测井解释煤层气藏
煤田煤层气测井资料解释介绍
煤重要参数
煤的煤层气含量、镜质体反射率、水分、灰分、挥发分等参数是研究煤 层组分，作为评价煤层气勘探、工业分析、经济效果的依据。 1. 煤层含气量 解吸：在未开采之前，煤层气以分子状态吸附在煤颗粒表面。随着储层 压力的降低(如抽水)，地层能量的衰减，压力降到解吸压力以下，以分子状 态存在的解吸气变为游离气。 扩散：煤层甲烷解吸之后，在煤基质与割理之间的浓度不一致。由浓度 差异引起甲烷气体扩散，气体从基质进入割理。 流动：由于气体的解吸、扩散，割理与井眼之间的压力梯度发生了变化。 由于压力不同，引起气体由割理向井眼流动。 直接法测定含气量包括三部分，即散失气量、解吸气量和残余气量，煤层含 气量为三者之和。煤层含气量的单位为m3/t。 散失气量：指煤心快速取出，现场直接装入解吸罐之前释放出的气量。 根据散失时间的长短及实测解吸气量的变化速率进行理论计算。 解吸气量指煤心装入解吸罐之后解吸出的气体总量。实验过程中求出气 量随时间的变化规律，结合一些基础数据计算解吸气量。解吸过程一般延续 两周至四个月，根据解吸气量大小而定，一般在一周内每克煤样的解吸量小 于0.05cm3/d时可终止解吸。 残余气量：指终止解吸后仍留在煤中的那部分气体。需将煤样加热真空脱 气，再粉碎、加热真空脱气，测定其解吸总量。
体积模型法：
ＤＥＮ=W11Vｗ+W12Vａ+W13Vc ＡＣ=W21Vｗ+W22Vａ+W23Vc
CNL=W31Vｗ+W32Vａ+W33Vc
1=Vw+Vb+Vc
Hale Waihona Puke 概率模型法:ＤＥＮ=Ａ1Ｑｗ+Ａ2Ｑａ+Ａ3Ｑｈ+Ａ4Ｑｃ ＡＣ=Ｂ1Ｑｗ+Ｂ2Ｑａ+Ｂ3Ｑｈ+Ｂ4Ｑｃ
测井方法在煤层气勘查中的应用
测井方法在煤层气勘查中的应用王绍祥(中国石油集团测井有限公司长庆分公司靖边项目部，陕西 榆林71-500)摘 要：煤气层的勘查过程就是将地质结构当中的资源分布进行最大限度还原的过程。
本文主要就测井方 法的应用做简单的分析，进一步的探究测井方法在煤气层勘查当中的应用。
结合煤气层内在结构的实际情况进 行有针对性的讨论，了解在勘查过程中值得关注的问题和要点。
关键词:测井方法；煤气层;含气量+沉积岩随着国家经济实力的进步,在科学技术水平上也 有了质的提升。
为了更好的满足人们对于各项资源的 需求，不断深入开发地质层勘查技术。
优化地质层勘 测技术的识别准确度和真实度,在实际应用的过程中 按照实际的地质分布情况进行最大化的还原,保证勘 查结果的真实性,有效性,客观性&1测井技术1.1解释评价方法在测井技术的评价体系当中煤气层的解释方法主要分为三类，一种是定量解释技术，另两种为储层定性识别技术和综合评价技术。
煤气层的结构经过 信息和数据的采集，进而实现内在结构的综合分析。
在评价体统当中对其行行体极式型的优化和决释，不断深入的了解煤气层的内在结构特点进行有针对性的研究和作用，最大限度的保证解释评价具有真实 性、科学性。
1.2测井技术实践煤气层勘测测井技术应用过程当中关键在于技术使用的规范性、煤质评价的准定性以及义有的象量算 算方面。
在煤质评价体系检测过程中可以通过声波时差进行判断，在实际运用的过程中只有将其本身带有的局限性进行系统上的摒弃，才能最大限度的还原煤 质质量的真实情况。
煤气层的含气量和天然气资源的分布有着紧密的联系，在测井技术人员检测含气量的过程中可以通过判断储层之间的含量间接得出煤气层 的质量。
2煤层气勘查的概述煤气层的勘查主要就是对于内在结构的含有特殊沉积岩进行检测,沉积岩的内部成分构成比较复杂(如图1所示)，分为水平层、斜层、交错层,且主要由高分 子有机化合物和矿物质的杂质构成。
(a)(b) (c)图1沉积岩内部层理结构尤其是内部含有的含氮指数以及甲烷气含量较为 高，同时内在独特的割理系统本身带有较强吸附性对 煤气层勘查工作带有明显的特征。
煤层气储层测井响应特征及机理分析
煤层气储层测井响应特征及机理分析摘要：煤层气储层是煤层气储存的载体，是煤层气勘探开发的研究对象。
通过研究煤层气储层特征和测井响应特征，为煤层气储层的识别和评价提供依据。
适当的测井系列可用于有效识别煤层气储层，计算储层的碳含量，灰分和水分，并计算储层的孔隙度，渗透率和气体含量。
测井方法是评价煤层气储层的有效手段。
测井是评价煤层气储层的重要技术手段。
通过研究区的常规测井资料和实验数据，分析了测井响应值的分布特征。
结合煤层煤岩组分，探讨了煤层气储层测井响应特征。
研究表明，煤层气储层的测井响应值是正态分布的。
常规对数值显示高声学时间差，高电阻率值，高中子孔隙率和低自然势，低密度，而负面自然异常的特征和严重的扩张。
为研究区后期煤层气储层测井评价提供理论依据。
前言煤层气储层是储存煤层气的载体，是一种典型的非常规有机储层，具有自生，自储和多孔。
煤层气是一种非常规天然气，以吸附状态存在于煤储层中。
研究煤层气储层的最终目的是探索和开发煤层气资源。
煤层气勘探的方法很多，煤层气测井技术被认为是最有前景的手段。
通过对煤层气测井响应图和响应数值分布直方图的统计分析，评价了煤层气储层的响应特征。
