基于模糊综合评价法的库拜煤田含气区块评价

2020-12-30杨明明

中国煤层气 2020年5期

杨明明张娜

(1.新疆煤田地质局煤田地质信息中心，新疆 830091;2.新疆煤田地质局煤层气研发中心，新疆 830091)

煤层气选区评价技术是煤层气勘探开发最前端、最重要的关键技术。煤层气资源在投入开发前，应对准备开发的煤层气区块进行综合评价，通过对比分析选择出较好的区块优先开发。煤层气选区评价将对煤层气区块的动用决策提供指导性意见，避免重大的资源浪费和经济损失。

1 库拜煤田地质概况

库拜煤田位于天山中段南麓、塔里木盆地的北缘，总体走向为近东西向，局部地段为北东走向，形态展布不规则。地势北高南低，由西北向东南倾斜。库拜煤田行政区划属新疆阿克苏地区拜城县、库车县管辖，西起拜城西部老虎台乡，东到库车县库车河东。东西长200km，南北宽4～14.5km，面积约1585km2。库拜煤田地层从古生界到中、新生界均有分布，含煤岩系主要为中生界三叠系塔里奇克组，侏罗系下统阳霞组、侏罗系中统克孜努尔组。库拜煤田为一向南倾斜的单斜构造，地层走向为近东西向，倾角一般30°～85°，局部地段直立倒转。煤田的主要构造有北部的F1逆断层，南部的F2、F3正断层；乌迪克背斜和乌迪克向斜，位于煤田以南，属于大型褶皱，见图1。

图1 库拜煤田构造简图(根据张洲等修改)

库拜煤田主要包含四个大矿区，自西向东依次为拜城铁列克西矿区、铁列克东矿区、黑英山矿区和库车阿艾矿区。库拜煤田煤炭资源总量达1.97×1010t，主要以中等变质程度的焦煤为主，局部发育肥焦煤和贫煤；煤层气资源量2000m以浅估算为2273.92×108m3，具有很好的煤层气勘探开发前景。

2 模糊综合评价法

根据《煤层气地质选区评价方法》规范，低煤阶含气区块评价参数主要有地质条件和开采条件两个因素，地质条件因素又包括区域地质和资源地质因素；开采条件又包括技术可采性和经济可采性因素。各次级因素还包含更次一级因素，这些因素之间相互影响,同时也存在着相互联系，因此对一个含气区块评价需要综合所有的因素做出综合评价才是合理的。

近年来,随着国内外煤层气勘探开发理论和工程实践的持续进展,其选区评价标准及有利区优选原理和方法也在不断跟进,即由传统半定量性质的“综合评价标准”方法体系向选区定量化这一必然趋势发展。模糊数学是研究和处理模糊现象的一种数学方法，模糊综合评价是模糊决策中最常用的一种有效方法。在实际中，常常需要对一个事物做出评价或评估，一般都涉及多个因素或多个指标，此时就要求我们根据这些因素对事物做出综合评价，即模糊综合评价法。

2.1 多层次模糊综合评价法步骤

运用多层次模糊评价法对煤层气地质选区进行综合评价，可以分为4个步骤：

(1)确定评价对象的影响因素集U；

(2)确定评价对象各影响因素的隶属度；

(3)确定各影响因素对评价对象的权重；

(4)综合评价，得出评价结果。

2.2 确定评价对象的影响因素集

设评价对象的影响因素集为U，确定U的方法如下：

(1)设评判对象的影响因素为：U{u1，u2，…，um}，其中m为评判对象的一级影响因素，可含有二级、三级甚至四级的子因素；

(2)层次数与问题的复杂程度和所需要分析的详尽程度有关。在进行含气区块和先导试验区选区评价时，划分为四级层次；

(3)确定评价集V。为衡量模糊指标的优劣程度，根据心理学测度原理，规定指标的评价等级集评价集合为：V={v1，v2，…，vn}，其中n值取决于地质选区方案。在进行含气盆地(群)评价时，n取3；在进行含气带、含气区块和先导试验区选区评价时，n取5。

在本文中影响矿区评价的影响因素按因素的不同性质分为两个因素集(即主要因素)：

地质条件：A={(1)区域地质，(2)资源地质}

开采条件：B={(3)技术可行性，(4)开发条件}

对两个因素集中的4个二级因素，又可以分为17个三级因素(表1)，17个三级因素组成单因素集合U，分别为构造、水文、顶底板岩性及封盖能力、煤层分布面积、煤层稳定程度、镜质组反射率、含气量、甲烷含量、渗透率、含气饱和度、储层压力梯度、临储比、宏观裂隙、有效地应力、半年平均产气量、市场需求、地形、交通条件。