煤层气封存单元及其地震-地质综合识别方法初探

常锁亮，陈　强，刘东娜，潘永学，桂文华，刘自珍，曹路通，冯阿建

(1.太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原　030024；2.山西山地物探技术有限公司，山西 晋中　030600)



煤层气封存单元及其地震-地质综合识别方法初探

常锁亮1，陈强1，刘东娜1，潘永学2，桂文华2，刘自珍2，曹路通1，冯阿建1

(1.太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原030024；2.山西山地物探技术有限公司，山西 晋中030600)

摘要:煤层含气性与渗透性的空间分布具有强烈的非均一性，基于地质选区理论预测的富集有利区控制精度不能完全适应煤层气开发的空间尺度需求。为将稀疏的钻孔测井资料和空间密集采样的地震资料有机结合起来，实现区块尺度下煤层气富集高产区的精细预测，引入煤层气封存单元的概念，并对其构成要素和基本特征进行了讨论；提出基于地震地质综合研究，识别区块尺度下煤层气封存单元的研究思路和方法。初步研究表明：在煤层气地质理论指导下，以煤层气封存单元的封堵层(带)为研究对象，运用以地震属性分析、地震反演为核心的地震综合解释技术，将构造、围岩岩性及其组合、聚煤前后沉积微相等封堵层(带)构成要素作为主要研究内容，可以实现对煤层气封存单元的识别与划分。

关键词:煤层气；封存单元；区块尺度；富集高产区；地震解释技术

煤层气勘探的根本目的是寻找煤层气富集有利区。当前，以“三控论”[1]，“多层叠置独立含煤层气系统理论”[2]等为代表的、适应我国复杂地质条件的煤层气富集高产地质理论已逐步成熟，在以煤层气有利区带评价和区块优选为主要研究目标的勘探阶段中发挥了重要作用。但是，在煤层气开发阶段，由于开发区块空间尺度小，而煤层含气性与渗透性的空间分布具有强烈的非均一性，富气高产区的选择方法不能完全适用煤层气开发的需求，致使煤层气开发中单井配产达标率低、年产量到位率低的现象较为普遍[1]。如何对开发区块尺度下的煤层富气高产部位进行精细厘定与划分，如何将稀疏的煤层气地质钻井资料和空间密集采样的地震资料有机结合起来，充分利用地球物理特征识别出区块尺度下的煤层气富集高产区，为煤层气开发中合理确定井位、井型、井网提供依据，成为煤层气开发地质研究中急需解决的重大问题。

近年来，基于地震技术预测煤层气富集有利区的研究受到了极大重视，可分为直接预测和间接预测两大类方法。在直接预测方面：Ramos[3]利用AVO研究了煤层的瓦斯富集性；彭苏萍[4-7]提出了煤层瓦斯富集AVO技术预测理论，通过密度、剪切模量与体积模量的三参数AVO反演预测煤层气富集区；陈信平[8]、赵庆波[1]等基于岩心刻度测井解释技术得出了含气量与煤层的密度、纵波速度、横波速度之间具有负相关关系，建立了AVO异常与煤层气高产之间的关系；杨双安等[9]基于双相介质理论提出利用高低频能量差异预测游离态瓦斯富集区的方法；常锁亮等[10]基于煤层气富集引起的高频吸收衰减特性，利用不同频率的调谐振幅变化预测煤层气富集情况；闫文华[11]、董守华[12]等提出基于振幅与频率属性融合技术预测煤层气富集区的方法；何志勇等[13]提出了利用地震属性预测煤储层孔隙度方法。在渗透性预测方面：Gray14]、董守华[15]、陈同俊[16]等提出利用方位AVO技术，杜文凤[17]、赵争光[18]等提出利用曲率属性分析技术，陈勇等[19]提出基于地震道相似性的ESP技术等，通过预测煤层裂隙发育情况进而研究煤层渗透性的间接方法。然而，我国多数含煤盆地煤层的单层厚度一般在几米至十几米，属于地震意义上的薄层范畴，受薄层调谐作用和地震分辨率限制，加之缺乏对以吸附态为主的煤层气富集前后煤层岩石物理响应的理论或实验证据支持，使利用地震技术直接预测煤层气富集有利区具有较大的不确定性。

