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[摘 要]该文结合笔者实际经验，合理分析了影响煤层气含量的地质因素，随后运用支持向量机回归的方法，对某工区煤层气含量进行定量预测。
[关键词]影响 煤层气含量 地质因素 定量预测
中图分类号：TP364 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）42-0078-01
煤层含气量主要决定煤层气能否聚集。影响煤层含气量的地质因素不仅包括煤变质程度和煤层深度，而且还包括岩浆活动和煤层封闭性等，煤变质程度是最重要的因素。然而，由于煤层瓦斯含量与其影响因素之间的复杂关系，很难用线性关系表达煤层瓦斯含量的内在变化规律。在前人研究和分析的基础上，根据某一地区的具体数据，选择支持向量机回归方法，避免局部极小值问题，正确预测和分析煤层气含量。最后，得到了一种更为简便、准确的煤层气含量预测方法。
1 对新疆煤与煤层气资源地质造成影响的因素
1.1 煤层封闭性
在分析瓦斯含量的影响因素时，应考虑煤层顶板和底板的厚度和岩性。煤储层上、下岩层中的岩层称为煤层的封闭层。封闭层能保证地层压力，使地层水交替堵塞，煤层气通常被吸附。它也减少了煤层气向水和离解的损失。煤储层是根据煤层气储集能力的最大程度确定封闭层的封闭能力。封闭层的岩性和厚度直接影响封闭层的有效性。研究表明，煤储层上方和下方二十米的封闭层对煤层的影响最大，可以建立封闭层与煤层含气量的关系。结果表明，随着封堵系数的增加，煤层气含量逐渐增加。
1.2煤变质程度
考虑到煤层瓦斯含量，随着煤阶的增加，先有急剧增加，然后缓慢增加，然后急剧增加，最后在这一阶段的演化特征上有急剧下降。在镜质体中阻止反射率最高的1.3%个阶段是褐煤到焦煤，另一个阶段是1.3% - 2.8%，即焦煤和贫煤、贫煤和无烟煤，第三阶段是无烟煤的早期阶段，最后阶段高于3.5%，是无烟煤的中后期。在第一阶段，煤层瓦斯含量急剧增加，主要集中在煤的孔隙和瓦斯的质量上。第二阶段主要是由于新孔隙的空间有限，第三阶段主要是因为甲烷不仅产生了大量的空间，而且还产生了空隙，附着也增加了；最后阶段诞生了。气体的停止导致煤层气含量急剧减少。
1.3煤层埋深
在一定深度条件下，当影响煤层甲烷含量的其它地质条件相似或相同时，煤层瓦斯含量随埋藏深度的增加而增加。但煤层气含量与埋藏深度之间没有明显的线性正相关关系，其变化梯度伴随着煤层埋藏深度的变化。随着埋藏深度的增加，煤层气含量由小到大逐渐变小，最后由0变为低。煤层埋深大于一定值时，煤层瓦斯含量是决定煤层瓦斯储量的主要因素。然而，并非所有煤层气含量都符合趋势，并增加了深度的增加。在一些地方，在地史，有强烈的隆升，导致甲烷损失大。然后还有另一个解决方案，但是沉降的程度没有达到煤层再次产生的深度。煤层气含量通常是由连续沉积地层的煤储层上面的残余厚度的确定，这是煤储层的厚度和其上部的不整合面，但对煤层埋藏深度没有关系。因此，在越来越严重的地壳运动、剥蚀和风化作用下，煤层气分布趋势，应着重研究残余厚度对煤储层含气性的影响。
1.4煤岩条件
煤是一种裂隙多孔储层，是一种双重孔隙介质。煤层气储集空间主要为孔隙，煤层气运移的主要通道是裂缝。一般来说，煤层气、瓦斯渗透率对煤层气赋存有重要影响。如果煤层的顶板和地层岩性相对致密，在页岩和油页岩中完整，则煤层中产生的气体就可以保存下来。在这种地质条件下，煤层含气量较高，上、下岩层为砾岩或砂岩的多孔隙或脆性破裂，煤层瓦斯容易逸出，形成煤层。含气量低。影响煤层气含量的因素包括水动力条件和地质构造。当水力封闭现象发生时，煤层更容易保持天然气，一旦出现水力分散和运移现象，在新的条件下会导致煤层气逸出，进而聚集瓦斯。
2 新疆煤与煤层气资源含量的定量预测研究
2.1支持向量回归法介绍
支持向量机（SVM）是一种机器学习方法。它是基于统计学习理论（SLT）是用于小样本统计估计和预测学习对减少错误率的理论边界的基础方法。它通过预先选定的非线性映射将输入向量映射到高维特征空间。为了得到最优解，在特征空间中构造最优超平面。支持向量回归的原理是通过非线性映射，通常是希尔伯特空间将数据集映射到高维特征空间，然后将非线性函数回归问题转化为高维特征空间中的线性函数回归问题。我们可以假定一个训练集是{一}，席，我= 1，…N. Xi是n维样本输入，Yi是n维样本输出，n是样本数。我们需要解决函数f从席”，所以，训练结束后，我们可以发现对应于X F.
