[發明專利]一種計算煤層含氣量的方法

有效

• 申請號: 201210103582.7
• 申請日: 2012-04-10
• 公開（公告）號: CN103364844A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 黃科;萬金彬;夏朝輝;苗秀英;張銘;丁偉
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團測井有限公司
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 朱雅男

技術領域

本發明涉及煤層氣勘探與開發領域，具體地講，涉及一種計算煤層含氣量的方法。

背景技術

煤層氣是非常規油氣中十分重要的潔凈能源，其資源量大，勘探程度低，發展潛力巨大。煤層氣的勘探開發對于增加天然氣的有效供給、提高煤炭及天然氣資源的安全開發及綜合利用、發展綠色經濟等都具有十分重要意義。在煤層氣的勘探開發過程中，煤層含氣量是評價煤層氣資源量的關鍵參數之一。煤層含氣量直接影響著煤層氣儲層開發方案的制定。

目前，除了實驗室測量煤層含氣量外，計算含氣量的方法主要有：統計法、背景值法、等溫吸附法以及神經網絡法等。

1、統計法

該方法主要是運用數學統計原理，尋找含氣量與測井曲線或者工業組分之間的關系，建立預測含氣量的數學模型。該方法簡單直接，但也存在計算結果不準確等問題。

2、背景值法

煤層含氣后，其密度測井值、聲波時差值、補償中子值都會發生相應的變化。確定煤層在不含天然氣時的測井曲線值，根據煤層氣層與背景值之間的差異，利用體積模型計算煤層氣層的含氣量。

3、等溫吸附法

普遍認為煤對甲烷的吸附屬于物理吸附，并且采用等溫吸附模型來表征。等溫吸附模型通常采用蘭氏方程來描述，其中蘭氏體積與蘭氏壓力與工業組分存在一定的關系，在確定工業組分后，可通過壓力得到含氣量。目前，在蘭氏方程的基礎上發展了多種改進方法，通過引入灰分、固定碳以及地層溫度等因素來修正蘭氏方程，使計算結果更加符合實際地層。

4、神經網絡法

主要采用BP神經網絡算法來計算含氣量，BP神經網絡的學習過程由正向傳播和反向傳播兩部分組成。在正向傳播過程中，從輸入層經隱含層處理并傳向輸出層，如果輸出層不是期望的輸出，則誤差從輸出層向輸入層傳播，即反向傳播。在反向傳播過程中調整各層間連接權以及各層神經元的偏置值，以便減小誤差，直至達到滿意的輸出值為止。BP神經網絡算法輸入層分別為測井曲線值，輸出層為煤層含氣量等參數。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下缺點：

以上幾種計算煤層含氣量的方法中，其中統計法相對簡單直接，但存在計算結果不準確等特點；背景值法中背景值的選取困難，難以得到完全不含氣的煤層背景值；等溫吸附法需要進行等溫吸附試驗，對于灰分和固定碳的校正還需對煤心進行工業組分分析，其獲取過程繁瑣；BP神經網絡算法計算結果相對準確，但計算過程相對復雜，需要大量的樣本進行學習。

發明內容

為了實現對煤層含氣量的準確、快速計算，使煤氣層的求取更方便、成本更低，并能實現連續井段煤層含氣量的獲取，本發明提供了一種計算煤層含氣量的方法，使煤層含氣量更加符合實際地質情況。

所述技術方案如下：一種計算煤層含氣量的方法，所述方法包括如下步驟：

選取所測地區的系列煤心樣品，測取各煤心樣品所對應的最大鏡質體反射率R_max及各煤心樣品所對應井段的測井曲線值；建立最大鏡質體反射率R_max與煤層含氣量參數R之間的關系；根據各測井曲線值、煤層含氣量參數R建立與煤層含氣量V_gas間的計算關系式。

進一步，所述的各煤心樣品所對應井段的測井曲線值包括：聲波時差AC，巖性密度DEN，補償中子CNL，原狀地層電阻率R_t和自然伽馬GR。

所述的原狀地層電阻率R_t采用深淺雙側向測井中的深側向的測井曲線值。

所述的煤層含氣量參數R與最大鏡質體反射率R_max的關系通過以下關系式表示：