煤田煤层气测井资料解释介绍
煤田测井资料解释介绍
煤田测井资料解释介绍1. 引言煤田测井是煤炭勘探和开采过程中的重要技术之一。
通过测井技术，可以获取地下煤层的物理、化学等相关信息，用于评估煤层资源、确定开采方案以及预测煤田的地质条件等。
本文将介绍煤田测井资料的解释方法和常用测井曲线，帮助读者更好地理解和应用煤田测井技术。
2. 煤田测井资料的解释方法2.1 孔隙度孔隙度是指煤层中孔隙空间的比例，是煤层储层性质的重要指标。
常用的测井曲线中，密度曲线（Density Log）和中子孔隙度曲线（Neutron Porosity Log）可以用于计算孔隙度。
其中，密度曲线通过测量岩石的密度来反映孔隙度，而中子孔隙度曲线则利用了煤层中的氢含量与孔隙度之间的线性关系。
2.2 含气量含气量是指煤层中所含天然气的比例，是评估煤层气资源潜力的重要指标。
常用的测井曲线中，自然伽马曲线（Natural Gamma Log）可以用于估算含气量。
自然伽马曲线通过测量煤层中的放射性元素的辐射强度来反映含气量的变化。
2.3 渗透率渗透率是指煤层中液体（如水）通过孔隙流动的能力，是评估煤层开采条件和调整开采参数的重要指标。
常用的测井曲线中，声波时差曲线（Acoustic Log）和电阻率曲线（Resistivity Log）可用于计算渗透率。
声波时差曲线通过测量声波通过岩石的速度来反映渗透率，而电阻率曲线则利用岩石的电导率与渗透率之间的关系进行计算。
3. 常用测井曲线介绍3.1 密度曲线（Density Log）密度曲线通过测量煤层岩石的密度来计算孔隙度。
密度曲线的单位一般为克/立方厘米（g/cm³）。
密度曲线中的高低值反映了煤层孔隙度的变化情况，数值越高表示孔隙度越小，数值越低表示孔隙度越大。
3.2 中子孔隙度曲线（Neutron Porosity Log）中子孔隙度曲线利用煤层中的氢含量与孔隙度之间的线性关系来计算孔隙度。
中子孔隙度曲线的单位一般为百分比（%）。
中子孔隙度曲线中的高低值反映了煤层孔隙度的变化情况，数值越高表示孔隙度越大，数值越低表示孔隙度越小。
煤层测井
内容提要1、煤层气岩石物理2、煤层气测井技术3、煤层气地震技术4、其他煤层气地球物理技术5、小结1、煤层气岩石物理测试并确定富气和不富气煤层的岩性和物性特征，及其与测井曲线和地震波场等特征之间的响应关系是煤层气岩石物理研究的重要内容。
1.1 煤密度与煤化作用的关系关系：从低煤化度开始，随煤化程度的提高，煤的真密度（TRD）缓慢减小，到碳含量为86-89%之间的中等煤化程度时，煤的真密度最低，约为1.3g/cm3左右，此后，煤化程度再提高，煤的真密度随之提高。
对同一煤样，煤的真密度数值大于视密度（ARD）。
根据煤的真密度和视密度还可算出煤的孔隙度。
煤中矿物质组成与含量对煤的密度影响较大，可以粗略地认为：煤的灰分每增加1%，煤的密度增加0.01%。
原因：煤真密度随煤化程度的变化是煤分子结构变化的宏观表现，反映了煤分子结构的紧密程度和化学组成的特点。
其中，分子结构紧密程度是影响煤真密度的关键因素。
年轻的褐煤分子结构上有较多的侧链和官能团，在空间形成较大孔隙，难以形成致密的结构，所以密度较低；随煤化程度的提高，分子上的侧链和官能团呈减少趋势，与此同时，分子上的氧元素则迅速减少，虽然侧链和官能团的减少有利于密度的提高，但氧的原子量较碳大，氧的减少造成密度下降占优势，总体上使煤的真密度有所下降；到无烟煤阶段后，煤分子结构上的侧链和官能团迅速减少，使煤分子缩聚成为非常致密的芳香结构，从而煤的真密度也随之迅速增大。
