?shù)據(jù),計(jì)算煤層裂縫孔隙度,在此基礎(chǔ)上計(jì)算裂縫滲透率;采用經(jīng)過(guò)擴(kuò)徑校正后的密度數(shù)據(jù)計(jì)算煤層總孔隙度,根據(jù)灰分含量預(yù)測(cè)總滲透率。用數(shù)值模擬方法研究煤吸附甲烷氣體的過(guò)程,構(gòu)建煤結(jié)構(gòu)模型和甲烷分子模型,建立煤層氣儲(chǔ)層等溫吸附模型,模擬研究煤對(duì)甲烷氣體的吸附規(guī)律,分別采用測(cè)井曲線多元線性回歸法和基于煤層等溫吸附模型法對(duì)煤層吸附氣含量進(jìn)行預(yù)測(cè)。游離氣含量的計(jì)算采用阿爾奇公式。根據(jù)上述研究結(jié)果建立“煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)系統(tǒng)”,即首先對(duì)密度測(cè)井曲線進(jìn)行擴(kuò)徑影響校正;然后采用極值方差聚類法,利用自然伽馬曲線、聲波曲線和密度曲線進(jìn)行自動(dòng)分層,并用GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法進(jìn)行巖性識(shí)別;之后對(duì)煤層組分進(jìn)行計(jì)算,包括固定碳、灰分、揮發(fā)分和水分;最后求取煤層儲(chǔ)集參數(shù)并預(yù)測(cè)煤層氣含量。將這些處理功能進(jìn)行綜合,建立完整的評(píng)價(jià)系統(tǒng),并對(duì)實(shí)際資料進(jìn)行處理應(yīng)用。所開(kāi)發(fā)的“煤質(zhì)分析與煤層氣測(cè)井評(píng)價(jià)軟件”2015年獲國(guó)家計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)(2015SR122479)。針對(duì)煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)方法研究現(xiàn)狀,本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在:用蒙特卡洛數(shù)值模擬方法研究煤層擴(kuò)徑對(duì)密度測(cè)井的影響規(guī)律,并建立校正圖版;建立煤巖4組分體積模型,采用粒子群約束最優(yōu)化算法求解組分含量;數(shù)值模擬方法模擬煤層氣等溫吸附過(guò)程,基于模擬結(jié)果預(yù)測(cè)煤層氣含量。
【關(guān)鍵詞】：煤層氣儲(chǔ)層 擴(kuò)徑影響密度校正 自動(dòng)分層與巖性識(shí)別 煤質(zhì)組分分析 儲(chǔ)集參數(shù)評(píng)價(jià) 等溫吸附模型與模擬 含氣量預(yù)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P618.13;P631.81
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究目的及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 煤層劃分和巖性識(shí)別研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 煤質(zhì)組分分析研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 煤巖儲(chǔ)集參數(shù)評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.4 煤巖含氣量預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀14
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線14-15
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.3.2 研究方法與技術(shù)路線15
• 1.4 論文創(chuàng)新點(diǎn)15-17
• 第2章 煤層氣儲(chǔ)層的地質(zhì)與測(cè)井特征17-25
• 2.1 煤層氣儲(chǔ)層的成分與結(jié)構(gòu)特征17-19
• 2.1.1 煤層氣儲(chǔ)層的成分特征17-18
• 2.1.2 煤層氣儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)特征18-19
• 2.2 煤層氣儲(chǔ)集特征19-20
• 2.2.1 煤層氣運(yùn)移機(jī)理和存儲(chǔ)特性19
• 2.2.2 煤層氣的等溫吸附特性19-20
• 2.3 煤層氣儲(chǔ)層的物性特征20-22
• 2.3.1 煤層的孔隙度特征20-21
• 2.3.2 孔隙度的影響因素21
• 2.3.3 煤層氣儲(chǔ)層的滲透率特征21-22
• 2.3.4 滲透率的影響因素22
• 2.4 煤層氣儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)特征22-25
• 2.4.1 煤層測(cè)井曲線特征22-24
• 2.4.2 煤層測(cè)井曲線特征24-25
• 第3章 煤層氣儲(chǔ)層密度測(cè)井?dāng)U徑影響及校正25-38
• 3.1 密度測(cè)井原理與井眼校正方法25-29
• 3.1.1 密度測(cè)井原理25-27
• 3.1.2 密度測(cè)井校正方法27-29
• 3.2 蒙特卡洛模擬方法29-30
• 3.3 煤層密度測(cè)井蒙特卡洛模擬30-32
• 3.3.1 煤層模型的建立30
• 3.3.2 計(jì)數(shù)率與煤層密度關(guān)系30-32
• 3.4 擴(kuò)徑影響校正研究32-36
• 3.5 煤層密度測(cè)井?dāng)U徑影響校正應(yīng)用36-38
• 第4章 煤層自動(dòng)分層與巖性識(shí)別方法38-48
• 4.1 極值方差聚類法自動(dòng)分層38-41
• 4.1.1 極值方差聚類法的原理38-40
• 4.1.2 極值方差聚類法自動(dòng)分層效果40-41
• 4.2 煤層巖性識(shí)別方法41-46
• 4.2.1 交會(huì)圖法41-44
• 4.2.2 GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)44-45
• 4.2.3 交會(huì)圖法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用效果對(duì)比45-46
• 4.3 煤層自動(dòng)分層與巖性識(shí)別應(yīng)用效果46-48
• 第5章 煤質(zhì)組分體積模型與組分分析方法48-55
• 5.1 煤質(zhì)組分體積模型48-49
• 5.2 粒子群優(yōu)化算法求解體積49-52
• 5.2.1 粒子群算法原理49-51
• 5.2.2 粒子群算法求解體積模型51-52
• 5.3 煤質(zhì)組分分析應(yīng)用與效果52-55
• 第6章 煤層儲(chǔ)集參數(shù)的測(cè)井評(píng)價(jià)55-60
• 6.1 孔隙度評(píng)價(jià)55-57
• 6.1.1 裂縫孔隙度計(jì)算55-56
• 6.1.2 總孔隙度計(jì)算56-57
• 6.2 滲透率評(píng)價(jià)57-59
• 6.2.1 裂縫滲透率計(jì)算57-58
• 6.2.2 總滲透率計(jì)算58-59
• 6.3 儲(chǔ)集參數(shù)評(píng)價(jià)應(yīng)用效果59-60
• 第7章 煤層氣儲(chǔ)層含氣量預(yù)測(cè)方法60-69
• 7.1 煤層氣等溫吸附模擬60-64
• 7.1.1 理論依據(jù)及模擬方法60-61
• 7.1.2 建立煤層氣等溫吸附模型61-62
• 7.1.3 模擬結(jié)果分析62-64
• 7.2 煤層氣儲(chǔ)層含氣量預(yù)測(cè)效果64-69
• 7.2.1 測(cè)井曲線回歸分析法64-66
• 7.2.2 基于煤層氣等溫吸附模型法66-68
• 7.2.3 煤層氣含量預(yù)測(cè)方法對(duì)比分析68-69
• 第8章 煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)系統(tǒng)與評(píng)價(jià)實(shí)例69-73
• 8.1 評(píng)價(jià)系統(tǒng)69
• 8.2 評(píng)價(jià)實(shí)例69-73
• 第9章 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間所取得的科研成果78-80
• 致謝80

【參考文獻(xiàn)】

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