CN111485868A - 一种基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法，包括采用以下其一或多种方法：A、模型预测法：按照开发方案中对某一区域的未来布井计划，在该区域地质模型中截取相应的范围，据该区域的煤层含气量、厚度、净毛比，估算模型控制的地质储量为该区域煤层气的动用储量；B、单井核算法：对评价单元地质认识较为完善的区域，据该评价单元总总面积内的地质储量得到该区域单井控制储量，按照开发井的数量估算该评价单元内其他区域的动用储量；C、动用边界法：根据整个评价单元面积内的煤层气地质储量为参照，按照计划动用面积占比估算待评价区域的动用储量。本发明能够较准确地评价动用储量，对预测最终可采储量、编制开发方案具有重要意义。

Description

一种基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法

技术领域

本发明涉及油气勘探开发技术领域，具体涉及一种基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法。

背景技术

动用储量是指已投入开发或列入开发计划的那一部分(层系、区块或油气田)控制的地质储量，是评价油气田储量动用程度及开发建设经济性的一项重要参数。行业内关于油气储量和可采储量的评估方法与体系已经比较完善，但针对动用储量，尤其煤层气动用储量，目前尚未有相对完善、系统的方法体系。

目前有些方法，首先筛选已经成功开发且油藏天然能量评价类似的单元作为代表单元，统计出所述代表单元的平均动储系数，其次针对评价单元的甲型曲线求得动储系数，结合上述平均动储系数计算出该评价单元的动用储量。还有方法主要通过勘察地面条件，明确技术适用性，评价试采产能落实程度，建立不同油藏类型、不同油价、不同井深的经济极限参数图版，确定当前油价下的储量落实程度，侧重于经济可行性，并未针对已列入开发计划的区域进行动用储量评估。

煤层气作为一种重要的非常规天然气资源，具有独特的分布特征和产出机理，经济有效的开发需建立在滚动、持续钻井的基础上。目前公开的评价油气田动用储量的方法主要针对常规油气藏，且多数侧重于研究区块与已成功开发的油气藏对比和未来经济性的考量，并未突出在滚动开发阶段随着开发方案的调整对动用储量的动态评估，对地下资源的动用程度未有清晰的认识和判断。

以澳大利亚A盆地商业开发的煤层气田为例，进行动用储量评估并建立滚动开发阶段煤层气田动用储量评估方法体系。该气田目前处于产能高峰期，工区内已钻井3000余口，具有开发规模大、分布面积广、井数多、储层非均质性强等特征。随着滚动勘探开发认识的更新和深入，各年均对气田的开发方案进行调整，需要对动用储量进行跟踪动态地评估，掌握地下资源的利用情况。因而，如何利用已有资料与认识，尽可能准确地评价动用储量出来，对预测最终可采储量、编制开发方案具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法体系，以能在不同的条件下，适用不同的方法，尽可能准确地评价动用储量，对跟踪煤层气田储量动用程度、预测最终可采储量提供参照。

本发明首先提出一种基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法，所述方法包括采用以下其一或多种方法对煤层气田的动用储量进行估算：

A、模型预测法：按照开发方案中对某一区域的未来布井计划，在该区域的地质模型中截取相应的范围，根据该区域的煤层含气量、厚度、净毛比等参数，估算截取模型范围内控制的地质储量为该区域煤层气的动用储量；

B、单井核算法：对评价单元地质认识较为完善的区域，根据该评价单元总面积内的地质储量得到该区域单井控制储量，按照开发井的数量估算该评价单元内其他区域的动用储量；

C、动用边界法：根据整个评价单元面积内的煤层气地质储量为参照，按照计划动用面积占比估算待评价区域的动用储量。

可根据勘探资料或已经掌握的待评价区域的信息，选用合适的方法进行动用储量的估算。

进一步地，在方法A中，所述动用储量为R，则

R＝S*H*ρ*NTG*Q，

其中R为动用储量，单位为立方米；H为动用范围截取模型的煤层厚度，单位为米；S为动用储量范围，面积平方米；ρ为煤层密度，单位为吨/立方米；NTG为煤层净毛比，无单位，Q为煤层含气量，单位为立方米/吨。