根据测井的基本原理，结合煤层气储层的实际地质特征，总结分析了煤层气储层测井响应机理。
一、煤层气测井响应特征1.1煤和岩石的一般测井特征煤层是生产和储存煤层气的地方。
目前，煤层气储层测井技术中常用的测井方法有：电阻率，自然伽马，补偿密度，补偿中子，声学时间差和光电吸收指数[1]。
普通煤和岩石的测井特征如表1所示。
1.2煤层气的测井特征由于煤层裂缝和基质孔隙度小，气体含量低，测井对煤层气的分辨率低，其测井识别方法不像常规气藏那么简单直观。
但是，一般来说，由于气体的密度小于煤的密度，因此气体后的煤层的体积密度值相对减小。
随着氢含量的增加，补偿中子值相对增加;随着气体含量增加，声波传播速度降低，声波时间差相对增大。
我们可以使用这些特征来定性地识别测井曲线上的煤层气。
煤层气储层的地球物理测井评价方法
四、煤层气储层的测井评价方法
4.4.1、利用与煤层气相关的测井响应，如密 度、声波时差、电阻率，以及其它相关因 素，如有效埋深等，与煤心分析的含气量 建立统计相关关系，这种关系也可以利用 人工神经网络获得，这两种方法都要求有 足够的样本[12][13]；
四、煤层气储层的测井评价方法
4.4.2、利用近似分析得到的结果，如灰分含 量，根据吸附和解吸机制直接建立与煤层 含气量之间的对应关系[8]，
二、煤层气与煤层气储层的特征
2.1、煤层气的生成与煤级关系及存在状态
二、煤层气与煤层气储层的特征
• 在成岩作用早期，天 然气主要通过生物活 动析出； • 后生作用是在温度压 力增大条件下发生， 是碳氢化合物形成阶 段； • 变生作用几乎将干酪 根全部转化成碳，甲 烷或干气与非烃类气 CO2、N2形成。
三、影响煤层气储层特性的因素
四、煤层气储层的测井评价方法
4.1、煤层的识别与划分 煤层的密度、电阻率和声波速度等参数与 围岩有明显差异。因此利用常规测井方法， 包括电阻率测井、密度测井、中子测井、 自然伽马测井和声波速度测井，通常可以 成功的识别和划分出煤层。 煤的密度、电阻率和声波速度以及水分如 下图所示。
三、影响煤层气储层特性的因素
焦作某区山西组煤甲 烷含量与上覆地层有 效厚度关系图
三、影响煤层气储层特性的因素
3.2. 煤层含气量与煤级的关系 煤级又称煤阶，表示煤化作用程度的等级，也用以表示煤 变质程度。1926年，怀特(D．White)首次以干燥无灰基的 碳含量表示。煤级有时也借助煤化过程中变化明显而且有 一定规律性的物理、化学性质，即煤级参数或煤化(程度) 参数表征。在煤化过程中，芳香环缩合程度加大，增长为 更大的结构单元，导致镜质组反射率值增高；而非芳香馏 分则逐渐减少，导致挥发分降低。由于镜质组反射率和挥 发分都与镜质组结构单元的芳构化程度有关，因而镜质组 反射率的增高和挥发分的降低，在变化程度上几乎是同步 的。因此，碳含量、挥发分含量和镜质组反射率常常作为 煤级参数。总体上，含气量随煤级的增高而增大。低煤阶 的煤含气量一般为2.5cm3／g，高煤阶的煤含气量可达 31cm3/ g。
5. 煤层气藏成藏机理
经济边界
经济边界仅适用于工业性煤层气藏，以该 煤层气藏具备商业开发价值的最低含气量 表达，取决于煤层气的含量、资源丰度、 储层物性、地下水动力条件、开发技术条 件、经济政策等。
包括浅部的经济边界和深部的经济边界
• 在现有的开发技术条件下能够实现商业性 开发的煤层气藏称为工业性煤层气藏；反 之，称为非工业性煤层气藏。
纵向封堵系数R，是断层落差(L)和盖层厚度(H)的比值，其值越
小，纵向封堵能力越强 。
α
β
L
RH LsisninK
h
H
盖层
β
αβ 储 层
式 中 ： - 断 层 倾 角 ； - 储 层 倾 角 ； L - 断 层 垂 直 落 差 ； H - 盖 层 厚 度 ； K - 比 例 系 数 ，
K = h / H ， h - 盖 层 叠 盖 厚 度 。
海 拔 （m） 10 00
50 0
0
T L- 0 06 T L -0 0 7
滞流带
径流带
补给区 10 00
50 0
对应的极限储层压 力在1.3MPa左右， 即地下水的水位最 低应为130m左右。
风氧化带边界
由于煤层气沿露头的散失和空气的混入使得煤层气中甲烷浓度降低，二氧化碳、 氮气浓度增加。一般取甲烷浓度80 %为风氧化带的底界。
断层边界 距 寺 头 断 层 距 离
海 拔 ( m) 1000
5 00
图 2-8
含气量与距寺头断层距离关系图
海 拔 (m)
1000 1000
500 500
0
0
P
C
O
E 1000 500 0
0
图 2-9 EW 1 剖 面 寺 头 断 层 两 侧 对 接 关 系
煤层气储层测井评价技术及应用
煤层气储层测井评价技术及应用随着我国经济实力的不断增长，我国对于煤的使用率在不断的增加，针对煤层的特点，设计出煤层气测井评价技术，来对煤层进行评价。
在煤层中主要是煤层储集，其具有双重孔隙的特点，主要是煤的基质微孔和割理（裂缝）系统组成。
所以在进行评价时，不能在采用传统的评价技术，这样会导致评价结果出现错误。
本文主要通过对过往的国内外煤层气测井技术的发展过程，并针对目前煤层气储层测井评价技术现状，进行了详细的讲述，并结合所应用的技术，进行分析与研究，为煤层气储层测井评价技术的发展提供相应的参考方向。
