煤层气储层评价的地球物理测井技术

摘 要 基于国内外煤层气地球物理测井技术的发展现状‚综合分析了煤层气储层测井数据 采集技术以及煤层气储层地球物理测井评价技术;讨论了当前煤层气储层评价的地球物理测 井技术所存在的若干问题以及今后值得注意的几个研究发展方向。     

浅谈煤层气测井技术

目前用于煤层气测井的主要设备有美国蒙特系列Ⅲ数字测井仪、渭南煤矿专用设备厂TYSC型和北京中地英捷物探仪器研究所PSJ-2型数字测井仪系统。煤层气裸眼井常测的参数有自然伽马、长短源距人工伽马、自然电位、双侧向、双井径、声波、补偿中子、井温、井斜等,而固井质量检查测井则用自然伽马、声幅、声波变密度和磁定位等方法。受井径过大的影响,密度三侧向测井、声速和补偿中子测井会存在较大误差。另外《煤层气测井作业规程》是单一企业标准,其中有些规定在实际执行过程中存在诸多问题,需在实践中进行修正。     

地浸砂岩铀矿床勘探地球物理测井技术的现状及发展方向

扼要地阐述了国内外地浸砂岩铀矿床勘探地球物理测井技术的方法和仪器现状，提出了今后开展物探综合测井研究的主要内容和仪器开发设想，为加快铀矿床勘探提供了方法依据，对于砂岩铀矿床地球物理测井工作具有一定的参考价值。     

对煤层气测井技术及有关问题的探讨

国内目前用于煤田煤层气测井的主要设备有北京中地英捷物探仪器研究所PSJ-2型数字测井仪系统、渭南煤矿专用设备厂TYSC型以及美国蒙特系列Ⅲ数字测井仪系统等。煤层气裸眼井常规测井方法有自然伽马、自然电位、双侧向、双井径、微球型聚焦、补偿密度、补偿中子、声波、井温、井斜等。选用不同的测井方法可获取不同的测井参数,采用线性回归或体积模型等方法,可获得煤层气评价参数。然而受井径过大的影响,会存在较大的误差。其次是《煤层气测井作业规程》不统一,仪器刻度不精准,解释方法落后,研究成果低,需在生产实践中加以修正。     

煤层气储层测井评价有关问题的讨论

煤层气的形成和储层的特性决定了煤层气储层评价的一系列关键参数,这些参数可用常规测井方法直接或间接获得。目前常规测井方法包括自然电位、双侧向（或感应）、微电极、补偿密度、自然伽马、声波时差、声波全波列、中子孔隙率以及井径测井等。选用不同测井方法采用线性回归或体积模型等方法,可以获得煤层气储层评价参数。     

煤层气储层特性的测井评价

从煤层气储层特性的测井评价现状及实例可以看出,测井资料已能用来精确确定煤层厚度和煤的工业分析值,对煤层气含量,渗透率的估算也已成为可能,测井资料还可用于帮助确定吸附等温线的精度。     

地球物理测井技术应用的新进展：煤层气测井技术和水工环测井技术

地球物理测井技术经过近七十余年的发展,目前在测井方法理论、数据采集技术和数据处理解释等方面都得到了很大发展。尤其是其应用领域得到了进一步扩大。例如,除了在石油和天然气勘探开发领域发挥着重要作用,还在煤层气勘探开发和解决水文、工程和环境问题中都发挥着越来越重要的作用。本文基于国内外地球物理测井技术的发展现状,通过综合分析指出,煤层气地球物理测井技术和水文、工程和环境地球物理测井技术是今后测井技术的两     

测井方法在煤层气勘查中的应用

根据测井原理,利用煤层气测井中各种参数可以确定和评价煤层气及其储层的相关参数,如储存煤层深度、厚度、工业分析、含气量、渗透率、岩石力学性质、储层温度等.对煤层气钻井的固井质量也可以利用声幅测井、声波变密度测井、自然伽马测井、磁定位测井做出可靠的解释.山西某煤层气勘探区测井资料与试井、化验等资料表明,测井数据与化验、试井、排采等数据非常接近,可见利用测井数据成果可为煤层气的勘探与开发提供可靠的理论依据.     