进一步地，在方法B中，所述动用储量为R1，则

R1＝Rw*N1，

其中Rw为所述某一评价单元研究区的单井控制储量，N1为待评价区域的布井数量。

上述方法中，所述单井控制储量Rw＝R0/N，其中R0为所述某一评价单元研究区总面积的地质储量，N为动用该评价单元所需要钻的总井数。

进一步地，所述单井的控制范围以圆形计算，所述总井数N＝S/π*(L/2)²，其中，S为所述某一评价单元研究区的总面积。

进一步地，在方法C中，所述动用储量为R，则

R＝R0*(S/S0)，

其中，开发待评价区域中可列入开发计划或新纳入开发计划的动用面积为S，该待评价区域所在整个评价单元的面积为S0，整个评价单元的煤层气地质储量为R0。

进一步地，所述方法A还包括在估算之前对待评价区域进行地质模型的建立。

上述方法中，方法A中的带评价区域可为滚动开发区域。

上述方法中，方法B中的待评价区域可为滚动开发区域。

上述方法中，方法C的待评价区域可为滚动开发区域或新纳入开发计划的试采评价区域。

本发明可根据不同的开发阶段、研究区资料基础，应用不同的煤层气动用储量评价方法。三种方法可独立使用，也可同时使用互相验证。

本发明对不同的适用场合进行细分，使得评估更合理，可更准确地评价动用储量，对预测最终可采储量、编制开发方案具有十分重要的意义。

附图说明

图1为本发明一实施例模型预测法确定动用范围边界示意图；

图2为本发明一实施例开发边界法确定动用范围边界示意图；

图3为本发明一实施例煤层气田开发区及布井计划分布图；

图4a为本发明一实施例旧版研究区模型控制法评估动用储量(外边界线为不同方案动用范围界限，NTG为煤层净毛比)；

图4b为本发明一实施例新版研究区模型控制法评估动用储量(外边界线为不同方案动用范围界限，NTG为煤层净毛比)；

图5为本发明一实施例开发区各小区不同开发方案中动用面积对比示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

本发明旨在提供一种针对滚动开发阶段的煤层气田动用储量的评价方法体系，以天然气地质储量评价方法为基础，为开发方案中动用储量的估算提供一种切实可行的方法。该体系根据使用条件不同，包括三种方法，以满足不同时效与精度的工作要求，掌握煤层气田不同开发阶段地下资源的动用情况，此方法直接关系到气田的最终可采储量及经济效益。

本发明主要针对目前业内煤层气田动用储量方法体系欠缺的问题，根据煤层气独特的资源分布特征及采出机理，建立滚动开发阶段煤层气田动用储量的评估方法。主要工作思路为：以研究区地质条件和资源分布为基础，首先，根据研究区处于的不同勘探开发阶段，将研究区划分为滚动开发区与试采评价区域，勘探评价区域不列入开发方案。根据不同阶段煤层气开发方案的调整，建立模型预测法、边界控制法、单井核算法三种估算方法。在实际工作中，根据不同的煤层气特征和工作需要，选择合适的估算方法。

本方法体系适用的前提条件为：研究工区内煤层气田已经进入或准备进入滚动开发阶段，已有年度开发方案作为计算支撑；已经有较为成熟、完善的地质认识，风险勘探、勘探评价早期或勘探效果较差等煤层气区域尚不能列入开发方案或有未来动用的计划，尚达不到评价气田动用储量的阶段，不作为本技术的适用对象。在实际工作中，根据不同的开发阶段、研究区资料基础、应用不同的煤层气动用储量评价方法。三种方法可独立使用，也可同时使用互相验证。

下面对三种方法的工作流程作出说明：

(1)模型预测法

以研究区勘探、评价阶段获取的煤层构造、岩性资料与煤层气实验分析数据为基础，应用建模软件，建立煤层气三维地质模型。根据开发方案中对工区内某一区域的未来布井计划，在地质模型中截取相应的范围，该范围内控制的地质储量为该区域煤层气的动用储量。未来开发区域的边界由布井范围向外推1个井距的范围圈定，井距作为已知参数，由开发方案中测试资料、数值模拟工作已经确定了合理的井网井距。

在地质模型中，采用体积法计算动用储量。采用以下公式：

R＝S*H*ρ*NTG*Q，其中R为动用储量，单位为立方米；H为煤层厚度，单位为米；S为开发方案中动用储量范围，面积平方米；ρ为煤层密度，单位为吨/立方米；NTG为煤层净毛比，无单位，Q为煤层含气量，单位立方米/吨。

