CN109555517A - 针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法，该针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法包括：步骤1，确定影响探明储量可动用性关键地质因素；步骤2，确定关键地质因素可动用性分类标准；步骤3，建立单因素评价矩阵；步骤4，确定关键地质因素权重系数矩阵；步骤5，进行可动用性关键地质因素模糊数学评价；步骤6，明确个评价地质情况下所采用的开发方式；步骤7，进行开发方式技术经济评价；步骤8，进行探明储量动用性评价。该针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法通过模糊数学方法定量评价地质条件，地质条件决定了的开采工艺，综合市场气价，进行开发效益的预测，达到了定量评价的目的。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种针对煤层气探明储量 可动用性定量评价方法。
背景技术
据国土资源部2015年全国油气资源动态评价成果显示，我国煤层气地 质资源量高达36.8×108m3，且分布广泛。煤层气资源的可动用性是选区评 价需要考虑的关键因素。可动用性是指在目前的经济技术条件下，一个地区 煤层气可采出的程度，它受多种因素如地质条件、煤层气开发方式、开发工 艺、市场条件和国家政策法规等多种因素的影响，其中地质条件、煤层气开 发方式和开发工艺是影响技术可采性的主要因素，而地质条件是技术可采性 的决定性因素。
对于煤层气探明储量可动用性综合评价，前人研究较少，一般通过已开 采区块进行排采效果差异的分析对比，从煤系地层含水性、断裂构造、地应 力状态和煤层与围岩的岩性组合等方面深入讨论煤层气资源可动用性的评 价问题，进而提出煤层气资源可动用性定性/半定量评价方法。具体方法为： 根据沉积环境(砂泥比是一个重要指标)对煤系地层的含水性做出总体判断， 若煤系地层含水层发育(砂泥比高)，则区块整体高产水风险大，煤层气资源 可动用性弱，在勘探选区时，尤其要注意研究断裂的发育情况，选择断裂构造相对简单的区域；在勘探评价阶段和开发阶段井位优选时，需注意远离断 裂带(250～300m)，以降低因断裂的天然水力连通作用导致高产水状况的出 现；在勘探评价阶段和开发阶段压裂层位优选时，需考虑地应力类型和煤层 与围岩的岩性组合，优化压裂规模，将压裂缝高度控制在煤层和隔水层内， 或者放弃因直接顶底板隔水层厚度小、间接顶底板含水层厚度大而煤层气资 源难以动用的煤层，实现同井其他可动用煤层有效排水和降压采气的目的。
现有的煤层气探明储量可动用性综合评价停留在定性-半定量阶段，通 过单因素的比较得到好或者不好的标准，这种方法不能综合考虑地质条件、 煤层气开发方式、开发工艺、市场条件的因素进行定量评价，不能最终给出 一个区域内各区块的可动用性的排队情况。为此我们发明了一种新的针对煤 层气探明储量可动用性定量评价方法，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种为煤层气区块的可动用性进行精确排队，解决 煤层气区块开采的选择问题的针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：针对煤层气探明储量可动用 性定量评价方法，该针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法包括：步骤 1，确定影响探明储量可动用性关键地质因素；步骤2，确定关键地质因素可 动用性分类标准；步骤3，建立单因素评价矩阵；步骤4，确定关键地质因素 权重系数矩阵；步骤5，进行可动用性关键地质因素模糊数学评价；步骤6， 明确个评价地质情况下所采用的开发方式；步骤7，进行开发方式技术经济 评价；步骤8，进行探明储量动用性评价。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，通过地质特征、开发方式的综合评价，结合前人研究和研 究区实际资料，确定影响探明储量可动用性关键地质因素，制定关键地质因 素汇总表，将每一个因素命名为r1、r2、……rn。