由于煤层气的富集高渗受控于多种地质因素，陈勇[19]、彭苏萍[20]、霍丽娜[21]等提出利用地震资料研究控制煤层气富集高产的关键地质因素，从而间接预测煤层气富集有利区的地球物理识别方法。但是，由于不同区块内(甚至同一区块内的不同块段)影响煤层气富集高渗的关键地质因素有所不同，对某一个区块有效的预测思路及方法技术不一定适用于另一个区块。

笔者等认为：① 煤层气开发地质研究的关键任务是识别储层中具有相同性质(煤层气富集性及煤层可改造性)的储集单元；结合单元内煤层气开发试验井的地质、测井、试气资料，对不同单元的煤层含气性和储层可改造性进行评价，进而评估各个单元的单井产能及最佳增产改造措施，最终为制定各个单元的高效开采方案提供地质依据；② 当煤层气主要开发对象为中高阶煤产气区块时，重点研究方向应集中于煤层气生成以后的封存作用。

基于上述观点，借鉴油气地质学中流体封存箱的理念，本文引入了煤层气封存单元的概念，并对其构成要素、基本特征进行了讨论；在此基础上，提出了基于三维地震地质综合解释技术识别区块尺度下煤层气封存单元的研究思路、内容、方法和工作流程；并结合研究区实际资料，综合运用以地震属性分析、地震反演为代表的地震解释技术，初步探索了煤层气封存单元的识别与划分方法。

1煤层气封存单元的概念、构成要素及基本特征

1.1煤层气封存单元及其构成要素

油气地质中流体封存箱的概念最早是由 Bradley和Hunt等[22-23]提出，它是指由“上下封隔层和边部封隔带在纵横向上将沉积盆地分割而成的一系列相互独立的流体密封单元”。其典型特征是这些密封单元之间相互不连通，它们之间的流体压力不能相互转换，单元之间存在压力差异。那么，以自生自储和吸附状态赋存为主要特征的煤层或煤系地层中是否也存在这种类似的密封单元呢？

秦勇等关于“多层叠置独立含煤层气系统理论”的研究成果[2,24-28]已证实，很多含煤盆地在垂向上的确存在这种密封单元，并揭示了其形成机理为“沉积-水文-构造条件耦合作用的产物”。但多层叠置独立含煤层气系统理论对这种密封单元在横向上分布特征与控制因素的讨论较为笼统，使得横向上的划分标准与依据难以准确掌握。事实上，大量煤层气区块开发中显现的“井与井、块与块之间单井产量的巨大差异”现象，暗示着必然还存在某些小尺度的横向因素控制着煤层气富集性或煤层可改造性的平面变化，也就是说，这些密封单元在空间上应该是以立体形式存在的。为此，参照流体封存箱的定义，将“由上下封隔层和边部封隔带在纵横向上将煤层及含煤地层分割而成的一系列相互独立的煤层气密封单元”称为煤层气封存单元；类似地，将在封存单元顶部和底部起封隔作用的封隔层，称为煤层气封存单元的顶板和底板；将在封存单元各个侧面起封隔作用的封隔带，称为煤层气封存单元的边板。

煤层气的吸附与解吸是一个能量聚散动态平衡过程[29]。在成岩、变质作用阶段所生成的以甲烷为主的煤层气，远高于经历后期改造作用后煤层中保存的天然气[30]；这时生成或解吸的煤层气将会在浓度梯度等驱动力的作用下发生运移。那么，在煤层或含煤地层中一切能起到阻碍或减缓煤层气运移的动力与通道因素，均有可能成为煤层气封存单元边界的构成要素。基于煤层气地质理论和前人相关研究[1-2,29,31-35]，煤层气封存单元顶底板界面的构成要素应为沉积地层层序格架下的凝缩层或隔水堵气层，即煤系中较高级别的层序转换界面，一般对应于高泥砂比的砂泥岩互层、泥岩、油页岩等具有极低孔渗特征的岩层段；而煤层气封存单元边板的构成要素应为由构造、沉积和水动力条件变化引起的岩性及压力/应力变化带，如断裂系统、褶曲曲率变化引起的裂隙发育带和增/卸压带，陷落柱及其引起的卸压带，围岩岩性/岩相变化带、地层尖灭带，流体势转换带，煤层厚度变化带、构造煤发育带、煤层宏观结构变化带等。

