煤层气开发风险形成机制与评价模型研究

发布时间：2018-12-15 03:41

【摘要】：我国煤层气开发历经二十余年的科技攻关,在煤层气资源量探明程度、煤层气生成和成藏理论、聚集规律、勘探开发以及开发工程技术等方面取得切实进展。然而,在现有技术和条件下我国煤层气开发,依然是一种高投入、高风险、高技术的产业。煤层气开发涉及地质、钻井、排采、集输、市场等诸多方面,由于我国煤层地质条件复杂、煤储层存在低压、低渗、低饱和度的问题,加之煤层气开发周期较长,煤层气开发风险一直严重影响着煤层气产业的发展。目前,我国煤层气勘探开发还存在一些问题,这些问题也在一定程度上加大了煤层气开发的风险性。为了保证煤层气开发实施过程中,能够合理利用资源,减少资源的损失和浪费,同时将风险降至最低,获得最大的经济效益,必须对煤层气开发的风险进行分析评价。论文基于定性与定量相结合的综合集成的研究思想,旨在建立一套基于地质资源、勘探开采技术、经济运营、组织管理、社会环境效益为一体,具有普遍适应性的科学合理的煤层气开发风险评价体系;通过结构方程模型来分析煤层气开发风险评价体系中影响煤层气开发风险的关键因素对风险后果的影响,以及各关键因素之间相互作用的路径关系,研究煤层气开发风险的形成机制。在此基础上,根据煤层气开发风险特征,建立煤层气开发风险综合评价模型;最后利用研究区实际数据对综合评价模型进行了应用验证。结果表明,所建立的评价模型能系统综合的对煤层气开发风险做出评价;建立的风险影响结构方程模型能客观的对煤层气开发风险形成机制进行分析。论文开展的主要研究工作包括以下几个方面:(1)研究了煤层气开发风险的内涵与特征,对煤层气开发风险的本质进行了剖析,对煤层气开发现状进行了深入的分析,从我国煤层气开发近二十年的发展中找出其存在的一系列问题,分析其形成的原因,进而分析研究煤层气开发风险的重点和特点。(2)在综合分析前人研究成果、煤层气开发风险特征的基础上,从政策法规、开发资源、工程技术、经济运营、组织管理和安全保障6个方面开展研究,厘定了39个煤层气开发过程中的潜在风险因素,并结合专家访谈及企业调研结果形成调查问卷。对征集的问卷调查数据进行信度和效度检验,借助因子分析和回归分析对影响煤层气开发风险后果的关键因素加以识别,识别出了对风险后果构成显著影响的7个关键因子,其中共包含32个二级指标因素变量,据此构建了导致煤层气开发风险后果发生的煤层气开发风险影响评价指标体系。(3)在比较了常用风险分析方法利弊的基础上,根据煤层气开发风险影响特点选择结构方程模型作为研究的方法,分析煤层气开发风险形成和演化动态机制。同时,对结构方程模型求解的算法进行了改进,运用改进的方法对模型进行检验、修正,从而构建了与实际情况适配度较好、能够反映煤层气开发风险演化形成路径机制的结构方程模型。并基于模型对风险后果形成的路径以及关键因素影响的大小进行了分析研究。结果表明,并非所有的风险因素都对煤层气开发构成直接影响,进而导致风险后果产生;风险因素之间也存在着相互影响关系,某些风险因素会通过对其它风险因素的影响而改变风险后果的大小。(4)构建了基于三角模糊熵与结构方程模型相结合的煤层气开发风险综合评价模型。综合评价模型通过组合赋权,既运用熵值法最大限度的将原始数据反应的煤层气开发实际情况体现了出来,又利用三角模糊数法考虑了煤层气开发专家的主观判断,还结合了结构方程模型对风险形成机制的科学分析。模型利用离差平方和最大原则优化组合赋权,增大了煤层气开发评价指标间的对比差异,使评价指标特征显示更突出,评价结果更清晰、可靠。模型充分体现了煤层气开发风险的复杂性、动态性和不确定性。(5)结合实际案例对煤层气开发风险进行实证研究。运用煤层气开发风险综合评价法,对基于生命周期理论的煤层气开发风险进行详细分析,选择不同煤层气开发区块的多个煤层气开发案例进行对比计算,并对案例评价结果进行总体和个别风险的分析。从分析煤层气开发传统风险防范方法入手,运用风险路径关联影响的设计原理,建立了煤层气开发风险动态防范体系;运用路径分析的方法对煤层气开发的风险控制进行了研究,结合煤层气开发实际情况,提出风险防控的措施,给出了相应的风险应对策略和建议。
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【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE38
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本文编号：2379899