标签：煤层气储层；测井评价技术；实际应用在煤层气储层中，所具有物质的不仅仅具有储存甲烷，还具有生成甲烷的初始物质，所以在煤层的储集中，主要有两个系统构成。
在天然气储层中，天然气主要以气体的形式储存在其中，但是在煤层中的甲烷主要有三种形式存在，分别是以分子状态吸附在基质微孔的内表面上；以游离气态存在于煤层中的地层水中；以游离气态存在于煤层中的裂缝中。
和天然气的存储状态不同，不能采用评价常规天然气储层的方法。
煤层气储层测井技术是煤层气勘探开发中的主要方法，要加强对测井评价技术的研究与分析，并结合其技术进行提出相应的应用方式，才能更好的促进煤层气储层的测井评价技术发展。
1煤层气储层测井评价系列选择目前主要的评价技术就是采用的煤层气储层测井评价技术，采用这种技术能够有效的对煤层气储层中的数据进行相应的分析，能够对采集到的数据进行估计，从而得出内部煤层气储层的内部信息。
煤层气测井技术具有操作便利、可重复利用、成本低、准确率高等优势，能够改进传统技术中技术不达标的问题。
煤层气储层是跟周围的岩性具有截然不同的性质，所以在进行检测时，需要对煤层气储层测井评价系列进行选择。
目前主要的评价煤层气的常规测井方法有自然电位、微电极、补偿密度、自然伽马、声波时差、声波全波列、中子孔隙度以及井径测井等。
2煤层气储层测井评价技术现状2.1煤层的划分、岩性识别在对煤层气储层测井技术的实际应用中，首先要对煤层气井的测井资料进行了解才能进行操作，要对煤层气层进行划分、识别，然后才能在已知种类的煤层气层上进行相应的参数计算。
煤层气测井
核磁共振成像 测井（MRIL）
•MRIL只测量被孔隙流体占据的孔隙空间，其孔隙度测 量与地层岩性无关，是煤层孔隙度精确测量的工具。
•研究地层沉积相与构造研究的地层倾角测井；
•用于获取地层机械参数的声波全波列测井；
其它测井技术 •用于研究裂缝的井下电视扫描测井； •用于检测固井质量的声波变密度测井及脉冲回声测井 等等。
素的原子序数，煤中主要元素C的原子序数为6，故光电俘获截面低。 – 声阻抗小：声阻抗等于介质声波速度与密度的乘积，煤层的声阻抗比其
它地层都要低。
华 北 柳 林 煤 层 气 试 验 区 井 煤 层 气 测 井 曲 线
ML1
三、煤层气测井评价
1、煤层的划分
通过煤层与相邻砂岩、泥页岩测井响应的不同来识别煤层，并获取对应
•其它灰份，如细砂，对煤层的GR读数无影响。 •纯煤的电阻率一般较高；
自然伽马测井 （GR）
电阻率测井（R） •煤中粘土会使电阻率读数降低，因为粘土常常会含有结合
水是电阻率降低。 •相对于泥岩层，煤层对应的井径会减小；
•在套损井中，井径测井可以测量套损的位置和变形情况。 密度测井（DEN）•由于煤基质密度低，所以密度测井显示低密度值（高视孔 隙度）
径扩大率大。
2）煤层“四低（小）”测井响应特征 – 自然伽马低：煤层中铀、钍、钾的含量很低，一般为20-70API度，若煤
层自然伽马读数高，说明煤层中有天然放射性物质存在。
– 补偿密度低：煤主要有碳、氢、氧三种元素组成的碳氢高分子化合物， 具有较低的基质密度，因而具有较低的体积密度。
– 光电俘获截面低：光电俘获截面Pe定义为 Pe=（Z/10）^3.6,其中Z为元
四、问题的探讨
煤层气储层物性的定量评价？
煤层气测井解释方法研究
山西煤层气测井解释方法研究一煤层电性响应特征煤层是一种特殊沉积岩，煤层在煤热演化过程中主要产生的副产品是甲烷和少量水，而煤的颗粒细表面积大，每吨煤在0.929×108m2以上，因此煤层具有强吸附能力，所以煤层的甲烷气含量和含氢指数很高。
由于煤层的上述特性，反映在电性曲线上的特征是“三高三低”。
三高是：电阻率高、声波时差大、中子测井值高（图1）。
三低是：自然伽马低、体积密度低、光电有效截面低。
根据多井资料统计，煤层的双侧向电阻率变化一般100—7000Ω·m，变质程度差的煤层电阻率一般30—350Ω·m。
测井曲线反映煤层的声波时差一般370—410μs/m；中子值30%—55%；自然伽马一般20—80API；密度测井值1.28—1.7g/cm3；光电有效截面0.35—1.5b/e之间。
不同类型的煤，在电性上的响应有较大的变化。
表1中列出了几种煤类与测井信息的响应值。
表1 不同煤类骨架测井响应值图1 晋1-1井煤层电性典型曲线图二煤层工业参数解释煤的重要参数有：煤层有效厚度、镜质反射率、含气量、固定碳、水分、灰分、挥发分等，这些参数是研究煤层组分，评价煤层气的地质勘探、工业分析及经济效果的依据。
上述参数一般由钻井取芯后对煤层岩心进行实验测定得出。
1、煤层厚度划分煤层有效厚度根据电性曲线对煤层的响应特征，以自然伽马和密度或声波时差曲线的半幅度进行划分（见图1），起划厚度为0.6m。
2、含气量计算煤层含气量与煤层的厚度、煤的热演化程度、煤层深度、温度和压力等参数有密切的关系，由于煤的内表面积大，储气能力高，据国外资料统计，煤层比相同体积的常规砂岩多储1～2倍以上的天然气，相当于孔隙度为30%的砂岩含水饱和度为零时的储气能力。
