鄂尔多斯东缘煤层气勘察潜力研究.doc

1、1鄂尔多斯东缘煤层气勘察潜力研究摘要：本次研究通过对鄂尔多斯东缘储层压力梯度、渗透率等指标的研究分析，表明鄂尔多斯盆地东缘河东煤田临兴区块储层压力梯度为 0.592-1.01 MPa/100m，大多低于静水压力梯度；三交区储层压力为正常压力至超压，个别点为欠压；石楼区块 4+5 号、8+9 号煤层平均压力梯度分别为 0.59 MPa/100m，0.689 MPa/100m，普遍欠压；鄂尔多斯盆地东缘渗透性较好，多数层位的渗透率大于 110-3m2，但总体上各个层位的渗透性差别较大；随着深度增加，煤层气勘查潜力逐渐变差，依次出现勘查潜力级别为良级、可级和差级的区带；鄂尔多斯盆地东缘浅部区的最北端

2、煤层气的勘查潜力级别为良级，评价的最终综合优度值为5565。从临县、兴县向南，煤层气的勘查潜力级别基本为优级，评价的最终综合优度值大于 65；特别是在柳林-临县、大宁、韩城等地区，还存在综合优度值大于 70 的地区，其勘查潜力属于优中之优。 关键词：鄂尔多斯盆地东缘；储层物性；灰色聚类；层次分析；勘察潜力 THE EAST EDGE OF ORDOS COALBED METHANE EXPLORATION POTENTIAL ZHOU Long-fei (The third Road and Bride Department, Zhongyuan Oilfield 2Construction

3、Group, Puyang 457000, China) Abstract:Through studying and analyzing the east edge of ordos reservoir pressure gradient and permeability , show that reservoir pressure gradient is 0.592-1.01 MPa / 100 m in the east margin of ordos basin hedong coal field lin - xing block, Mostly lower than the hydro

4、static pressure gradient;Sanjiao block reservoir pressure is normal pressure to overpressure, individual points for under voltage;Shilou block, an average pressure gradient of 8+ 9 ,4 + 5 coal seam were 0.59 MPa/ 100 m, 0.689 MPa / 100 m, generally under voltage;East margin of ordos basin has good p

5、ermeability, Most of the strata permeability is greater than 1 x 10-3m2 , But overall the greater difference between the permeability of strata;Coalbed methane exploration potential gradually become worse with the increase of depth,prospecting potential in the level of a good level,medium and poor z

6、ones;Coalbed methane exploration potential is good levelin the east margin of ordos basin shallow zone of the extreme north , Evaluation of the final composite preference values is 55 65.From LinXian, xing to the southcoalbed methane exploration potential of the basic level is optimal level, Evaluat

7、ion of thefinal comprehensive preference values is greater than 65;Especially in grahame Linxian, Daning, 3Hancheng and other regions, there are comprehensive preference values is greater than 70 region, its belong to the best of the best exploration potential. Key words: The east margin of ordos ba

8、sin;The reservoir physical property; Grey clustering; Hierarchical analysis; Exploration of potential 中图分类号：X752 文献标识码：A 1、引言 此次对鄂尔多斯东缘煤层气勘察潜力评价主要通过对其地质资源量、资源丰度、构造复杂程度、煤层稳定程度、平均埋深、可采系数、渗透率、储层压力梯度、临储比、市场需求、地形条件、基础设施等的研究来对其煤层气勘探潜力进行综合评价。 煤层气资源勘查潜力1,2,7评价可采用的数学方法很多，如加权求和法、模糊数学方法、灰色系统方法、层次分析方法等。本次评价基于灰色

9、聚类法和层次分析法3,5,8，建立煤层气资源勘查潜力评价的数学模型及评价体系。 此次通过对储层压力、渗透率4等指标的研究找出煤层气勘察潜力规律6对鄂尔多斯东缘地区煤层气的勘探潜力划分等级。 2、地质概况 鄂尔多斯盆地东起吕梁山，西邻银川地堑六盘山脉，北接乌兰格尔凸起，南跨渭北隆起，区内构造区划包括西缘逆冲带、天环坳陷、伊4陕斜坡、中央古隆起、晋西挠褶带、乌兰格尔凸起和渭北隆起七大地质单元（图 1） 。 图 1 鄂尔多斯盆地构造区划图 Fig.1Tectonic zoning map of Ordos basin 本次评价的两个的重要煤层气含气区带鄂尔多斯东缘含气区带位于晋西挠褶带上，鄂尔多斯东

