本文關(guān)鍵詞：煤層氣儲(chǔ)層開(kāi)采條件的地震評(píng)價(jià)方法研究

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【摘要】：煤層氣作為非常規(guī)能源的重要組成部分,對(duì)其進(jìn)行合理的開(kāi)采與利用不僅能在一定程度上緩解油氣資源的緊缺,減輕化石燃料燃燒引起的環(huán)境問(wèn)題,并能夠有效地減少煤礦瓦斯突出對(duì)井下安全生產(chǎn)的威脅。但國(guó)內(nèi)煤層氣儲(chǔ)層普遍存在“高含氣量-低滲透性”的問(wèn)題,在資源豐度較高的區(qū)塊,煤層氣開(kāi)采的關(guān)鍵影響因素為儲(chǔ)層的滲透性和壓裂過(guò)程中所關(guān)注的脆性。為此,本文提出采用地震方法評(píng)價(jià)煤層氣儲(chǔ)層的開(kāi)采條件,重點(diǎn)研究?jī)?chǔ)層滲透性和脆性的地震評(píng)價(jià)方法。煤層氣儲(chǔ)層滲透性的影響因素較多,且相互作用關(guān)系復(fù)雜,在評(píng)價(jià)過(guò)程中全部考慮不具備可行性。本文重點(diǎn)研究與滲透性密切相關(guān)的裂縫密度和構(gòu)造應(yīng)力兩個(gè)主控因素的地震響應(yīng)。在研究區(qū)內(nèi)采集多組煤樣,通過(guò)常溫變圍壓條件下的煤樣超聲波測(cè)試獲取基本的物性參數(shù),系統(tǒng)分析了煤樣的超聲波速度、動(dòng)彈性參數(shù)和各向異性系數(shù)隨圍壓的變化規(guī)律,得到煤樣各向異性與裂縫的相互作用關(guān)系,揭示了煤樣各向異性的兩類主控因素。建立HTI煤層氣儲(chǔ)層等效介質(zhì)模型作為研究煤樣裂縫孔隙度和縱橫比參數(shù)與速度、動(dòng)彈性參數(shù)和AVO各向異性梯度等地震參數(shù)響應(yīng)關(guān)系的橋梁,并為地震反演提供理論依據(jù);建模過(guò)程中,針對(duì)煤層氣儲(chǔ)層特有的吸附氣和雙重孔隙系統(tǒng)特征,分別采用微分等效介質(zhì)理論和Mori-Tanaka模型進(jìn)行等效計(jì)算。研究煤層氣儲(chǔ)層裂縫密度和構(gòu)造應(yīng)力參數(shù)的地震反演方法。通過(guò)推導(dǎo)由裂縫密度表示的P波反射系數(shù)近似方程和疊前方位AVA反演研究,得到AVO各向異性梯度用于指示煤層氣儲(chǔ)層的裂縫密度和方向;依據(jù)薄板理論,聯(lián)合疊后地震資料提取的體曲率屬性和動(dòng)彈性參數(shù)反演計(jì)算煤層氣儲(chǔ)層的構(gòu)造應(yīng)力。最終,通過(guò)直接融合裂縫密度和構(gòu)造應(yīng)力兩個(gè)參數(shù)評(píng)價(jià)煤層氣儲(chǔ)層的滲透性。研究基于動(dòng)彈性參數(shù)的煤層氣儲(chǔ)層脆性指數(shù)計(jì)算方法,通過(guò)推導(dǎo)由動(dòng)彈性參數(shù)表達(dá)的P波反射系數(shù)近似方程,構(gòu)建基于貝葉斯理論的反演框架和開(kāi)展疊前AVO同步反演研究,求得高精度的動(dòng)彈性參數(shù),并計(jì)算出煤層氣儲(chǔ)層的脆性指數(shù)分布;進(jìn)一步參照三類脆性儲(chǔ)層動(dòng)彈性模量和動(dòng)泊松比參數(shù)的劃分指標(biāo),獲得煤層氣儲(chǔ)層的脆性分區(qū)。將上述研究方法應(yīng)用于沁水盆地研究區(qū)的實(shí)例分析中,評(píng)價(jià)得到的研究區(qū)3#煤層氣儲(chǔ)層的滲透性和脆性分區(qū)結(jié)果與區(qū)內(nèi)煤層氣井的日均產(chǎn)氣量數(shù)據(jù)吻合度較高,表明本文提出的煤層氣儲(chǔ)層滲透性評(píng)價(jià)和脆性評(píng)價(jià)的研究方法可行,評(píng)價(jià)結(jié)果可信。
【關(guān)鍵詞】：煤層氣 動(dòng)彈性參數(shù) 裂縫密度 體曲率 滲透性 脆性指數(shù)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE37;P631.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• Extended Abstract8-21
• 1 緒論21-31
• 1.1 研究目的和意義21-22
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀22-28
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)28-31
• 2 常溫變圍壓條件下煤樣超聲波測(cè)試與彈性參數(shù)分析31-52
• 2.1 測(cè)試方法31-34
• 2.2 煤樣彈性參數(shù)計(jì)算與測(cè)試誤差分析34-37
• 2.3 研究區(qū)的煤樣彈性參數(shù)和各向異性系數(shù)分析37-50
• 2.4 小結(jié)50-52
• 3 煤層氣儲(chǔ)層等效介質(zhì)模型建立與地震響應(yīng)分析52-65
• 3.1 等效介質(zhì)理論與建模方法52-56
• 3.2 HTI型煤層氣儲(chǔ)層等效介質(zhì)模型建立流程56-60
• 3.3 煤層氣儲(chǔ)層裂縫參數(shù)的地震響應(yīng)分析60-63
• 3.4 小結(jié)63-65
• 4 煤層氣儲(chǔ)層滲透性的主控因素評(píng)價(jià)方法65-85
• 4.1 煤層氣儲(chǔ)層裂縫參數(shù)的疊前方位AVO反演方法66-71
• 4.2 基于體曲率屬性的煤層氣儲(chǔ)層構(gòu)造應(yīng)力計(jì)算方法71-83
• 4.3 煤層氣儲(chǔ)層滲透性的主控因素評(píng)價(jià)策略83-84
• 4.4 小結(jié)84-85
• 5 基于動(dòng)彈性參數(shù)的煤層氣儲(chǔ)層脆性評(píng)價(jià)方法85-99
• 5.1 基于動(dòng)彈性參數(shù)的煤層氣儲(chǔ)層脆性評(píng)價(jià)理論基礎(chǔ)85-87
• 5.2 動(dòng)彈性參數(shù)表示的AVO近似方程及其適用性87-89
• 5.3 基于貝葉斯框架的動(dòng)彈性參數(shù)疊前反演方法89-91
• 5.4 模型試算與實(shí)例分析91-97
• 5.5 小結(jié)97-99
• 6 應(yīng)用實(shí)例99-113
• 6.1 工區(qū)概況99-104
• 6.2 研究區(qū)煤層氣儲(chǔ)層滲透性評(píng)價(jià)104-110
• 6.3 研究區(qū)煤層氣儲(chǔ)層脆性評(píng)價(jià)110-111
• 6.4 小結(jié)111-113
• 7 結(jié)論與建議113-115
• 7.1 結(jié)論113-114
• 7.2 存在問(wèn)題與建議114-115
• 參考文獻(xiàn)115-127
• 作者簡(jiǎn)歷127-130
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集130

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