1.2 煤层气对煤岩力学特性的影响煤层气对煤体强度的影响：根据大量试验结果表明，煤体吸附煤层气的含量对煤的力学性能的影响是显著的。
一般来说，煤层气含量越高煤体强度越低，向呈塑性变形转化，出现体积膨胀；煤层气含量越低煤体强度越高，煤体压缩性减小，向呈脆性破坏转化。
煤层气对煤岩体弹性模量的影响：弹性模量的测试结果表明，煤中含煤层气时，其弹性模量变化很大。
在单轴情况下，弹性模量依赖于孔隙压力，并随孔隙压力的增加呈直线关系衰减；在有围压作用的情况下，衰减变缓。
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。
煤层气测井技术与解释分析
第23卷 第2期测 井 技 术 103煤层气测井技术与解释分析李纪森(中国新星石油公司华北石油局数字测井站)摘要李纪森.煤层气测井技术与解释分析.测井技术,1999,23(2):103～107介绍了煤层气测井方法的选择以及对煤层含气量与煤岩煤质的评价。
其测井计算结果和实验室化验分析结果较为接近,在试验区内可以用测井计算值代替化验分析值。
主题词: 煤成气 运移方式 测井方法 煤分析 计算 实验室试验ABSTRACTL i J isen.L ogg i ng Technology and I n terpreta tion Approach for Coa lbed Ga s.WL T,1999,23(2):103～107In troduced are selecti on of coalbed m ethane logging m ethods and evaluati on of coalbed m ethane con ten t and coal rank.L og analysis resu lt is very app rox i m ate to that of labo rato ry tests,therefo re, the latter can be sub stitu ted by the fo r m er in the develop ing area.Subject Ter m s:coalbed gas m igrati on m ode log m ethod coal analysis calcu lati on labo rato ry testing引言新星石油公司自1990年进行煤层气测井施工作业以来,在河南、安徽、山西、陕西等省先后与澳大利亚的L ow ell煤层气公司、美国的En ron、Am oco、A rco煤层气公司、国内的中联煤层气公司合作,在华北石油局煤层气试验区测井近30余口,对煤层气测井方法的选择及利用测井资料评价煤岩煤质和计算煤层含气量进行了初步的研究,取得了一定的效果。
煤层气试井基础
对于煤层的原地应力测试，很难获得特征明显的压裂曲线。 当煤层被压开时，压力不是突然下降，而是缓慢上升，上升速 度逐渐减小，曲线弯曲，且随注入时间增加而上升，无明显的破裂 等特征，亦无明显的瞬时关井压力。 这是由于煤层是非弹性的，且自然裂隙发育，破裂时压力下降 的情况可能不出现，而关井时，裂缝闭合前、后的压力下降也是逐 渐过渡的。
（三）流动阶段的识别
在双对数曲线lg△p—lgt 上，各种不同类型的储层，在各个不 同的流动阶段，均有各不相同的形状。因此，可以通过双对数曲线 分析来判别某些储层类型，并且区分各个不同的流动阶段。由于这 个缘故，双对数曲线被称为“诊断曲线”。
实践证明：压力导数比压力本身更加敏感，对于一般压力分析不 明显而常常被忽略的微小变化，压力导数却把它们放大而有了明显 的反映，从而可以加以判别和解释。压力导数曲线的这些内在的优 越性，使得它成了试井解释最重要的诊断工具。
