(1)資源量。一定的資源量是進行煤層氣開采的基礎。而一定的含氣量、煤層厚度、資源豐度是一定資源量的保證。
(2)滲透性。煤儲層的滲流能力是煤層中氣體導流能力的反映,它關系到甲烷氣體在煤中的賦存狀態(tài)和開采抽放的難易程度。煤層氣存在于煤的雙孔隙系統(tǒng)中,煤的雙孔隙系統(tǒng)為基質孔隙和裂縫孔隙。基質孔隙由孔隙大小來反映,是煤層氣運移的通道;裂縫孔隙又稱為割理,其不僅是儲氣空間,同時它又可使基質孔隙連通,增強儲層的滲透性。煤層滲透率與煤的變質程度、煤巖組分和煤的灰分有密切關系。中等變質的肥煤和焦煤,其滲透率最高低變質的褐煤、長焰煤和氣煤孔隙度大,滲透率次之;中、高變質的瘦煤至無煙煤滲透率最低。煤中惰質組含量越高、灰分越低,其滲透率越高。
(3)解吸能力。解吸能力的大小將直接影響煤層氣的開采難易程度及采收率。飽和度越大,煤層氣的運移潛勢就越大,煤層氣的排采潛勢就越高。根據實驗研究表明,煤層氣的吸附一解吸過程可近似看成可逆過程,因此,吸附時間越長,對煤層氣的解吸越不利。煤層氣是靠降壓解吸的,臨/儲壓力比越高,越不利于煤層氣的解吸。
(4)煤體結構。煤的堅固性系數和煤的破壞類型是煤體結構的綜合反映。
(5)地質條件。水動力活動頻繁的地區(qū),利于煤層氣的運移和擴散,不利于煤層氣的保存,也不利于煤層氣的排水降壓;構造復雜區(qū)域,將不利于煤層氣進行地面鉆采。
綜上所述,得出煤層氣開采模式的事故樹模型,如圖1。
3 煤層氣開采模式評判體系
煤層氣開采模式評判方法就是在對其影響因素的隸屬度規(guī)劃基礎上,通過專家確定的各影響因素的權重,利用模糊變換原理結合矩陣運算,從而確定各個影響因素的分值,從而劃分出不同等級,最后確定出煤層氣開采模式。具體方法如下:
采取何種煤層氣開采模式的影響因素集可歸納為:
U={資源量,滲透性,解吸能力,煤體結構,地質條件}={u1,u2,u3,u4,u5}
為了將評價結果定量化.將最后結果分為5個等級,即評價集為:
V={好,較好,一般,較差,差}={v1,v2,v3,v4,v5}
決定開采模式的因素集中的任一指標,屬于好與壞的程度構成一個模糊集合,其隸屬函數取值于[0,1]區(qū)間。根據隸屬度的大小,劃分為5個等級:
設第i個因素的單因素評價為Ri=(ril,…,rim),它是U的模糊子集。對于一個區(qū)域來說,其開采模式的各指標在不同地區(qū)有所不同,設在不同地區(qū)共測n次,根據統(tǒng)計原則,確定某一指標在uik(u)中各等級中隸屬度的次數m,從而確定rik=m/n。以此建立了開采模式的單因素綜合評判矩陣,即:
權重確定:在綜合決策中,指標因素的權重處于非常重要的地位,它反映了各個指標因素在綜合決策過程中所起的作用,直接影響到綜合決策的結果。本文根據專家評分方法結合統(tǒng)計原則,建立了各因素之間的權重分配。將權系數矩陣記為:M=(m1,m2,m3,mm4);它們之和為1。
然后應用模糊矩陣的復合運算,得到開采模式的模糊綜合評判矩陣為:
對B進行歸一化處理,
評語是屬模糊性的,為了比較方便,對評語進行量化處理。本文采用百分制進行量化,定量評價等級如表1。
B與量化值之問矩陣的積得出的數值與等級標準表比較得出多級綜合評判結果。建立的煤層氣開采模式的評價體系如表2。
4 煤層氣開采模式
煤層氣開采評判體系建立后,根據某一地區(qū)的實際情況計算出各評判指標的分值,從而建立了煤層氣開采模式,如圖2所示。
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