煤层气储层开采条件的地震评价方法研究

发布时间：2017-09-21 15:19

  本文关键词：煤层气储层开采条件的地震评价方法研究

  更多相关文章： 煤层气 动弹性参数 裂缝密度 体曲率 渗透性 脆性指数

【摘要】：煤层气作为非常规能源的重要组成部分,对其进行合理的开采与利用不仅能在一定程度上缓解油气资源的紧缺,减轻化石燃料燃烧引起的环境问题,并能够有效地减少煤矿瓦斯突出对井下安全生产的威胁。但国内煤层气储层普遍存在“高含气量-低渗透性”的问题,在资源丰度较高的区块,煤层气开采的关键影响因素为储层的渗透性和压裂过程中所关注的脆性。为此,本文提出采用地震方法评价煤层气储层的开采条件,重点研究储层渗透性和脆性的地震评价方法。煤层气储层渗透性的影响因素较多,且相互作用关系复杂,在评价过程中全部考虑不具备可行性。本文重点研究与渗透性密切相关的裂缝密度和构造应力两个主控因素的地震响应。在研究区内采集多组煤样,通过常温变围压条件下的煤样超声波测试获取基本的物性参数,系统分析了煤样的超声波速度、动弹性参数和各向异性系数随围压的变化规律,得到煤样各向异性与裂缝的相互作用关系,揭示了煤样各向异性的两类主控因素。建立HTI煤层气储层等效介质模型作为研究煤样裂缝孔隙度和纵横比参数与速度、动弹性参数和AVO各向异性梯度等地震参数响应关系的桥梁,并为地震反演提供理论依据;建模过程中,针对煤层气储层特有的吸附气和双重孔隙系统特征,分别采用微分等效介质理论和Mori-Tanaka模型进行等效计算。研究煤层气储层裂缝密度和构造应力参数的地震反演方法。通过推导由裂缝密度表示的P波反射系数近似方程和叠前方位AVA反演研究,得到AVO各向异性梯度用于指示煤层气储层的裂缝密度和方向;依据薄板理论,联合叠后地震资料提取的体曲率属性和动弹性参数反演计算煤层气储层的构造应力。最终,通过直接融合裂缝密度和构造应力两个参数评价煤层气储层的渗透性。研究基于动弹性参数的煤层气储层脆性指数计算方法,通过推导由动弹性参数表达的P波反射系数近似方程,构建基于贝叶斯理论的反演框架和开展叠前AVO同步反演研究,求得高精度的动弹性参数,并计算出煤层气储层的脆性指数分布;进一步参照三类脆性储层动弹性模量和动泊松比参数的划分指标,获得煤层气储层的脆性分区。将上述研究方法应用于沁水盆地研究区的实例分析中,评价得到的研究区3#煤层气储层的渗透性和脆性分区结果与区内煤层气井的日均产气量数据吻合度较高,表明本文提出的煤层气储层渗透性评价和脆性评价的研究方法可行,评价结果可信。
【关键词】：煤层气 动弹性参数 裂缝密度 体曲率 渗透性 脆性指数
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE37;P631.4
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• Extended Abstract8-21
• 1 绪论21-31
• 1.1 研究目的和意义21-22
• 1.2 国内外研究现状22-28
• 1.3 研究内容和创新点28-31
• 2 常温变围压条件下煤样超声波测试与弹性参数分析31-52
• 2.1 测试方法31-34
• 2.2 煤样弹性参数计算与测试误差分析34-37
• 2.3 研究区的煤样弹性参数和各向异性系数分析37-50
• 2.4 小结50-52
• 3 煤层气储层等效介质模型建立与地震响应分析52-65
• 3.1 等效介质理论与建模方法52-56
• 3.2 HTI型煤层气储层等效介质模型建立流程56-60
• 3.3 煤层气储层裂缝参数的地震响应分析60-63
• 3.4 小结63-65
• 4 煤层气储层渗透性的主控因素评价方法65-85
• 4.1 煤层气储层裂缝参数的叠前方位AVO反演方法66-71
• 4.2 基于体曲率属性的煤层气储层构造应力计算方法71-83
• 4.3 煤层气储层渗透性的主控因素评价策略83-84
• 4.4 小结84-85
• 5 基于动弹性参数的煤层气储层脆性评价方法85-99
• 5.1 基于动弹性参数的煤层气储层脆性评价理论基础85-87
• 5.2 动弹性参数表示的AVO近似方程及其适用性87-89
• 5.3 基于贝叶斯框架的动弹性参数叠前反演方法89-91
• 5.4 模型试算与实例分析91-97
• 5.5 小结97-99
• 6 应用实例99-113
• 6.1 工区概况99-104
• 6.2 研究区煤层气储层渗透性评价104-110
• 6.3 研究区煤层气储层脆性评价110-111
• 6.4 小结111-113
• 7 结论与建议113-115
• 7.1 结论113-114
• 7.2 存在问题与建议114-115
• 参考文献115-127
• 作者简历127-130
• 学位论文数据集130

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