而在压力导数解释图版上，在早期纯井筒储集阶段同样为斜率 为1的直线（45°线）。
2、无限作用径向流动阶段
即是半对数曲线（MDH曲线或Horner曲线）呈直线的阶段。压 降试验中，“压降漏斗”径向地向外扩大，在边界的影响可以忽略 时，流动状态类似无限大地层径向流动，所以称作“无限作用径向 流动阶段”。
注入压降方法主要缺点：
第一，地层伤害。其一，由于注入的流体可能与地层的化学环 境不相容，发生反应，产生伤害。其二，有可能注入了会堵塞产层 的微粒，产生伤害。因此，把取自被测试层位的地层水回注到测试 井中是很理想的。至少应当采用与地层和气藏流体相容的淡水。
第二，压开地层。由于注入过程中排量控制不好，使井底压力 超过了测试层的破裂压力就可能会压开地层，产生裂缝。这种裂缝 会产生认为是自然渗透率或井筒伤害的假象，使测试不可靠。因此， 在注入压降过程中一定要保证井底压力低于地层破裂压力。
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
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
煤层气试井讲解
煤层气试井考点一、名词解释（30分/6题）1.试井：是以渗流力学理论为基础，以各种测试仪表为手段，通过对油井、气井或水井生产动态的测试，来研究油、气、水层和测试井的各种物理参数、生产能力，以及油、气、水层之间的连通关系的方法。
2.产能试井：是改变若干次油井、气井或水井的工作制度，测量在各个不同工作制度下的稳定产量及与之相对应的井底压力，从而确定测试井的产能方程和无阻流量、井底流动曲线。
3.稳定试井：产量基本上不随时间变化的试井称为稳定试井。
4.不稳定试井：产量或压力随时间变化的试井称不稳定试井。
5.井筒储存效应：在测试过程中，由于井筒中的流体的可压缩性，关井后地层流体继续向井内聚集，开井后地层流体不能立刻流入井筒的现象。
6.井筒储存系数：描述井筒储存效应大小的物理量为井筒储存系数，定义为与地层相通的井筒内流体体积的改变量与井底压力改变量的比值。
7.质量守恒定律：单位时间内通过控制面净流入的流体质量等于单位时间控制体内流体质量的增量。
8.表皮系数：9.表皮效应：钻井、完井、储层强化过程中，泥浆渗入、泥饼及水泥、储层自身细粒物质在井筒附近积聚，以及地层部分打开、射孔不足或井眼堵塞等，导致储层被污染→渗透率降低→污染带内产生附加压降△p s ，产生表皮效应。
10.折算半径：其含义就是将表皮效应用等效的井筒半径来代替，计算公式为： 11.叠加原理：油藏中任一点的总压降，等于油藏中每一口井的生产在该点所产生的压降的代数和。
12.导压系数：单位时间内压力波波及的面积，公式为： 13储层综合压缩系数：单位岩石体积在改变单位压力时，由于孔隙收缩和液体膨胀总共排挤出来的液体体积。
13.续流：当地面井口关闭后，地层流体继续流入井筒的现象。
14.达西定律：是指流体在多孔介质中遵循渗透速度与水力梯度呈线性关系的运动规律，即渗流量与圆筒断面积及水头损失成正比，与断面间距成反比。
15.等温压缩系数：等温条件下，单位体积的气体随压力变化的体积变化率。
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。
测井资料综合解释
测井资料综合解释测井是油田勘探开发中非常重要的技术手段之一。
通过测井可以获取井筒内地层的物理性质和地质信息，帮助油田工程师和地质学家做出准确的解释和预测。