1.2煤层气封存单元的基本特征

依据上述边界条件划分的煤层气封存单元，应具备以下基本特征：① 同一单元内各种流体介质的流体势应基本不变；② 同一单元内煤储层物性(含气量、渗透性、地应力、储层压力、含气饱和度、煤体结构等)及开发井产能应基本相同或呈现渐变的趋势；③ 不同单元间的封隔层(分隔带)多为过渡渐变型边界；④ 不同单元的煤层气富集程度或储层可改造性不同，相应的开发增产改造工艺措施也应有所不同。

2地震技术识别煤层气封存单元的思路

地质体引起的异常幅度大于地震信号的分辨率极限时，基于地震技术的地质解释才是可靠的。地质上，煤层气封存单元封堵层构成要素的空间尺度一般是大于地震分辨率极限的，这为利用地震技术预测区块尺度的煤层气富集高渗区提供了可能，即可以在地震分辨能力条件下，通过利用适当的地震地质解释技术研究封存单元的顶底板及边板的构成要素，划分出不同的煤层气封存单元；结合单元内的煤层气开发试验井的地质、测井、试气资料，在煤层气富集高渗地质理论指导下，对不同的煤层气封存单元进行分类与评价，最终预测出区块尺度的煤层气富集高渗区。

表1列举了煤层气封存单元的封堵层(带)涉及的主要地质现象和地质因素，煤层气封存单元的地质研究内容涉及含煤地层的构造、沉积、岩性、地层层序、储层所含流体、储层物性及力学性质等多个方面。从地震的角度，研究对象包括了含煤地层中煤层及其围岩的构造、岩性、沉积等因素引起的运动学、动力学及弹性力学响应特征，而不仅仅是煤层反射波本身的特征。因此，以地震反演、属性分析为核心的地震岩性及储层解释技术将成为煤层气封存单元地球物理识别研究的关键技术。

表1　煤层气封存单元的研究内容及地球物理关键技术

3煤层气封存单元地震地质识别的工作流程

煤层气封存单元封堵层(带)的地震地质研究，强调利用可获得的所有地质、地球物理资料进行综合解释。高质量的三维地震数据是研究的基本资料，而煤层气钻井/测井、试井及生产数据等资料可用于建立地层层序格架、地层标定、岩石物理关系分析和评估预测效果。在具体工作中，除利用叠前/叠后地震资料开展煤系地层中的构造、岩性及岩石弹性参数的地震地质解释外，还应进行层序地层学/沉积学、地震地层学、地震沉积学、煤层气地质学方面研究，以使各种信息互相补充。

结合煤层气开发阶段资料特点，建立了煤层气封存单元地震地质综合识别的工作流程(图1)。

图1　煤层气封存单元地震地质识别流程Fig 1　Seismic-geology recognition chart of CBM storage unit

3.1基于钻孔岩芯/测井资料的层序地层划分与岩心/测井相解释

首先，利用测井/钻孔岩芯数据，以井为单位进行高分辨率层序地层划分(图2)，识别出高级层序界面，为建立井震层序格架和等时界面标定与追踪提供依据；其次，基于钻孔/测井资料开展目标层系的沉积相与测井相的解释，为后续利用不同属性的地层切片解释沉积微相提供约束和指导；再次，利用岩性与测井资料的交会分析，明确研究目标层段的岩石物理响应特征，为后续岩性反演和弹性参数反演提供岩石物理基础。

图3为研究区内一条基于高级层序界面标定的地震追踪解释剖面。可以看出：在分辨率范围内，地震资料一般可以划分到3～4级层序，为在层序格架下进行地层沉积变化和岩性空间展布研究奠定了基础。

3.2基于地震地质等时面标志层的精细构造解释及变形特征分析

不同于传统构造解释中一般标定地震反射波组的强相位，在煤层气封存单元识别研究中，井震标定和追踪必须在层序划分确定的地震地质等时面标志层上实施[30]，标定的内容不仅限于煤层和标志层，还需对地震可分辨的3～4级层序界面进行标定，剖面解释时需要严格按照井震标定的相位追踪，不能局限于强相位的追踪；然后，利用目前各种成熟的构造解释方法开展精细解释，查明目标层段各类构造现象(断层、褶曲、陷落柱等)的空间展布格局与特征。在此基础上，筛选能够反映小构造及其附近细微变化的相干、方差、蚂蚁体、曲率等地震属性体，进一步研究各类构造引起的变形特征及其响应特征的空间影响范围与程度，为识别封存单元的构造封堵要素提供依据。

