煤层含气量预测中的机器学习算法优选

准确预测煤层气含量对煤层气开发具有重要指导意义。机器学习方法对提高煤层含气量预测精度有良好的效果。因此,筛选出一套可以准确且高效预测煤层含气量的机器学习算法就显得尤为重要。基于文献调研结果,选取了深度神经网络(DNN)、卷积神经网络(CNN)、深度信念网络(DBN)、深度交叉网络(DCN)、传统梯度提升树(GBT)、分类梯度提升树(CatBoost)和随机森林(RF)7种机器学习算法开展煤层含气量的预测;选取了测井响应特征、煤质参数和煤层储层特征作为机器学习模型的输入变量。采用DBSCAN聚类算法进行离群值的鉴别与剔除工作。基于统计学显著性检验结果,DCN模型是煤层气含量预测的最佳模型,其平均绝对百分比误差为3.7826%。本研究为煤层气勘探及储层评价提供了新的思路与方法,研究中涉及到的建模策略及思想可用于解决地球物理、石油工业中的其他问题。

新疆后峡矿区不同倾斜程度储层井网设计研究

为科学设计矿区煤层气开发井网,采用数值模拟的手段对矿区内井网进行了设计。结果显示:矿区内缓倾斜区域煤层气井的布置方式采用矩形井网较合适,最优走向井间距为500 m,最优倾向井间距为350 m;矿区内急倾斜区域煤层气井的布井方式采用菱形井网较合适,最优走向井间距为300 m,最优倾向井间距为350 m。该研究为确定不同倾斜程度煤储层条件下煤层气井的合理井间距提供了依据。

褐煤煤层气储集特征及气含量确定方法

褐煤基质中的孔隙以中孔、大孔为主。实验表明,褐煤对甲烷的吸附能力很低;褐煤基质中的游离气含量通常占总气含量的50%以上。因此,传统的煤层气含量确定方法不适用于褐煤。本文建立了褐煤煤层气含量的确定方法,将吸附气含量与相应储层压力及温度条件下的游离气含量相加,即得到褐煤总的气含量等温线。利用这条等温线,即可获得该温度下不同储层压力时的气含量值。

沁水盆地安泽区块3号煤层煤体结构及其控气作用

沁水盆地安泽区块煤层形成后经历多期构造运动,致使煤体结构遭受不同程度的破坏,煤体结构的分布规律制约本区煤层气的开发。基于此,利用该区的测井资料,提出测井判识煤体结构的方法,将研究区单井3号煤层结构分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种煤体结构类型组合,对比分析3号煤层不同煤体结构煤空间展布与煤层含气量、煤层埋深的相关性。结果表明:安泽地区碎裂-碎粒煤较原生结构煤、糜棱煤发育,南部碎裂-碎粒煤发育较厚,北部以糜棱煤发育相对较薄;煤层含气量随埋深有明显增加的趋势,但在同等埋深条件下,煤层含气量受不同煤体结构展布的影响较大,南部碎裂-碎粒煤发育较厚煤层吸附量大,出现煤层含气量的高值区。

煤层气含量影响因素及预测方法

为了提高煤层含气量预测效果,更准确地评价煤层气资源量、预测煤层气开发前景,以及制定合理的开发方案,基于大量文献调研,首先梳理了煤层气及煤层含气量的概念、影响因素,其次对煤层含气量预测方法的特点进行了比较分析,进而开展了煤层含气量预测方法发展趋势分析.研究表明,煤层舍气量的影响因素主要包括煤的变质程度、温度、压力、煤质、煤层有效埋藏深度、储层有效厚度、储层物性等,其中,煤变质程度起着根本性作用.煤层含气量定量预测方法主要有等温吸附曲线法、含气量梯度法、测井法、地震法等.合理选择煤层含气量预测方法,开展多学科、多种预测方法综合预测含气量研究、研发新的煤层含气量预测方法是煤层含气量预测的主要发展趋势.

煤层气储层物性预测的AVO技术对地震纵波资料品质要求的探讨

煤层的含气性及渗透性可以利用纵波AVO技术及基于各向异性理论的方位AVO技术进行研究.煤层气属于吸附气,储层厚度较薄,地震异常响应较弱,对地震资料的品质及其携带的信息量提出了更高的要求.本文对AVO与方位AVO反演理论的近似条件及模型试算结果进行了分析,提出了对地震纵波数据信噪比、入射角、偏移距分布及方位角分布等参数的要求：1.观测系统设计及野外采集时应保证地震波的有效入射角在0°～30°或更大范围内,偏移距应大中小均匀分布,避免过于集中或缺失.2.地震数据应有足够宽分布的方位角,煤层气地震勘探中应选择宽方位观测系统.3、地震资料信噪比应足够高.