10、缘地跨山西、陕西两省，地理坐标为东经1090011130，北纬 34303930，包含河东煤田的全部地区，东接离石大断裂，西临黄河，呈狭长弧形带状位于鄂尔多斯盆地东缘。鄂尔多斯东缘南北长约 450km，东西宽 26100km，总面积约 2万多平方公里。 3.评价方法 3.1 灰色聚类法的基本步骤 设：评价对象为 i，i1，2，3，m；评价指标为j，j1，2，3，n； 聚类灰类为 k，k1，2，3，p；分别为 A、B、C、D 四类记 dij为聚类白化数，是指第 i 个聚类对象的第 j 个指标所拥有的白化数。 第 1 步，给出聚类白化数 dij，即构造样本矩阵。 第 2 步，确定灰类白化权函数，记

11、 fjk 为第 j 个指标属于第 k 灰类的白化函数。 第 3 步，标定聚类权 jk， （1） 5式中 jk 为门阀值，一般为 fjk1 和 fjk1 的交点 dij。 第 4 步，确定聚类系数 ik（表示第 i 个聚类对象对第 k 个灰类的聚类系数） ， （2） 第 5 步，构造聚类向量 i（i1，i2，ip） 。 第 6 步，进行聚类。在 i 中选取最大者，确定聚类对象所属的灰类，即 imaxip ，则聚类对象 i 属于 k 灰类。 第 7 步，聚类系数归一化， 。 第 8 步，求综合评价值（分值） 。预先设定了优、良、可、差四类的最高分值，分别为 90、70、50、30。因此， 。最终，

12、按 M 的大小排序，分类。 3.2 建立评价体系层次分析法 层次分析法的基本原理是把复杂问题分解成各个组成因素，又将这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构，通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性，然后综合决策者的判断，确定决策方案相对重要性的总的排序。 层次分析法的基本步骤包括：建立层次结构模型、构造两两比较判断矩阵、计算权重向量、判断矩阵的一致性检验、计算各层元素对目标层的合成权重并进行排序。 根据合成权重，对最底层中各评价区带相对于总目标的潜势进行最终排序。 潜力评价计算过程 6在聚类法步骤的基础上，在第三步由层析分析法（AHP 法）得出评价指标的分类标准，最后进行以下两步。 表

13、1 评价指标的分类标准 Table 1 Classification criteria of evaluation index 级别 地质资源量 资源丰度 埋深 可采系数 渗透率 储层压力梯度 临储比 定性指标 优 250 1.5 风化带-800 60 1 1 0.8 70 良 80-250 1-1.5 800-1200 60-40 0.5-1 0.8-1 0.6-0.8 50-70 可 30-80 0.5-1 1200-1600 40-20 0.1-0.5 0.6-0.8 0.4-0.6 30-50 差 1600 20 0.1 0.6 0.4 30 定性指标包括：构造复杂程度、煤层稳定程度、

14、市场需求、地形条件、基础设施。 （一）求综合评价值 对所得到的煤田与煤层气勘探程度进行不同程度的系数折减，以求结果的合理性。取得各评价单元的最终综合优度值后，可以根据综合优度值排序，同时按优65 分、良 55-65 分、可 45-55 分、差45 分四类 （二）求综合勘查潜力值 对各煤层折减后的综合优度值进行加权平均，求得最终的勘查潜力值。 评价结果 鄂尔多斯盆地东缘地区各评价单元参数埋深范围变化大，从7500m2000m 均有分布，在进行勘查潜力评价时，按煤层埋藏深度等边界对评价单元进行了细分，同时进行了系数折减。最终得到的鄂尔多斯盆地东缘地区的勘查潜力评价结果见表 2，据此分别绘制了鄂尔多

