煤层气地球物理测井技术现状及发展趋势
第33卷 第1期
2009年2月
测 井 技 术
WELL LO GGIN G TECHNOLO GY
Vol.33 No.1Feb 2009
基金项目:国家科技大专项大型油气田及煤层气开发课题煤层气地球物理测井技术研究(2008ZX50352002)作者简介:张松扬,男,1963年生,博士,高级工程师,现为煤层气地球物理测井技术研究课题组组长。
文章编号:100421338(2009)0120009207
煤层气地球物理测井技术现状及发展趋势
张松扬
(中国石化石油勘探开发研究院,北京100083)
摘要:在煤层气勘探开发中,地球物理测井是识别煤层、分析煤层特性、评价煤层气储层的重要手段。煤层气储层具有非均质性和各向异性较强、孔隙结构复杂的特点,常规油气勘探中测井解释评价的基本模型在煤层气解释中不能直接套用,必须建立适合煤层气测井的解释方法和模型,才能对煤层气做出正确评价。通过煤层气勘探开发测井技术应用调研,对煤层气测井采集技术、解释评价技术及面临的技术难题进行了阐述,指出当前煤层气勘探开发测井技术的发展趋势。认为我国未来煤层气测井技术的发展将向成像测井技术的应用、煤心刻度测井技术的应用,井中和井间地球物理技术的结合等方向发展。关键词:测井技术;煤层气;解释评价;发展趋势中图分类号:P631.81 文献标识码:A
Actualities and Progresses of Coalbed Methane G eophysical Logging T echnologies
ZHAN G Song 2yang
(Petroleum Exploration and Production Research Institute ,SINOPEC ,Beijing 100083,China )
Abstract :The geop hysical logging technologies are important means to identify coal bed ,analyze coal bed t rait and evaluate t he coalbed met hane reservoir in t he process of coalbed met hane explo 2ration and develop ment.The conventional log interp retation and evaluation models for oil explo 2ration can not be directly used in coalbed met hane evaluation ,because t he coalbed met hane reser 2voir is different from t he oil reservoir in t he following aspect s.It has higher heterogeneity ,higher anisot ropy ,and more complex porosity.The interpretation met hod and model suitable to t he coalbed met hane logging should be established to correctly evaluate t he coalbed met hane reser 2voir.After st udying t he coalbed met hane exploration and develop ment technologies in recent years ,expounded are data acquisition technology ,data interp retation technology in coalbed met h 2ane logs ,t he technology challenges we face and coalbed gas develop ment t rend.It is believed t hat t he coalbed met hane log technology in China should make p rogress by applying imaging logging ,coal core calibration logging ,and combined in 2well and between 2well seismic technologies.K ey w ords :logging technology ,coalbed met hane ,interp retation &evaluation ,develop ment