本文将全面介绍测井资料的综合解释方法和技巧。
一、测井资料的分类与应用范围测井资料按测井方法可分为电测井、声测井、核子测井等多种类型。
不同类型的测井方法能提供不同的地层信息。
电测井主要用于测量地层的电性质，如电阻率、自然电位等；声测井则用于测量地层的声学性质，如声波传播速度、衰减系数等；核子测井则用于测量地层的核辐射特性，如自然伽马辐射强度、中子散射截面等。
测井资料的应用范围十分广泛。
在勘探阶段，测井资料可以帮助确定油藏的存在与分布情况；在开发阶段，测井资料可以评价油层的产能、储量和岩石物理性质；在油井改造和采油过程中，测井资料可以指导井筒的完井和油藏的增产措施。
二、测井资料的解释方法1. 初步解释：初步解释是对测井曲线进行质量控制和基本分析的过程。
通过检查测井曲线的合理性、对比相邻测井曲线的关系，可以初步了解地层的特征和可能存在的问题。
初步解释的目的是将测井曲线的主要特征进行定性和定量描述，为后续的综合解释提供基础。
2. 地层分类解释：地层分类解释是根据测井数据中的地层识别信息，将井段划分为不同的地层单元。
通过对测井曲线的综合分析，结合岩心分析结果和模拟数据，确定地层的划分标准和解释模型。
地层分类解释的目的是将复杂的测井数据转化为可操作的地层单元，为后续的油藏评价和井筒设计提供基础。
3. 物性解释：物性解释是根据测井曲线的响应特征，定量计算地层的物理性质。
通过建立地层物性与测井响应之间的关系模型，可以推测地层的孔隙度、饱和度、渗透率等物理性质。
物性解释的目的是为油田工程师提供关键的地层参数，为油藏开发和生产决策提供依据。
4. 地质解释：地质解释是将测井资料与地质模型进行对比和综合，揭示地层的地质特征和构造特征。
通过将测井曲线与地质模型进行匹配，可以推断地质界面的位置、断层的存在以及油藏分布的规律。
煤层气测井解释方法综述
煤层气测井解释方法综述
朴庆春;张宪生
【期刊名称】《测井与射孔》
【年(卷),期】2000(000)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。
本文从煤层识别、百度及深度的确定、煤阶评价、煤层裂缝孔隙度和基质孔隙度的确定、支渗透率的确定、煤层含气量和烯层气的储层构成及评价等方面，总结介绍相应的评价方法，并提出一套适合我国煤炭资源特点的测井评价思路。
【总页数】7页(P1-7)
【作者】朴庆春;张宪生
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】P631.84
【相关文献】
1.东濮凹陷深层气测井解释方法研究 [J], 汤永梅;黄宏才;秦菲莉;李国军;周嵩凯
2.东濮凹陷深层气测井解释方法 [J], 高双印
3.大牛地气田煤成天然气测井解释方法 [J], 张延沛;骆慧敏;姜旭
4.煤层气测井解释方法探讨 [J], 高利民
5.OFDM载波通讯系统在煤层气测井中的应用 [J], 邵长东;苏中起;柴晓刚;赵亮;梁敏;梁芳;王春朝
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煤层气试井讲解
煤层气试井考点一、名词解释（30分/6题）1.试井：是以渗流力学理论为基础，以各种测试仪表为手段，通过对油井、气井或水井生产动态的测试，来研究油、气、水层和测试井的各种物理参数、生产能力，以及油、气、水层之间的连通关系的方法。
2.产能试井：是改变若干次油井、气井或水井的工作制度，测量在各个不同工作制度下的稳定产量及与之相对应的井底压力，从而确定测试井的产能方程和无阻流量、井底流动曲线。
