（二）煤层气勘探、开发的步骤与资源量、储量

Answer 1

煤层气勘探开发评价大体上可分为三个阶段，即预探评价阶段、勘探评价阶段和开发评价阶段（图31-1、2）。

预探评价阶段的目标是选出有利的含煤盆地或地区。煤层气勘探多半是在煤田勘探基础上进行的，煤炭资源普查或煤田地质勘探，积累了大量的可供参考的煤层气勘探资料，煤层气勘探初期应当充分利用已有的地质资料。为了取得煤田地质勘探等已有资料所不能替代的煤层气地质参数，或是为了验证已有的资料，预探阶段可钻探少量资料井获取所需的参数。预探阶段资料整理侧重于煤资源评价、气源岩评价和储集层评价三个方面，应当选择煤层厚、分布广、资源丰度高，同时还要煤质好、煤阶适中、含气量高和储层渗滤条件有利的煤层和区块作为目标煤层和预选区块。预探评价最重要的环节在于对含煤盆地地质背景的分析，通过大量的区域地质资料与已有的煤资源、气源岩和煤储层参数，对含煤盆地特征及形成演化历史作出全面分析，才能对盆地煤层气资源前景作出初步的推断。应当指出，这种推断具有一定的风险性，因为煤资源或煤田勘探资料终究不能替代煤层气勘探，少量煤层气资料井的成功率更具偶然性，若部署适当取得较理想的资料会推进勘探进程，若因部署不当而肯定或否定一个盆地或地区，还会因此贻误战机。

勘探评价阶段的目标是选出煤层气勘探的有利区块。勘探评价要对预探评价阶段提出的有利勘探区作出进一步勘探的评价，既或是在有利的盆地也不会全面展开部署煤层气勘探，勘探阶段仅是对盆地勘探的入手点进行评价，入手勘探的区块并不一定是盆地最有利的高产区，因而勘探评价阶段取得局部或点的资料，仍要与盆地整体相联系才能将盆地内含气系统摸清。部署勘探井获取煤层气的关键参数包括五个方面，一是确定选区内勘探目标煤层的厚度，主要目标煤层一般应当大于2 m，当然厚度越大越有利，当勘探区块内煤层厚度小于2 m，且分布较普遍是不利的。二是通过煤层气勘探井直接测试求取煤层含气量，煤田勘探获取的大量煤层气含量参数值得认真参考，直接取证煤层含气量参数更为重要。一般要求煤层含气量大于5 m³/t，当然含气量越高越有利，当煤层含气量低于5 m³/t时，评价决策应当谨慎。当然评价不能仅仅依据一项气含量指标就断然肯定或否定，有时高煤阶气含量虽高但渗透性很差，亦有时低煤阶气含量稍低但煤资源丰度高而且储渗条件好。三是煤层渗滤参数是至关重要的，从某种意义上讲它是具有关系勘探成败的一项关键参数。煤岩是双孔隙介质，但决定渗透性的好坏主要还是裂隙系统发育的好坏。非裂隙性岩石通过实验室岩心测定渗透率，煤岩渗透率测定须通过煤层气钻探试井求取渗透率参数，渗透率值一般应大于0.1×10^-3μm²，渗透率高对甲烷解吸与产出有利，低于下限值时其它参数即使很好亦难以决策。四是试井测试时还要求取煤储层压力参数，煤储层原始储层压力即煤层中部压力，它反映了储层能量大小和储层中流体的流动状态。煤储层压力是气体和水从裂隙向井筒流动的能量，煤储层压力对煤层的含气量及气体的赋存状态都有影响。煤储层可能超压或欠压，超压井可能是高产井，但超压井也往往带来生产成本增高的弊端，欠压井也不能一概否定，也可能成为较好的生产井。五是等温吸附曲线的测定是煤层气勘探所必须求取的重要参数，通过等温吸附曲线与储层压力等资料，可以取得含气饱和度等资料。当解吸压力与地层压力比小于0.5的时候，标示出煤层中气体难以解吸，在含气饱和程度也低的情况下，应当对勘探井或区块作出否定评价。通过煤层气勘探阶段取得的煤资源量、含气量、渗透率、储层压力，以及等温吸附测定取得的解吸压力、含气饱和度等参数，经过综合分析对比即可选出进一步勘探开发的有利区块。

图31-1 煤层气勘探开发阶段划分及评价选区流程框图

图31-2 煤层气地质评价研究内容框图

开发评价阶段是在前期选定的有利区块基础上进行的。应当指出，勘探阶段选定的区块并不一定是含煤盆地煤层气藏最有利的部位。盆地是一个含气系统或是具多个含气系统，选区是气藏的高产区带还是低产区带，要通过深入的勘探才能逐步摸清。开发评价阶段应在优选区块内合理的部署试验井和井网，进行小井网排采试验，试验井或小井网要能够控制所选定的区块。通过试验井或井网求取试采的各项数据，特别是评价煤层气藏的关键性参数，测算勘探开发区块的探明储量，同时进行储层模拟分析，评价气藏开发的经济效益，由此作出是否转入工业性开发生产的决策。

不同的勘探开发阶段应作出不同的评价，与煤层气勘探开发阶段相匹配的是不同量级的资源量、储量。资源量或储量是各种量化指标的综合评价参数，以量化的气资源量来标示，但必须要以相应的配套参数作为依托。