t rend
0 引 言
地球物理测井是煤层气勘探开发配套工艺技术之一,可以提供高精度的煤层气储层测井地质信息。开展煤层气地球物理测井评价技术的研究具有重要意义和广阔应用前景[1210]。近年来,我国煤层气地球物理测井技术研究已取得长足发展[11220]。原地质
矿产部华北石油地质局数字测井站自1991年率先开始在安徽淮南、河南安阳、山西柳林等地区开展了地球物理测井在煤层气储层评价中的应用研究,取得了定性识别煤层特性等方面的一些进展[5,11212]。中国石油集团测井有限公司自1997年开始,先后在山西大城、晋城、吴堡、大宁-吉县和安徽淮北地区对煤系地层应用测井新技术开展相应的煤层气储层
测井评价技术研究,取得了利用测井资料确定吸附等温线等方面的进展[18,23,31,51]。总体而言,我国煤层气地球物理测井技术研究尚处在开始阶段,研究缺乏系统性,起点低、时间短、资料少,还远远满足不了我国对煤层气勘探开发工作提出的要求。要进一步加快我国煤层气的勘探开发和利用速度,跟上国际煤层气技术发展的步伐,测井方面还需要进行大量的开拓性基础研究工作[19,35,41242,44249]。
1 煤层气测井技术发展现状
与常规油气储层相比,煤层气储层具有复杂的双孔隙结构系统,而且煤层气储集只有少量以游离态存在,大部分以单分子层吸附于煤层表面,吸附气不再是一种有独立空间存在的气体对测井曲线产生影响,而是依附于煤的其他4种工业分析组分[21230]。
煤层气测井技术是基于石油测井和煤田测井技术发展起来的。石油测井在油气勘探开发中发挥了重要作用,高精度和成像测井技术的应用,提高了描述油藏地质特性的能力;而煤田测井一般仅用于标定煤层,使用方法相对单一。国内外测井工作者紧密结合煤层气储层的特点,相继开展了有关的研究和探索[9239],这里主要就煤层气测井数据采集技术和煤层气储层测井评价技术进行简要分析和总结。
1.1 煤层气测井采集技术
煤层气测井采集技术系列在国内外一般都是根据煤层气勘探开发的不同阶段、研究目的和地质条件综合选择应用。表1总结了目前国内外煤系地层常用的测井采集技术方法系列[18236]。
从表1中可见,现在使用的煤层气测井方法基本上还是应用在常规油气藏和煤田的测井方法,到目前为止,还没有专门为探测煤层气储层而设计的测井新方法[35]。美国煤层气田使用的测井方法主要有:密度(高分辨率密度、岩性密度)、井径、双侧向、微电极、自然电位、中子、声波全波列及电成像等,并以此开展相关研究工作[38240]。
中国石油集团测井有限公司华北事业部,自1997年先后在大城、晋城、吴堡及大宁-吉县等地区录取了不同系列的测井资料,不但使用了基本的测井系列,还实施了核磁共振和声电成像测井新技术,开展了多方面的研究工作。
中国石化新星石油公司自1990年进行煤层气测井施工作业以来,在河南、安徽、山西、陕西等先后与澳大利亚的Lowell煤层气公司、美国的Enron、Amoco、Arco煤层气公司、国内的中联煤层气公司合作,对煤层气测井方法选择、煤层气测井数据采集解释和相关方法及利用测井资料评价煤岩煤质和计算煤层含气量进行了研究,标定煤层使用了密度、声波时差、自然伽马、双侧向和井径等常规测井方法,其他辅助性测井包括自然电位和温度[11,35,51]。
总之,国内一般多使用密度、电阻率等常规的方法涉足煤层气测井领域[8,27,37]。
图1为西部W气田煤层气测井响应特征实例,煤层气层测井系列曲线呈现典型的“三高三低”特征,即高电阻率、高中子、高声波时差、低放射性、低密度、低俘获截面。
1.2 煤层气测井解释评价技术
煤层气储层的测井解释评价技术总体上可分为煤层气储层定性识别、煤层气储层定量解释和煤层气储层综合评价等3个方面。为了对评价方法进行比较,基于评价类别,表2分析了目前国内外煤层气储层常用的4类评价方法,即基于常规天然气储层评价思想的定性识别方法、基于体积模型的储层解释方法、基于概率统计模型的储层评价方法和基于神经网络模型的储层评价方法[34238]。
当前,我国煤层气储层测井评价技术进展主要体现在以下4个方面:
(1)在含煤性评价方面,测井技术应用已较为成熟。利用测井方法能准确地识别煤层,确定煤层厚度的精度越来越高。
(2)在含气性和可采性评价方面,测井技术取得一定进展,但有待进一步发挥作用。利用测井进行煤的工业分析取得重要进展,在一些试验区已可以用测井计算值代替化验分析值[11212];渗透率的测
表1 煤系地层常用测井采集技术方法
目的基本测井系列辅助测井系列识别自然伽马、密度、中子、声波、井径
评价自然伽马、密度、中子、声波、双侧向、微侧向、岩性密度、自然电位、井径
开采自然伽马、密度、声波、双侧向、井径核磁共振成像、多极阵列声波、自然伽马能谱、井周声波成像、微电阻率扫描成像、长源距声波、地层倾角、温度、压力等
?