3.稳定试井：产量基本上不随时间变化的试井称为稳定试井。
4.不稳定试井：产量或压力随时间变化的试井称不稳定试井。
5.井筒储存效应：在测试过程中，由于井筒中的流体的可压缩性，关井后地层流体继续向井内聚集，开井后地层流体不能立刻流入井筒的现象。
6.井筒储存系数：描述井筒储存效应大小的物理量为井筒储存系数，定义为与地层相通的井筒内流体体积的改变量与井底压力改变量的比值。
7.质量守恒定律：单位时间内通过控制面净流入的流体质量等于单位时间控制体内流体质量的增量。
8.表皮系数：9.表皮效应：钻井、完井、储层强化过程中，泥浆渗入、泥饼及水泥、储层自身细粒物质在井筒附近积聚，以及地层部分打开、射孔不足或井眼堵塞等，导致储层被污染→渗透率降低→污染带内产生附加压降△p s ，产生表皮效应。
10.折算半径：其含义就是将表皮效应用等效的井筒半径来代替，计算公式为： 11.叠加原理：油藏中任一点的总压降，等于油藏中每一口井的生产在该点所产生的压降的代数和。
12.导压系数：单位时间内压力波波及的面积，公式为： 13储层综合压缩系数：单位岩石体积在改变单位压力时，由于孔隙收缩和液体膨胀总共排挤出来的液体体积。
13.续流：当地面井口关闭后，地层流体继续流入井筒的现象。
14.达西定律：是指流体在多孔介质中遵循渗透速度与水力梯度呈线性关系的运动规律，即渗流量与圆筒断面积及水头损失成正比，与断面间距成反比。
15.等温压缩系数：等温条件下，单位体积的气体随压力变化的体积变化率。
煤层气钻井简介
• 1、井架 • 井架是钻采机械提升系统的重要组成部分 之一。它是一种具有一定高度和空间的金 属结构物，并且具有较好的整体稳定性。 • 1）井架的组成 • 井架是悬挂游动系统的基本，它主要由主 体、人字架、天车台、二层台、工作梯、 立管平台、钻台和底座组成。
• 2、游动系统 • 在钻机的提升设备中，将天车、游车和大 钩用钢丝绳把它们连接起来，就组成了一 个复滑轮系。又称为钻机的游动系统。 • 3、提升绞车 • 绞车是构成提升系统的主要设备，是组成 一部钻机的核心部件，是钻机的主要工作 机之一。
• ⑶顶胶塞并开始替钻井液。 • ⑷碰压：替钻井液后期，泵压不断升高，当胶塞 座在回压凡尔的生铁圈时，泵压突然升高，即为 碰压，此时注水泥工作结束。 • ⑸候凝：碰压后，说明套管内水泥浆全部替出， 这时要候凝。候凝有时采用憋压候凝，有时采用 敞压候凝。憋压候凝时要注意由于水泥浆凝固放 出的热量会使井口压力增高，这时要按固井施工 要求定时、定量在井口进行放压。敞压候凝时， 要注意套管内是否有钻井液不断流出，要分析井 下回压凡尔的可靠性，以防水泥浆进入套管内， 造成“灌香肠”。 • 生产套管固完井24小时后电测固井质量和试压。 两项都合格后，应上好井口“帽子”并点焊牢固。 然后交井。
• • • •
2、PDC钻头 1）型号表示法 2） PDC钻头的选择 ① 根据钻井方式选择钻头：直井应选择钻 速快、寿命长的钻头；定向井选择造斜或 稳斜性能好、适合于配井底马达的高转速 钻头。 • ② 根据地层情况选择钻头：包括所钻地层 的类型、硬度、岩性等。 • ③ 根据钻井条件选择钻头：如设备能力 • ④ 根据钻井参数选择钻头：
• 3、使用注意事项 • ⑴吊卡规格与钻具尺寸相符、负荷台阶平 整无严重变形、磨损，活页销、保险销滑 润、活门扣合灵活、安全可靠。 • ⑵起下钻或下套管时必须使用保险插销和 小补心，坐吊卡时禁止猛顿猛砸，严禁崩 扣操作。 • ⑶禁止超负荷使用，禁止将绳套扣在吊卡 内提拉重物。 • ⑷吊卡坐转盘时应避开方瓦锁销并摆正， 使其两端受力均匀。
