煤層氣資源開發中測井技術的應用研究

郝正海

摘要：煤層氣俗稱“瓦斯”，是與煤伴生或共生、存儲于煤層中的烴類氣體資源，屬于非常規天然氣，是優質能源和化工原料。我國煤炭資源豐富，煤層氣分布廣泛。因此，加強對煤層氣資源的開發，對促進我國能源產業的可持續發展具有重要意義。本文就煤層氣資源開發中測井技術的應用進行研究，以供借鑒。

關鍵詞：煤層氣;開發;測井技術;應用研究

1 引言

煤層氣俗稱“瓦斯”，是與煤伴生或共生的烴類氣體自愿，是優質能源和化工原料，我國煤炭資源豐富，煤層氣分布廣泛，但是目前我國對煤層氣的開發尚處于初始階段，因此加強對煤層氣資源開發的測井技術進行研究，對促進我國能源產業發展和煤層氣資源的有效利用，是十分重要的。

2 加強煤層氣資源開發的重要性及影響因素分析

2.1 加強煤層氣資源開發的重要性分析

煤層氣是一種清潔能源和優質化工原料，加強對煤層氣開發的應用研究，對提高能源供給量，促進我國能源的可持續發展，是極其重要的。我國煤炭資源豐富，煤層氣分布廣泛，在社會經濟發展對能源資源需求日益增加的當今時代，加快煤層氣資源的開發利用，不僅能彌補我國能源的短缺狀態，還能實現對生態環境的有效保護，提高其經濟價值和社會價值，以適應時代發展的需求。

2.2 煤層氣資源開發的影響因素分析

煤層氣與煤伴生、共生、自儲的非常規天然氣，主要在煤層中儲集，其賦存狀態主要以吸附式、溶解式及游離式狀態存在。通過研究發現，煤層氣的形成過程主要在煤炭中吸附，通過溶解而析出。在開發過程中，由于外界多種因素會對產生多種影響，主要包括：

第一，組分因素，煤層氣主要包含灰分、水分和顯微組分，對吸附能力的影響比較明顯，其礦物含量（顯微組分）與吸附能力成反比，通過分析可得出鏡質組的吸附能力較強、惰性組的吸附能力較弱的研究結論。

第二，深度因素。由于煤層氣的賣場深度不同，煤層氣氣體的溫度、壓力對開發的影響也不同，如煤層氣的溫度越高，表明其吸附能力越大，而壓力增加時起其吸附能力也會隨之增強，開發難度也會增加[1]。

第三，水分因素。煤層氣的含水量越大，其吸附能力就越低;但是當含水量達到一定時，其吸附能力不再因為含水量的變化而改變。對開發有直接因素。

第四，煤層封閉性影響。排替壓力會使煤層的封閉性能發生變化，排替壓力與每層的封閉性能成反比，是影響煤層氣開發的又一因素。

3 煤層氣資源開發中測井技術的應用研究

3.1 煤層識別技術

煤層氣主要以吸附、游離、溶解狀態賦存于煤層之中，因此，對煤層進行測井識別是基礎工作。對于煤層的識別，主要是依據測井技術在測井曲線上所反映出的“三高三底”特點加以實現的。在煤層識別中，測井曲線的“三高三低”是指與圍巖相比較，煤層的中子量、電阻率、聲波視察比較高，而其密度、自然伽馬曲線、煤層與鉆井泥漿之間的化學作業比較低[2]。由于煤層的巖性較純、泥質較低，因而其電阻率比較高，泥漿與煤層之間的化學反應也非常弱，在測井過程中，如果所得到的電阻率數值越高，自然電位的負異常幅度也就會越大，提示煤層資源儲藏也就會越豐富，其價值就越大。

3.2 煤層氣識別技術

利用煤層氣識別技術，可以確定煤層中煤層氣的福存量和開發價值，是開發煤層氣資源的重要環節。常用的煤層氣測井識別技術包括兩種：第一，直接識別技術。如前文所述，煤層識別的測井曲線特點提示為聲波時差和電阻率以及中子都比較高，起密度和自然伽馬比較低，因此可在煤層測井識別資料的基礎上，對煤層氣的賦存狀態及福存量做進一步識別。在測井過程中，如果深側向測井曲線低于淺側向測井曲線，提示煤層中煤層氣含量豐富，開發價值較大。當測井曲線提示密度變小但聲波時差增大是，則說明煤層中具有良好的寒氣條件，需要進行深入解讀。第二，孔隙度測定技術。該項技術是通過孔隙度測定煤層氣賦存量及賦存狀態，如果測井參數提示煤層氣儲層中的孔隙度小于密度測井孔的孔隙度，說明該儲層中的煤層氣儲量豐富。此外，對于煤層氣的識別，還可應用空間模量差比法和電阻率比值法等技術，但是這兩種技術的參數獲取難度較大，因此在應用中應根據具體情況對測井技術進行恰當選擇[3]。

3.3 儲層參數解釋技術

對儲層測井參數進行解釋，是煤層氣測井技術的關鍵，對于煤層氣測井過程中所獲取的各項參數，需要進行詳細解釋，才能取得更為詳細的地址信息，為煤層氣的開發提供科學依據。從工業應用角度解釋，儲層參數解釋技術主要是針對對煤層氣的灰分和水分、揮發組分及固定碳之間具有較強的關聯性，因此其線性相關度較好，而水分與灰分之間的關聯度較差，其線性同時較差的特點解釋，以確定煤層氣的儲存量及開發價值。如果從含氣量方面解釋，在結合測井記錄解釋基礎上，利用多種不同的含氣量測井方法對測井參數進行解釋，可對煤層氣的蘊藏量進行準確測定，常用方法包括利用煤層氣層的背景紙、吸附濕線、解釋量板等[4]。如果從地應力方面進行解釋，由于煤層氣受到來自地層和流體的雙重壓力，因此應在結合測井資料基礎上，確定地層壓力，并在充分考慮井眼影響因素基礎上，通過煤層聲波時差、中子及電阻率隨深度變化的相應關系，繪制孔隙度-深度關系曲線，對地層壓力及分布做出詳細解釋，確定煤層氣開發方案。

4 結束語

綜上所述，在煤層氣資源開發中，測井技術是極其重要的，對提升開發效果和效益具有重要意義。但是在應用過程中，由于受地質條件、開發技術等多種因素影響，在測井過程中要做具體分析，擇優選擇測井技術，以此提升煤層氣的開發效率和效益。

參考文獻：

[1]韓洲.測井技術在煤層氣資源開發者的應用研究[J].工業，2015（6）：119.

[2]劉小勃.測井技術在煤層氣資源勘探開發中的應用探究[J].河北企業，2017（7）：205-206.

[3]隋聰崇明.測井技術在黑龍江煤層氣資源勘探開發中的實際應用[J].中國科技投資，2020（16）：123-124.

[4]范晉軍.煤層氣勘探開發中的測井技術分析與探索[J].中國化工貿易，2020（2）：104-105.