图4为利用上述方法解释得到的研究区2号煤层底板平面和利用属性技术进一步得到的反映2号煤层形态变化的曲率梯度平面。可以看出，曲率梯度属性突出了2号煤层的细微变形和构造边界特征，如断层附近的线状变形带/陷落柱的环形变形区、褶曲轴部的强烈弯曲变形带等。

3.3利用地震反演技术预测地层岩性及其空间展布

图2　单井岩芯/测井层序划分及相解释Fig.2　Single well core/logging sequence division and sedimentary facies interpretation diagram

图3　层序格架下的井震标定Fig.3　Well-to-seismic calibration based on sequence stratigraphic framework

在测井资料约束下，利用各类叠后高分辨率地震反演方法可以将反映反射强度的界面型数据转换成代表岩性的阻抗或特征阻抗数据；结合钻测井资料，利用交会图等分析工具，通过对不同岩性的阻抗或特征阻抗范围进行标定，划分出煤系地层中的岩性及其组合的空间展布情况，还可以获得煤层厚度和不同层段的砂泥比等关键岩性参数；结合岩芯测试获得的不同岩性的孔渗特征数据、煤层含气量与围岩岩性关系的交会分析资料等，开展煤层围岩岩性垂向封堵能力的定性与定量评价。

图5为研究区一条通过测井约束反演获得的太原组底面～山西组顶面地层的波阻抗剖面，不同岩性的阻抗差异较为明显，可用于研究地层岩性及其组合在垂向和横向上的变化。

图4　研究区2号煤层底板形态和及其曲率梯度属性平面图Fig.4　Coal floor shape and its curvature gradient properties plan of No.2 coal

图5　研究区叠后地震反演获得的波阻抗剖面 Fig.5　Post-stack seismic inversion wave impedance section

图6　地震信息参与前后预测的研究区2号煤层上部14 m内的砂泥比对比Fig.6　Forecasting sandstone-stratum ratio contrast map within the 14 m of the upper No.2 coal seam between before and after the application of seismic information

图6和图7分别为研究区利用井数据内插和测井约束地震反演获得的煤层上部一定厚度范围(约14 m)内的砂泥比平面和2号煤层厚度平面，可见地震反演预测成果对围岩岩性及煤层厚度横向变化的反映更细致，岩性及厚度变化带刻画更清晰，为圈定煤层气封存单元的岩性封堵边界提供了可能。

图7　地震信息参与前后预测的研究区2号煤层厚度对比Fig.7　No.2 coal seam thickness contrast map between before and after the application of seismic information

3.4利用叠前反演技术预测含煤地层弹性参数和裂隙系统

在地震数据信噪比足够高且偏移距、方位角信息满足叠前反演的条件下[36-37]，利用叠前弹性参数反演方法，可获得地下不同岩层的纵波阻抗、横波阻抗，纵/横波速度比、泊松比，剪切模量、弹性模量、拉梅系数、各向异性强度等一系列表征岩石弹性力学性质的参数，还可预测出围岩的脆性矿物含量、裂隙发育状况等物性参数。

图8为研究区内一条利用叠前弹性反演方法获得的太原组底面～山西组顶面之间地层的纵/横波速

度比剖面图。

图8　研究区利用叠前弹性反演的纵横波速度比剖面Fig.8　Vp /Vs section for the pre-stack elastic inversion

由图8可以看出：背斜轴部、两翼斜坡及深部向斜缓坡等不同构造位置上，不同层位的速度比参数的分区分带特征非常明显，这些特征为圈定煤层气封存单元的物性封堵边界提供了可能。

图9　研究区2号煤层上部5 ms内不同属性的地层切片及沉积微相解释平面Fig.9　Different properties stratum section and sedimentary micro-facies interpretation plan within 5 ms of the upper part of No.2 coal seam

3.5利用地震沉积学分析技术预测聚煤前后沉积相带及其变化

曾洪流等提出了基于90°相位转换、地层切片和分频解释等关键技术，通过分析不同属性的地层切片特征来研究陆相地层沉积相和沉积历史演变的地震沉积学理论与分析方法[38]。在钻孔/测井解释的岩心/测井相约束下，通过对聚煤前后不同属性的地层等时切片进行地震沉积学解释，可以获得煤层沉积前的沉积微相展布特征，划分不同沉积相带范围；而聚煤期沉积环境的变化影响着煤层乃至煤层形成前后岩性及其孔渗特征的变化，为从沉积因素角度研究影响煤层气聚散作用提供了可能。