储量和资源量是一个与地质认识和经济技术条件相关的变数。煤层气盆地、煤层气藏勘探开发的全过程，实际上是对盆地和气藏特征逐步认识的过程，亦是储量精度逐步提高和接近客观实际的过程。这个过程既有连续性，又有阶段性。不同勘探、开发阶段所计算的储量精度不同，确定的储量级别不同，在保证经济效益的前提下，作出的勘探、开发决策也应当不同。

石油及天然气（常规）通过大量的勘探、开发实践制订了储量及资源量规范。关于天然气（常规）储量及远景资源量分级，从盆地勘探到气田发现并投入开发，大体经历预探评价、勘探评价和开发评价三个阶段。根据预探、勘探、开发各阶段对盆地和气藏的认识程度，分为远景资源量与储量两个大类，进而将远景资源量划分为推测资源量和潜在资源量两级，将储量划分为预测储量、控制储量和探明储量三个级别，又将探明储量分为已开发、未开发和基本探明储量三类。

在储量分级之外划出远景资源量是很有必要的。远景资源量是根据地质、地球物理、地球化学资料类比估算的尚未发现的资源量，它可以推测今后气田被发现的可能性和规模的大小，在概率曲线上反映出估算值具有一定的合理范围。推测资源量可以作为编制早期区域勘探部署或长远规划的依据，潜在资源量可以作为编制预探部署的依据。

天然气（常规）储量及远景资源量的分类，将烃类气体按地层中原始产状分为：气层气、溶解气、气顶气、水溶气和凝析气。如果以此分类也可以将煤层气归类为气层气及水溶气。但从煤层气的成生机理、储集特征、成藏条件以及勘探开发方式来看，都与常规天然气有着明显的差别。因此，煤层气（不包括一般意义上的煤成气）应当作为一个新的矿种列入天然气储量规范。由于煤层气是一个新兴的能源矿种，至今国内以及国外尚未建立规范的储量标准，从完善天然气储量规范而言，亦应当建立煤层气储量及远景资源量的规范，而且应当与石油、天然气及其它矿种的标准相对应，又要与煤层气自身的特点相符合。

由于煤层气与常规天然气的赋存状况有很大的差别，因此制订储量规范也应当有所不同。进行煤层气勘探一般要在煤田勘查之后，因此很少动用地球物理、地球化学等勘探手段进行预探、勘探及开发，而主要选用钻井方式进行勘探。通过钻井钻取岩心进行测试，同时进行测井、试井、压裂、排采取得计算储量所需的各种参数。常规天然气井往往是钻井打开气层后就会畅喷，而后进行测试、试井获取气井的各种参数。煤层气井往往是钻达产气的煤层，完井后进行相当时间的排采，将煤层中的水排放，通过煤层降压使吸附在煤岩上的气体解吸，产气量逐步上升达到产气高峰，而后才能作出评价。而且仅有一口气井的排采成功还不行，还需要进行小井网的排采试验，才能证实所勘探区块的可采性。

煤层气藏不象常规天然气藏的气体赋存在含气圈闭之中形成明显的气水边界，煤层气藏的边界往往是通过钻井排采，确定其产气能力，逐步划清边界，有些是骤变，而往往是渐变的。有时确定其边界不完全是地质意义上的边界，很大成分是气井虽有一定的产能但因经济上的可采价值不大而被否决。同一个煤层气盆地可能形成较大面积的气藏，也可能分割为多个含气系统形成多个气藏。

还有可勘探深度的差别，常规天然气的勘探深度可达5000 m或更深，而煤层气井的可采深度，受经济技术诸因素的制约，如同煤炭开采深度较浅一样，一般在2000 m以浅，甚至更浅，因而测算资源量时均在此线以浅的范围内。

煤层气储量、资源量的分级、分类大体可作如下划分（表31-1）。

远景资源量与储量是有区别的，在煤层气勘探进入勘探评价前的预探阶段，一般不投入或少投煤层气勘探的实物工作量，而且要对煤炭资源勘查的大量资料进行综合分析，作出对远景资源量的评估。远景资源量划分为推测资源量与潜在资源量两类，与常规天然气规范的推测资源量和潜在资源量相对应。两者的差别在于预探阶段的后期测算潜在资源量时，可以部署必要的资料井，直接取得煤层气评价的必要参数。

勘探评价阶段划分为预测储量和控制储量两级。两者的差别在于预测储量级所钻探的勘探井至少要有一口井，但控制储量级必须钻探多口勘探井，并要至少钻探一口进行排采的评价井。

勘探阶段的预测储量及控制储量与开发阶段的探明储量的差别，是前阶段只钻探勘探井和少量评价井，后阶段要钻探较多的评价井，直至开发阶段后期要完成整个开发区块的开发井网，同时还要进行一个至多个小井网的排采试验。没有小井网排采试验的成功，开发期就不能由低级阶段转向高级阶段，也就不能提交高级别的储量报告。并且还必须进行储层模拟分析，才能提出科学的、合理的开发方案。

表31-1 煤层气与煤炭、天然气（常规）储量、资源量级别划分对比表

开发阶段的基本的、未开发、已开发三个探明储量级的差别是，基本探明储量级在开发区块内完成数口评价井，同时要完成至少一个小井网的排采试验，同时进行储层模拟分析。而已开发探明储量级，必须完成整个开发区块依据储层模拟设计的开发井网，并且完成控制整个开发区块的均匀分布的小井网排采试验。

由远景资源量到储量的资源评价是由低级向高级发展的过程，每个勘探开发阶段都必须有前一个阶段的资源量或储量评价作为依据，而每个勘探开发阶段又都要作出相应的资源量或储量评价作为下阶段的决策依据，只有这样才能作到决策的科学性。