中国煤炭地质COAL GEOLOGY OF CHINAVol.25No.10Oct.2013第25卷10期2013年10月文章编号:1674-1803(2013)10-0018-04doi:10.3969/j.issn.1674-1803.2013.10.04基金项目：国家科技重大专项课题（2011ZX05034-003）；国家自然科学基金项目（41272176）。
作者简介：王振云（1988—），女，中国地质大学（北京）能源学院在读研究生，从事非常规油气地质研究。
收稿日期：2013-07-25责任编辑：唐锦秀0引言在煤层气资源的勘探开发中,煤层气采收率的高低是判定煤层气资源开发成功与否的重要参数。
煤层气采收率计算的可靠程度也关系到煤层气勘探开发部署、制定规划和投资规模的确定。
因此,对煤层气采收率计算是煤层气勘探工作的一项重要内容。
在煤层气采收率计算方面,前人已做了大量的研究工作,如拜文华等[1]对山西沁水煤层气田采收率进行预测，综合多种方法得出了3号煤与15号煤的采收率；张培河等[2]系统论述了确定采收率的各种方法，丰富了煤层气采收率研究的理论基础；刘长久等[3]采用等温吸附曲线法计算铁法煤盆地煤层气采收率为39.88%～64.73%。
由于煤层气藏中煤储层的双重孔隙介质及气液两相流特性，前人关于煤层气采收率的计算方法有多种，可归纳为四类即：类比法、解吸法、等温吸附法和数值模拟法[4]。
本文针对寿阳区块15号煤层利用上述4种方法进行了采收率预测及对比分析，并用COMET3数值模拟软件对该地区井网井距进行了优化，最终得出较为合理、科学和准确的采收率。
1寿阳区块煤层气田概况寿阳区块位于山西省中部、沁水煤田北端，在区域构造的控制下，地层总体上为走向近东西，倾向南的单斜构造，在此背景上又发育着一些次一级的褶皱和断裂。
已有地质成果显示，区块内稳定发育的煤层主要有3号、9号和15号煤层，其中3、15号煤均覆盖全区，9号煤在西南局部存在无煤区。
本文目的层为太原组15号煤。
15号煤层为稳定可采煤层，煤层厚度1.5～6.08m ，平均3.57m ，向南煤层变薄；煤层结构沁水盆地寿阳区块煤层气井网优化及采收率预测王振云1,唐书恒1,孙鹏杰1,张松航1,朱卫平2（1.中国地质大学能源学院，北京100083；2.中国石油吐哈油田公司勘探开发研究院，新疆哈密839009）摘要：煤层气采收率的确定对于产业的发展具有较大指导意义。
通过对类比法、解吸法、等温吸附曲线法及储层数值模拟法适用性分析，并结合沁水盆地寿阳区块煤储层特征，应用COMET3数值模拟软件，对15号煤储层生产数据进行历史拟合，校正了基础参数，基于不同井距设计了6种不同的井网方案，对各种方案进行了产能数值模拟及采收率预测。
根据预测结果总结出寿阳区块采收率与钻井数关系变化规律，指出最优井间距为288m×216m ，对应的采收率为50.4%。
关键词：采收率；类比法；解吸法；等温吸附法；数值模拟法；寿阳区块中图分类号：TE324文献标识码：ACBM Well Pattern Optimization and Recovery Rate Prediction in Shouyang Block,Qinshui BasinWang Zhenyun 1,Tang Shuheng 1,Sun Pengjie 1,Zhang Songhang 1and Zhu Weiping 2(1.School of Energy Resources,CUGB,Beijing 100083;2.Exploration and Exploitation Research Institute,Turpan-Hami Oilfield Company,CNPC,Hami,Xinjiang 839009)Abstract:The estimation of CBM recovery rate has guiding significance in industrial development.Through analogy,desorption,iso⁃thermal adsorption curve and reservoir numerical simulation methods applicability analysis,combined with coal reservoir characteris⁃tics in the Shouyang block,Qinshui Basin,using numerical simulation software COMET3,carried out No.15coal reservoir production data history matching,corrected basic parameters.According to different well spacing designed 6different well pattern schemes,car⁃ried out capacity numerical simulation and recovery rate prediction.Based on predicted results summed up relationship between recov⁃ery rate and well number in Shouyang block,pointed out that the optimal well spacing is 288m×216m,corresponding recovery rate is 50.4%.Keywords:recovery rate;analog method;desorption method;isothermal adsorption method;numerical simulation method;Shouyangblock10期较复杂，一般含1～2层泥岩夹矸，个别达3层；煤层埋深435.2～926.7m，平均为626.8m，总体变化趋势是由北向南方向埋深加大；平均含气量为13.29m3/t；煤岩最大镜质体反射率为1.91%～2.34%，煤变质阶段主要属于贫煤。