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?测 井 技 术 2009年
图1 煤层气测井响应特征实例
表2 煤层气储层测井评价方法比较
技术类别主要原理优劣比较
常规定性识别方法类似于常规天然气储层的测井识别模式(高电阻率、
高声波时差、低密度和高中子),基于已知煤储层测井
曲线特征,提出定性识别准则。
只能作储层定性识别,当测井受到外因干扰时,
其判别结果可能出错。
体积模型解释方法类似于传统体积模型,在煤层气储层测井体积模型基
础上,建立测井响应与储层参数之间的线性或非线性
关系。
假设煤储层结构具有均质性和各相同性,与实际
储层结构不符,计算结果普遍存在一定误差。
概率统计评价方法把储层参数、识别结果和测井响应当作随机变量,从
概率统计理论出发,从大量已知实际资料统计分析得
到有关储层数学表达式,来实现储层评价的目的。
假设储层参数和测井信息服从某种概率统计分
布,且存在某种线性或非线性关系。如不满足,
评价精度难以保证。
优化解释评价方法基于现代非线性方法,可用于储层评价全过程,不必
考虑具体的数学模型,以“隐式”表达评价结果与测井
响应的复杂关系。
应用较为成熟,BP法应用效果较好,但存在迭代
速度慢和局部极小点等不足。
井评价主要是定性分析,定量评价受地区性限制。
(3)在处理技术方面,应用现代非线性处理技术处于发展态势,已有一些成功的实例。侯俊胜等[6,37]将现代最优化技术———遗传算法与复合型最优化法引入煤层气储层渗透性评价,进行了煤层气储层渗透性评价方法及储层综合评价方法的探索,并根据裂缝储层综合评价方法,提出了煤层气储层综合评价的若干指标和方法[628]。
(4)在煤层气储层综合评价方面,中国石油天然气集团公司勘探开发研究院已研制开发出相应的计算处理程序,对含气量、封盖层、工业分析、岩石力学等参数进行定量解释[13,23,51]。
图2是利用煤层气测井背景值法定性识别煤层气的实例。4号层解释为煤层气层。在煤层、煤层气层中,高含量的氢往往使中子测井显示错误的高孔隙度,通常大于40%,密度测井值减小,声波时差值增大;其校正后的中子孔隙度明显低于密度、声波孔隙度,即有 ? 1 1 ? 第33卷 第1期 张松扬:煤层气地球物理测井技术现状及发展趋势 图2 利用煤层气测井背景值法定性识别煤层气实例 所示),其结果和煤心分析基本一致。 2 煤层气测井需解决的关键技术我国尚没有专门用于煤层气探测的测井设备,仪器研究方面投入较少,相应的解释软件缺乏。国内煤层气测井技术最初是从国外引进和从常规油气藏测井技术借用过来的。现有的油气藏测井基础理论不适用于煤层气测井,目前应用于煤层气勘探开发各种测井方法及测井评价技术是否适用于中国煤层地质特点有待进一步验证。当前煤层气勘探开发工作对地球物理测井技术提出的问题:测井方法技术规范化、煤阶的识别、煤层评价、作业效果评价(压裂、造洞)及生产过程监控等[40247]。 2.1 评价煤储层含气量 煤层气储层的自身特点决定其非均质性和各向异性较强,造成储层地质与测井响应之间关系的进一步复杂化,呈现更加明显的非线性特征,给测井资料解释模型建立造成更大的困难,也给解释结果带来更强的多解性、模糊性和不确定性。 利用中子的“挖掘效应”及声波时差的“周波跳跃”可直接判断常规天然气层的存在,而煤层的孔隙度很低(一般小于5%),孔隙被水充满,游离气和溶解气甚少,主要是吸附气,很难利用测井方法直接判断煤层中是否含气及含多少气。根据煤层气的储集机理和天然气储集机理的差异,利用原来计算天然气饱和度的方法也是行不通的。 煤的骨架参数难以像纯砂岩那样通过实验求取,也求不准。煤的工业分析中认为煤由固定碳、灰分、水分和挥发分4部分组成,其中3种物质难以确定,就连灰分、挥发分的成分也随煤阶、地区的不同而不同,故利用数学方法计算煤岩成分相当困难。