本发明一实施例的模型预测法确定动用范围边界示意图如图1所示。

(2)单井核算法

在充分认识地质条件和煤层气资源分布特征的情况下，各评价单元内具有相似的地质条件和资源丰度等特征。在同一个评价单元内，参照实际设计的井距，计算单个评价单元内需要钻的总井数。结合开发方案内井数的变化调整，估算相似评价单元内的动用储量。该方法主要通过以下流程实现：

研究区总面积S，地质储量R0；

若研究区以一定井距L布满滚动开发井，总井数N，按单井控制范围以圆形计算，N＝S/π*(L/2)²

则有，单井控制储量Rw＝R0/N；

不同版本的开发方案中，布井总数N1、N2；

则煤层气动用储量：Ri＝Rw*N1，R2＝Rw*N2，动用储量差异ΔR＝R2-R1。

(3)开发边界法

列入开发方案的煤层气区域常分为两类，一类为滚动开发区块，主要通过模型预测法和单井核算法评估；另一类为通过试采评价后，新列入开发计划的区域。这类区域地质认识相对不足，在开发历程中的某一时间点，尚不能计算出全部动用该区域所需要的总井数及其周边区域是否列入未来开发计划(如下图中评价区域内的红色虚线外的区域)，这种情况更适合采用开发边界法。该方法主要通过开发方案中某一小区或某一评价单元内开发范围的边界来评估动用储量。主要计算流程为：

通过试采评价，列入开发方案的区域边界为红色虚线部分，设计井距L。以开发井为圆心，向外推1个井距作为动用区域，面积为S。整个评价单元的面积为S0，煤层气地质储量为R0，则动用储量R＝R0*(S/S0)。

本发明一实施例的模型预测法确定动用范围边界示意图如图2所示。

本发明中模型预测法需要丰富的地质基础资料积累，资料越丰富，模型越准确，动用储量的结果越符合实际，也是编制煤层气开发方案的基础。采用该方法估算动用储量，结果也最为准确，但需要长期的资料积累与模型修正完善，工作周期较长，适用于对某个煤层气田长期跟踪评价。

单井核算法以开发方案为基础，需要以地质储量、井距、布井数量等基础参数，运算过程相对简便，易操作。该方法需要成熟完善的地质认识和相对清晰的评价单元划分。根据地质条件评价单元划分越细致，由于每个评价单元地质条件不同，布井的井距也不同，需要钻井的总井数和单井控制储量不同，计算结果也会受到一定影响。操作实施过程相对简便，服务于短期评价或成熟开发区块的快速评价。

开发边界法操作最为简便，可适用于滚动开发区域和新纳入开发计划的试采评价区域。试采评价区域尚不能计算出未来全部动用所需要的总钻井数，若需要快速评估无法采用单井核算法，此时更适合应用开发边界法，利用开发区域占评价单元的面积比例来评价动用储量。

实施例

澳大利亚A煤层气田某开发区为例，介绍该评价体系的方法流程。

研究区位于A煤层气田中部，面积约900km2，该区域2010年后进入开发阶段，已钻井超过1400口，地质认识较为成熟，煤层气含气量3-5m³/t。根据已钻井获得的资料建立的地质模型接近储层实际情况，开发方案中整个开发区采用750m井距。新版开发方案中，随着新的勘探、测试结果与认识，开发区部分区域扩大开发面积，布井范围如图3。

1.模型预测法

开发区进入滚动开发阶段近10年，积累资料丰富，绝大部分区域已进入大规模滚动开发阶段，建立煤层气田三维地质模型，利用模型对该区域开发方案中的动用储量进行评估。在布井的范围内向外推半个井距350米确定动用范围(图2)。在三维模型中截取对应的范围，采用传统体积法计算得到的地质储量即为开发方案中该区域的动用储量。研究区旧版、新版煤层气动用储量分别为1962.5亿方、2074.1亿方，旧版研究区模型控制法评估动用储量(外边界线为不同方案动用范围界限，NTG为煤层净毛比)如图4a所示；新版研究区模型控制法评估动用储量(外边界线为不同方案动用范围界限，NTG为煤层净毛比)如图4b所示。

2.单井核算法

该开发区煤层气地质认识较为清晰与完善，针对已钻井较多、平面上开发井控制程度较高的区域，可采用单井控制法对动用储量进行评估。开发区平面上包含14个小区，大部分小区的矿权边界为正方形。单个小区面积77km2，按照750米的井距，每个小区最大钻井数为137口。各小区钻井计划的更新对动用储量的影响主要分为以下三种情况：