据此应用气体状态方程和煤层密度计算含气量：P1V1＝RT1（1）P2V2＝RT2 （2）则V1＝T1·P2·V2/ P1T2（3）式中：P1——地面压力，0.1M Pa；V1——地面气体体积，m3；T1——地面绝对温度，273.15℃+15℃；P2——地下深度压力，M Pa；V2——煤孔隙度按30%计算的体积，0.3m3/m3；T2——地下深度的绝对温度，273.15℃+T℃；R——气体常数。
5.16 煤层气藏
第五章油气聚集与油气藏的形成5.16 煤层气藏一、基本概念及分类煤层气是一种在煤化过程中生成并主要以吸附形式储集在煤层中的自生自储式的天然气。
主要成分为甲烷，也称为煤层甲烷。
在煤炭工业中的煤层瓦斯，是煤成气的一部分。
煤层气藏是指受相似地质因素控制、含有一定资源规模以吸附状态为主的煤层气、具有相对独立流体系统的煤岩体。
煤层气藏具有明显的边界与周围地质体分隔。
一、基本概念及分类宋岩等（2010）根据水动力条件和煤层气藏边界，将煤层气藏划分为水动力封闭型和自封闭型2大类及多种基本类型：二、煤层气的赋存状态煤层气在煤储中的三种赋存方式:吸附、游离、溶解。
吸附气：是煤层甲烷的主体，占70~95%，一般占90%；游离气：存在于煤的孔隙、裂隙或空洞中；溶解气：溶解于地层水中，不足1%。
三、煤层气的富集◆煤层气在煤层主要依赖吸附作用，有无圈闭无关要紧。
但常规天然气必须在圈闭中。
◆煤层的含气量：一般为10～40m3/t煤，而煤的生气量至无烟煤阶段累计可达210～490m3/t煤。
◆至少有90%的由煤生成的气从煤中析出，大部分气运移出煤层，一部分赋存于煤层中并有一定规模的运移调整。
在不同演化阶段，煤层气的运移特征不同。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）四、煤层气藏形成的地质条件煤层气藏为具有一定规模，并含有商业性开采价值煤层气的煤岩体。
现代技术条件下，具有商业性开采价值的煤层甲烷气藏的煤层厚度通常1～30 m ，埋深45～2730 m ，煤阶可从褐煤到无烟煤。
四、煤层气藏形成的地质条件煤层厚度和含气性：厚度大、含气量高、解析条件好—有利，下限1m。
渗透性：受控于多种复杂地质因素，天然裂缝发育有利。
保存条件：上覆地层有效厚度和煤层顶底板特征，顶底板好有利封闭。
水文地质条件：水动力条件好，便于降压解吸，利于开采。
吸附状态煤层甲烷是煤储集天然气的主体。
当煤处于一定的温度、压力等条件下时，吸附即达到一种平衡状态，吸附状态的天然气要能流动，必须打破这一平衡状态，使煤层甲烷解析出来。
从测井资料识别煤层气方法初探
从测井资料识别煤层气方法初探摘要：新时期，我国对煤层本身所含煤层气越来越重视，深刻认识到合理开发与利用煤层气，不仅能够解决煤矿开采中瓦斯爆炸问题，提供洁净能源，还能在“碳中和”中大有作为。
煤层气对于缓解能源供给紧张局面、改善煤矿安全生产条件及保护大气环境等都具有重要意义,因此,其探测方法的研究亦具有重要的现实意义。
1研究的目的和意义煤是一种固体矿产资源，形成于沉积岩系地层。
煤层受地质构造，地层压力，地层温度的影响，形成的煤层气可分为游离气，溶解气和以分子状态存在的吸附气。
游离气，溶解气在煤层气中的含量很小，吸附气占煤层气的主要成分，是煤层气勘探开发的主体。
煤层作为煤层气的源岩，又是煤层气的储集层。
煤层气勘探测井的主要目的就是评价其储集层煤层气含量的多少。
储集层的评价参数主要是：源岩煤层的工业参数，储集层的孔隙度，渗透率和气体吸附特性参数，以及煤层的埋深，厚度，温度，压力等其他参数。
2主要研究的内容2.1 分析煤层的成分及电性特点，总结出煤层的测井特征。
2.2 划分钻井剖面岩性，确定煤层的深度，厚度和结构。
2.3 建立煤层气的识别模型与公式，利用Forward分析数据。
2.4 进行煤质分析，确定煤层的含碳量，灰分，水分级挥发分。
对储集层进行含水性，渗透性分析，计算储集层的含气量。
3主要研成果及创新点研究了煤层气的测井系列及其适应性。
研究了运用测井资料计算煤层气工业分析参数的方法，并与分析资料进行了对比。
分析煤层气的孔隙特点，建立煤层气孔隙度计算模型与公式。
煤层测井特征：高电阻、高声波时差、低密度、低伽马、和其他岩石矿物有较大区别。
煤的体积密度一般为1.30—1.75，和围岩密度（>2.3）具有明显的差异。
4利用常规测井资料识别煤层和煤层气层利用测井信息识别煤层气层，首先利用测井信息识别煤层。
目前，利用测井信息识别煤层的方法主要有两种：利用密度截止值直接划分出煤层；通过综合分析各曲线特征，然后确定煤层。
测井解释煤层气藏_谭廷栋
+
dma - da dma - dw
( 7)
式中 dg—— 气体积密度。
煤层气引起密度孔隙度增大 ,其增大程度也是主
要取决于煤层气含量。由此可以得出结论 ,煤层气层的
· 86·
测 井 技 术
1 99 9年
响 ,采用中子— 声波孔隙度 重叠法解释煤层、煤 层气层
和围岩气层 ,有时候 会出现
多解性。但是 ,中子— 声波孔
中国煤层气勘探起步较晚。进入 21世纪 ,煤层气将 会得到充分的勘探、开发和利用 ,为人类社会发展做出 重要的贡献。
图 1 世界主要能源替代趋势
测井系列