在某一区域内通过煤岩成分及煤层含气量与测井曲线具有一定的关系,可间接利用测井曲线计算煤岩成分和煤层含气量,但这些方法普遍存在较大误差。同时也没有考虑煤层气储集性能的横向变化。 2.2 双重孔隙解释理论和模型研究 自20世纪90年代以来,开展了许多开拓性的工作,但针对煤层气储层的地球物理测井评价技术研究,如煤层气储层参数定量分析评价,特别是双重孔隙测井解释模型等方面的研究,至今没有取得突破性的成果。究其根源认为,针对煤层气勘探的高分辨率测井新技术的引进较石油天然气滞后,导致相关地球物理测井技术基础研究力度不足,瓶颈效应突出。利用声波、密度、中子测井计算地层的孔隙度都是以均质砂岩作为岩性模型,以晶间孔隙为地层的孔隙。目前开展的煤层气储层测井孔隙度研究还没有拓开这种理论思维。 如果利用计算油气储层孔隙度、饱和度的方法来计算煤层气地层的孔隙度、饱和度,显然是不适应 ? 2 1 ?测 井 技 术 2009年 的。事实上,煤岩的骨架响应值(孔隙度为0时的声波、密度、中子测量值)大小、孔隙度测井响应的关系分布等问题目前还无法回答。因此,迄今还没有建立这些地球物理测井响应的理论关系,要突破煤层气储层孔隙度解释的瓶颈,必须开展针对性的测井煤心地球物理性质实验研究。 煤层气储层双重孔隙结构、成因复杂,煤层气储层岩石地球物理和地球化学研究难度较大。一般说来,煤层是一种包含微孔和大孔系统的双重孔隙介质。微孔存在于煤基质部分,大孔系统由包围煤基质被称为割理系统的天然裂隙网络组成,而煤层中的甲烷只有少量以游离态和溶解态存在,大部分以单分子层吸附于煤层的表面上,甲烷在煤层的储集依赖于吸附作用,而不是依赖于是否有储集气体的圈闭存在,所以,煤层气储层其结构和成因,与常规孔隙性砂岩或孔隙性碳酸盐岩具有本质的区别。 总之,应用于油气储层测井的孔隙度解释模型都是针对孔隙性砂岩或孔隙性碳酸盐岩建立的,而在天然气的测井解释中,裂缝性孔隙的评价也尚不成熟,对于煤层气储层这样的复杂孔隙结构评价难度就更大。 2.3 煤层气储层渗透率评价 在天然气的勘探与开发过程中,储层渗透率的评价一直是国内外地球物理测井分析家研究的难题。对于煤层气勘探开发,煤层的渗透率是制约煤层气储层产能大小的关键因素,所以,煤岩储层渗透率的评价同样至关重要[39243]。 煤岩储层具有双重孔隙系统,该孔隙系统是由基质孔隙和裂缝孔隙组成。渗透率的主控地质因素多而复杂,主要有割理、煤体结构和有效地层应力。 (1)割理。是煤变质作用的产物,不同的变质阶段赋予煤不同的割理特征。资料表明,中等程度变质煤的割理较高,低、高程度变质煤的变质作用较低。割理密度愈高,煤层的渗透率愈高;反之愈差。 (2)煤体结构。煤层经过地质构造运动所形成的结构特征,适度的构造破坏会增加煤层的裂缝,从而有益于渗透率的改善。但当构造应力把煤层破坏成非常小的颗粒时,由于它们的充填,煤层的渗透率会明显变差。一般认为,原生结构保存完好的煤层渗透性较好,构造煤的渗透性较差,在构造煤中,破碎煤的渗透性好于碎粒煤和糜棱煤。 (3)有效地层应力。有效地层应力愈高,煤层的渗透率愈低;反之愈高。 对于煤层气开发,不仅需要关注煤层气的富集程度,而且希望储层具有良好的渗透性,以便于进行高效开采。目前的基本测井系列在常规天然气储层渗透率的预测和评价方面缺少有效的手段,对于煤层气这种复杂结构的非常规气藏,更是难上加难。 2.4 井间地震结合新技术的应用研究 高精度全波列测井在我国煤层气领域的应用尚处探索之中[9],一些结合VSP的井间地震联合技术开发研究还是空白。利用5700多极阵列声波成像测井,可在软地层(煤层)中直接获得横波时差,横波时差是研究机械特性中至关重要且较难获得的一条曲线。