图9(a)～(c)分别为研究区2号煤层反射波上部5 ms内的波形、70 Hz调谐振幅和弧长等不同地震属性的地层等时切片数据，均较为明显地反映出河道沉积现象，图9(d)为在岩心/测井相标定下，通过属性融合技术解释的2号煤层上部约14 m范围内的沉积微相图。可以看出：基于地层切片的解释成果精细刻画了研究区2号煤层沉积后沉积相的变化；同理，分析2号煤层反射波下部地层切片的不同属性特征，也可获得2号煤层沉积前沉积相的变化，为圈定煤层气封存单元的沉积封堵边界提供了可能。

3.6煤层气封存单元的划分与识别

通过上述工作，可分别得到构造、岩性、沉积、物性等多个类型、性质和层次的边界，应用煤层气富集高产理论，对识别出的各类边界进行控气重要性和预测可信度的评价，建立评价分级指标体系。根据分级与评价结果，首先划分出可靠的较大煤层气封存单元；在此基础上，综合分析煤层气试井/生产井取得的储层压力、含气量、渗透性等开发数据与煤层气封存单元各构成要素的关系，进行边界的进一步修正与细分，确定出煤层气封存单元的垂向封堵层和横向封堵带，从而实现区块尺度煤层气封存单元的识别与划分。

4结论

(1)煤层气封存单元的引入，使得基于地震资料研究煤层气富集高产区的研究对象与内容发生了转变，从研究煤层本身的变化特征转变为研究煤系中纵横向上对煤层气运移起封堵作用的构造、沉积、岩性等变化，为利用地震技术识别区块尺度的煤层气富集高产区提供了一条新途径。

(2) 煤层气封存单元的地震地质识别是以煤层气开发区块钻孔测井资料和高精度三维地震资料为基础，以层序地层学/沉积学、煤及煤层气地质学的理论与方法为指导，综合运用地震构造-岩性-储层解释技术，协同配合、相互补充的多学科多方法综合研究过程。结合煤层气开发阶段的特点，提出了基于地震地质综合识别区块尺度下煤层气封存单元的研究思路、内容、方法和工作流程，部分研究成果初步证明了研究思路与方法的可行性。

(3) 煤层气封存单元的识别只是区块尺度煤层气富集高产区预测的第1步，在此基础上还需要结合不同单元内的煤层气开发试验井的地质、测井、试气资料，在煤层气高产富集地质理论指导下，对识别出的煤层气封存单元进行分类与评价，筛选出其中煤层气富集与有利开发的叠合单元，最终实现区块尺度煤层气富集高产区的预测。

参考文献：

[1]赵庆波,孙粉锦,李五忠,等.煤层气勘探开发地质理论与实践[M].北京：石油工业出版社,2011.

[2]秦勇,熊孟辉,易同生,等.论多层叠置独立含煤层气系统——以贵州织金-纳雍煤田水公河向斜为例[J].地质评论,2008,54(1):65-69.

Qin Yong,Xiong Menghui,Yi Tongsheng,et al.On unattached multiple superposed coalbed-methane system:In a case of the shuigonghe Syncline,Zhijin-Nayong coalfield,Guizhou[J].Geological Review,2008,54(1):65-69.

[3]Ramos A C B,Davis T L.3-D AVO analysis and modeling applied to fracture detection in coalbed methane reservoirs[J].Geophysics,1997,62(6):1683-1689.

[4]Peng S P,Chen H J,Yang R Z,et al.Factors facilitating or limiting the use of AVO for coalbed methane[J].Geophysics,2006,71:49-56.

[5]Peng S P,Gao Y F.Study on the AVO forward modeling of coal bearing strata[J].Chinese Science Bulletin,2005,50(S):151-158.

[6]彭苏萍,高云峰,杨瑞召,等.AVO探测煤层瓦斯富集的理论探讨与初步实践——以淮南煤田为例[J].地球物理学报,2005,48 (6):1475-1486.

Peng Suping,Gao Yunfeng,Yang Ruizhao,et al.Theory and application of AVO for detection of coalbed methane—A case from the Huainan coalfield[J].Chinese Journal of Geophysics,2005,48(6):1475-1486.

[7]彭苏萍,杜文凤,殷裁云,等.基于AVO 反演技术的煤层含气量预测[J].煤炭学报,2014,39(9):1792-1796.

Peng Suping,Du Wenfeng,Yin Caiyun,et al.Coal-bed gas content prediction based on AVO inversion[J].Journal of China Coal Society,2014,39(9):1792-1796.