(1)井数增加，动用储量增加

通过新的勘探、试采结果分析，区域南部部分区域具有商业开发潜力列入新的开发方案，主要在区块南部10、11、12三个小区增加了83口钻井，同时在其他已钻井区域内新增了57口滚动开发井。就单个小区块而言，钻井数量越多，控制的地质储量越大，动用储量也就越大。该情况下，通过前文公式1估算开发方案中煤层气的动用储量。

(2)井数增加，动用储量不变

如开发区南部的13小区，面积较小，约11km2。旧版方案中布井23口，已经控制了该小区所有的区域。即使新的开发方案增加了1口开发井计划，但该小区的动用储量不变。

(3)井数减少

开发区西部的5小区，旧版方案钻井132口，覆盖了小区的所有范围。但在新版方案论证过程中，认为该小区局部可以扩大井距也能对地下储量进行有效动用。故在该类情况下，方案中井数减少了9口井，但动用储量不变。若在实际情况中，某个小区或某个评价单元，钻井数量减少同时又不能控制全部范围，采用公式1进行计算(表1)。

表1单井核算法不同方案煤层气动用储量计算表

3.动用边界法

根据前后两个开发方案布井范围(图1)，可勾勒出动用范围的边界，边界内控制的地质储量即为动用储量。从动用范围的对比来看，通过新一年的勘探及评价测试等工作，取得了新的地质认识，动用范围变化主要集中在5、10、11、12四个小区，获得了新的地质认识后，四个小区均增加了一定区域的动用计划。根据变化区域的面积占各个小区的比例，来估算动用储量(表2)。

表2开发边界法不同方案煤层气动用储量计算表

开发区各小区不同开发方案中动用面积对比图如图5所示。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中实施例的各零部件、装置都是可以有所变化的，各实施方式都可根据需要进行组合或删减，附图中并非所有部件都是必要设置，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法，其特征在于，所述方法包括采用以下其一或多种方法对煤层气田的动用储量进行估算：

A、模型预测法：按照开发方案中对某一区域的未来布井计划，在该区域的地质模型中截取相应的范围，根据该区域的煤层含气量、厚度、净毛比，估算截取模型范围内控制的地质储量为该区域煤层气的动用储量；

B、单井核算法：对评价单元地质认识较为完善的区域，根据该评价单元总总面积内的地质储量得到该区域单井控制储量，按照开发井的数量估算该评价单元内其他区域的动用储量；

C、动用边界法：根据整个评价单元面积内的煤层气地质储量为参照，按照计划动用面积占比估算待评价区域的动用储量。

2.根据权利要求1所述的基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法，其特征在于，在方法A中，所述动用储量为R，则

R＝S*H*ρ*NTG*Q，

其中R为动用储量，单位为立方米；H为动用范围截取模型的煤层厚度，单位为米；S为开发方案模型动用储量范围，面积平方米；ρ为煤层密度，单位为吨/立方米；NTG为煤层净毛比，无单位，Q为煤层含气量，单位为立方米/吨。

3.根据权利要求1或2所述的基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法，其特征在于，在方法B中，所述动用储量为R1，则

Ri＝Rw*N1，

其中Rw为所述某一评价单元研究区的单井控制储量，N1为待评价区域的布井数量。

4.根据权利要求3所述的基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法，其特征在于，所述单井控制储量Rw＝R0/N，其中R0为所述某一评价单元研究区总面积的地质储量，N为动用该评价单元所需要钻的总井数。

5.根据权利要求4所述的基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法，其特征在于，所述单井的控制范围以圆形计算，所述总井数N＝S/π*(L/2)²，其中，S为所述某一评价单元研究区的总面积。

6.根据权利要求1或2或4或5所述的基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法，其特征在于，在方法C中，所述动用储量为R，则

R＝R0*(S/S0)，

其中可列入开发计划或新纳入开发计划的动用面积为S，该待评价区域所在整个评价单元的面积为S0，整个评价单元的煤层气地质储量为R0。

7.根据权利要求1或2或4所述的基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法，其特征在于，所述方法A还包括在估算之前对待评价区域进行地质模型的建立。

8.根据权利要求1或2或4所述的基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法，其特征在于，方法A中的带评价区域为滚动开发区域。

9.根据权利要求1或2或4所述的基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法，其特征在于，方法B中的待评价区域为滚动开发区域。

10.根据权利要求1或2或4所述的基于开发方案的煤层气田动用储量估算方法，其特征在于，方法C的待评价区域为滚动开发区域或新纳入开发计划的试采评价区域。

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