2.2工区煤层瓦斯含量主控因素分析
在本文中，一个矿区为研究区，以及整体的结构形式提出了中生代的NW向缓倾单斜结构，少数宽、短轴褶皱和断层不发育。影响煤层瓦斯含量的主要地质因素有：煤的形成和后期改造导致抑郁和拔长的继承，而煤层覆盖材料的厚度是比较大的，稳定的，和煤炭领域已经达到1500万至2000万煤田的可采厚度，虽然煤层气含量在矿区的煤层相对较低。由于煤层厚度大，煤层气储量相对较大，矿区煤镜反射率在0.6%～0.8%范围内，属于低挥发份烟煤，吸附量高，煤层瓦斯含量也较大。在控制和影响矿区煤层瓦斯含量的主要地质因素出发，对煤层厚度的正确选择，对煤层的反射，镜煤和煤的吸附能力的灰分含量的反射率为三参数的影响在工业区煤层气含量。
2.3 基于支持向量机回归的煤层气含量定量预测
对于支持向量机回归，其自适应调节能力非常强。可以建立主控因素与煤层含气量之间的关系模型。最后，对煤层气含量进行了定量预测。本文提出的支持向量机输入向量主要有三个参数，即煤层厚度和反射煤的反射率和灰分，并以煤层气含量作为输出向量。随机选取15组训练样本，建立预测模型，正确建立模型的结构。径向基函数作为核函数-径向基核函数和参数的KrF，合理选择。同时，为了验证模型的具体应用效果，选取了10组样本作为预测样本进行预测分析，得到了测试结果。
根据试验结果，利用支持向量机回归算法建立煤层瓦斯含量与主控因素的关系模型。预测结果在一定程度上反映了煤层含气量与主控因素之间的动态变化，并将煤层气含量的预测值与实测值进行了比较。误差小，能满足实际精度要求。
总结
虽然影响煤层气含量的因素很多，但在稳定的矿区，仍然可以对实际问题进行实际分析。根据已知工业区实测数据，通过选择合适的参数和支持向量機回归方法，建立了煤层瓦斯含量预测模型。它具有易于实现、精度高的优点，是煤层气含量定量预测的一种积极尝试。
参考文献
[1]傅雪海，田继军，木合塔尔·扎日，李升，葛燕燕. 新疆煤与煤层气资源地质研究现存问题分析[J]. 新疆大学学报（自然科学版），2012，29（02）：137-141+2.
[2]秦勇. 中国煤层气地质研究进展与述评[J]. 高校地质学报，2003（03）：339-358.
[3]车遥，黄文辉，刘大锰，名取尚久. 中国煤层气资源开发的关键性问题及前景[J]. 石油天然气学报（江汉石油学院学报），2006（01）：29-31.
[4]徐宏杰，桑树勋，杨景芬，陈捷. 某省煤层气勘探开发现状与展望[J]. 煤炭科学技术，2016，44（02）：1-7+196.