煤层气测井监理要点及方法

煤层气测井质量的好坏直接关联到后续工序能否正常开展,为此要求煤层气测井监理对所测参数曲线具有较强的解读和鉴别能力.然则作为新兴行业,煤层气测井监理尚未形成统一的理论和方法.通过分析打煤孔测井与煤层气测井的共性与差异,认为打煤孔测井监理与煤层气井测井监理的工作方法大相径庭,前者重点在于煤层,后者除要求煤岩解释外更侧重于曲线本身的可信度评价.根据煤层气测井监理的特点,提出了对不同测井曲线进行监理时应重点检查的内容及相应的改进措施.     

矿井测井技术及其应用

介绍了煤矿井下钻孔测井技术及其发展 ,并论述了应用无缆测井技术的矿井防爆测井系统及其在煤矿井下的实际应用     

阜新盆地刘家区煤储层综合分析

在对阜新盆地刘家区构造演化及构造特征、煤层发育特征、煤的化学成分及排采试验资料分析的基础上,对研究区煤层气含量、煤的吸附性、煤层渗透率、煤储层压力、临界解吸压力、煤体结构、煤层气产出特点进行了综合研究。认为研究区煤层分布广、厚度大、丰度高,煤的吸附能力强;而且埋深与辉绿岩侵入体是控制煤层气含量的主要因素,成煤后期构造运动是影响煤储层渗透率的关键因素。煤层气开发有利区应在向斜翼部和岩墙、岩床附近煤变质程度高的区域。     

中国煤层气勘探开发技术

中国煤层气资源丰富，近１０年在煤层气勘探开发技术方面形成了包括煤层气钻井取心、试井、完井、强化压裂和排采系统配套的工程工艺技术。介绍了这套煤层气勘探开发工程工艺技术的基本内容、特点及应用情况。     

煤储层物性对甲烷碳同位素分馏的影响

煤层气作为一种吸附气,在储层中解吸扩散运移时甲烷碳同位素发生分馏。笔者通过采集山西晋城和新疆昌吉不同演化程度的煤样进行解吸试验,系统记录整个解吸过程中甲烷碳同位素组成的变化情况,研究了储层物性对甲烷碳同位素分馏的影响。结果表明：对于基质致密的煤样,解吸气体的δ13C1随时间增加逐渐变重,其变化的速率具有先快后慢的阶段性特点。对于基质疏松的煤样,解吸气体的δ13C1随时间增加先轻后重,这是由于取芯操作及煤样解吸过程中的基质收缩变形破坏了煤体原生结构,从而对正常的同位素分馏效应产生了影响。随着成熟度的增高,煤中微孔丰度增加,气体解吸扩散过程中受的限制增强,同位素分馏效果更显著。压裂裂缝的存在影响了煤层甲烷碳同位素的分馏效果,使得试采过程中井口气样δ13C1的变化规律不明显。     

水力封堵型煤层气藏判识条件分析

从宏观和微观两个方面分析了不同条件下煤层气的赋存特征,总结出水力封堵型煤层气藏的判识条件。研究表明,宏观上,可以通过煤储层边界的物理性质进行判识,在煤储层与地下水连通的基础上,分析断层、岩性、地下水三者之间的组合对水力封堵型煤层气藏赋存所起的作用,将水力封堵型煤层气藏划分为地层-水力封堵型、开放性断层-水力封堵型、封闭性断层-水力封堵型、岩性-水力封堵型、开放性断层-岩性-水力封堵型五种类型;微观上,主要通过煤储层流体的化学性质来判识,包括水的矿化度、水化学类型、甲烷碳同位素等三个方面,通常水力封堵型煤层气藏的地层水矿化度低于1 000mg/L,甲烷碳同位素较轻,且水化学类型为NaHCO3型、Na2SO4型或为NaHCO3和Na2SO4混合型。     

