煤層氣儲層測井評價技術(shù)及應(yīng)用

衛(wèi)鋼

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增長，我國對于煤的使用率在不斷的增加，針對煤層的特點(diǎn)，設(shè)計出煤層氣測井評價技術(shù)，來對煤層進(jìn)行評價。在煤層中主要是煤層儲集，其具有雙重孔隙的特點(diǎn)，主要是煤的基質(zhì)微孔和割理（裂縫）系統(tǒng)組成。所以在進(jìn)行評價時，不能在采用傳統(tǒng)的評價技術(shù)，這樣會導(dǎo)致評價結(jié)果出現(xiàn)錯誤。本文主要通過對過往的國內(nèi)外煤層氣測井技術(shù)的發(fā)展過程，并針對目前煤層氣儲層測井評價技術(shù)現(xiàn)狀，進(jìn)行了詳細(xì)的講述，并結(jié)合所應(yīng)用的技術(shù)，進(jìn)行分析與研究，為煤層氣儲層測井評價技術(shù)的發(fā)展提供相應(yīng)的參考方向。

關(guān)鍵詞：煤層氣儲層；測井評價技術(shù)；實(shí)際應(yīng)用

在煤層氣儲層中，所具有物質(zhì)的不僅僅具有儲存甲烷，還具有生成甲烷的初始物質(zhì)，所以在煤層的儲集中，主要有兩個系統(tǒng)構(gòu)成。在天然氣儲層中，天然氣主要以氣體的形式儲存在其中，但是在煤層中的甲烷主要有三種形式存在，分別是以分子狀態(tài)吸附在基質(zhì)微孔的內(nèi)表面上；以游離氣態(tài)存在于煤層中的地層水中；以游離氣態(tài)存在于煤層中的裂縫中。和天然氣的存儲狀態(tài)不同，不能采用評價常規(guī)天然氣儲層的方法。煤層氣儲層測井技術(shù)是煤層氣勘探開發(fā)中的主要方法，要加強(qiáng)對測井評價技術(shù)的研究與分析，并結(jié)合其技術(shù)進(jìn)行提出相應(yīng)的應(yīng)用方式，才能更好的促進(jìn)煤層氣儲層的測井評價技術(shù)發(fā)展。

1煤層氣儲層測井評價系列選擇

目前主要的評價技術(shù)就是采用的煤層氣儲層測井評價技術(shù)，采用這種技術(shù)能夠有效的對煤層氣儲層中的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析，能夠?qū)Σ杉降臄?shù)據(jù)進(jìn)行估計，從而得出內(nèi)部煤層氣儲層的內(nèi)部信息。煤層氣測井技術(shù)具有操作便利、可重復(fù)利用、成本低、準(zhǔn)確率高等優(yōu)勢，能夠改進(jìn)傳統(tǒng)技術(shù)中技術(shù)不達(dá)標(biāo)的問題。煤層氣儲層是跟周圍的巖性具有截然不同的性質(zhì)，所以在進(jìn)行檢測時，需要對煤層氣儲層測井評價系列進(jìn)行選擇。目前主要的評價煤層氣的常規(guī)測井方法有自然電位、微電極、補(bǔ)償密度、自然伽馬、聲波時差、聲波全波列、中子孔隙度以及井徑測井等。

2煤層氣儲層測井評價技術(shù)現(xiàn)狀

2.1煤層的劃分、巖性識別

在對煤層氣儲層測井技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，首先要對煤層氣井的測井資料進(jìn)行了解才能進(jìn)行操作，要對煤層氣層進(jìn)行劃分、識別，然后才能在已知種類的煤層氣層上進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)計算。所以在對煤層氣井的測井資料解釋時，要先對煤層氣層進(jìn)行分類，針對不同的物質(zhì)來進(jìn)行分析。煤層是明顯的區(qū)別于周圍的物質(zhì)的，主要具有的特點(diǎn)是密度低、聲波時差大、含氫量高、自然伽馬低、自然電位有異常、電阻率高（無煙煤除外）等。所以在進(jìn)行劃分時，只需要對煤層氣層進(jìn)行相應(yīng)的檢測就能將其劃分為不同的種類。并通過對數(shù)據(jù)的探測進(jìn)行制定煤層氣層的測井曲線組合，來保證劃分煤層氣層種類的準(zhǔn)確性。通常來說，按照這種方式劃分的煤層氣層種類能夠?qū)γ簩佑懈訙?zhǔn)確的了解，能更加的確定煤層氣層的厚度、深度等元素，能促進(jìn)煤層氣儲層測井評價技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