煤层气测井系列概述
• 井温测井：对生产井套管环形空间内外温度异常
产生响应，因此，生产井温测井可以确定流体涌入 井筒的位置，确定产气层位置，评价压裂效果。
• 水泥胶结测井：它包括声幅测井和变密度测井，
声幅在未胶结套管中最大，在水泥胶结好的套管中
最小；变密度测井不仅能够检验套管与水泥环的胶
结情况，更重要的是能够检验水泥环与地层的胶结 情况，可更全面的评价固井质量。
伽马和低能伽马在地层中的分布情况，输出体积密
度和光电吸收截面指数。煤层具有特定的密度值。 岩性密度是确定煤层最有效的测井方法之一。
• 长源距阵列声波： 地层中滑行纵波和滑行横波
以及其他波列，在速度和幅度上有差别，但短源
距声波在地层中传播的距离太短，在接收的信号 上不足以把各波列拉开明显的时间差而难以提取。 长源距声波消除了这些缺点，能够提取各波列的 时差和幅度，为孔隙度计算、气层识别、弹性模
• 岩性密度：低能伽马光子在地层中与物质的电子主
要发生康普顿散射，高能伽马光子则多发生光电效
应，因此低能伽马光子主要反映地层的电子密度，
而电子密度直接与地层密度相关联。高能伽马主要 与特定能级的电子相关联，不同的物质其核外电子 有不同的能级，因此有不同的光电吸收截面指数。 仪器通过长短源距的高能段和低能段分别探测高能
率异常，输出地层产状、井斜及方位、裂缝发育 情况等，对双井径进行处理可输出椭圆井眼方位 频率图，用以分析地层的主应力方向。
煤层的测井响应特征
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2. 套管井测井系列
• 套管测井的作用主要是确定井的实际状况
和固井质量、评价压裂效果等。常用的测
井方法有：水泥胶结测井、自磁、井温、
流量测井、同位素示踪等。
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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
ＧＲ=Ｃ1Ｑｗ+Ｃ2Ｑａ+Ｃ3Ｑｈ+Ｃ4Ｑｃ
煤田测井资料解释
煤田测井基本知识 电流测井 接地电阻差值测井 煤层(煤层气储层)测井评价系列 煤层测井响应特征
煤质参数计算方法
裂缝孔隙度及裂缝渗透率 煤层气含量 地层弹性特征
煤田测井基本知识 煤的形成和类型
煤的形成可分为泥炭化阶段和煤化阶段： 1、泥炭化（或腐泥化）阶段：泥炭化作用是腐植煤形成的主要的第一阶段。 如在水流畅通的活水沼泽，细菌就会快速繁殖，菌解作用很强烈，植物的主要 组成部分木质素和纤维素就会差不多全部失掉，只有最稳定的角质层、孢子、 花粉等保存下来，进一步形成另一类的煤——残植煤。 煤的成因分类主要是根据煤的原始物质及其变化环境，一般分二类，一是 由高等植物形成的腐植煤类，另一类是由低等植物形成的腐泥煤类。 2、煤化阶段：在整个地质年代，泥炭（腐植煤和腐泥煤的统称）在上覆沉积 物的压力下，所有水分被挤出，体积慢慢缩小，性质趋于致密，在化学成分上 腐植酸含量渐渐减少，碳含量渐渐增多，这时变成了褐煤，这一作用过程叫泥 碳的成岩作用；褐煤外表为褐色、棕褐色，条痕为褐色、浅褐色，一般无光泽， 密度小，在0.8～1.25g/cm3之间。 随着盆地继续下沉，上覆沉积物不断加厚，褐煤在较高温度和压力下结构 更加紧密，密度加大，产生了粘结性，出现了光泽，于是转化为烟煤。烟煤的 外表呈黑色、灰黑色，条痕为黑色，光泽较强，质地致密，硬度较高，性脆易 碎，具明显的层状结构。 烟煤进一步变化就成为无烟煤。无烟煤色黑而具金属光泽，质地更加致密， 结构渐趋均一，硬度大密度高，密度大于1.36g/cm3。 3、煤的变质过程：随着温度和压力的继续增大褐煤逐渐向烟煤直至无烟煤转 变的过程。
