煤層氣測井技術的應用初探

景大泉+李寧

摘要：在當今的煤層氣勘測開采工作當中，有效地利用測井技術能夠使得煤層氣的勘測工作更加順暢，極大程度上提高勘測的準確性，同時還能識別煤層、分析煤層特性和評價煤層氣的質量，因此得到了煤層氣勘測部門的廣泛關注。文章對煤層氣測井技術的應用進行了探討。

關鍵詞：煤層氣；測井技術；勘測精度；油氣儲存；含氣層 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD845 文章編號：1009-2374（2016）32-0149-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.074

1 概述

通過測井技術能夠有效地提高煤層氣的勘測精度，因此測井技術得到了相關部門的廣泛關注，作為煤層氣勘測開發工作當中的重要組成部分，煤層氣測井技術的研究開發，能夠有效地推動廣闊的煤層氣勘測工作發展前景。

2 我國煤層氣測井技術的應用現狀

在我國，對于煤層氣測井技術的應用研究已經取得了較大的發展。從20世紀90年代開始，已經對安徽、河南和山西等地區開展了煤層氣測井技術的運用，在研究的過程當中通過定性識別煤層特征等方法，取得了階段性的進步。在20世紀末，中國石油天然氣總公司華北石油管理局先后在山西大城、晉城、吳寶和大寧-吉縣和安徽淮北等地區運用測井評價技術，研究測井確定吸附等溫線問題，并且取得了一定階段性的成果。但是對于我國來說，對于煤層氣測井技術的研究起步較晚，并且缺乏系統性的研究指導，因此使得我國煤層氣的勘測工作較世界上的一些發達國家還存在著較大的差距。想要提升我國煤層氣勘測工作的整體步伐，進一步加快我國煤層氣的開發工作，那么就必須有效地借鑒國際上煤層氣測井技術的步伐，并且根據我國的國情，有條不紊地促進我國煤層氣測井技術研究工作的展開。

3 煤層氣測井技術的特點

與常規的油氣儲存相比，煤層氣儲層具有系統結構復雜的特點，并且煤層氣大部分都是以單分子的形式吸附在煤層的表面，只有少量以游離的狀態存在。因此也就導致了煤層氣與油氣的存在形式具有較大差異性，常規的油氣往往存在于獨立的空間當中，并且對測井曲線產生影響；但是煤層氣主要吸附在煤的工業分析組分上，想要更充分地了解煤層氣的儲存特性，那么就必須針對煤層氣的獨有特點，利用測井技術有針對性地對其研究進行保障，以便能夠更加準確地為煤層氣的地質評價工作提供基礎數據。

煤層氣測井技術主要是基于煤田測井和石油測井的基礎上發展起來的，尤其是在石油測井的工作當中發揮了重要的作用，隨著測井技術的不斷發展，當其有效地結合了現代更加先進的技術手段之后，能夠更加高效地推動測井技術的運用，使其能夠為石油油氣的勘測工作提供更加精細化的數據。對于煤田測井技術的運用使用方法相對單一，一般應用于標定煤層。下面就對煤層氣測井技術的發展應用進行詳細的分析：

3.1 煤層氣測井采集技術

對于煤層氣的勘測工作需要針對不同的工作內容進行不同工作階段的劃分，劃分的依據是根據地質條件和研究目的等內容，基于不同勘測開發階段的評價目的，可以得出煤系地層常用的測井采集技術。

根據表1可以看出，當今階段使用的煤層氣測井方法還是在基于油氣藏和煤田應用的測定方法上面的，缺少專門的探測煤層氣儲存的測井方法。

在國外，尤其是在美國等一些發達國家，早就開始盛行對煤層氣的開發利用，并且有效地結合測井新技術，主要有高分辨率密度和巖性密度、井徑、雙側向、微電極、中子、聲波全波、自然電位和電成像等。

在我國，于1997年開始在大城和晉城等地錄取不同系列的測井資料，進行基本的測定技術研究，同時結合聲電成像和核磁共振成像等新技術手段有效地推動測井新技術的研究工作。

自從我國從事煤層氣測井研究技術以來，在河南和山西等地區多次與澳大利亞和美國等煤層氣公司進行合作，使得對煤層氣測井方法有了更多的選擇。

3.2 煤層氣測井技術評價

對于煤層氣測井技術的評價技術指標總體上可分為煤層氣儲層定量解釋技術、煤層氣儲層定性識別技術和煤層氣儲層綜合評價技術三個主要技術手段。對于煤層氣儲層常用的四個判別方法為定性識別方法、概率統計評價方法、體積模型解釋方法和優化解釋評價方法。這四個判別方法有著不同的使用原理，并且根據不同的使用原理有著各自的優劣比較。隨著我國煤層氣測井技術的深入發展，使其形成了四個層面的評價技術進展。

3.2.1 第一個評價技術進展體現在含煤性的評價上，并且該項技術已經發展到了較為成熟的階段。通過測井方法能夠準確地識別各個煤層的類型，并且判斷各個煤層的厚度，具備了較高的精確度。