2.2煤質(zhì)參數(shù)計算

煤層煤質(zhì)參數(shù)的數(shù)據(jù)一般都是在相關(guān)的煤樣實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析、對測井體積進(jìn)行三維模擬和數(shù)學(xué)概率法相結(jié)合所得出的。測井體積三維模擬需要針對測井的內(nèi)部數(shù)據(jù)對其進(jìn)行建立響應(yīng)方程組，來對其進(jìn)行求出最優(yōu)的解，可以作為主要的測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行挖掘煤層。在實(shí)際的煤質(zhì)參數(shù)計算中，測井體積三維模擬所計算中的數(shù)據(jù)，可能會與在煤樣實(shí)驗(yàn)室得出的數(shù)據(jù)不同。所以在實(shí)際的數(shù)據(jù)中，主要是通過測井體積三維模擬所計算中的數(shù)據(jù)結(jié)合數(shù)學(xué)概率法，然后通過在煤樣實(shí)驗(yàn)室的得出的少量數(shù)據(jù)來保證所計算的煤質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。煤的組成成分較多，但是主要的成分還是固體碳、濕灰分、水分等，所以在采用測井體積三維模擬進(jìn)行建立相應(yīng)方程組時，所采用的數(shù)據(jù)就是這幾項(xiàng)在煤層中的含量。在進(jìn)行煤層開采工作前，要對煤質(zhì)參數(shù)準(zhǔn)確的計算，才能更好的促進(jìn)煤層氣儲層測井評價技術(shù)的發(fā)展。

2.3裂縫孔隙度及裂縫滲透率

在煤層的形成中，會在成煤的過程中逐漸的產(chǎn)生少量的裂縫孔隙，并且在成煤以后，經(jīng)過地殼的運(yùn)動會對裂縫孔隙進(jìn)行二次增加，使其成為次生孔隙。在隨著煤層逐漸的伸長過程中，裂縫孔隙的類型和結(jié)構(gòu)會逐漸的變化，會形成成組的裂隙性多孔隙介質(zhì)，可以為甲烷的存在提供儲存的位置。裂縫孔隙度主要指的是裂隙性多孔隙介質(zhì)的厚度，能夠直接反應(yīng)出此地煤層的實(shí)際質(zhì)量。所以在進(jìn)行開采煤層時，需要加強(qiáng)對裂縫孔隙度及裂縫滲透率的計算，才能保證煤層的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.4煤層含氣量

在煤層中的甲烷儲存位置與天然氣的儲存位置不同，并且影響煤層下的甲烷的形成因素大不相同。影響煤層內(nèi)的含氣量的主要因素是煤階、內(nèi)部壓力、煤層的深度、礦物質(zhì)的含量、滲透率等有關(guān)。煤層內(nèi)的含氣量可以隨著煤階的增加而逐漸的增加，在相同的條件下，高煤階的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于低煤階的吸附能力。隨著內(nèi)部壓力的增加而逐漸的增加，比如壓力越大的地方越含有煤層。煤層含氣量隨著煤層的深度的增加而逐漸的降低，比如，在越深的地方的煤階的含量越低。要關(guān)注煤層含氣量的范圍，在最適合的地方進(jìn)行煤層氣儲層測井評價技術(shù)的開展，才能有效的對煤層進(jìn)行深入的研究和分析。

3煤層氣儲層測井評價技術(shù)的主要應(yīng)用

3.1地層對比

煤層氣儲層測井評價技術(shù)的主要應(yīng)用就是對煤田測井進(jìn)行地層的劃分和對比。主要能夠?qū)⒚禾餃y井根據(jù)其內(nèi)部的壓力、煤層含氣量、滲透率等因素進(jìn)行劃分，測井技術(shù)目前還主要應(yīng)用在煤層的檢測中。能夠有效的提升檢測人員對煤層和煤層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的了解，促進(jìn)對煤層的深入開發(fā)。

3.2彈性特性及地應(yīng)力分析

在煤層氣儲層測井評價技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，彈性特性及地應(yīng)力分析能夠?qū)γ簩託鈨舆M(jìn)行評價。比如，在進(jìn)行煤層氣儲層評價和處理煤層氣儲層中的裂隙連通時，能夠有效的降低煤層氣儲層中的水的滲透作用，進(jìn)而促進(jìn)煤層氣儲層測井評價技術(shù)的發(fā)展。

3.3沉積環(huán)境分析

在對沉積環(huán)境分析時，主要采用的就是煤層氣儲層測井評價技術(shù)，能夠?qū)γ簩託鈨又械拿旱姆N類、泥質(zhì)含量、砂體的分布等進(jìn)行分析。煤層氣儲層測井評價技術(shù)在沉積環(huán)境分析的應(yīng)用，保證煤層氣儲層的物質(zhì)含量能夠準(zhǔn)確的分析出來。

4結(jié)論

綜上所述，煤層氣儲層測井評價技術(shù)具有準(zhǔn)確率高、低成本、操作便利等優(yōu)勢，已經(jīng)是探測煤層開發(fā)必不可少的操作方法。通過煤層氣儲層測井評價技術(shù)對煤層內(nèi)部數(shù)據(jù)的分析與研究，進(jìn)而找到其存在的相似點(diǎn)，為煤層氣勘探開發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。

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（作者單位：河北省煤田地質(zhì)局第二地質(zhì)隊）