实现煤层气勘探开发技术模式的转变-文库

RemodeltheTechnicalModeofCBME&D--ChangesBroughtinbyCBMAVO实现煤层气勘探开发技术模式的转变——煤层气AVO技术带来的变革陈信平2014年10月从美国的“以钻井工程为主导”技术模式转变到中国的“预测指导下的钻井工程”技术模式TheTransformationfromtheUSA’s“DrillPredominatingTechnicalMode”(“DPTM”)toChina’s“DrillGuidedbyPredictionTechnicalMode”(“DGPTM”)λμρOutlineofThisResearchReport报告提纲1、CurrentstateofCBMIndustryintheworldandinChina世界和中国煤层气产业现状2、ThesetbacksufferedbytheUSA’sDPTM美国“以钻井工程为主导”技术模式遭遇的挫折3、InnovationofCBMAVOtheory煤层气AVO理论创新4、TwoApplicationsofCBMAVO煤层气AVO的两个用途5、WellappraisalbyCBMAVO评价煤层气井产能潜力6、Predictsweet-spotsbyCBMAVO预测富集高渗区（“甜点”）7、ThoughtsonChineseCBMindustry/coalminegaspreventionandcontrol关于中国煤层气产业/煤矿瓦斯防治的几点思考8、suggestions建议λμρ1、CurrentstateofCBMIndustryoftheworldandChina世界和中国煤层气产业现状•资源量巨大，产量很低资源量(1012m3)Resource产量(108m3)Production产量/资源量R/P世界Theworld268（77国）~800美、澳、加、中等四国0.03%中国China36.830亿产量23亿利用量•投资意愿低迷，产量增长缓慢McCants,Spafford,Stevens等人2001年的观察结论•Morethan100coalbedmethane(CBM)prospectsoutsidetheUnitedStateshaveexperiencedatleastsomewelltestingandevaluationduringthepasttwodecades.•However,apartfromseveralpromisingprojectsinAustralia,commercialCBMproductionhasbeenelusive.--Five-SpotProductionPilotonTightSpacing:RapidEvaluationofaCoalbedMethaneBlockintheUpperSilesianCoalBasin,PolandByC.Y.McCants，S.H.Stevens，S.H.Stevens图1“十一五”期间历年煤层气产量以及“十二五”期间煤层气预期年产量（假定每年增长量相同）和实际产量Figure1AnnualproductionduringtheEleventhFive-YearPlanandthepredictedannualproductionduringtheTwelfthFive-YearPlan(Supposeequalannualincrease)中国历年煤层气产量（亿m³）0.3233243586572232630929912682102112125151.34.47.53.290756045309202040608010012014020052006200720082009201020112012201320142015年份年产量（亿m³）地面开发井下抽排地面开发（十二五实际）地面开发（十二五计划）井下抽排（十二五实际）井下抽排（十二五计划）λμρOutlineofThisResearchReport报告提纲1、CurrentstateofCBMIndustryintheworldandinChina世界和中国煤层气产业现状2、ThesetbacksufferedbytheUSA’sDPTM美国“以钻井工程为主导”技术模式遭遇的挫折3、InnovationofCBMAVOtheory煤层气AVO理论创新4、TwoApplicationsofCBMAVO煤层气AVO的两个用途5、WellappraisalbyCBMAVO评价煤层气井产能潜力6、Predictsweet-spotsbyCBMAVO预测富集高渗区（“甜点”）7、ThoughtsonChineseCBMindustry/coalminegaspreventionandcontrol关于中国煤层气产业/煤矿瓦斯防治的几点思考8、suggestions建议λμρ•老师自己已经遇到问题，不能解决，转而搞页岩气去了！•老师品行有亏，没有把问题告诉学生。•学生还在追随老师，自责学得不好！2、ThesetbacksufferedbytheUSA’sDPTM美国“以钻井工程为主导”技术模式遭遇的挫折λμρ1126569915321324127128430933835539044245748749049849655754245365714452982453856336428678572567639809490291092711350139861420001002003004005006001988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009年份Years生产井数(口)WellNumber0200040006000800010000120001400016000年产量（亿m³）AnnualProduction(*108m³)年产量（亿m³）AnnualProduction(*108m³)生产井数(口)WellNumber新井大量增加，产量增长无几λμρ生产井数量（口）年产量（10亿ft3）圣胡安SanJuan黑勇士BlackWarrior圣胡安和黑勇士SanJuan&BlackWarrior其他Others产量主要来自圣胡安、黑勇士两个盆地；其他煤层气盆地井很多，产量很可怜。