[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

本發明公開了一種煤層氣構造有利區識別方法，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；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；對構造變形、斷層，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不利區；最后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，分區結果能精確反映構造對煤層氣富集的影響效果，為有利煤層氣富集區的識別提供參考，為煤層氣空間分布及開發甜點區優選提供支撐。

技術領域

本發明一種煤層氣構造有利區識別方法，屬于油氣勘探技術領域。

背景技術

煤層氣的富集受控于多種地質因素，包括煤層及含煤地層的構造、沉積、巖性、水動力條件、物性及力學性質等多個方面，其中，構造條件是這些地質因素中最根本和最為重要的控制因素。已有研究表明不同層次的構造活動對煤層氣成藏的控制作用不同，對于含煤盆地內部構造層次而言，不同的構造樣式是控制煤層氣賦存、富集的主導因素。

關于不同構造樣式對煤層氣富集影響的定性描述，前人做了大量的工作，取得了豐碩的成果。然而，以礦區尺度進行分析時，基于定性描述的構造樣式形態與煤層氣富集性之間難以建立較嚴格的對應關系，對于開展煤層氣富集性的準確預測工作缺乏指導意義，而且可移植性不強。如果能以定量表征的構造要素識別參數為基礎，結合控制煤層氣富集的沉積、水文等其他地質要素研究實現對煤層氣富集區的類別判識及分布預測，則對于礦井的安全生產及煤層氣的開發應用將具有重大意義。所以，如何對不同構造樣式進行參數定量描述，如何將描述參數與煤層氣富集性之間建立聯系是開展礦區尺度下煤層氣富集精準預測的一大需求。

與本發明相關的現有技術一：

現階段常基于定性描述來表征地質構造對煤層氣富集的影響規律。對于褶皺來說，一般來說背斜有利于煤層氣的保存，甲烷只能沿煤層向高處運移。但是如果煤層頂板封閉條件差，背斜更易于氣體的擴散，而向斜轉折端易于瓦斯賦存。背斜構造中和面以上表現為拉張應力，產生大量的張性裂隙或斷層，應力釋放快為低壓區，煤層氣容易逸散，中和面以下煤層甲烷聚集。向斜構造兩翼與軸部中和面以上表現明顯的應力集中為高壓區；中和面以下表現為拉張應力，向斜軸部中和面以下的煤層甲烷封存較差。對于斷層來說，對煤層的含氣性具有明顯的影響，其情況也是十分復雜的，歸納起來有兩種情況：一種是斷層促使氣體沿斷裂面向地表運移，造成煤層脫氣，從而降低了煤層及其鄰近地帶的含氣性，這種屬于排氣斷層。另一種是致密地層組成的斷層阻礙煤中氣體的運移，成了氣體向地表或向別的圈閉中運移路上的不滲透阻擋，從而提高了煤層及其鄰近地帶的含氣性，這種屬于遮擋斷層。一般來說，規模較大的張性斷層屬于排氣斷層，它降低了煤層的含氣性，不利于煤層氣藏的形成和保存；擠壓作用形成的逆斷層多屬于遮擋斷層。這種斷層所產生的裂隙通常處于閉合狀態，斷層面兩側的巖層被壓緊，斷層的位移往往使致密的泥質巖層與煤層的斷頭相接觸，從而阻斷了氣體沿煤層自下而上的運移，這兩種作用結合起來在很大程度上使煤層具有較高的含氣量。

現有技術方案一的缺點：地質構造對于煤層氣富集的影響規律僅通過定性方式進行描述是較為宏觀和粗糙的，對于指導礦區尺度下的煤層氣勘探開發指導意義較弱。因此，基于這些構造富氣影響地質規律在煤層氣勘探選取中不可避免地會造成選取精度不高的問題，為了更好地將煤層氣構造有利區優選與地質構造富氣規律表征有效結合，提高煤層氣富集有利區劃分精度，有必要針對地質構造富氣規律在以往定性描述的基礎上進行進一步定量表征的方法研究。

與本發明相關的現有技術二：

現階段煤層氣構造有利區的優選方法主要根據煤層氣藏形態及動力學特征，把煤層氣藏分為單斜式煤層氣藏、向斜式煤層氣藏、背斜式煤層氣藏和伸展式煤層氣藏四個大類。在此基礎上，考慮構造形態和不同類型構造的組合關系，并結合斷層運動學特征可進一步總結出10種基本構造類型以及與其相應的13種構造形態，通過總結不同構造類型的控氣作用特征，探討其控氣的地質機理，從而進行煤層氣目標區和靶區的優選。