3.2.2 第二個方面的評判技術就是能夠對含氣性和可采性進行綜合評價，但是測井技術在這一方面的發展還屬于上升階段，在一些實驗區已經取得了突出的進展，測井技術已經替代化驗分析方法。對于含氣性和可采性的評價主要屬于定性分析的范疇。

3.2.3 第三個方面的評判技術是處理技術，該項處理技術處于發展階段，并且有一些成功的實例。比如說侯俊勝教授等利用遺傳算法和復合型最優法等現代化技術應用到煤層氣的儲藏滲透性評價上，對煤層氣的儲層滲透性以及儲存綜合評價提出了若干指標，有效地指導了煤層氣儲藏滲透性的評定。

3.2.4 最后一個評定技術是用來評定含氣量、工業分析、巖石力學和封蓋層等參數，并且該項評定方法屬于定量分析。

4 煤層氣測井技術面臨的問題和挑戰

4.1 煤層氣測井技術面臨的問題

通過不斷的實踐進行研究分析，發現了煤層氣測井技術面臨的主要問題有以下類型：

4.1.1 測井方法技術規范化。在我國，尚且沒有專門用于煤層氣探測的測井方法，并且與國外先進測井技術的交流還不夠充分，需要加大測井先進儀器研發與信息網絡的建設。

我國的煤層氣測井技術手段主要是通過國外的油氣藏測井技術改進得到的，但是國外的油氣藏測井理論并不能夠完全適應煤層氣的測井技術，這就導致了在煤層氣的測井應用上不能夠完全滿足對煤層氣的勘測工作，進一步阻礙了我國煤層氣勘測工作的開展。

4.1.2 煤層氣儲存孔、滲參數。在我國當今階段，尚且沒有一套專門的定量計算煤儲層孔隙度參數的計算方法，從而制約了煤層氣測井技術的應用研發。

現階段的聲波、密度、中子測井都是以巖性模型為基礎建立起來的，然而煤層氣儲層巖性相比較更復雜，因此在計算孔隙度參數的過程當中往往精確度是達不到要求的。

4.2 煤層氣測井技術面臨的挑戰

4.2.1 雙重孔隙解釋理論和模型研究。在20世紀末，有關煤層氣測井技術的研究人員不斷地進行探索和創新，因此取得了一定的可喜成績。但是針對煤層氣測井的評定技術還處在探索階段，比如說對煤層氣儲層參數的定量分析遠遠沒有達到最終的要求，究其原因主要有以下兩個方面：（1）由于石油天然氣勘測技術的局限性，使得煤層氣勘測的高分辨率測井技術遇到了障礙；（2）煤層氣儲層的結構更為復雜，一般來說，煤層主要是包含微孔和大孔系統的空隙介質，如果沒有足夠的理論研究和實驗測試，針對雙重孔隙結構的側行解釋模型就不會取得突破性的進展。

4.2.2 煤層氣儲層含氣量評價。對于天然氣的儲存形式主要是游離狀態的，然而對于煤層氣的儲存來說，主要是以吸附作用存在于微孔隙的內表面內，所以說對于煤層氣飽和度的計算不能使用天然氣飽和度方法進行比擬計算，這就對計算過程增加了難度。需要建立煤層氣儲層吸附性參數的測井評價技術，對煤層氣的含氣量進行詳細的計算，并且這一計算過程都需要間接的計算方法，這也就導致了計算結果的誤差偏大。

5 煤層氣測井技術的發展趨勢和對策

通過上文的分析，使得我們對煤層去測井技術評價的發展現狀和存在的問題進行了充分地了解，為了有效地解決煤層氣測井技術存在的現實問題，可以從以下三方面入手：

5.1 成像測井技術的應用

對于煤層氣儲層的識別可以通過煤層的測井響應特征解決，但是針對煤層氣儲層雙重空隙度、煤層含氣量和煤層氣儲層滲透率等問題還缺乏專門性的指導方法，因此，加強煤層氣測井基礎理論研究有利于解決上述問題。高分辨率成像測井技術能夠創建測井解釋新理論，通過利用核磁共振測井、ECS和成像測井能夠有效地完善煤層氣測井評價技術，使得對煤層氣的勘測工作更加經濟有效。

5.2 煤心刻度測井技術

隨著非線性信息處理技術的發展，為煤層氣測井技術的應用提供了重要的技術保障。利用非線性特征研究技術，能夠指導創造出高分辨率的成像測井儀器用于煤層氣儲層成像測井煤心地球物理性質研究，極大程度上促進了煤層氣測井識別與技術評價工作的開展。

6 結語

對于煤層氣測井技術來說，想要實現廣泛的應用，那么就必須有效地結合現代信息處理技術，探索測井新方法，不斷加強新的煤層氣儲存測井處理解釋與應用評價軟件的開發，使得煤層氣測井技術更加精確化。

參考文獻

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作者簡介：景大泉（1969-），滿族，遼寧本溪人，供職于鐵法煤業（集團）有限責任公司煤層氣開發利用分公司，研究方向：測井及鉆探。

（責任編輯：秦遜玉）