煤层含气量评价方法研究与应用

川南大村勘查区二叠系龙潭组沉积了多套煤层,为了准确预测该区主要煤层的含气量,了解煤层含气量的分布规律,提出一种基于综合因素对含气量影响评价的组合法。该组合法与密度测井、KIM方程以及煤层工业组分等计算方法预测煤层含气量的结果相比,组合法预测含气量的精度高,与测试含气量相关性好。利用组合法对研究区多口井进行分析,揭示了C_(17)煤层含气量的平面分布规律,该煤层含气量较好的区域主要分布于二郞坝向斜西翼,沿核桃坝断层、马桑坪断层、文昌宫断层分布。该方法充分考虑煤层含气量的影响因素,有助于提高煤层含气量的预测精度。

基于多元线性回归分析法的煤层气含量预测

含气量是煤层气选区评价、储量计算和影响井产能的重要参数。基于沁水盆地郑庄区块10口煤层气井含气量的测试结果,应用多元统计分析方法结合主要影响因素,探讨各因素对含气量的影响关系,建立了含气量的多元回归预测模型。

川南筠连沐爱地区煤层含气量预测及控制因素分析

利用已有钻孔煤层气资料通过相关关系拟合获得了研究区煤层底板标高与含气量间的预测模型.利用该模型及地震解释获得的煤层底板标高数据预测了研究区8号主采煤层含气量分布.经后期煤层气探井实测数据验证,其预测精度达到85%以上.预测结果分析表明,远离断层的井预测精度高,而靠近断层的井预测误差大,其误差值在-1.86~4.32 m^3/t之间.认为研究区煤层含气性总体受煤层底板标高（构造）控制,但复杂的小规模断层对煤层气具有聚集和散失双重作用,构造发育和展布规律应该是研究区煤层气靶区优选的首要考虑指标.

基于地质多元统计分析的煤层气含量建模方法——以沁水盆地南部某区块3号煤层为例

煤层的气含量是煤层气评价选区中的重要指标,同时也是进行煤层气储量计算的重要参数。通过剖析三维地质建模原理和煤层气含量的制约因素,并以山西沁水盆地南部煤层气开发示范区为例,使用地质多元统计分析方法,建立了煤层气含量的预测模型。通过与气含量的实验数据对比表明,该方法的预测精度较高,误差均在10%以内,其中多元线性回归法的误差为4.50%,效果最好,具有实际意义。实例分析表明,选取适当的气含量制约因素,利用多元统计分析方法建立煤层气含量预测模型,对煤层气三维地质建模乃至煤层气开发都具有指导作用。

新疆昌吉市硫磺沟煤矿三井田煤层气赋存规律分析

新疆昌吉市硫磺沟煤矿区内含煤丰富,对其煤岩特征、煤样元素含量特征及煤样瓦斯参数的详细分析表明,煤层气含量较为丰富。通过对研究区的地质构造、煤层埋深、围岩性质、水动力因素和沉积体系域等方面的具体分析研究,总结出本区具有煤层气赋存的有利条件,为煤矿的安全生产及煤层气勘探与开发提供了指导。

永城矿区煤层气主控因素分析及含气量预测研究

为了定量研究煤层含气量,以永城矿区马桥北马庄详查区二2煤层为研究对象,利用灰色关联分析法,对该区煤层气的控气因素进行了定量分析,优选出了4个影响煤层含气量的因素作为指标体系,基于灰色多变量静态模型GM(1,4)建立了符合该矿区煤层气含量预测模型,并经多元线性回归分析结果进行了对比。结果表明:预测值与实际值的绝对误差为-1.06~1.62 m L/g,同时利用构建的数学模型对区内另外3个钻孔的煤层含气量进行了预测,绝对误差为-1.29~0.97 m L/g,其误差较小,且明显优于多元线性回归模型,一定程度上反映了预测模型的准确性,为该区深部以及未知区域的煤层气含气量预测奠定了基础。

沁水盆地北端煤层气储层特征及富集机制

煤层气的富集与储层特征密切相关,并受地质条件的制约。在详细研究煤储层特征及煤层气富集机制的基础上,对沁水盆地北端煤层气的开发前景进行了初步评价。煤岩、煤质、煤体结构及孔渗性、吸附性的观察和测试显示,该区煤层厚度大,热演化程度高,局部发育构造煤,裂隙较发育,吸附性能力强,含气量高,含气饱和度偏低,适合煤层气的开发。该区煤层气的富集主要受控于热演化史和埋藏史。在区域变质的背景上,叠加了岩浆热变质作用,生气强度大。另外,煤层的埋深、顶底板封闭性及水文地质条件都会影响煤层含气量的大小,煤层气富集是多因素有效配置的结果。

利用测井资料计算煤层含气量及工业组分方法研究

煤层气作为非常规能源,越来越得到重视。煤层气的测井识别和相关参数的计算是个重要而困难的问题,尤其是预测含气量及工业组分,难度较大。在调研相关文献的基础上,结合生产中的实例,利用测井数据、岩心分析数据及生产数据等资料,应用相关数学方法及经验,并采用复合参数来建立煤层含气量及工业组分的测井预测模型,应用效果较好。