石油与天然气勘探测井系列可以用来勘探煤和煤
层气。概括起来讲 ,勘探煤、石油和天然气的测井方法 分为基本测井系列和辅助测井系列两大类。 1. 基本测井系列
+
Vw
Hw - Ha Hw - Hma
+
Ha - Hma Hw - Hma
( 6)
式中 Hg—— 气含氢指数。
煤层气引起中子孔隙度减小 ,其减小程度主要取
决于煤层气含量。
HD=
Vc
da - dc dma - dw
+
Vg
da - dg dma - dw
+
Vw
da - dw dma - dw
温度及气层 ,发现地热矿产层 ,分析煤田和油气田水文 地质条件。
压力测井 测量地层孔隙流体压力 ,根据压力梯 度确定孔隙流体密度 ,用于划分气— 油和油— 水分界 面 ,识别气、油层和水层。
井斜测井 测量井眼的倾角和方位角 ,校正煤层 和油气层真垂直厚度及深度 ,计算煤层及油气层在地 下的空间位置 ,评价钻井井身质量。
测井解释煤层气藏
由此看出 ,中国的煤和天然气资源丰富 ,它是勘探 、 根据这 3 种电阻率求解地层真电阻率 ,用于计算油
开发和利用煤层气的物质基础 。
气层含水饱和度 ,发现油气层 ,确定油气层有效厚度
2. 能源替代趋势
及其埋藏深度 。电阻率测井信息还能判断煤层 ,计
1950 年以前 ,世界上主要用煤作能源 ,之后 ,在 世界能源构成中煤所占的比例在下降 ,石油所占的 比例在上升 。据预测 ,到 2010 年煤和石油在世界能 源构成中所占的比例继续下降 ,而天然气能源所占
量值解释煤层气含量 ,这是特殊性 。必须指出 ,煤层 评估油气储量及其产量 。这个基本测井系列也适用
气含量为评估煤层气藏储量提供了科学依据 。
于勘探煤和煤层气 。
煤和天然气
岩性测井方法 。测量地层自然电位 ( SP) 、自然 伽马 ( GR) 和井径 (CAL) ,用于判别岩性 ,划分储层与
1. 煤和天然气分布
28 77～210 1011
6
绿泥石 3. 39
26
52
8
伊利石 2. 90
21
1011
69
蒙脱石 2. 88
41
1011
无烟煤 1. 51
38
105 1～103
烟 煤 1. 27
60
120 10～106
褐 煤 1. 23
52
160 10～102
纯 水1) 1. 0
100
189
盐 水1) 1. 22
60
185 3～10 - 2
原 油1) 0. 88
60
235 104～109
甲 烷2) 0. 000 716 8 2. 25ρCH4 626 104～109
煤层气测井解释方法研究
山西煤层气测井解释方法研究一煤层电性响应特征煤层是一种特殊沉积岩，煤层在煤热演化过程中主要产生的副产品是甲烷和少量水，而煤的颗粒细表面积大，每吨煤在0.929×108m2以上，因此煤层具有强吸附能力，所以煤层的甲烷气含量和含氢指数很高。
由于煤层的上述特性，反映在电性曲线上的特征是“三高三低”。
三高是：电阻率高、声波时差大、中子测井值高（图1）。
三低是：自然伽马低、体积密度低、光电有效截面低。
根据多井资料统计，煤层的双侧向电阻率变化一般100—7000Ω·m，变质程度差的煤层电阻率一般30—350Ω·m。
测井曲线反映煤层的声波时差一般370—410μs/m；中子值30%—55%；自然伽马一般20—80API；密度测井值1.28—1.7g/cm3；光电有效截面0.35—1.5b/e之间。
不同类型的煤，在电性上的响应有较大的变化。
表1中列出了几种煤类与测井信息的响应值。
表1 不同煤类骨架测井响应值图1 晋1-1井煤层电性典型曲线图二煤层工业参数解释煤的重要参数有：煤层有效厚度、镜质反射率、含气量、固定碳、水分、灰分、挥发分等，这些参数是研究煤层组分，评价煤层气的地质勘探、工业分析及经济效果的依据。
上述参数一般由钻井取芯后对煤层岩心进行实验测定得出。
1、煤层厚度划分煤层有效厚度根据电性曲线对煤层的响应特征，以自然伽马和密度或声波时差曲线的半幅度进行划分（见图1），起划厚度为0.6m。
2、含气量计算煤层含气量与煤层的厚度、煤的热演化程度、煤层深度、温度和压力等参数有密切的关系，由于煤的内表面积大，储气能力高，据国外资料统计，煤层比相同体积的常规砂岩多储1～2倍以上的天然气，相当于孔隙度为30%的砂岩含水饱和度为零时的储气能力。
据此应用气体状态方程和煤层密度计算含气量：P1V1＝RT1（1）P2V2＝RT2 （2）则V1＝T1·P2·V2/ P1T2（3）式中：P1——地面压力，0.1M Pa；V1——地面气体体积，m3；T1——地面绝对温度，273.15℃+15℃；P2——地下深度压力，M Pa；V2——煤孔隙度按30%计算的体积，0.3m3/m3；T2——地下深度的绝对温度，273.15℃+T℃；R——气体常数。
煤层气井开发认识与井控
技术发展方向
加强基础理论研究，提高煤层气 抽采技术水平；探索新型封堵材 料和工艺，提高储层改造效果； 研发高效钻完井技术和装备，缩 短开发周期。
政策建议
加强政策支持和资金保障，推动 煤层气产业发展；建立规范的行 业标准体系，提升开发整体效益 ；鼓励技术创新和人才培养，为 产业发展提供有力支撑。
THANK YOU.