3、煤质参数 煤层水分：是指空气干燥状态下吸附或凝聚在煤层颗粒间毛 细管中的水分。 灰分：灰分是指在规定条件下，灼烧后剩下的不燃烧物质。 煤的灰分来自煤中的矿物质，但其组分和重量与煤中的矿物质 不完全相同。 挥发分：是表征煤中有机质性质的重要指标，它与煤的成因、 煤层显微组分及煤化程度等因素有关。煤层挥发分的测定是用 万分之一天平称取空气干燥煤样1±0.1g放在带盖的磁坩埚中， 在900±10℃条件下隔绝空气加热7min，取出冷却称重。煤样 质量减少的百分含量减去该煤样水分含量即为挥发分产率，简 称挥发分。 固定碳：从测定煤的挥发分后的残渣中减去灰分后的残留物 称为固定碳.这里的固定碳即固定碳产率根据定义用下式计算干 基固定碳和干燥无灰基固定碳 。
Δt与θ的关系
(曲线标码为Va/Vw的数值)
(2) 声波测井
t Vc t c Va t a Vw t w
θ=Va+Vw=1-Vc
t Vc t c t (1 )t c t
t Va
ta
Vw
t w
ta (Va / Vw t w ) 1 Va / Vw
注：A极接地电阻，取决于5倍电极半径以内的介质
？
煤层气储层测井评价系列
、电流、接地电阻等
煤层的划分、岩性识别
煤层气井的测井资料解释,首先是识别煤层气层,然后才是煤层气层上储 层参数的计算,因此，同样在煤田测井资料的解释中,需标定煤层（气层）,划 分岩性。煤层相对于围岩，物理性质差异明显，它具有：
密度低（密度孔隙度高）
声波时差大（声波孔隙度高） 含氢量高（中子孔隙度高）
自然伽马低
自然电位有异常（由氧化还原作用产生的自然电位） 电阻率高（注：烟煤、褐煤电阻率高；无烟煤的电阻率低）等特点。
通常可以采用人工解释的方法划分煤层、岩性识别、或采用模式识别方 法自动划分煤层、识别岩性。利用以上所述特点，以及相应的测井曲线组 合用于划分煤层以及确定煤层厚度、位置, 岩性识别等，一般都能得到较为 满意的结果。
F R Fa (1 Va / Vw ) F Rt / Rw Rw ( Fa VaVw ) m
对上式两端取对数，得
1gF 1gFa 1g (1 Va / Vw ) 1g ( Fa Va / Vw ) m1g
F与θ的关系
(曲线标码为Va/Vw的数值)
利用模型估算的碳分含量Qcc (a) 、灰分含量Qac (b) 与煤样实验室分析得到的 碳分含量Qcs (a) 、灰分含量Qas (b)
注1：统计方法确定煤灰分
注2
裂缝孔隙度及裂缝渗透率
煤岩中既有在沉积成煤过程中形成的原生孔隙, 又有成煤后受构造破坏 所形成的次生孔隙。其孔隙类型和连通程度变化很大, 它们互相组合形成裂 隙性多孔隙介质, 为瓦斯的储存和运移提供了空间和通道。煤岩孔隙发育特 征主要受煤的变质程度、煤岩组分及成煤植物、后期构造破坏程度等因素 控制，其中,后期构造破坏在煤层中形成大量节理和微裂隙, 增大了煤岩的孔 隙性其孔隙发育以微裂隙为主。 煤层的物理结构是一个双重孔隙,即煤层中含有由基质孔隙和裂缝孔隙 的孔隙系统,其裂缝孔隙又由主裂理(面割理)和次级割理(端割理)组成。其裂 缝孔隙度可采用深、浅侧向测井曲线值计算，其计算方法如下：
煤层上Rt与（ρ-ρc）关系
煤质参数计算
煤层煤质参数通常可由: 煤样实验室分析、
测井体积模型法