[8]陈信平,霍全明,林建东,等.煤层气储层含气量与其弹性参数之间的关系-思考与初探[J].地球物理学报,2013,56(8):2837-2848.

Chen Xinping,Huo Quanming,Lin Jiandong,et al.The relation between CBM content and the elastic parameters of CBM reservoirs:Reasoning and initial probing[J].Chinese Journal of Geophysics,2013,56(8):2837-2848.

[9]杨双安,宁书年,张会星,等.三维地震勘探技术预测瓦斯的研究成果[J].煤炭学报,2006,31(3):334-336.

Yang Shuangan,Ning Shunian,Zhang Huixing,et al.Research achievements of forecasting gas using three- dimensional seismic exploration[J].Journal of China Coal Society,2006,31(3):334-336.

[10]常锁亮,刘大锰,林玉成,等.频谱分解技术在煤田精细构造解释及煤含气性预测中的应用[J].煤炭学报,2009,34 (8):1015-1021.

Chang Suoliang,Liu Dameng,Lin Yucheng,et al.Application of spectral decomposition for fine seismic structural interpretation in coalfield and gas-bearing property predication of coal seam[J].Journal of China Coal Society,2009,34(8):1015-1021.

[11]闫文华,陈宗翠,马喜梅,等.煤层气地震解释技术应用及效果——以沁水盆地郑庄区块三维为例[J].石油地球物理勘探,2012，47(S1):66-71.

Yan Wenhua,Chen Zongcui,Ma Ximei.et al.3D seismic interpretation of coalbed methane in Zhengzhuang Block,Qinshui Basin[J].Oil Geophysical Prospecting,2012,47(S1):66-71.

[12]陈贵武,董守华,吴海波,等.高丰度煤层气富集区地球物理定量识别技术研究与应用[J].地球物理学进展,2014,29(5):2151-2156.

Chen Guiwu,Dong Shouhua,Wu Haibo.Research and application of quantitative geophysics recognition in high abundance of coalbed methane-rich region[J].Progress in Geophysics,2014,29(5):2151-2156.

[13]何志勇,刘海涛,汪铖,等.利用地震属性预测煤层气储层孔隙度方法[J].煤炭技术,2011,30(4):132-134.

He Zhiyong,Liu Haitao,Wang Cheng,et al.Seismic attributions analysis and its application in predicting porosity[J].Coal Technology,2011,30(4):132-134.

[14]Gray David.Seismic anisotropy in coal beds[A].2005 SEG Annual Meeting[C].Houston,Society of Exploration Geophysicists,2005:549-552.

[15]董守华.地震资料煤层横向预测与评价方法[M].徐州:中国矿业大学出版社，2004:44-49.

[16]陈同俊,王新,崔若飞.基于方位AVO正演的HTI构造煤裂隙可探测性分析[J].煤炭学报,2010,35(4):640- 644.

Chen Tongjun,Wang Xin,Cui Ruofei.The detectability analysis on HTI tectonic coal cracks by azimuthal AVO’s forward modeling[J].Journal of China Coal Society,2010,35(4):640-644.

[17]杜文凤,彭苏萍,黎咸威.基于地震层曲率属性预测煤层裂隙[J].煤炭学报,2006,31(S1).30-33.

Du Wenfeng,Peng Suping,Li Xianwei.Seismic Horizon curvature attribute for predicting coalseam fracture[J].Journal of China Coal Society,2006,31(S1):30-33.

[18]赵争光,杨瑞召,张凯淞,等.基于最大主曲率的煤储层渗透性预测方法[J].煤田地质与勘探,2014,42(2):39- 44.

Zhao Zhengguang,Yang Ruizhao,Zhang Kaisong,et al.Method and application of coal reservoir permeability prediction based on maximum principal curvature[J].Coal Geology & Exploration,2014,42(2):39-44.

[19]陈勇,陈洪德,关达,等.基于主控因素的煤层气富集区地震预测技术应用研究[J].石油物探,2013,52(4):426-431.

Chen Yong,Chen Hongde,Guan Da,et al.Application Research of Earthquake Prediction Technology on Coalbed Methane enrichment area of the main factors[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2013,52(4):426- 431.

[20]彭苏萍,杜文凤,殷裁云,等.高丰度煤层气富集区地球物理识别[J].煤炭学报,2014,39(8):1398-1403.