[关键词]影响 煤层气含量 地质因素 定量预测
中图分类号：TP364 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）42-0078-01
煤层含气量主要决定煤层气能否聚集。影响煤层含气量的地质因素不仅包括煤变质程度和煤层深度，而且还包括岩浆活动和煤层封闭性等，煤变质程度是最重要的因素。然而，由于煤层瓦斯含量与其影响因素之间的复杂关系，很难用线性关系表达煤层瓦斯含量的内在变化规律。在前人研究和分析的基础上，根据某一地区的具体数据，选择支持向量机回归方法，避免局部极小值问题，正确预测和分析煤层气含量。最后，得到了一种更为简便、准确的煤层气含量预测方法。
1 对新疆煤与煤层气资源地质造成影响的因素
1.1 煤层封闭性
在分析瓦斯含量的影响因素时，应考虑煤层顶板和底板的厚度和岩性。煤储层上、下岩层中的岩层称为煤层的封闭层。封闭层能保证地层压力，使地层水交替堵塞，煤层气通常被吸附。它也减少了煤层气向水和离解的损失。煤储层是根据煤层气储集能力的最大程度确定封闭层的封闭能力。封闭层的岩性和厚度直接影响封闭层的有效性。研究表明，煤储层上方和下方二十米的封闭层对煤层的影响最大，可以建立封闭层与煤层含气量的关系。结果表明，随着封堵系数的增加，煤层气含量逐渐增加。
1.2煤变质程度
考虑到煤层瓦斯含量，随着煤阶的增加，先有急剧增加，然后缓慢增加，然后急剧增加，最后在这一阶段的演化特征上有急剧下降。在镜质体中阻止反射率最高的1.3%个阶段是褐煤到焦煤，另一个阶段是1.3% - 2.8%，即焦煤和贫煤、贫煤和无烟煤，第三阶段是无烟煤的早期阶段，最后阶段高于3.5%，是无烟煤的中后期。在第一阶段，煤层瓦斯含量急剧增加，主要集中在煤的孔隙和瓦斯的质量上。第二阶段主要是由于新孔隙的空间有限，第三阶段主要是因为甲烷不仅产生了大量的空间，而且还产生了空隙，附着也增加了；最后阶段诞生了。气体的停止导致煤层气含量急剧减少。
1.3煤层埋深
在一定深度条件下，当影响煤层甲烷含量的其它地质条件相似或相同时，煤层瓦斯含量随埋藏深度的增加而增加。但煤层气含量与埋藏深度之间没有明显的线性正相关关系，其变化梯度伴随着煤层埋藏深度的变化。随着埋藏深度的增加，煤层气含量由小到大逐渐变小，最后由0变为低。煤层埋深大于一定值时，煤层瓦斯含量是决定煤层瓦斯储量的主要因素。然而，并非所有煤层气含量都符合趋势，并增加了深度的增加。在一些地方，在地史，有强烈的隆升，导致甲烷损失大。然后还有另一个解决方案，但是沉降的程度没有达到煤层再次产生的深度。煤层气含量通常是由连续沉积地层的煤储层上面的残余厚度的确定，这是煤储层的厚度和其上部的不整合面，但对煤层埋藏深度没有关系。因此，在越来越严重的地壳运动、剥蚀和风化作用下，煤层气分布趋势，应着重研究残余厚度对煤储层含气性的影响。
1.4煤岩条件
煤是一种裂隙多孔储层，是一种双重孔隙介质。煤层气储集空间主要为孔隙，煤层气运移的主要通道是裂缝。一般来说，煤层气、瓦斯渗透率对煤层气赋存有重要影响。如果煤层的顶板和地层岩性相对致密，在页岩和油页岩中完整，则煤层中产生的气体就可以保存下来。在这种地质条件下，煤层含气量较高，上、下岩层为砾岩或砂岩的多孔隙或脆性破裂，煤层瓦斯容易逸出，形成煤层。含气量低。影响煤层气含量的因素包括水动力条件和地质构造。当水力封闭现象发生时，煤层更容易保持天然气，一旦出现水力分散和运移现象，在新的条件下会导致煤层气逸出，进而聚集瓦斯。
2 新疆煤与煤层气资源含量的定量预测研究
2.1支持向量回归法介绍
支持向量机（SVM）是一种机器学习方法。它是基于统计学习理论（SLT）是用于小样本统计估计和预测学习对减少错误率的理论边界的基础方法。它通过预先选定的非线性映射将输入向量映射到高维特征空间。为了得到最优解，在特征空间中构造最优超平面。支持向量回归的原理是通过非线性映射，通常是希尔伯特空间将数据集映射到高维特征空间，然后将非线性函数回归问题转化为高维特征空间中的线性函数回归问题。我们可以假定一个训练集是{一}，席，我= 1，…N. Xi是n维样本输入，Yi是n维样本输出，n是样本数。我们需要解决函数f从席”，所以，训练结束后，我们可以发现对应于X F.