概率模型法 来确定。测井体积模型法利用孔隙度测井(如密度、声波等) 建立响应方程组,可以 采用一般解方程的方法，也可以采用最优 化等方法来求解方程组, 所求煤质参数可为煤层开采提供依据。 但是, 测井体积模型法所确定的煤质参数不能直接与煤样实验室 分析得出的工业分析指标相对照。而煤样实验室分析要花费大 量的人力、资金和时间。如果以测井体积模型法为基础, 结合概 率模型法, 配合一定量的煤样实验室分析资料来建立确定煤质参 数的解释模型, 则这3 种确定煤质参数的方法之间可以优势互补。
2. 煤层镜质体反射率 镜质体反射率（R0）是煤（镜质组）光片表面的反射光 强与入射光强的百分比值，它是确定煤级的最佳标准。煤级 是影响煤岩生气率、含气量和煤层物性的一个重要因素。 镜质体反射率是煤层变质程度的一个重要指示，煤层的镜 质体反射率在很大程度上决定煤层的电性、物性、煤层含气 量等。 （1）电性特征反映煤层的变质程度。 从测井响应值对比分析中看出，煤层的镜质体反射率越大， 好的煤层电阻率越高，中子孔隙度变小，体积密度增大，纵、 横波的声波时差减小。 （2）变质程度越高孔隙度相应减小。 （3）变质程度不同煤层机械力学性质也有所不同。煤层的力 学参数，有随变质程度增加破裂压力减小，坍塌压力也减小 的趋势。 （4）变质程度越高煤层气含量增加的趋势。煤层的气含量， 有随变质程度增加，煤层气含量增加的趋势。
式中Ic，Ia、Iw、分别为煤层中纯煤、灰分和水分的自然γ强度； ρθ 、Iθ分别为灰水混合物的等效密度和等效自然γ强度。 煤层中的纯煤和水分中的放射性物质含量极低，因而 它们的自然γ强度,I θ和Ic也很小，通常可以认为近似为零 （含铀煤除外）。于是上式可变成
I a I aVa
ρI与Va的关系
利用煤样实验室分析资料和测井资料进行多元线性回归, 建立如下煤质参数 的解释模型: Qc = 0.1696 767 7 - 0.31703 190 Qw - .11209 205 Qa + 0.1108 104 DEN Qa = 0.1747 595 5 – 0.1367 434 Qw – 0.1605 913 Qc – 0.1000 497 A C Qh = 0.1399 791 8 – 0.1135 272 4 Qw – 0.1321 401 Qc + 0.1000 001 016 3 GR Qw = 1 - Qa - Qh - Qc
F Rt / R a / m
*
根据有关文献介绍，岩性系数a通常等于1，而胶结指数m在煤层模型中不 是常数，而是θ的函数，即
m e1 eVc
由*式可以导出
Rw Fa (1 Va / Vw ) R Fa Va / Vw
Fa Ra / Rw
岩石真电阻率Rt与地层水电阻率之比为地层因素F，即
Ｑｗ+Ｑａ+Ｑｈ+Ｑｃ=1 式中,ＤＥＮ、ＡＣ、ＧＲ分别为密度、声波和自然伽马 测井值;Ｑｗ、Ｑａ、Ｑｈ、Ｑｃ分别为水分、灰分、挥发分 和固定碳的重量百分比;Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ4、 Ｂ4、Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4分别为待定系数(地区系数),利用实验 室分析资料和测井资料可以得到系数。利用该模型的建立方 法，建立华北地区评价煤质参数的解释模型，并对华北7口井 煤层井段进行了解释，实例解释结果表明：模型估算的碳分 含量与煤样实验室分析的碳分含量之间的误差非常小,其相对 误差小于5% ；估算的灰分含量与煤样实验室分析的灰分含量 的一致性较好,尤其是当灰分含量小于30%时,两者之间的误差 非常小,经过计算,其相对误差小于10%。