煤层气测井资料解释技术在中原油田的应用

[ 4] 吴东平 , 吴春萍 , 岳晓燕 煤层气测井评价的神经网络技术 [ J] [ 5] 徐效英 , 王峰 , 梁亚林 煤层气指标的测井解释 [ J] [ 6] 李小明 , 曹代勇 , 王红岩 等 煤层气测井评价技术新进展 [ J]
煤炭科学技术 , 2001, 29 ( 7) : 19~ 20
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[ 收稿日期 ] 2007 12 20 [ 作者简介 ] 胡素华 ( 1979 ) , 女 , 2003 年大学毕业 , 助理工程师 , 现主要从事油气井的测井资料解释方面的研究工作。
[ 5]
第 30 卷第 2 期
胡素华等 : 煤层气测井资料解释技术在中原油田的应 用
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图1
某煤层气井煤层测井响应特征值效果图
2
2 1
煤层气资料解释方法
解释方法 中原油田经过理论分析及实践中的反复论证 , 结合以往常用的岩石物理模型原理, 最后采用一种双
体积模型方法进行煤层气井的资料解释工作。在一口井的非煤系地层和煤系地层分别建立经泥质校正的 矿物地层数字处理体积模型进行煤层分析评价。 2 2 煤层各主要参数值的求取 煤层工业分析指标的其中 3 项即灰分、挥发分及固定碳的含量为煤层气特征值求取的重要因素。同 时, 煤层气的含气量也是重要的特征值之一。这些参数直接反映了煤层的含气情况。中原油田采用体积 模型方法计算各种岩性的特征值。主要针对煤系地层列出了灰分、挥发分、固定碳及含气量等各项数值 的求取方法。 1) 孔隙度的求取。POR 1 = ( RH OB - DG ) / ( DF - DG ) ; POR 2 = ( NPH I - NG ) / ( NF - NG ) ; POR W = ( POR 1 + POR 2 ) / 2 。 式中 , POR 1 为密度孔隙度; POR 2 为中子孔隙度 ; POR W 为孔隙度 ; RH OB 为密度曲线值; NPH I 为中子曲线值; DG 为骨架密度值; NG 为骨架中子值; DF 为流体密度值 ; NF 为流 体中子值。 2) 渗透率的求取。 PE RM = 0 002 T ) / RH OB ; PRE SI = DEP 63 85; V OL A = 0 032 e
含气量 / m 3 10 98 10 05 8 09 9 28 13 23 14 18 13 49 10 84 7 68 10 56
t-
Leabharlann Baidu
1
解释结论 干层 煤层 煤层 煤层 煤层 煤层 煤层 煤层 煤层 煤层 煤层
经以上分析可知 , 该井含气量较高 , 煤质好 , 主要煤层段 6~ 8 号层含气量均在 10m / t 以上 , 孔隙 度较高, 渗透率较大 , 具有开采价值, 为求产量 , 可测量开采 6~ 8 号层。
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石油天然气学报 ( 江汉石油学院学报 ) 2008 年 4 月 第 30 卷 第 2 期 Journal of Oil and Gas Technology ( J JPI) A pr 2008 V ol 30 N o 2
煤层气测井资料解释技术在中原油田的应用
胡素华, 冯迎辉, 韦新红 宋 燕, 宋建霞, 刘 艳
弘
文
TANG Jian ming , XU Tian ji
( Dey ang B ranch Insti tute, R esearch Inst itute of P etrol eum E x p l orat ion & P roduction, Southw est B ranch C o , SIN
1
1 1
煤层气的主要特征
赋存特征