在步骤2中，根据各评价单元的地质特征、油藏动态特征和开发效果， 通过分析m个已开发区的n个关键地质因素建立可动用性好、较好、较差、差 4类分类标准。
在步骤3中，确定每一个关键地质因素评价矩阵ri＝(ri1 ri2 ri3 ri4)，其 确定方式如下：
依据步骤2中建立的关键地质因素分类标准，每一个关键地质因素好坏 的划分一般确立一个数值范围S(i)；然后，确定每一个关键地质因素对储量 可动用性的评价必须确定各相邻类别的界限值，即分级代表值e(i)，该值按 如下原则确定：
根据牛顿迭代原理，可以假定单因素评价标准r(x)为线性分段函数，逐 次逼近求解，采用如下方法确定每个地质因素评价矩阵：
由N个关键地质因素构成的单因素评价矩阵R
在步骤4中，通过对前人研究的充分调研，根据研究区的实际情况对因 素进行重要性排序，根据专家的经验，划定各因素重要性序列值，编优先得 分表，求级差，计算因素重要程度系数，建立n个关键地质因素的权重系数， 即权重模糊判断集W＝(w1,w2,…,wn)，
其中：
在步骤5中，根据数学模型V＝W·R，其中，V:评价集；W：权重系数；R： 单因素构成的模糊子集；得到评价集：V＝W·R＝(v1，v2，v3，v4)；
可动用性：v1-评价结果最好，未实施典型开发工艺；v2、v3-评价结果 较好和较差，施加典型工艺后部分可动用；v4-评价结果为差，不管何种工 艺都不可动用；
由于短板效应，即当选取的关键地质因素中某一地质因素特别差时，则 直接判定可动用性为差。
在步骤6中，分析现有煤层气开发方式特点，并确定各种开发方式的地 质适用性和差异性；统计研究区内实施各典型开发方式前后井的产量变化。
在步骤7中，实施前开发工艺前可动用储量为:
Qk＝Qz×v1,
式中，Qk为未实施典型开发工艺可动用储量，Qz为区块总储量，v1为关 键地质因素模糊数学评价中数值；
实施后可动用储量增量为:Qi＝Qz×(a*v2+b*v3)，
式中，Qi为实施典型开发工艺可动用储量，a、b为施加工艺后对应较好、 较差可动用性储量的增量系数，v2、v3、v4为关键地质因素模糊数学评价中 数值；
不可动用储量为:Qb＝Qz×(v2+v3+v4)-Qi
式中，Qb为不可动用储量；
开发方式t1的利润增量Pt1＝Qi×p-Ct1＝Qz×(at1*v2+bt1*v3)×p-Ct1
开发方式t2的利润增量Pt2＝Qi×p-Ct2＝Qz×(at2*v2+bt2*v3)×p-Ct2
式中，at1、bt1为施加工艺t1后对应较好、较差可动用性储量的增量系数, at2、bt2为施加工艺t2后对应较好、较差可动用性储量的增量系数,Ct1为开发 工艺t1的成本，Ct2为开发工艺t2的成本，p为当前气价；
典型开发工艺t1的可动用储量Qt1＝Qk+Qi＝Qz×(v1+at1*v2+bt1*v3)；
典型开发工艺t2的可动用储量Qt2＝Qk+Qi＝Qz×(v1+at2*v2+bt2*v3)。
在步骤8中，探明储量动用效果评价应作如下计算：
可动用效益P＝Max(Qt1,Qt2)×p-Cwell-(Ct1,Ct2)
可动用效益率Pr＝100％×P/[Cwell+(Ct1,Ct2)]
式中，Cwell为钻井成本，Ct1为实施开发工艺t1成本，Ct2为实施开发工艺 t2成本.
低油价下，Pr大着优先开发。
本发明中的针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法，通过地质特征、 开发方式的综合评价，分析技术可行性和经济有效性，形成动用效果评价标 准，完成煤层气区块的可动用性评价，具体研究内容如下：储量有效动用的 关键地质因素模糊数学评价；典型开发方式技术经济评价；探明储量动用效 果评价标准研究。该方法通过模糊数学方法定量评价地质条件，地质条件决 定了的开采工艺，综合市场气价，进行开发效益的预测，达到了定量评价的 目的。
附图说明
图1为本发明的针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法的一具体实 施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出 较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本发明的针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法 的流程图。