Peng Suping,Du Wenfeng,Yin Caiyun,et al.Geophysical identification of high abundance coalbed methane rich region[J].Journal of China Coal Society,2014,39(8):1398-1403.

[21]霍丽娜,徐礼贵,邵林海,等.煤层气“甜点区”地震预测技术及其应用[J].天然气工业,2014,34(8):46-52.

Huo Lina,Xu Ligui,Shao Linhai,et al.Seismic prediction technologies of CBM sweet spots and their application[J].Natural Gas Industry,2014,34(8):46-52.

[22]Bradley J S,Powley D E.Pressure compartments in sedimentary basin a review[A]．Ortoleva P J．ed．Basin compartment and seal，AAPG memoir 61[C].Tulsa:AAPG,1994:3-6.

[23]Hunt J M.Generation and migration of petroleum from abnormal pressure fluid compartment[J].AAPG Bulletin，1990,74(1):1-12.

[24]文彩霞,李艳,张辉,等.流体封存箱与天然气成藏-以鄂尔多斯盆地苏里格气田为例[J].中国石油勘探,2014,19(2):14-19.

Wen Caixia,Li Yan,Zhang Hui,et al.Fluid compartment and gas accumulation-take sulige gas field in Ordos basin for example[J].China Petroleum Exploration,2014,19(2):14-19.

[25]Gang Wang,Yong Qin,Yiwei Xie,et al.The division and geologic controlling factors of a vertical superimposed coalbed methane system in the northern Gujiao blocks China[J]．Journal of Natural Gas Science and Engineering,2015，24:379-389.

[26]沈玉林,秦勇,郭英海,等.“多层叠置独立含煤层气系统”形成的沉积控制因素[J].地球科学-中国地质大学学报,2012,37(3):573-578.

Shen Yulin,Qin Yong,Guo Yinghai,et al.Sedimentary controlling factor of unattached multiple superimposed coalbed-methane system formation[J].Earth Science Journal of China University of Geosciences,2012,37(3):573-578.

[27]杨兆彪.多煤层叠置条件下的煤层气成藏作用[D].徐州：中国矿业大学,2011.

Yang Zhaobiao.Coalbed methane reservoiring process under condition of multi coalbeds overlay[D].Xuzhou:China University of Mining and Technology,2011.

[28]袁学旭.多煤层含气系统识别研究——以黔西上二叠统为例[D].徐州：中国矿业大学,2014．

Yuan Xuexu.Recognition of multi-coalbed methane bearing system:a case study of coal-bearing strata of upper permian in western guizhou[D].Xuzhou:China University of Mining and Technology,2014.

[29]秦勇,吴财芳,韦重韬,等.基于动力学条件的煤层气富集高渗区优选理论与方法[A].煤层气勘探开发理论与技术——2010年全国煤层气学术研讨会论文集[C].北京:石油工业出版社,2010:29-35.

Qin Yong,Wu Caifang,Wei Chongtao,et al.The theory and method of CBM preferably enrichment and high percolation area based on dynamic condition[C].Theory and Technology of Coalbed Methane Exploration and Development-National Symposium on CBM 2010.Beijing:Petroleum Industry Press,2010:29-35.

[30]孟艳军,汤达祯,许 浩,等,煤层气开发中的层间矛盾问题——以柳林地区为例[J].煤田地质与勘探,2013,41(3):29-33,37.

Meng Yanjun,Tang Dazhen,Xu Hao,et al.Interlayer contradiction problem in coalbed methane development:A case study in Liulin area[J].Coal Geology & Exploration,2013,41(3):29-33,37.

[31]秦勇,汤达祯,刘大锰,等.煤储层开发动态地质评价理论与技术进展[J].煤炭科学技术,2014,42(1):80-88．

Qin Yong,Tang Dazhen,Liu Dameng,et al.Geological evaluation theory and technology progress of coal reservoir dynamics during coalbed methane drainage[J].Coal Science and Technology,2014,42(1):80-88.

[32]宋岩,柳少波,琚宜文,等.含气量和渗透率耦合作用对高丰度煤层气富集区的控制[J].石油学报,2013,34(3):417-428.

Song Yan,Liu Shaobo,Ju Yiwen,et al.Coupling between gas content and permeability controlling of high abundance coal bed methane[J].Acta Petrolei Sinica,2013,34(3):417-428.