04
煤层气井完井技术
完井设备与技术要求
完井设备
包括井口装置、井身结构、套管程序、封隔器和生产管柱等。
技术要求
完井设备和技术要求应满足煤层气井的特殊需要，如高压、高渗、复杂地质 条件等。
完井工艺与射孔方案
完井工艺
包括煤层套管固井、射孔、压裂、排采等工艺。
射孔方案
根据煤层气藏特征和开发需求，设计合理的射孔方案，如孔径、孔密和孔向等。
对策
要求加强设备维护和保养，提高操作人员技能和素质，同时加强地质研究， 采取多种措施预防和控制风险。
06
煤层气井开发实践与案例分析
国内煤层气井开发实践
晋城无烟煤区块开发
晋城煤层气储量丰富，属高变质无烟煤，采用多分支水平井技术进行开发。
淮南煤层气区块开发
淮南煤层气资源丰富，采用多分支水平井和U型井技术进行开发，实现了工业化 生产。
高采收率的地区。
钻井过程中的风险与对策
地层压力异常
遇到高压或低压地层时，需采取相 应措施避免井喷或井漏。
煤层瓦斯突出
遇到瓦斯含量高的煤层时，需采取 抽放等措施降低瓦斯压力。
地下水涌入
遇到地下水丰富地区时，需采取堵 漏等措施避免井漏。
机械故障
遇到机械故障时，需及时采取措施 进行处理，避免影响钻井作业。
深部煤层气储层测井解释技术及应用分析
价需求，因此测井资料在煤层渗透率的评价过程中发
挥着指导作用。煤层渗透率通常取决于煤层割理—裂
隙的形成情况和裂隙的连通情况，割理—裂隙越发展，
连通性就越好，煤层的渗透率也就越高。受到地应力
的影响，一方面，裂缝会渐渐的趋于闭合，煤层渗透
率会快速下降 ；另一方面，煤层裂隙越发展，声波传
播的速度就越慢，甚至还会出现周波跳跃的情况。所
1 目标区块地质概况
以某区块为例，该区块的面积大概为 650 km2，区 块内的地质构造比较简单，有 4 条二级断层，断层倾
角为 40°~60°，断距为 25 ~60 m。如图 1 所示。
图 1 目标区块 2 号煤层埋深等值线
区块内的 2 号煤层是主采煤层，埋深为 1 209 ~1 447 m，平均埋深为 1 306 m，从东向西埋深越来越大， 通常受构造的影响 ；煤层厚度为 2.5 ~6.9 m，平均厚 度为 3.9 m ；镜质组反射率为 1.9%~2.8%，平均反射 率为 2.6%，主要为贫煤和无烟煤。煤层压力为 4.6 ~ 9.9 MPa，储层压力系数为 0.6 ~ 1.1，地应力为 8.7 ~ 20.9 MPa。煤层温度为 30.6 ~ 44.7℃，平均温度为 37.6℃， 地温梯度为 1.09~1.52℃ /hm。煤层水矿化度一般在 10 g/L 以上，水型主要为 CaCl2 型。比起浅部煤层， 目标区块的煤层储层温度、矿化度、煤变质程度和地
只要通过测井曲线拟合出灰分含量，就能够得出其他
组分的含量。有关分析表明，灰分含量和自然伽马之
间的关联最大，和声波时差之间的关联中等，和密度
之间的关联最小。根据以前相关学者的研究发现，泥
质是灰分的关键成分，灰分的含量越高，煤层放射性
也就越强，自然伽马值也就越大，所以通过自然伽马
测井解释煤层气藏
测井解释煤层气藏
谭廷栋
【期刊名称】《测井技术》
【年(卷),期】1999(023)002
【摘要】煤层气是指煤层中吸附和游离状态的甲烷天然气,是天然气能源的重要组成部分.测井不仅是勘探石油与天然气的重要方法,而且也是勘探煤和煤层气的有效手段.采用测井孔隙度重叠法解释煤层、煤层气层和围岩气层具有较高的分辨率和直观性.文中还提出了用煤层气层背景值和测量值解释煤层气含量的新方法,从而估算煤层气藏储量.目前测井解释煤层气工业生产下限值尚未解决,这个技术难题需要今后继续研究和攻克.
【总页数】6页(P83-88)
【作者】谭廷栋
【作者单位】石油勘探开发科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】P631
【相关文献】
1.利用高精度碳氧比能谱测井解释成果挖潜测井未解释层段潜力 [J], 幸启威;章求征;候本锋;白杰
2.测井解释煤层气藏 [J], 谭廷栋
3.多矿物测井解释模型及其在砂泥岩地层测井解释中的应用分析 [J], 牟晓锋;陈伟
4.多矿物测井解释模型及其在砂泥岩地层测井解释中的应用 [J], 杨宇;康毅力;康志
宏
5.测井分析、测井解释、测井评价、测井应用常用词辨析 [J], 陆大卫
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
煤层气钻井地质录井与测井技术讲解
荧
干照 颜色
光
级别
定 量
无
三、重点录井项目
3. 气测录井 探井气测录井项目
随钻气体检测： 在钻进过程中连续进行，内容包括全烃和组份；非烃类气
体检测，包括二氧化碳、硫化氢等。 后效气体检测：
钻遇煤层或气体显示后，每次起下钻均应循环钻井液1个 周期以上，进行后效气测录井。 热真空蒸馏分析：
在目的层之前要进行两次，一次为钻井液基值样品分析， 另一次为进入目的层之前50m内样品分析。进入目的层后每一班 （8-12h或100 m井段之内）应进行一次分析；气测出现明显的异常 应进行分析；钻井取心每筒后进行一次分析；完钻后循环钻井液进 行一次分析。
四、煤层气录井综合解释
煤层厚度解释： 根据钻时、岩屑，参考测井曲线和测井解释成果，可作如下解释：
煤层单层厚度小于20cm可解释为夹层； 大于20cm，小于50cm可扩大解释为整0.5m； 大于50cm，小于1m，解释为整1m。 含气性解释： 根据岩心、岩屑含气性观察、气测录井、槽面观察，做如下解释： 岩心、岩屑气泡强烈，持续时间长，气测见明显异常，槽面见 显示，解释为煤层气层； 岩心、岩屑见气泡，持续时间不超过1小时，气测异常不超过 5%，槽面未见明显显示，解释为含气煤层 岩心、岩屑未见气泡，气测异常不明显，槽面无显示，解释为 干层