在步骤101，通过地质特征、开发方式的综合评价，结合前人研究和研 究区实际资料，制定探明储量可动用性单因素评价表(要经过大量调研确定 分析因素)。制定评价因素汇总表，如表1所示。
表1评价因素汇总表
在步骤102，根据各评价单元的地质特征、油藏动态特征和开发效果， 通过统计m个已开发区的n个关键地质因素建立可动用性好、较好、较差、 差4类分类标准，即：(好,较好,较差,差)的标准，如表2所示。
表2单因素评价标准
将n个单因素评价指标得到的模糊子集构成模糊集R。
在步骤103，确定单因素的评价矩阵ri＝(ri1 ri2 ri3 ri4)。如计算因素 r1＝0.15<0.3,属于好的范围，则在好的取值为1，其他较好、较差、差取值 为0，,单因素评价矩阵则为r1＝(r11 r12 r13 r14)＝(1000)。
在一实施例中，确定每一个关键地质因素评价矩阵ri＝(ri1 ri2 ri3 ri4)， 其确定方式如下：
依据步骤2中建立的关键地质因素分类标准，每一个关键地质因素好坏 的划分一般确立一个数值范围S(i)；然后，确定每一个关键地质因素对储量 可动用性的评价必须确定各相邻类别的界限值，即分级代表值e(i)，该值按 如下原则确定：
根据牛顿迭代原理，可以假定单因素评价标准r(x)为线性分段函数，逐 次逼近求解，采用如下方法确定每个地质因素评价矩阵：
举例：r1计算出来结果为0.35，则依据步骤2中分类标准(表2)
e(1)＝0.3
e(4)＝0.8
r12＝1-0.6＝0.4
r13＝0
r14＝0
则关键地质因素r1的评价矩阵为r1＝(0.6 0.4 0 0)
由由N个关键地质因素构成的单因素评价矩阵R
在步骤104，通过对前人研究的充分调研，根据研究区的实际情况(特 别是通过对已开发区的研究)对因素进行重要性排序，根据专家的经验，划 定各因素重要性序列值，编优先得分表，求级差，计算因素重要程度系数。 建立n个关键地质因素的权重系数，即权重模糊判断集W＝(w1,w2,…,wn)，
其中：
在步骤105，根据数学模型—V＝W·R，V:评价集；W：权重系数；R：单 因素构成的模糊子集。
得到评价集：V＝W·R＝(v1，v2，v3，v4)
可动用性：v1-未实施典型开发工艺；v2、v3-施加典型工艺后部分可动 用；v4-不管何种工艺，不可动用。
此外，由于短板效应，即当选取的关键地质因素中某一地质因素特别差 时，则直接判定可动用性为差。
步骤106，明确个评价地质情况下所采用的开发方式。分析现有煤层气 开发方式t1、t2、...、ti特点，并确定各种开发方式的地质适用性和差异 性。统计研究区内实施各典型开发方式前后井的产量变化。
步骤107，开发方式技术经济评价。
实施前可动用储量应该为:Qk＝Qz×v1,
式中，Qk为未实施典型开发工艺可动用储量，Qz为区块总储量。
实施后可动用储量增量为:Qi＝Qz×(a*v2+b*v3)，
式中，Qi为实施典型开发工艺可动用储量，a、b为施加工艺后，对应较 好、较差可动用性储量的增量系数(对于不同开发方式，a，b不同；a，b可 以拟合不同区块的统计数据求得)。
不可动用储量为:Qb＝Qz×(v2+v3+v4)-Qi
式中，Qb为不可动用储量。
开发方式t1的利润增量Pt1＝Qi×p-Ct1＝Qz×(at1*v2+bt1*v3)×p-Ct1
开发方式t2的利润增量Pt2＝Qi×p-Ct2＝Qz×(at2*v2+bt2*v3)×p-Ct2
式中，at1、bt1为施加工艺t1后对应较好、较差可动用性储量的增量系 数,at2、bt2为施加工艺t2后对应较好、较差可动用性储量的增量系数,Ct1 为开发工艺t1的成本，Ct2为开发工艺t2的成本，p为当前气价；
典型开发工艺t1的可动用储量Qt1＝Qk+Qi＝Qz×(v1+at1*v2+bt1*v3)
典型开发工艺t2的可动用储量Qt2＝Qk+Qi＝Qz×(v1+at2*v2+bt2*v3)
步骤108，探明储量动用性评价。
某区块探明储量动用效果评价应作如下计算
可动用效益P＝Max(Qt1,Qt2)×p-Cwell-(Ct1,Ct2)
可动用效益率Pr＝100％×P/[Cwell+(Ct1,Ct2)]
式中，Cwell为钻井成本，Ct1为实施开发工艺t1成本，Ct2为实施开发 工艺t2成本.
