[發明專利]一種煤層氣構造有利區識別方法

有效

• 申請號: 201911046307.4
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110633557B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 劉晶;常鎖亮;張生;陳強;劉波;許玉瑩;曲禛;景錦;王金;張啟帆
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06Q50/02;G06F17/18
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔雪花;冷錦超

1.一種煤層氣構造有利區識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、構建構造變形量化指標，針對構造變形采用趨勢面迭代分解法分析，區分出煤層底板變形中最劇烈、較緩和輕微三種不同程度的變形值；

所述步驟一通過以下步驟實現：

S1.構建構造變形量化指標：

趨勢面計算方法的數學模型形式為：

Z(x,x)＝a₀+a₁f₁+a₂f₂+...+a_nf_n(1)

式中：

Z—趨勢面的擬合值；

a_n—需要求取的待定系數；

f_n—關于觀測點位置z(x，y)的函數；

n—最大曲面擬合次數；

根據最小二乘法原理求出待定系數a₀、a₁、...a_n，建立趨勢面方程：

Z(x,y)＝a₁x²+a₂y²+a₃xy+a₄x+a₅y+a₆(2)

然后，把第i個點的坐標x_i，y_i代入，求出第i點的趨勢值，得到儲層構造的局部高點剩余值，具體的計算公式為：

ΔZ_i＝Z_i-Z?????????????????????????????(3)

式中，Z_i表示觀測值，ΔZ_i表示剩余值，ΔZ_i0時表示局部高點，ΔZ_i0時表示局部低點；

讀取煤層底板層位標高數據，斷層控制點數據，埋深數據；

S2.利用MATLAB程序對原始層位數據進行分區擬合，得到一次趨勢面和殘差圖，依據殘差圖與斷層對應效果優選分區數和擬合次數；

S3.利用MATLAB程序對一次趨勢面進行分區擬合，得到二次趨勢面和殘差圖，依據殘差圖與次級褶皺發育情況對應效果優選分區數和擬合次數；

S4.利用MATLAB程序對二次趨勢面進行擬合，得到三次平緩過度的趨勢面和殘差圖；

S5.將三次擬合得到的殘差絕對值進行累加得到累計殘差值，代表全區變形程度，利用Q型聚類分析對待分析區塊內變形程度進行分級，將變形程度分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4類；

步驟二、斷層復雜程度量化指標構建階段，針對斷裂系統，采用斷層密度和強度兩個指標對斷層水平和垂向發育程度進行定量表征；采用Q型聚類法，對不同角度的構造量化指標進行統一和分級；

所述步驟二通過以下步驟實現：

S1.通過MATLAB軟件實現對研究區斷層密度進行統計，以反映斷層對地層造成的平面影響；

S2.通過MATLAB軟件實現對研究區斷層強度進行統計，以反映斷層對地層造成的縱向影響；

S3.采用Q型聚類分析對待分析區塊內斷層發育復雜程度進行分級，首先運用歐式距離計算距離系數，再運用Ward算法對采樣點進行聚類；所有的操作過程均在統計軟件SPSS22中進行；通過分析計算，最終將斷層復雜程度分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4類，分別表征斷層發育程度從低到高的4個程度；

步驟三、構造控氣分區與有利區評價階段，對構造變形、斷層，結合影響煤層氣富集的埋深要素，以單要素在地質上對煤層氣富集的影響規律為指導，劃分單要素控氣有利區和不利區；

綜合三類單要素控氣有利區，得到構造影響下的煤層富集最有利、較有利、較不利和不利區，得到研究區構造控氣有利區評價分區圖；

所述步驟三通過以下步驟實現：

S1.淺埋區內含氣量隨埋深增加而升高；深埋區內含氣量隨埋深增加而降低；將含氣量與埋深之間做一次線性擬合分析，確定含氣量隨深度變化的拐點，拐點深度定為臨界深度，選取小于臨界深度區域作為埋深控氣不利區，大于臨界深度區域作為埋深控氣有利區；

S2.選取變形聚類分析得到的Ⅰ、Ⅱ類區域作為構造變形控氣有利區；Ⅲ、Ⅳ類區域作為構造變形控氣不利區；

S3.選取斷層變形聚類分析得到的Ⅰ類區域作為斷層控氣有利區，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類分區區域作為斷層控氣不利區；

S4.選取單個要素劃分出的控氣有利區進行疊合，得到三個單要素有利區重疊區域為構造控氣最有利區域，兩個單要素有利區重疊區域為構造控氣較有利區域，一個單要素有利區域為構造控氣有利區域，不覆蓋區域為不利區域，由此得到研究區構造控氣有利區評價分區圖。