基于煤田地质勘察数据的煤层气预测分析方法研究

贾庆辉

山东省煤田地质局第二勘探队 山东 济宁 272000

中国科技发展及进步速度较快，新能源开发利用也进入了迅猛发展阶段，开发利用煤层气这一课题，也获得了长足发展并投入了大量精力进行研究。在评价煤层气资源过程中，参照数据主要是煤储层含气量[1]，因此，获取其准确数据，十分重要。

一、预测含气量的办法分析

预测含气量包括逐步回归分析及单因素分析，检验后者，可分析含气量是否存在明显干扰，前者首先选出相关含气量Q最大的地质因素，计算并检验该因素作用，分析是否显著，若显著，于回归式中引入。再筛选剩下的地质因素，找出密切Q的因素，若后来因素引入导致先引入因素不能显著作用于Q，在回归式中将其剔除，反复进行，至没有一个自变量可以剔除或者引入，停止进行，在众多因素中，将显著作用或者最有意义的地质因素选出，构建线性回归方程，确保最佳。

结合本文研究的井田煤储层地质条件及煤层气自身特点[2]，将影响含气量地质因素初步选出，从多个角度入手，包括保存条件、生气条件以及储气条件，地质因素包括煤层净厚度、煤层总厚度、黄土层厚度、埋深、砂泥比等，共计19个地质因素，做好单因素分析后，将与含气量联系密切的地质因素选出，然后开展逐步回归分析，做好显著性检验工作。逐步回归分析过程中，采用SPSS数据统计软件，参照地学信息处理软件，构建数学模型，分析比较8＃的3个模型，将合理数学模型选出，对8＃煤层含气量进行预测，从而对含气量进行准确预测。

二、煤层气预测模型构建

了解煤气层自身特点，参照煤储层地质条件，对19个对8＃煤层含气量造成影响的地质因素进行初步筛选，收集钻孔资料，对煤层气井测试资料进行充分掌握，同时了解瓦斯测试资料，然后整理及分析8＃煤层的单因素分析相关数据，具体如下：钻孔号NZ001，含气量0.00m3/t、煤层总厚度1.54m、煤层净厚度1.54m、埋深1084.39m、黄土层厚度241.19m、上部岩层总厚度843.20m、上部延安组总厚度6.80m、下部延安组总厚度83.29m、延安组总厚度96.97m、上部延安组泥岩厚度6.80m，钻孔号NZ002，含气量0.47m3/t、煤层总厚度3.49m、煤层净厚度3.49m、埋深964.18m、黄土层厚度80.00m、上部岩层总厚度884.18m、上部延安组总厚度27.99m、下部延安组总厚度1.31m、延安组总厚度32.78m、上部延安组泥岩厚度11.34m，钻孔号NZ810，含气量0.35m3/t、煤层总厚度3.85m、煤层净厚度3.60m、埋深996.10m、黄土层厚度50.00m、上部岩层总厚度946.10m、上部延安组总厚度97.92m、下部延安组总厚度8.22m、延安组总厚度110.36m、上部延安组泥岩厚度41.77m。

为8＃煤层构建含气量预测模型，共计3个[3]，分别是5孔预测模型、6孔预测模型及5+6孔预测模型。对含气量数据(5个煤层气井)进行统计，利用表格，做好相关性分析，2者分别是已收集的地质因素、8＃煤层含气量，以此类推，完成19个地质因素分析，煤层总厚度与含气量的相关关系中，y代表含气量，R2代表两个量的关联度，x代表煤层总厚度，y＝0.4079x+0.1583，R2＝0.3568，煤层净厚度与含气量的相关关系中，y＝0.4518x-0.0683，R2＝0.3835。分析得出，地质因素中，与含气量显著相关的包括埋深、煤层净厚度、下部延安组总厚度、黄土层厚度、下部延安组泥岩厚度等。

单因素分析19个地质因素后，将R2＞0.4的地质因素选出[4]，做好逐步回归分析处理，对含气量预测模型进行构建，利用对比分析来明确预测8＃煤层含气量的基础数据，具体包括7个地质因素。

构建含气量预测模型过程中，需要使用地学信息处理软件，输入数据后，利用逐步回归分析来获得数学模型，8＃煤层含气量预测模型1逐步回归分析结果如下表述：自由度(3，1)，标准差0.264，负相关系数0.9987，F-检验值128.6908.根据构建的含气量预测模型，在预测模型中，将钻孔相关地质因素(已知含气量)代入，预测8＃煤层含气量，可获得预测值，对比实测值，可获得以上数据。由此看出，两者偏差不大，结果可信[5]。

三、对比及选定预测模型

利用逐步回归办法，将3个含气量预测模型最终建立，针对本地区8＃煤层，利用显著性检验，预测含气量，为了更加符合实际，对比分析并将合理数学模型筛选而出，预防含气量，十分必要。进行含气量预测模型选择过程中，需要考虑2点，第一点是数据准确性及样品数量，第二点是煤层气自身特点，综合考虑后，确定“5+6”的模型3最为合适。

四、预测含气量及计算资源储量

对含气量进行预测过程中，利用模型3，计算预测相关数值，对钻孔含气量预测值进行相应计算，绘制井田8＃煤层含气量等值线图[6]，判定为特低等储量丰度。采用体积法计算8＃煤层气资源/储量，最后，计算所得井田8＃煤层气资源/储量、平均资源丰度分别为3.309×109m3、0.309×108m3/km2。

结束语

本文所研究的煤田处于人迹罕至地区，在地下1000m深埋着煤炭资源，分析地质条件特点，具有单一性，本地区将煤炭资源精查工作初步完成，地质资料较为完善及全面，但是，分析发现，由于煤层气资源测试成本及勘察取样成本均高昂，只能有限分析样品，在井田内，相对较少含气量测试数据，利用该数据对煤层气资源/储量进行计算，不科学，不可取。因此，应利用其它地质影响因素，对含气量参数进行量化，目的是对含气量进行科学及准确分析预测，通过将相关数学模型构建来收集未知地质钻孔的含气量，预测含气量，对井田内含气量分布规律进行准确反映。

利用数学统计法，将地质资料中数据提取并利用数学关系来构建数学地质预测模型，意义重大，对此方法进行分析，基础是煤田地质勘察资料，在单因素分析、线性回归建模期间，将异常数据剔除，可保证准确预测，比较及选择模型期间，需要综合考虑，构建含气量预测模型办法期间，需要对已有信息进行充分利用，预测煤层气含量，将资金投入减少，科学合理实现目的，实现可持续发展。