2.2工区煤层瓦斯含量主控因素分析
在本文中，一个矿区为研究区，以及整体的结构形式提出了中生代的NW向缓倾单斜结构，少数宽、短轴褶皱和断层不发育。影响煤层瓦斯含量的主要地质因素有：煤的形成和后期改造导致抑郁和拔长的继承，而煤层覆盖材料的厚度是比较大的，稳定的，和煤炭领域已经达到1500万至2000万煤田的可采厚度，虽然煤层气含量在矿区的煤层相对较低。由于煤层厚度大，煤层气储量相对较大，矿区煤镜反射率在0.6%～0.8%范围内，属于低挥发份烟煤，吸附量高，煤层瓦斯含量也较大。在控制和影响矿区煤层瓦斯含量的主要地质因素出发，对煤层厚度的正确选择，对煤层的反射，镜煤和煤的吸附能力的灰分含量的反射率为三参数的影响在工业区煤层气含量。
2.3 基于支持向量机回归的煤层气含量定量预测
对于支持向量机回归，其自适应调节能力非常强。可以建立主控因素与煤层含气量之间的关系模型。最后，对煤层气含量进行了定量预测。本文提出的支持向量机输入向量主要有三个参数，即煤层厚度和反射煤的反射率和灰分，并以煤层气含量作为输出向量。随机选取15组训练样本，建立预测模型，正确建立模型的结构。径向基函数作为核函数-径向基核函数和参数的KrF，合理选择。同时，为了验证模型的具体应用效果，选取了10组样本作为预测样本进行预测分析，得到了测试结果。
根据试验结果，利用支持向量机回归算法建立煤层瓦斯含量与主控因素的关系模型。预测结果在一定程度上反映了煤层含气量与主控因素之间的动态变化，并将煤层气含量的预测值与实测值进行了比较。误差小，能满足实际精度要求。
总结
虽然影响煤层气含量的因素很多，但在稳定的矿区，仍然可以对实际问题进行实际分析。根据已知工业区实测数据，通过选择合适的参数和支持向量機回归方法，建立了煤层瓦斯含量预测模型。它具有易于实现、精度高的优点，是煤层气含量定量预测的一种积极尝试。
参考文献
[1]傅雪海，田继军，木合塔尔·扎日，李升，葛燕燕. 新疆煤与煤层气资源地质研究现存问题分析[J]. 新疆大学学报（自然科学版），2012，29（02）：137-141+2.
[2]秦勇. 中国煤层气地质研究进展与述评[J]. 高校地质学报，2003（03）：339-358.
[3]车遥，黄文辉，刘大锰，名取尚久. 中国煤层气资源开发的关键性问题及前景[J]. 石油天然气学报（江汉石油学院学报），2006（01）：29-31.
[4]徐宏杰，桑树勋，杨景芬，陈捷. 某省煤层气勘探开发现状与展望[J]. 煤炭科学技术，2016，44（02）：1-7+196.