低油价下，Pr大着优先开发。
Claims (9)
1.针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法，其特征在于，该针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法包括：
步骤1，确定影响探明储量可动用性关键地质因素；
步骤2，确定关键地质因素可动用性分类标准；
步骤3，建立单因素评价矩阵；
步骤4，确定关键地质因素权重系数矩阵；
步骤5，进行可动用性关键地质因素模糊数学评价；
步骤6，明确个评价地质情况下所采用的开发方式；
步骤7，进行开发方式技术经济评价；
步骤8，进行探明储量动用性评价。
2.根据权利要求1所述的针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法，其特征在于，在步骤1中，通过地质特征、开发方式的综合评价，结合前人研究和研究区实际资料，确定影响探明储量可动用性关键地质因素，制定关键地质因素汇总表，将每一个因素命名为r1、r2、……rn。
3.根据权利要求1所述的针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法，其特征在于，在步骤2中，根据各评价单元的地质特征、油藏动态特征和开发效果，通过分析m个已开发区的n个关键地质因素建立可动用性好、较好、较差、差4类分类标准。
4.根据权利要求1所述的针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法，其特征在于，在步骤3中，确定每一个关键地质因素评价矩阵ri＝(ri1ri2ri3ri4)，其确定方式如下：
依据步骤2中建立的关键地质因素分类标准，每一个关键地质因素好坏的划分一般确立一个数值范围S(i)；然后，确定每一个关键地质因素对储量可动用性的评价必须确定各相邻类别的界限值，即分级代表值e(i)，该值按如下原则确定：
根据牛顿迭代原理，可以假定单因素评价标准r(x)为线性分段函数，逐次逼近求解，采用如下方法确定每个地质因素评价矩阵：
由N个关键地质因素构成的单因素评价矩阵R
5.根据权利要求1所述的针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法，其特征在于，在步骤4中，通过对前人研究的充分调研，根据研究区的实际情况对因素进行重要性排序，根据专家的经验，划定各因素重要性序列值，编优先得分表，求级差，计算因素重要程度系数，建立n个关键地质因素的权重系数，即权重模糊判断集W＝(w1,w2,…,wn)，
其中：
6.根据权利要求1所述的针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法，其特征在于，在步骤5中，根据数学模型V＝W·R，其中，V:评价集；W：权重系数；R：单因素构成的模糊子集；得到评价集：V＝W·R＝(v1，v2，v3，v4)；
可动用性：v1-评价结果最好，未实施典型开发工艺；v2、v3-评价结果较好和较差，施加典型工艺后部分可动用；v4-评价结果为差，不管何种工艺都不可动用；
由于短板效应，即当选取的关键地质因素中某一地质因素特别差时，则直接判定可动用性为差。
7.根据权利要求1所述的针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法，其特征在于，在步骤6中，分析现有煤层气开发方式特点，并确定各种开发方式的地质适用性和差异性；统计研究区内实施各典型开发方式前后井的产量变化。
8.根据权利要求1所述的针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法，其特征在于，在步骤7中，实施前开发工艺前可动用储量为:
Qk＝Qz×v1,
式中，Qk为未实施典型开发工艺可动用储量，Qz为区块总储量，v1为关键地质因素模糊数学评价中数值；
实施后可动用储量增量为:Qi＝Qz×(a*v2+b*v3)，
式中，Qi为实施典型开发工艺可动用储量，a、b为施加工艺后对应较好、较差可动用性储量的增量系数，v2、v3、v4为关键地质因素模糊数学评价中数值；
不可动用储量为:Qb＝Qz×(v2+v3+v4)-Qi
式中，Qb为不可动用储量；
开发方式t1的利润增量Pt1＝Qi×p-Ct1＝Qz×(at1*v2+bt1*v3)×p-Ct1
开发方式t2的利润增量Pt2＝Qi×p-Ct2＝Qz×(at2*v2+bt2*v3)×p-Ct2
式中，at1、bt1为施加工艺t1后对应较好、较差可动用性储量的增量系数,at2、bt2为施加工艺t2后对应较好、较差可动用性储量的增量系数,Ct1为开发工艺t1的成本，Ct2为开发工艺t2的成本，p为当前气价；
典型开发工艺t1的可动用储量Qt1＝Qk+Qi＝Qz×(v1+at1*v2+bt1*v3)；
典型开发工艺t2的可动用储量Qt2＝Qk+Qi＝Qz×(v1+at2*v2+bt2*v3)。
9.根据权利要求1所述的针对煤层气探明储量可动用性定量评价方法，其特征在于，在步骤8中，探明储量动用效果评价应作如下计算
可动用效益P＝Max(Qt1,Qt2)×p-Cwell-(Ct1,Ct2)
可动用效益率Pr＝100％×P/[Cwell+(Ct1,Ct2)]
式中，Cwell为钻井成本，Ct1为实施开发工艺t1成本，Ct2为实施开发工艺t2成本.
低油价下，Pr大着优先开发。
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