视密度、等温吸附、煤岩孔 隙度、比表面－孔分布、压汞、扫描 电镜 (3)顶底板分析项目
突破压力、三轴应力测定
吸附量(m3/t)
1. 绳索取心
快速解吸仪
40 35 30 25 20 15 10
5 0
0
等温吸附曲线
空气干燥基 干燥基无灰基
2
4
6
8
10
煤层气勘探方法
煤层气勘探方法煤层气是一种天然气，主要以甲烷为主要成分，存在于煤层中。
煤层气的勘探方法一般分为两个阶段，即常规勘探和高效勘探。
本文将主要介绍煤层气的常规勘探方法。
常规煤层气勘探方法主要包括地质勘探、地球物理勘探和气化实验。
地质勘探是最常用的勘探方法之一，它主要通过实地考察和矿山资料的收集进行。
通过开展地质勘探，可以获得关于煤层气资源分布、煤层地层构造、煤层厚度、煤层孔隙度等方面的信息。
地质勘探主要包括地质测量、地质钻探和地质剖面的制作等。
地球物理勘探是通过地球物理方法来探测煤层气资源的分布和性质。
地球物理勘探主要包括地震勘探和测井勘探。
地震勘探是通过地震波对地下结构进行探测，可以获得关于煤层气成藏条件和分布规律的信息。
测井勘探是通过测量地下岩石的物理性质来了解煤层气的分布和储量。
常用的测井方法包括电阻率测井、声波测井和自然电位测井等。
气化实验是通过实验室对煤层样品进行气化试验，以了解煤层中的煤层气资源储量和气质特征。
气化实验主要包括物理性质试验和化学性质试验。
物理性质试验主要包括煤样的含气试验和吸附实验，通过测量煤样的吸附特性和气体释放特性来评估煤层气资源的储量和可采程度。
化学性质试验主要通过分析煤样中的元素和组分来确定煤层气的成分和气质。
在煤层气勘探的过程中，常规勘探方法是必不可少的。
地质勘探用于获取煤层气资源的基本地质情况，地球物理勘探用于确定煤层气的分布和储量，气化实验用于确定煤层气的气质特征。
这些方法在勘探工作中相互配合，共同为煤层气的开发提供了可靠的依据。
总之，常规煤层气勘探方法是煤层气勘探的基础，通过地质勘探、地球物理勘探和气化实验，可以获得关于煤层气资源的分布、储量和气质特征的信息。
这些信息对于煤层气的开发具有重要的指导作用，也为煤层气的可持续发展提供了有力保障。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
+
Δta Δtw
-
Δtma Δtma
(10) 式中 :φs 为声波孔隙度 ;Δtc 、Δtw 、Δta 和Δtma分别为 碳 、水 、灰分和骨架的声波 (纵波) 时差 。
由式 (4) 与式 (10) 看出 ,煤层的中子孔隙度接近
于声波孔隙度 ,即 φN≈φs 。
煤层气层的声波孔隙度响应方程为 :
φs
Vw
ρa - ρw ρma - ρw
+
ρma ρma
-
ρa ρw
(7)
式中 :ρg 为气体积密度 。
煤层气引起密度孔隙度增大 ,其增大程度也是
主要取决于煤层气含量 。
由此可以得出结论 ,煤层气层的中子孔隙度小 于密度孔隙度 ,即 φN < φD 。
围岩 (砂岩) 气层的中子和密度孔隙度响应方程 为:
解释方法和实例
自然伽马能谱测井 。测量地层铀 、钍 、钾含量 ,
测井解 释 煤 层 和 煤 层 上 下 围 岩 气 层 的 分 辨 率
用于划分岩性 、煤层 、钾盐和放射性矿产层 ,估算煤 层灰分 、粘土类型及含量 ,识别沉积相及沉积环境 。
碳氧比能谱测井 。测量地层碳氧比和硅钙比 , 用于确定地层含水饱和度 ,发现煤和煤层气 ,确定岩 石渗透率 。
采用中子 、密度 、声波孔隙度重叠法解释煤层气 层和围岩气层 ,目的在于提高测井解释气层的分辨 率和直观性 。
3. 解释实例 图 1 是广西百色盆地江 1 井用测井孔隙度重叠 法解释煤层和围岩气层的实例 。层号 2 是煤层 ,中 子 、密度 、声波孔隙度彼此接近 ,即 φN≈φD≈φS 。层 号 4 是围岩气层 ,中子孔隙度小于密度孔隙度 (φN < φD) 和声波孔隙度 (φN < φs) 。层号 1 、3 和 5 是泥岩 。 煤层与围岩气层之间有个泥岩隔层 。该井围岩气层 岩性为第三系砂岩 ,射开井段 662～670 m ,获天然气 产量 17 820 m3/ d 。
1. 基本测井系列
超声波成像测井 。测量井壁周围地层图像 ,用
3 谭廷栋 ,作者简介见本刊 1997 年第 17 卷第 1 期 。地址 : (100083) 北京市学院路 20 号 910 信箱 。电话 : (010) 62097105 。
·30 ·
第 19 卷第 4 期 天 然 气 工 业 勘探与开发
于判断岩性 、层理 、煤层 ,直观识别裂缝 、洞穴及其产 表 1 指出 ,孔隙度测井对煤和天然气的响应具
状。
有较大的差异 ,可以利用孔隙度测井信息解释煤层
声波波列测井 。测量地层纵波 、横波及斯通利 和煤层气藏 。
波信息 ,用于判断煤层 、气层 ,计算岩石泊松比 ,识别 裂缝发育带 ,计算地层渗透率 。
围岩 (砂岩) 气层的声波孔隙度响应方程为 :
φs
=
Vw
+
Vg
Δtg - Δtw Δtw - Δtma
(12)
由式 (8) 和式 (12) 看出 ,围岩气层的中子孔隙度
小于声波孔隙度 ,即 φN < φs 。
·32 ·
如果围岩气层是碳酸盐岩气层 ,同样地 ,中子孔 隙度小于密度孔隙度 (φN < φD) 和中子孔隙度小于 声波孔隙度 (φN < φs) 。
煤层气 ,包括基本测井系列和辅助测井系列 。前者有岩性测井 、饱和度测井和孔隙度测井 3 种方法 ;后者包括地层 倾角测井 、超声波成像测井 、声波波列测井 、自然伽马能谱测井 、碳氧比能谱测井等 8 种方法 。文中探讨了两种测 井解释煤层气藏的思路和方法 ,它们是中子 —密度孔隙度重叠法和中子 —声波孔隙度重叠法 。通过在广西百色盆 地江 1 井 、南海西部气田和胜利油田等地的实践证明 ,该方法是勘探煤层气藏的一种有效手段 。