考虑微孔超压环境的煤储层含气量计算方法

目前在煤储层含气量的计算过程中,普遍采用测井、试井等得到的储层压力代替气相压力进行反演计算,但由于超压环境下二者不能等同,故导致这一计算结果并不准确。为此,采集山西、河南不同煤级的煤样进行了煤孔隙毛细管压力测试,结合煤层气成藏过程和煤层生排烃史分析了煤储层微孔超压环境的形成机制,据此建立了考虑微孔超压环境的煤储层含气量计算方法,并对河南焦作中马村矿下二叠统山西组二段1号煤层的含气量进行了计算及分析。结果表明:1煤形成演化过程中不断有部分固体有机质转化为气体和水,在其孔隙内必然会出现气水两相界面,由此产生毛细管压力,致使其微孔内气相压力远高于静水柱压力,形成微孔超压赋存环境;2由于微孔超压环境的存在,致使气相压力高于储层压力,基于常规储层压力评价煤储层含气量的计算方法将导致煤储层含气量被低估;3微孔超压环境主要影响3~100 nm孔隙内煤层气含气量的计算,尤其是3~10 nm孔隙,而对于超过100 nm的孔隙则影响不大。结论认为:所建立的煤储层含气量计算方法厘清了煤层气赋存的压力环境,保证了煤储层含气量计算结果的准确性。

煤层气含量快速测定方法

煤和煤层气地质勘探需要在取到钻孔煤心后的很短时间内获得气含量测值，而现行的煤层气含量测定方法难以满足此要求。基于自然解吸法原理和方法，以自然解吸法的测定结果为基准，在保证解吸量、气组成及其含量基本不变的前提下，通过连续观测、适当提高解吸温度等途径，合理、有效地加速解吸。以快速测定法与自然解吸法的对比试验结果为依据，建立了煤层气含量快速测定方法。此方法将煤层气含量测定周期缩短为几h~几d，可以满足煤和煤层气勘探的需求。

利用排采数据校正煤层含气量

目前,国内外煤层含气量最常用的测定方法为取芯做解吸实验,逸散气量利用直接法由解吸时间确定。然而在此过程中,最容易引起误差的部分即逸散气量的估算;尤其是取芯时逸散时间未能控制在标准时间内;或者计算含气量时逸散气量没有得到正确校正,都会导致所得含气量结果产生较大误差,从而误导产能评估、开发设计和生产控制。采用逆向思维,利用排采数据求取每口井的产气压力;并与由实验室所测数据和朗格缪尔方程求取的临界解吸压力相对应,求得对应煤层的含气量;然后利用数理统计方法曲线回归建立含气量与深度的函数关系式,进而计算所有煤层含气量,以指导后期的优化、开发和生产。

阜康向斜八道湾组水文地质控气作用研究

为查明阜康向斜八道湾组煤层气成藏机制,以水文地质学观点探讨了控气地质作用。结果表明,浅部储层位于地下水径流区,含气量较低;地下水自西北、东部、东南部侧向补给,在向斜仰起端与深部储层形成滞留区,有效封堵、封闭了热成因气藏,含气量较高。水文地质条件控制了阜康向斜次生生物气生成与热成因气保存。

澳大利亚博文盆地中部地区煤层气富集主控因素分析

澳大利亚博文盆地是典型的弧后聚煤盆地,煤层气商业化开发较早,其中部地区勘探程度低,是潜在的储量接替区,但煤层气富集规律尚不清楚,为此,分析盆地中部地区的构造特征、煤层发育特点、煤岩煤质与含气性等地质特征。研究结果表明,该区构造变形强烈,煤层埋深处于100~800 m,煤层厚8~22m,煤岩灰分与惰质组含量较高,Ro为1.5%~2.5%,煤层含气量普遍较高。通过深入剖析构造动力条件、煤岩演化条件及煤质条件与含气量的相关关系,认为:该区煤层气富集以构造动力条件为主要影响因素,斜坡、逆断层下盘等保存条件好的区域煤层含气量高,在背斜轴部、靠近断层等区域,煤层气保存条件差,含气量低;在相似的构造条件下,煤层气富集还受到煤质及演化程度的影响。

沁水盆地煤与煤层气地质条件

沁水盆地位于山西省东南部,含煤面积29 500km2,煤炭储量5 100亿t,为特大型含煤盆地。通过分析沁水盆地煤层埋深、厚度、构造特征、顶底板岩性及煤储层特征,认为该区主要煤层含气量高,煤层割理、裂隙发育,煤变质程度高,煤层厚度大、埋深适度,构造简单,煤层气资源量大,产出条件优良,是我国煤层气勘探开发最有利的地区之一。