15、斯盆地东缘含气区带煤层气勘查潜力综合评价图（图 2） 表 2 鄂尔多斯盆地东缘地区各评价单元的勘查潜力评价结果 Table 2 east margin of ordos basin area exploration potential evaluation results of each evaluation unit 评价 对象 A 类 系数 B 类 系数 C 类 系数 D 类 系数 所属 灰类 综合 优度值 级别 单元 细分 折减 优度 最终 级别 吉县 0.7949 0.6555 0.5182 0.2579 A 67.8516 优 吉县 1 67.8516 优 吉县 2 74.6367

16、优 吉县 3 54.2813 可 8吉县 4 59.7094 良 吉县 5 40.7109 差 吉县 6 67.8516 优 石楼 0.7949 0.6053 0.5182 0.2579 A 67.8020 优 石楼 1 67.8020 优 石楼 2 54.2416 可 石楼 3 40.6812 差 石楼 4 67.8020 优 柳林 0.8339 0.6496 0.4633 0.1783 A 70.1325 优 柳林 1 77.1457 优 柳林 2 56.1060 良 柳林 3 42.0795 差 柳林 4 70.1325 优 三交 0.8149 0.5458 0.4864 0.2277

17、A 68.7778 优 三交 1 68.7778 优 三交 2 75.6556 优 三交 3 55.0222 良 三交 4 41.2667 差 三交 5 68.7778 优 临兴 0.6474 0.7313 0.6620 0.3234 B 64.4048 良 临兴 1 64.4048 良 临兴 2 70.8452 优 9临兴 3 51.5238 可 临兴 4 38.6429 差 河保 0.6474 0.7313 0.6620 0.3234 B 64.4048 良 河保 1 64.4048 良 河保 2 51.5238 可 河保 3 38.6429 差 河保 4 64.4048 良 神府 0.6

18、424 0.6804 0.6469 0.3536 B 63.8733 良 神府 1 63.8733 良 神府 2 51.0987 可 神府 3 38.3240 差 韩城 0.8256 0.6430 0.4504 0.2141 A 69.5028 优 韩城 1 69.5028 优 韩城 2 76.4530 优 韩城 3 55.6022 良 韩城 4 41.7017 差 从鄂尔多斯盆地东缘含气区带煤层气勘查潜力综合评价图（图 2）来看，勘查潜力为优级的区块从北向南主要分布于从临县到乡宁的盆地浅部边缘一带，这里也是目前我国煤层气勘查的热点地区之一。再向西往盆地内部，呈南北向条带状依次出现勘查潜力为良

19、、可、差级的区块。10图 2 鄂尔多斯盆地东缘含气区带煤层气勘查潜力综合评价图 Fig.2 The east margin of ordos basin contains gas province with coalbed methane exploration potential evaluation map 结论 鄂尔多斯盆地东缘河东煤田临兴区块储层压力梯度为 0.592-1.01 MPa/100m，大多低于静水压力梯度；三交区储层压力为正常压力至超压，个别点为欠压；石楼区块 4+5 号、8+9 号煤层平均压力梯度分别为 0.59 MPa/100m，0.689 MPa/100m，普遍欠压。

20、 鄂尔多斯盆地东缘渗透性较好，多数层位的渗透率大于 110-3m2，但总体上各个层位的渗透性差别较大。随着深度增加，煤层气勘查潜力逐渐变差，依次出现勘查潜力级别为良级、可级和差级的区带。 鄂尔多斯盆地东缘浅部区的最北端，包括河曲、府谷等地区，煤层气的勘查潜力级别为良级，评价的最终综合优度值为 5565，属于鼓励开发的地区。从临县、兴县向南，包括离石-柳林、石楼、大宁、蒲县、吉县、乡宁、韩城，直到合阳县城的广大地区，煤层气的勘查潜力级别基本为优级（仅隰县周围为良级-可级） ，评价的最终综合优度值大于65，属于优先开发的地区；特别是在柳林-临县、大宁、韩城等地区，还存在综合优度值大于 70 的地区，其勘查潜力属于优中之优。 参考文献（References）： 冯三利，叶建平，张遂安. 鄂尔多斯盆地煤层气资源及开发潜力分