寿阳煤层气田大部分井在投产20～50d内均能产气，多数井在累计产水400m3以内就开始产气。
15号煤层初始累积产水量为97～409m3。
由于煤层接近高含水的奥陶纪灰岩，平均日产水量和初始累计产水量都相对较高。
目前试验区内井已经进入早期排采降压产气阶段，并逐步进入稳产阶段。
2煤层气采收率计算方法选择通过近些年的探索，在煤层气井采收率预测方面提出很多理论方法。
目前国内对煤层气采收率预测的方法有类比法、解吸法、等温吸附法和数值模拟法等。
2.1类比法类比法是一种简单的煤层气采收率预测方法，是通过已开发区块的煤层气采收率来预测地质条件和工程条件与之相近的煤层气区块的采收率[5]。
我国煤层气勘探开发起步较晚，目前仍没有开发枯竭的煤层气藏。
而在美国圣胡安、黑勇士、粉河以及阿巴拉契亚等盆地都已成功地进行煤层气商业性开发，这些盆地的煤层气采收率在50%～80%[6]（表1）。
类比法确定的煤层气采收率的可靠性，很大程度上取决于研究者对研究区和类比区的认识程度，盆地圣胡安黑勇士尤因塔拉顿粉河阿巴粒契亚区块面积/km241445180581015545180518煤阶气煤气、肥煤褐煤长、气煤褐煤气煤渗透率/10-3um-21～501～255～201～2010～201～15井数/口4000330017520012001000日产气/m3·d-17000～500002800～32504000～113205000～113202000～42502830煤层厚度/m9～304.6～7.68～9.15～1512.2～302～6.1含气量/m3·t-18.5～177～1411.35～193～511.3～22采收率/%806550556050表1美国部分含煤盆地煤层气采收率统计表Table1Statistics of CBM recovery rate in part of US coal basins以及研究者自身的技术水平和经验。
因此，应用该方法确定煤层气采收率局限性较大，预测的可靠程度较低。
2.2解吸法直接法测试煤层含气量时，含气量由损失气、解吸气和残余气三部分组成。
显然，损失气和解吸气是在自然状态下能解吸出来的两部分，理论上煤层气的采收率可以认为是损失气和解吸气占总含气量的比例。
但在在实际的排采过程中，损失气和解吸气能否采出，还取决于很多方面的因素，如：煤岩煤质特征、煤体结构、变质程度、煤储层渗透率、工程水平等，从而导致采收率预测的不准确性。
解吸法确定煤层气的采收率可以认为是解吸气与损失气之和占总气含量的百分比，可以认为是理论最高采收率[7]。
表2统计出了不同煤阶直接法实测含气量数值，实际上，解吸气和损失气能否采出来，受制于煤的变质程度、煤岩组成、煤质特征、煤体结构、煤层渗透性等诸多地质因素的影响。
这些因素的存在直接影响了采收率预测结果的实用性。
2.3等温吸附法依据等温吸附曲线法进行采收率预测的原理是利用等温吸附曲线估算出废弃压力下对应的煤层残余含气量，结合原始煤层含气量可得到降压过程产出气量，进而估算出技术采收率[8]。
等温吸附法的关键是废弃压力的确定。
因目前我国没有枯竭的煤层气藏，根据美国煤层气开发实践，煤层气气田在排水降压采气的过程中，整体降压煤级名称褐煤(R max＜0.5)长焰煤(0.5≤R max＜0.65)气煤(0.65≤R max＜0.9)肥煤(0.9≤R max＜1.2)焦煤(1.2≤R max＜1.7)瘦煤(1.7≤R max＜1.9)贫煤(1.9≤R max＜2.5)无烟煤Ⅰ(2.5≤R max＜4.0)无烟煤Ⅱ(4.0≤R max＜6.0)样品个数101156275914546444气含量/m3·t-1损失气0.225.951.31.591.21.70.941.530.91解吸气1.325.955.014.199.9913.0511.3916.1815.81残余气0.270.482.40.961.131.881.292.551.82总气量1.816.448.716.7512.3116.6313.6320.8818.54采收率/%85.0592.474.7380.9691.6789.8987.0887.5690.21注：用煤的镜质体平均最大反射率进行煤化程度分级，R max/%。
表2不同煤阶直接法实测含气量统计表Table2Statistics of measured methane content ofdifferent coal rank reservoirs through direct method王振云,等：沁水盆地寿阳区块煤层气井网优化及采收率预测19第25卷中国煤炭地质85%认为是经济可行的，即把储层压力的15%作为废气压力来计算煤层气的采收率。