高 ,直观性强 。但是 ,测井解释煤层气层比较困难 , 因为煤层裂隙和基质孔隙度小 ,含气量低 ,结果降低 了测井对煤层气的分辨率 ,难于区分煤层和煤层气 层 。采用测井孔隙度重叠法解释煤层 、煤层气层和 围岩气层 ,应用实例表明仍能获得令人满意的效果 。
温度测井 。测量地层温度和地温梯度 ,用于判 断水层及气层 ,发现地热矿产层 ,分析煤田和油气田 水文地质条件 。
勘探与开发 天 然 气 工 业 1999 年 7 月
测井解释煤层气藏
谭 廷 栋3
(中国石油天然气集团公司石油勘探开发科学研究院)
谭廷栋. 测井解释煤层气藏. 天然气工业 ,1999 ;19 (4) :30～33 摘 要 煤层气是指煤层中吸附和游离状态的甲烷天然气 。石油与天然气勘探测井系列可以用来勘探煤和
上述众多的辅助测井方法可优选使用 。但是 ,
煤层
1 = Vc + Vw + Va
(1)
式中 : Vc 为碳含量 ; Vw 为水含量 ; Va 为g + Vw + Va
(2)
式中 : Vg 为气含量 。
围岩气层
1 = Vg + Vw + Vma
(3)
式中 : Vma为骨架含量 。
主题词 煤成气 天然气 气藏形成 测井解释
测井解释煤层气藏与砂岩气藏的方法既有同一
基本测井系列是由岩性测井方法 、饱和度测井
性 ,又有特殊性 。用测井孔隙度重叠法解释煤层气 方法和孔隙度测井方法三部分组成 ,采集 9 种原始
藏和砂岩气藏 ,这是同一性 ;用煤层气层背景值和测 测井信息 ,输入计算机处理解释 ,用于发现油气藏 ,
图 1 测井孔隙度重叠法解释气层结果
图 2是南海西部气田1口井用中子孔隙度 —体
图 2 中子和密度测井重叠法解释气层结果
积密度重叠法解释煤层气层和围岩气层的实例 。层 号 3 是煤层气层 ,层号 2 和 5 是围岩气层 ,层号 1 、4
响 ,采用中子 —声波孔隙度重叠法解释煤层 、煤层气
层和围岩气层 ,有时候会出现多解性 。但是 ,中子 — 声波孔隙度重叠法仍在使用 ,它与中子 —密度孔隙
度重叠法相互验证 ,排除多解性 。
煤层的声波孔隙度响应方程为 :
φs
=
Vc
Δtc - Δta Δtw - Δtma
+
Vw
Δtw - Δta Δtma
煤层的中子和密度孔隙度响应方程为 :
基本测井系列必须坚持测全 ,采集的测井信息量多 、 质量高 ,才能有效地评价煤层 、油层和气层 ,有利于 排除多解性 ,为评估煤 、油 、气储量及其产量提供科 学依据 。
3. 测井响应参数 测井响应参数是解释煤层 、气层和水层的基础 。 表 1 给出沉积岩主要矿物部分测井响应参数 。
60
185 3～10 - 2
原 油1) 0. 88
60
235 104～109
甲 烷2) 0. 000 716 8 2. 25ρCH4 626 104～109
注 :1) 条件为 25 ℃;2) 条件为 76 cmHg ,0 ℃。
φN = Vc
Hc - Ha Hw - Hma
+ Vw
Hw - Ha Hw - Hma
量值解释煤层气含量 ,这是特殊性 。必须指出 ,煤层 评估油气储量及其产量 。这个基本测井系列也适用
气含量为评估煤层气藏储量提供了科学依据 。
于勘探煤和煤层气 。
煤和天然气
岩性测井方法 。测量地层自然电位 ( SP) 、自然 伽马 ( GR) 和井径 (CAL) ,用于判别岩性 ,划分储层与
1. 煤和天然气分布
φN = Vw - Vg
Hw - Hg Hw - Hma
(8)
φD
=
Vw
+
Vg
ρw - ρg ρma - ρw
(9)
式(8) 与式 (9) 指出 ,围岩气层气含量引起中子孔隙
度减小和密度孔隙度增大 。类似地 ,围岩气层中子 孔隙度也是小于密度孔隙度 ,即 φN < φD 。
2. 中子 —声波孔隙度重叠法 由于声波测井受地层各向异性和压实程度的影
由此看出 ,中国的煤和天然气资源丰富 ,它是勘探 、 根据这 3 种电阻率求解地层真电阻率 ,用于计算油
开发和利用煤层气的物质基础 。
气层含水饱和度 ,发现油气层 ,确定油气层有效厚度
2. 能源替代趋势
及其埋藏深度 。电阻率测井信息还能判断煤层 ,计
1950 年以前 ,世界上主要用煤作能源 ,之后 ,在 世界能源构成中煤所占的比例在下降 ,石油所占的 比例在上升 。据预测 ,到 2010 年煤和石油在世界能 源构成中所占的比例继续下降 ,而天然气能源所占
+
Vw
Hw - Ha Hw - Hma
+
Ha Hw
-
Hma Hma
(6)
式中 : Hg 为气含氢指数 。 煤层气引起中子孔隙度减小 ,其减小程度主要
取决于煤层气含量 。
φD
=
Vc
ρa - ρc ρma - ρw
+
Vg
ρa - ρg ρma - ρw
+
·31 ·
勘探与开发 天 然 气 工 业 1999 年 7 月
的主要能源 。
气层的有效手段 。
中国煤层气勘探起步较晚 。进入 21 世纪 ,煤层
2. 辅助测井系列
气将会得到充分的勘探 、开发和利用 ,为人类社会发
根据地质和工程的需要选择使用 。
展做出重要的贡献 。
地层倾角测井 。测量地层倾角和方位角 ,分析
测井系列
地层产状 ,识别裂缝 ,研究构造 、沉积 、断层 、不整合 等。
算煤层灰分及发热量 ,识别沉积相及沉积环境等 。 孔隙度测井方法 。测量地层体积密度 (ρb) 、含
氢指数 ( Hb) 和声波 (纵波) 时差 (Δtp ) ,用于解释岩 性 、孔隙度 ,识别气层 ,计算岩石弹性模量 ,确定岩石