煤层是一种具有双重孔隙系统的储集层 , 既发育有天然裂缝系统, 也发育有基质孔隙。基质孔隙直 径小 , 但数量多 , 具有很大孔隙内表面积, 从而为甲烷分子的吸附储集提供充足的空间。煤层气包括煤 层自生的和其他气源岩中运移到煤层中的天然气 , 是一种混合天然气 [ 1] 。煤层气以 3 种形式储存于煤层 中, 即吸附在煤孔隙表面上的吸附状态、分布在煤孔隙及裂隙内的游离状态和溶解在煤层水中的溶解状 态。煤层气属于煤层自生自储气藏, 无须圈闭, 主要以吸附状态存在于煤层微孔隙中 , 成分主要为甲 烷[ 2] 。评价煤层气必定要对储存煤层气的煤层进行分析评价, 煤层工业分析有 4 项指标: 水分、灰分、 挥发分和固定碳。水分与基质中的吸附水相对应 ; 灰分是煤在燃烧时由矿物质经氧化、分解变来的, 灰 分含量小于矿物质含量; 挥发分是有机质中高温下可挥发的部分 ; 而固定碳则是有机质中不挥发的部 分[ 3] 。煤层的工业分析是评价煤质和含气量潜质的关键参数 [ 4] 。 1 2 测井响应特征 煤层测井曲线值与周围砂岩、泥岩的特征有明显的不同。煤层具有 四高, 四低 的特征。煤层 四 高 特征指电阻率明显高于围岩 , 且变化范围大, 电阻率曲线数值可从数十欧姆 米到几千欧姆 米不 等。因为煤层气大部分以吸附态存在于煤的微孔隙 ( 基隙) 内表面 , 从而使其中的离子运动受到阻, 导致 煤层视电阻率提高 。声波时差值高, 但传播速度慢 ; 补偿中子值高 ; 井径值高, 在某些地区, 井径扩大 率值可达 80% 以上; 煤层 四低 特征指自然伽马值低、自然电位值低、补偿密度值低、光电吸收截面指 数值低[ 6] ( 图 1 中, GR 为自然伽马 ; SP 为自然电位; BS 为钻头直径 ; CAL I 为井径 I; CALII 为井径 II; MSFL 为微球形聚焦; LLD 为深侧向; LL S 为浅侧向; RHOB 为密度; NPH I 为补偿中子; DT 为声波时 差; PERM 为渗透率; PORW 为孔隙度; PEF 为光电吸收截面指数; T EMP 为井温 ) 。
( 中原石油勘探局地球物理测井公司 , 河南 濮阳 457001 )
[ 摘要 ] 由于煤层气的储存机理不同于天然气的储存机理 , 将天然 气的测井 资料解释技 术强加于煤 层气的 测井解释 上是行不通的 。 为找到一种合乎煤 层气自 身规律 的解释方 法 , 中原 油田结 合以往 常用的 岩石物 理模型原 理 , 提出 了双体积模型的方法 , 采用 煤系地 层和非煤 系地层 两个不 同的模 型来分 别计算 一口井 中非煤系地层和煤系地层中各种岩性的特征 值 , 并且 主要针对 于煤系 地层找 出了煤 层各主 要参数 值的求 取方法 。 经过实际应用 , 证实该方法对煤层的分析评价十分有效 。 [ 关键词 ] 煤层气 ; 测井解释 ; 含气量 ; 岩石物理模型 [ 中图分类号 ] P631 84 [ 文献标识码 ] A [ 文章编号 ] 1000 9752 ( 2008) 02 0474 03
3
4
结
语
总之 , 针对煤层气自身的特点及其测井响应特征 , 中原油田采用了这套极其有效的方法来求取煤层 的主要参数值, 为判断该煤层的煤质的优劣及产气能力提供了重要的依据。通过对山西沁水煤层气、焦 作煤层气、安阳煤层气及贵州煤层气的测井资料解释中的实际应用 , 证明这项煤层气测井解释技术是行 之有效的 , 取得了良好的经济效益和社会效益。 [ 参考文献]
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m2
固定碳含量 / % 63 03 55 74 43 27 55 52 69 52 74 61 71 76 62 09 46 94 59 81
灰分含量 / % 28 81 37 25 51 00 41 49 14 90 10 09 11 22 18 48 45 84 29 84
挥发分含量 / % 8 16 7 01 5 73 2 99 15 58 11 55 17 01 13 20 7 22 10 34
表 3 A1 井测井解释成果表
层号 孔隙度 / % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 2 1 1 0 3 3 4 3 0 1 16 02 15 33 95 24 54 70 50 10 06 渗透率 / 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10059 010 004 007 003 018 022 351 017 002 004