λμρ•老师自己已经遇到问题，不能解决，转而搞页岩去气了！•老师品行有亏，没有把问题告诉学生。•学生还在追随老师，自责学得不好！2、ThesetbacksufferedbytheUSA’sDPTM美国“以钻井工程为主导”技术模式遭遇的挫折λμρOutlineofThisResearchReport报告提纲1、CurrentstateofCBMIndustryintheworldandinChina世界和中国煤层气产业现状2、ThesetbacksufferedbytheUSA’sDPTM美国“以钻井工程为主导”技术模式遭遇的挫折3、InnovationofCBMAVOtheory煤层气AVO理论创新4、TwoApplicationsofCBMAVO煤层气AVO的两个用途5、WellappraisalbyCBMAVO评价煤层气井产能潜力6、Predictsweet-spotsbyCBMAVO预测富集高渗区（“甜点”）7、ThoughtsonChineseCBMindustry/coalminegaspreventionandcontrol关于中国煤层气产业/煤矿瓦斯防治的几点思考8、suggestions建议λμρ（1）发现了含气量与储层弹性参数之间的负相关关系，并证明这些负相关关系可以作为CBMAVO的岩石物理基础；（2）发展了Zeoppritz方程组的弹性模量近似式，证明优质煤层气储层的AVO异常只可能是第IV类异常，确定了CBMAVO的地震波理论基础；（3）上述岩石物理基础和地震波理论基础证明煤层气储层的AVO异常直接地与煤层气富集、储层渗透率相关，可以被用于预测富集高渗部位；（4）设计和实现了适用于煤层气储层的AVO预处理和反演流程；（6）提出了新的适用于煤层气储层的碳氢检测因子；（7）建立了解释AVO异常的规则；3、InnovationofCBMAVOtheory煤层气AVO理论创新λμρ图2-235煤主力煤层吨煤气含量与密度之间的关系Vg=-108.03*D+163.15R2=0.42095.010.015.020.025.01.251.301.351.401.451.50密度D(g/cm3)(实验室测定)（以井为单位组成样点）含气量Vg(m3/t)(实验室测定)VgasversusDensity含气量与密度之间的线性关系图2-255煤主力煤层的含气量与纵波速度之间的关系Vg=-0.0228*Vp+70.521R2=0.53420.05.010.015.020.025.021002300250027002900纵波速度（m/s）(测井资料)Vg含气量（m3/t）(实验室测定)VgasversusVp线性关系（VgasversusVp）图2-265煤主力煤层的含气量与横波速度之间的关系Vg=-0.0619*Vs+103.69R2=0.32090.05.010.015.020.025.013501400145015001550横波速度（m/s）(测井资料)Vg含气量（m3/t）(实验室测定)VgasversusVs线性关系（VgasversusVs)含气量与煤层气储层弹性参数之间的负相关关系例如，A矿区y=-1.1894x+35.887R2=0.44120510152025303505101520253035灰分（%）含气量（m3/t）含气量与灰分的关系含气量与灰分之间的线性拟合结果含气量与灰分之间的负相关关系灰分与密度之间的正相关关系郑试各井3#和5#煤灰分与密度的关系（使用统计含气量与密度时使用的数据）y=112.74x-151.59R2=0.773051015202530351.31.41.51.6密度（g/cm3）灰分（%）灰分与密度的关系灰分与密度之间的线性拟合结果含气量与密度之间的负相关关系y=-141.7x+227.15R2=0.3402051015202530351.31.41.51.6密度（g/cm3）含气量（m3/t）含气量与密度的关系含气量与密度之间的线性关系拟合结果含气量与灰分之间的负相关关系＋灰分与密度之间的正相关关系对负相关关系的解释——以含气量和密度之关系为例(a)顶板反射界面-1.00-0.75-0.50-0.250.000.2501020304050607080入射角(度)反射系数Zoeppritz方程组Zoeppritz方程组弹性模量近似式拉梅常数项的贡献剪切模量项的贡献密度项的贡献解释煤层气AVO异常成因——CBMAVO地震波理论基础与第III类气饱和砂岩AVO响应特征比较Decompositionofthe3termsofEq.(11)--ClassIIIGas-sands-1.000-0.750-0.500-0.2500.0000.2500102030405060708090入射角(度)反射系数拉梅常数项的贡献剪切模量项的贡献密度项项的贡献Zeoppritz方程组弹性模量近似式Zeoppritz方程组（1）发现了含气量与储层弹性参数之间的负相关关系，并证明这些负相关关系可以作为CBMAVO的岩石物理基础；（2）发展了Zeoppritz方程组的弹性模量近似式，证明优质煤层气储层的AVO异常只可能是第IV类异常，确定了CBMAVO的地震波理论基础；（3）上述岩石物理基础和地震波理论基础证明煤层气储层的AVO异常直接地与煤层气富集、储层渗透率相关，可以被用于预测富集高渗部位；（4）设计和实现了适用于煤层气储层的AVO预处理和反演流程；（6）提出了新的适用于煤层气储层的碳氢检测因子；（7）建立了解释AVO异常的规则；3、Inno