淺談煤層氣地球物理測井技術現狀及發展趨勢

金林

摘要：本文主要闡述了煤層氣地球物理技術，并結合當下煤層氣地球物理測井技術現狀與存在問題，分別從成像測井技術的應用、煤層氣測井解釋理論創新以及井中和井間地球物理技術的結合等三個方面，對煤層氣地球物理測井技術發展方向做了相應的分析和探討。

關鍵詞：煤層氣；地球物理；測井技術；成像測井

引言：煤層氣是一種煤層在經過漫長的煤化作用和熱解作用所形成的煤-氣共存體，主要成分是甲烷，大多以吸附狀態存在于煤層中，是一種地面可采的天然氣。其中，地球物理測井作為一種開發煤層氣的關鍵技術工藝之一，能夠實現對煤層氣存儲層的地質信息的高精度檢測和提取，因此，開展對地球物理測井的相關技術研究對整個煤層氣的開發具有重要的意義和前景。特別的，我國在煤層氣地球物理測井技術方面的研究雖然取得了長足的進步，但仍處于初始階段，起點較低、數據積累較小，沒有形成系統。本文正是結國內外當前的煤層氣地球物理測井技術的發展現狀，對未來的發展趨勢進行了相應的研究和探討。

1.煤層氣地球物理測井技術概述

煤層氣地球物理測井技術也可簡稱測井技術，主要是將具備監測電、熱、聲等物理性質的儀器運用在鉆孔中，從而分析地層中的巖石以及流體等相關性質。煤層氣地球物理測井技術主要包括煤層氣測井數據采集技術和存儲層測井評價技術兩個方面的內容。

（1）煤層氣測井數據采集技術

由于各煤層的地質年代以及相關的圍巖性質的不同，采用的測井方法也不同。常用的煤層氣測井方法有：巖性測井法，如自然電位測井、自然伽馬測井以及井徑測井等；飽和度測井法，如雙側向- -微球形聚焦電阻率測井、雙感應- -八側向測井等；孔隙度測井法，如補償密度測井、中子孔隙度測井、電波時差測井以及微電極測井等。

（2）煤層氣存儲層測井評價技術

測井評價煤層氣主要進行煤層氣存儲層的定性識別，即根據測井的相應特征識別出煤層氣，并對煤層氣存儲層進行參數化的定量評價和解釋。其中，煤層氣測井參數主要包括：煤層氣存儲層的飽和度、孔隙率、滲透率、煤層氣的吸附和解吸特性、煤層厚度、巖壓力、溫度等。測井評價煤層的流程主要是：①確定煤層氣存儲層的巖性；②劃分煤層的整體結構，如深度、厚度、受力變化特性等；③確定煤體的密度、孔隙率、含水率、溫度等物理參數；④確定煤層的煤階；⑤分析煤體的固定碳百分比、礦物成分以及揮發分；⑥計算煤體的鏡質組、穩定組以及惰質組；⑦計算煤的割理等級；⑧計算煤體的割理孔隙度；⑨建立煤體的相關評價模型；⑩建立煤體的多孔和區域評價模型。

2.煤層氣地球物理測井技術現狀與存在問題

在煤層氣測井數據采集技術方面，由于煤層氣存儲層具有雙孔隙結構，大部分煤層氣呈吸附狀態，使得測井曲線不僅受到傳統的氣體影響，還受到煤的四種工業組分的影響。縱觀國內外的發展情況，煤層氣測井采集技術的主要是以地質條件、研究目的等為依據，并對各影響因素進行綜合分析，進而確定測井技術的應用。總的說來，煤層氣測井方法依然局限于常規的油氣測井方法。

在煤層氣測井評價技術方面，煤層氣存儲層的定型識別，主要是以常規的天然氣存儲層評價思想體系為基礎，隨后黃智輝、柳孟文等先后提出了模糊識別法，以及孔隙度背景值等理念，進而提出了以孔隙度測井信息為基礎的定性識別法等。當下，國內外的煤層氣測井評價解釋方法主要有：采用神經網絡模型的評價法、采用概率統計模型的評價法、采用體積模型的解釋法、采用天然氣存儲評價思想的評價法。但是，由于煤層氣測井技術大多是借用常規的油氣測井技術，相關技術理論還有待進一步檢驗。同時，在生產過程的合理檢控；壓裂、造洞作業效果的評估；滲透率的估算、煤階識別；各測井技術的規范化等都存在一定的問題，有待完善。

3.煤層氣地球物理測井技術發展方向展望

3.1成像測井技術的應用

對于復雜孔隙、復雜巖性結構而言，采用成像測井、核磁共振測井以及ECS這類高分辨率成像測井技術，對于煤層氣含氣量、雙重孔隙度以及煤層氣存儲層滲透率的評價等更加具有針對性。通過引進成像測井技術，結合常規測井刻度，建立新的煤層氣測井解釋理論，并在此基礎上構建一套新的煤層氣測井評價體系。

3.2煤層氣測井解釋理論創新

相關統計數據表明，我國將煤層氣存儲層的彈性參數以及電性參數等用于對應的測井物理參數實驗中，這也極大制約了油氣地球物理測井技術在煤層氣探勘中的應用。隨著當下非線性處理技術的發展，使得各非線性高分辨率成像測井儀器在研究煤層氣存儲層測井的非線性特征方面更加高效和準確。相信，結合當下快速發展的非線性信息處理技術，展開對煤層氣存儲層測井地球物理技術的系統化研究，開發更具實用性的煤層氣存儲層測井處理以及評價解釋軟件體系將會是未來的發展方向。

3.3井中和井間地球物理技術的結合

大量實踐表明，隨著井中物理技術，如VSP技術、聲波全波技術等的廣泛運用，煤層氣存儲層的評價體系也得到了長足發展。同時，以井中地球物理技術為基礎，展開煤層氣井震聯合檢測技術的研究，完善測井評價技術和資料信息的處理，將更能發揮出井中地球物理技術的獨特優勢，實現井中、井間地球物理技術的結合，推動煤層氣的探測與開發邁向新的臺階。

結語：開展對地球物理測井的相關技術研究對整個煤層氣的開發具有重要的意義，未來可從成像測井技術的應用、煤層氣測井解釋理論創新以及井中和井間地球物理技術的結合三個方面著手，推動煤層氣地球物理測井技術向著更加規范化、精準化、系統化的方向不斷發展。

參考文獻

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