[33]王怀勐,朱炎铭,李伍,等.煤层气赋存的两大地质控制因素[J].煤炭学报,2011,36(7):1129-1134.

Wang Huaimen,Zhu Yanmin,Li Wu,et al.Two major geological control factors of occurrence characteristics of CBM[J].Journal of China Coal Society,2011,36(7)：1129-1134.

[34]李勇,汤达祯,许浩,等.柳林矿区煤层含气量主控因素研究[J].煤炭科学技术,2014,42(5):95-97,102．

Li Yong,Tang Dazhen,Xu Hao,et al.Study on main control factors affecting gas content of coal seams in liulin mining area[J].Coal Science and Technology,2014,42(5):95-97,102.

[35]桑树勋,范炳恒,秦勇.煤层气的封存与富集条件[J].石油与天然气地质,1999,20(2):104-107.

Sang Shuxun,Fan Bingheng,Qin Yong.Conditions of sealing and accumulation in coal-bed gas[J].Oil & Gas Geology,1999,20(2):104-107.

[36]常锁亮,杨起,刘大锰,等.煤层气储层物性预测的AVO技术对地震纵波资料品质要求的探讨[J].地球物理学进展,2008,23(4):1236-1243.

Chang Suoliang,Yang Qi,Liu Dameng,et al.The discussion of required P wave quality for the AVO technology based on the CBM reservoir research[J].Process in Geophysics,2008,23(4):1236-1243.

[37]杨春,王赟,杨德义.构造煤的地震可识别性特征[J].煤炭学报,2014,39(S2):465-470.

Yang Chun,Wang Yun,Yang Deyi.Discussion on seismic recognition of deformed coal[J].Journal of China Coal Society,2014,39(S2):465-470.

[38]曾洪流,朱筱敏,朱如凯,等.陆相坳陷型盆地地震沉积学研究规范[J].石油勘探与开发,2012,39(3)：275-284.

Zeng Hongliu,Zhu Xiaomin,Zhu Rukai,et al.Guidelines for seismic sedimentologic study in non-marine postrift basins[J].Petroleum Exploration and Development,2012,39(3):275-284.

Preliminary discussion on coal bed methane storage unit and its seismic geology comprehensive identification method

CHANG Suo-liang1,CHEN Qiang1，LIU Dong-na1,PAN Yong-xue2,GUI Wen-hua2,LIU Zi-zhen2,CAO Lu-tong1,FENG A-jian1

(1.CollegeofMiningEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China;2.ShanxiShandiGeophysicalProspectingTechnologyCo.,Ltd.,Jinzhong030600,China)

Abstract:For the strong spatial differentiation between the coal bed gas-bearing property and permeability,the control accuracy of the coal bed methane (CBM) favorable accumulation region which identified by the geology selection theory had not met the requirement of CBM exploitation in spatial scale.The concept of CBM storage unit was proposed and its components and essential feature were discussed that just for combining the sparse well log data with the dense seismic data preferably,and then realizing the goal of the detailed prediction for CBM enrichment high-yield region in block scale.The research ideas,contents,methods and work-flow about the CBM storage unit under block scale were also introduced which recognized by seismic and geologic integrated means.Preliminary studies indicated that the CBM storage unit can be identified and classified under the theory guidance of CBM geology through taking the seismic attribution analysis and seismic interpretation techniques as the core technology of the seismic comprehensive interpretation,and taking the analysis of sedimentary micro-facies during coal-accumulating period,tectonic,surrounding rock lithology and their combinations characteristics as research object.

Key words:coal bed methane;storage units;block scale;enrichment high-yield region;seismic interpretation techniques

中图分类号:P618.11；P631.4

文献标志码:A

文章编号:0253-9993(2016)01-0057-10

作者简介:常锁亮(1972—)，男，山西灵石人，高级工程师，博士。Tel:0354-3369961,E-mail:sl.chang@sxsdwt.net

基金项目:山西省煤基重点科技攻关资助项目(MQ2014-01)

收稿日期:2015-09-02修回日期:2015-10-23责任编辑:张晓宁

常锁亮，陈强，刘东娜,等.煤层气封存单元及其地震-地质综合识别方法初探[J].煤炭学报,2016,41(1):57-66.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2015.9029

Chang Suoliang,Chen Qiang，Liu Dongna,et al.Preliminary discussion on coal bed methane storage unit and its seismic geology comprehensive identification method[J].Journal of China Coal Society,2016,41(1):57-66.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2015.9029