煤层气解吸特征的实验研究

利用液固吸附的一般实验发现煤的孔隙分布不均,中高阶煤以0.8～15 nm孔径为主要优势。小孔表面曲率变化较大,孔径变化可用Weibull不对称函数表示,进而推导气固吸附方程。通过对山西晋城寺河3#煤、陕西韩城象山3#煤、新疆六道湾43#煤的等温吸附解吸实验并利用SPSS软件进行数据拟合,发现其r2皆大于Langmuir方程的拟合效果,所以利用Weibull函数来表征煤层气的解吸过程有利于指导煤层气排采实践。     

A Comprehensive Model for Evaluating Coalbed Methane Reservoirs in China

Coalbed methane reservoir （CBMR） evaluation is important for choosing the prospective target area for coalbed methane exploration and production. This study aims at identifying the characteristic parameters and methods to evaluate CBMR. Based on the geological surveys, laboratory measurements and field works, a four-level analytic hierarchy process （AHP） model for CBMR evaluation is proposed. In this model, different weights are prioritized and assigned on the basis of three main criteria （including reservoir physical property, storage capacity and geological characteristics）, 15 sub-criteria, and 18 technical alternatives; the later of which are discussed in detail. The model was applied to evaluate the CBMR of the Permo-Carboniferous coals in the Qinshui Basin, North China. This GIS-based fuzzy AHP comprehensive model can be used for the evaluation of CBMR of medium-high rank （mean maximum vitrinite reflectance 〉0.5 %） coal districts in China.     

晋城煤层气藏成藏机制

通过晋城煤层气的规模开发、压裂煤层气井的解剖、井下煤层瓦斯抽放、构造地应力场研究、煤储层大裂隙系统“CT”式解剖与煤层气封闭保存条件研究, 发现3#煤储层内部存在大量煤层气包, 构造微破裂作用促使煤层气包之间广泛合并联通, 煤层气包内部储层的非均质性弱化, 渗透率增加, 煤层气包内部的游离气体比例增加, 流体压力系统边界逐渐清晰并形成煤层气藏. 揭示煤层气藏的成藏机制, 认识煤层气藏的内部细节特征, 促进了该区的煤层气开发技术进步, 提高了井下煤层瓦斯的抽放效率.      

贵州织金煤层气非储层水平井开发技术研究

直井开发煤层气钻井和压裂成本高,控制面积小,单井产气量低;煤层内水平井钻进难度大,风险高,薄煤层中井眼轨迹控制难度大,钻井液有害固相对储层伤害严重,采收率低。基于此,分析贵州织金区块煤系地质构造,提出在煤系地层内稳定的非储层内布水平井,通过压裂造缝沟通水平井上下煤层同时开发多层煤层的新思路。与常规开发方式相比,非储层内水平井具有钻井风险小、储层伤害小、单井产量高的优点,同时还可以开发煤系致密气和页岩气,提高非常规天然气利用率。研究非储层内水平井开发贵州织金煤层气技术,为解决贵州煤系地层煤层多而薄、层间距小等特性煤层气开发难题以及综合利用煤系气提供新的方式。     

准噶尔盆地低煤级煤层气成藏地质特征

从煤层气控制因素入手,对准噶尔盆地的煤层气成藏特征和煤层气藏的分布进行了分析,认为准噶尔盆地是西北地区主要的聚煤盆地,煤层厚度大、煤层层数多、煤级低,具有典型低煤级煤层气盆地的特征。准噶尔盆地煤层气资源量很大,南缘无论是井下还是地表,煤层气显示都很活跃。准噶尔盆地低煤级煤层气成藏模式是盆缘陡坡和缓坡模式。通过构造、水文地质特征分析对准噶尔盆地划分出乌鲁木齐河—白杨河煤层气藏、昌吉南煤层气藏、四棵树煤层气藏、小拐煤层气藏、克拉玛依煤层气藏、乌尔禾煤层气藏、彩南—大井煤层气藏,这些区域是开展煤层气勘探的有利区块。