0 引言
1 “甜点区”模糊模式识别模型
1.1 评价参数与评价级别分类
表1 煤层气开发地质“甜点区”选区评价参数与评价级别体系(中高煤阶) |
评价 级别 | 区域地质 | 可采性 | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
煤层埋深/m | 地质构造 | 水文条件 | 含气饱和度/% | 临储比 | 渗透率/10−3 μm2 | |||||||
Ⅰ | <1 000 | 构造简单,褶皱断层不发育,改造弱 | 简单滞流区,水质有利 | >80 | >0.8 | >1.00 | ||||||
Ⅱ | [1 000,1 500) | 构造中等,褶皱断层中等发育,改造不强烈 | 复杂滞流区,水质较有利 | (60,80] | (0.5,0.8] | (0.10,1.00] | ||||||
Ⅲ | [1 500,2 000) | 构造中等,褶皱断层较发育,改造较强烈 | 弱径流区,水质较不利 | (40,60] | (0.2,0.5] | (0.01,0.10] | ||||||
Ⅳ | ≥2 000 | 构造复杂,褶皱断层发育,改造强烈 | 径流区,水质不利 | ≤40 | ≤0.2 | ≤0.01 | ||||||
参数类型 | xnz | xqx | xqx | xpy | xpy | xpy | ||||||
评价 级别 | 可改造性 | 资源地质 | ||||||||||
煤体结构 | 有效 地应力/MPa | 煤层与围岩关系 | 煤层分布 面积/km2 | 煤层 厚度/m | 镜质组 含量/% | 灰分 产率/% | 含气量/ (m3•t−1) | 甲烷 含量/% | ||||
Ⅰ | 原生-碎裂 | <10 | 关系简单,煤层间距小 | >500 | >6 | >75 | <15 | >15 | (90,100) | |||
Ⅱ | 碎裂 | [10,15) | 关系较简单,煤层间距较小 | (100,500] | (4,6] | (60,75] | [15,25) | (8,15] | (85,90] | |||
Ⅲ | 碎裂-碎粒 | [15,20) | 关系较复杂,夹层较多,间距较大 | (10,100] | (2,4] | (45,60] | [25,40) | (4,8] | (80,85] | |||
Ⅳ | 碎粒-糜棱 | ≥20 | 关系复杂,夹层多,间距大 | ≤10 | ≤2 | ≤45 | [40,50] | ≤4 | ≤80 | |||
参数类型 | xqx | xnz | xqx | xpy | xpy | xpy | xnz | xpy | xpy |
1.2 评价参数归一化
1.3 模糊贴近度计算
1.4 评价级别的模糊模式识别
2 应用实例
2.1 研究对象和评价参数
2.1.1 地质构造和含煤地层
2.1.2 煤层厚度和埋深
2.1.3 煤层煤质特征
2.1.4 渗透率和储集层压力
2.1.5 煤层含气性
2.2 评价参数
表2 樊庄区块3号煤层各评价单元评价参数 |
评价单元 | 煤层埋深/ m | 地质构造 | 水文条件 | 煤层分布 面积/km2 | 煤层厚度/ m | 镜质组含量/ % | 灰分产率/ % | |||||||
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单元1 | 580 | 构造中等,褶皱断层中等发育,改造不强烈 | 复杂滞流区,水质较有利 | 112.4 | 5.9 | 81 | 13.70 | |||||||
单元2 | 670 | 构造中等,褶皱断层中等发育,改造不强烈 | 复杂滞流区,水质较有利 | 87.8 | 6.3 | 88 | 11.24 | |||||||
单元3 | 420 | 构造简单,褶皱断层不发育,改造弱 | 复杂滞流区,水质较有利 | 43.4 | 5.5 | 76 | 14.50 | |||||||
单元4 | 400 | 构造中等,褶皱断层较发育,改造较强烈 | 复杂滞流区,水质较有利 | 47.4 | 5.4 | 79 | 13.14 | |||||||
评价单元 | 甲烷含量/% | 煤层与围岩关系 | 含气量/(m3•t−1) | 含气饱和度/% | 临储比 | 渗透率/10−3 μm2 | 煤体结构 | 有效地应力/MPa | ||||||
单元1 | 89.73 | 关系较简单,煤层间距较小 | 20.1 | 84.0 | 0.68 | 0.59 | 原生-碎裂 | 11.66 | ||||||
单元2 | 92.73 | 关系较简单,煤层间距较小 | 26.6 | 91.4 | 0.65 | 0.59 | 原生-碎裂 | 13.47 | ||||||
单元3 | 83.52 | 关系较简单,煤层间距较小 | 12.1 | 66.3 | 0.49 | 0.51 | 原生-碎裂 | 8.82 | ||||||
单元4 | 84.03 | 关系较简单,煤层间距较小 | 14.3 | 72.6 | 0.55 | 0.54 | 碎裂 | 8.40 |
2.3 模糊模式识别模型计算过程和评价结果
表3 樊庄区块3号煤层各评价单元评价参数归一化结果 |
评价 单元 | 评价结果 | 煤层 埋深 | 地质构造 | 水文 条件 | 煤层分布 面积 | 煤层 厚度 | 镜质组含量 | 灰分产率 | 含气量 | 甲烷 含量 | 含气 饱和度 | 临储比 | 渗透率 | 煤体 结构 | 有效 地应力 | 煤层与 围岩关系 |
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单元1 | 评价级别 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅱ | Ⅱ |
计算结果 | 0.60 | 1.00 | 1.00 | 0.03 | 0.94 | 0.24 | 0.09 | 1.00 | 0.95 | 1.00 | 0.60 | 0.54 | 1.00 | 0.67 | 1.00 | |
单元2 | 评价级别 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅱ | Ⅱ |
计算结果 | 0.47 | 1.00 | 1.00 | 0.86 | 1.00 | 0.52 | 0.25 | 1.00 | 0.17 | 1.00 | 0.50 | 0.54 | 1.00 | 0.31 | 1.00 | |
单元3 | 评价级别 | Ⅰ | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅱ |
计算结果 | 0.83 | 1.00 | 1.00 | 0.37 | 0.77 | 0.04 | 0.03 | 0.59 | 0.7 | 0.32 | 0.97 | 0.46 | 1.00 | 0.12 | 1.00 | |
单元4 | 评价级别 | Ⅰ | Ⅲ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅱ |
计算结果 | 0.86 | 1.00 | 1.00 | 0.42 | 0.70 | 0.16 | 0.12 | 0.90 | 0.81 | 0.63 | 0.17 | 0.49 | 1.00 | 0.16 | 1.00 |
3 模型可靠性检验
3.1 模糊模式识别模型可靠性
3.2 本文模型与其他模型的对比
表5 不同渗透率和含气量权重组合下的评价结果 |
渗透率权重 | 评价级别 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0.1 | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ |
0.2 | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ |
0.3 | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ |
0.4 | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ |
0.5 | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ |
0.6 | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ |
0.7 | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ |
0.8 | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ |
0.9 | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ | Ⅰ |
含气量权重 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 |