在非煤系地层, 测井曲线特征及岩屑录井资料显示 , 地层岩性主要为细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂 岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、灰岩和凝灰岩, 故在进行测井资料数据处理时 , 按有特殊岩性的砂 泥岩剖面处理。 由细砂岩点、粉砂岩点和水点构成岩性三角形, 用泥岩点的数据对资料进行泥质校正。在处理过程 中, 用中子 密度交会法计算矿物的相对体积和地层孔隙度, 用自然伽马计算泥质含量, 用深感应电阻
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A1 井非煤系 地层岩石骨架参数表
中子 /p u 2 粉砂岩 密度 /g cm 2 69
3
中子 /p u - 4
细砂岩 密度 /g cm - 3 2 65
灰岩 中子 /p u 0 /g 密度 cm - 3 2 71 中子 /p u - 7
凝灰岩 密度 /g cm - 3 2 77
3 2 煤系地层体积模型 在煤系地层 , 采用的体积模型为: 固定碳 ( 碳 ) + 挥发分 ( 挥发物、水分 ) + 灰分 ( 石英、长石、粘土) = 1 即由固定碳点、灰分点、挥发分点构成岩
表2
固定碳 中子 密度 /p u 40 /g cm - 3 1 38
煤层组分骨架参数表
灰分 中子 /p u 2 /g 密度 cm - 3 2 65 中子 /p u 100 挥发分 密度 /g cm - 3 1
性三角形 , 用泥岩点的数据对资料进行泥质校 正。在处理过程中, 用中子 密度交会法计算煤的各组分的 相对含量, 用中子 密度交会计算 煤层孔隙 度, 继而计算煤层渗透率和煤层的吨煤含气量。煤层组分骨架参数见表 2。 根据测井曲线特征及岩屑录井资料 , 利用煤层气特征值的求取方法及各种参数 , 全井共解释煤层 10 层 27 5 m , 干层 1 层 3 4 m, 详见 A1 井测井解释成果表表 3。
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石油天然气学报 ( 江汉石油学院学报 )
2008 年 4 月
率计算地层含油饱和度。 在特殊岩性地层中, 采用的体积模型为 : 灰岩 + 泥岩 = 1 , 凝灰岩 + 泥岩 = 1 岩石骨架参数见表 1。
表1
泥岩 井段 32 00~ 860 00 中子 /p u 26 /g 密度 cm 2 64
AS H + 1 733 。 式中, DEP 为深度值 ; GC 为含气量; K 为 经验系数; PRE S 为地
层压力系数; T 0 为地表温度; A S H 为灰分; CA RB 为固定碳; V OL A 为挥发分。
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3 1
应用实例
A1 井于 2007 年 8 月 4 日进行了裸眼井的测井作业, 在处理解释过程中 , 应用了双体积模型方法。 非煤系地层体积模型
[ 1] 朱志敏 , 杨春 , 沈冰 等 煤层气及煤层气系统的概念和特征 [ J] [ 2] 陈宏亮 , 王瑞英 煤层气测井解释与应用 [ J] [ 3] 高绪晨 , 张春才 , 段铁梁 煤层气测井解释资料初探 [ J] 新疆石油地质 , 2006, 27 ( 6) : 763~ 765 吐哈油气, 2003, 8 ( 2) : 164~ 169 中国煤田地质 , 2003, 15 ( 4) : 54~ 57 天然气勘探与开发 , 2001, 24 ( 1) : 31~ 34 油气井测试 , 2002, 11 ( 6) : 60~ 62
当前 , 煤层气作为一种资源越来越受到关注 , 煤层气的开采利用也得到了前所未用的重视。由于煤 层气的储存机理不同于天然气的储存机理, 将天然气的测井资料解释技术强加于煤层气的测井解释上是 行不通的 , 必须针对于煤层气的自身特点寻找到一种合乎其规律的解释方法。笔者通过对煤层气储存规 律的深入剖析, 结合以往常用的岩石物理模型原理, 建立起双体积模型解释方法, 从而提高了煤层气井 的解释精度。
57 1 PORW 0 1
。 式中 , PERM 为渗透率。 ( DEP / 100) ; GC = ( K PR ESI 0 1371 - 0 137 A SH + RH OB - 68 86 ; CA RB = - 0 725
3) 煤层气工业分析指标数值的求取。 T = T 0 + GG PRE S / 10 ; A SH = 65 79