横波资料的取得为进行岩石机械特性研究提供了可能[35]。 目前,国内外应用于油气田的声波测井技术主要包括单极、偶极和多极阵列声波测井技术等,所取得的一系列成果反映了该项技术在井中地球物理和井间地球物理勘探开发方面具有广阔的应用前景。所以,大力开发利用声波全波列测井地质信息,以VSP技术作为桥梁,对开展煤层气储层井间地球物理预测研究具有特别重要的意义。 3 煤层气测井技术发展趋势 3.1 成像测井技术的应用将推动煤层气测井由定 性识别向定量评价的跨越式发展 目前,利用煤层的测井响应特征已基本解决煤层气储层的识别问题,常规测井手段在煤层气储层双重孔隙度、煤层含气量和煤层气储层渗透率评价方面,尚缺少针对性技术方法。从煤层气储层自生自储、双孔隙结构等特点出发,加强煤层气测井基础理论研究,全面系统地开展煤储层测井评价方法研究将是开展煤层气测井技术应用研究的必由之路。 引进现代适用于复杂岩性、复杂孔隙结构等非均质条件的高分辨率成像测井技术,如核磁共振测井、成像测井和ECS测井,开展煤层气勘探开发参数井研究,刻度常规测井,创建测井解释新理论,建立一套新的煤层气测井评价技术,不但经济有效,而且使煤层气测井技术定量化评价成为可能。 3.2 煤层气测井解释理论将随着煤心刻度测井技 术研究的发展而创新 用于煤层气储层的测井岩石物理参数的实验研究工作开展不多,尤其是缺少煤层气储层弹性参数和电性参数的相关性研究,这在一定程度上也限制了传统油气测井方法在煤层气勘探开发中的作用。 现代非线性信息处理技术的发展,各种非线性 ? 3 1 ? 第33卷 第1期 张松扬:煤层气地球物理测井技术现状及发展趋势 化规划的高分辨率成像测井仪器的应运而生,有利于煤层气储层测井信息的非线性特征研究。为此,系统地开展煤层气储层成像测井煤心地球物理性质研究,利用非线性信息处理技术,如最优化、神经网络、多尺度和小波变换等非线性处理技术,对煤心测试地球物理参数进行“非线性”随机建模,实施煤心刻度测井技术,开发新的更具实用性的煤层气储层测井处理解释与评价软件,将大力促进煤层气测井识别与评价技术的进步。 3.3 井中和井间地球物理技术的结合为煤层气储 层描述带来新的应用前景 偶极和多极阵列等声波全波列测井及VSP等井中地球物理技术在油气储层评价方面发挥了重要作用,如将这些井中地球物理技术设计出适合于煤层气储层研究的观测组合,完善声波全波列测井及VSP资料处理和解释方法,发挥它们的各自独特优势,打开井中地球物理技术和井间地球物理技术(如井间地震、井间电磁波和井间声波等)在煤层气勘探开发中的联合应用之门,将有力促进煤层气井间地震联合预测技术系列的形成。 开展声波全波列测井和VSP技术在煤层气勘探中的应用研究,有利于优化地震属性,实现煤层气储层参数(孔隙度和渗透率等)的三维层析成像,指导煤层气的勘探开发。 4 结论与建议 (1)煤层气储层具有非均质性强、孔隙结构复杂的特点,为满足煤层气勘探开发对地球物理测井技术提出的要求,针对煤层气不同勘探开发阶段和评价目的等情况,需要优化选择不同的测井方法,研究先进实用的煤层气测井评价技术,为煤层气储层勘探开发建立强有力的地球物理测井技术系列。 (2)在常规油气勘探中,体积模型、孔隙度、饱和度方程是测井解释评价的基本模型,这种方法在煤层气解释中,显然是不能直接套用的,必须对其进行深化研究,建立适合煤层气测井的解释方法和模型,才能对煤层气做出正确评价。 (3)围绕煤岩的生、储、采地质目标,以一系列煤心地球物理性质实验研究为基础,投入核磁共振、声电成像、化学元素谱等测井新方法新技术,探索煤岩生气性、储气性与可采性之间的相关性。 (4)通过分析不同煤阶煤质煤层的地球物理测井响应,提取煤层气储层岩性、物性、电性、含气性的四性测井特征参数,实施煤心刻度测井技术;基于煤层气储层地质地球物理测井信息的非线性特征,优化煤层气测井参数识别与评价模式,建立煤层气测井解释新理论。 (5)发挥井中地球物理技术和井间地球物理技术的各自技术的优势,加强井中、井间地震技术的综合利用与结合使用,优化地震属性,建立煤层气储层多井区域预测技术系列。 (6)开发适于煤层气特点的专用系列测井仪器,利用现代信息处理技术最新成果,加强研制新的煤层气储层测井处理解释与应用评价软件,使煤层气地球物理测井技术趋于精确化、系统化、规范化。 参考文献: [1] 陈永武,胡爱梅.中国煤层气产业形成和发展面临的机 遇与挑战[J].天然气工业,2000,20(4):19223. 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(收稿日期:2008210206 本文编辑 王小宁) ? 5 1 ? 第33卷 第1期 张松扬:煤层气地球物理测井技术现状及发展趋势 煤层气地球物理测井技术的思考 发表时间：2018-08-06T10:35:55.557Z 来源：《科技中国》2018年3期作者：唐万亨 [导读] 摘要：近一二十年来，随着大气污染，环保形势越来越严峻，煤层气作为一种热值高，燃烧后清洁，被重新审视，成为国际国内崛起的洁净、优质能源和化工原料。作为传统的煤田地质勘探行业，对煤层气这一新型的非常规能源的开采利用须要引起足够的重视。煤层气可以作为能源利用的开采方法，现在主要参照天然气开采模式，即采用地面钻井抽采。作为非传统能源，煤层气的勘探开采工艺肯定区别于传统煤田的工艺，这对勘探开采中起重要作用的 摘要：近一二十年来，随着大气污染，环保形势越来越严峻，煤层气作为一种热值高，燃烧后清洁，被重新审视，成为国际国内崛起的洁净、优质能源和化工原料。作为传统的煤田地质勘探行业，对煤层气这一新型的非常规能源的开采利用须要引起足够的重视。煤层气可以作为能源利用的开采方法，现在主要参照天然气开采模式，即采用地面钻井抽采。作为非传统能源，煤层气的勘探开采工艺肯定区别于传统煤田的工艺，这对勘探开采中起重要作用的测井工作也提出了新的要求。煤层气作为煤田伴生的一种非传统能源，因其的环保性，越来越受到广泛重视，本文就煤层气勘探开采过程中需要用到的测井技术浅谈下想法。 关键词：煤层气；测井技术；勘探开采 煤层气，指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，俗称“瓦斯”，瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。瓦斯是无色、无味的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg/m3，瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的。瓦斯是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，其主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。如遇明火，即可燃烧，发生“瓦斯”爆炸，直接威胁着矿工的生命安全。因此，矿井工作对“瓦斯”十分重视，除去采取一些必要的安全措施外，有的矿工会提着一个装有金丝雀的鸟笼下到矿井，把鸟笼挂在工作区内。原来，金丝雀对“瓦斯”或其他毒气特别敏感，只要有非常淡薄的“瓦斯”产生，对人体还远不能有致命作用时，金丝雀就已经失去知觉而昏倒。矿工们察觉到这种情景后，可立即撤出矿井，避免伤亡事故的发生。瓦斯爆炸一直是煤矿安全生产的一个重大隐患。近一二十年来，随着大气污染，环保形势越来越严峻，煤层气作为一种热值高，燃烧后清洁，被重新审视，成为国际国内崛起的洁净、优质能源和化工原料。 作为传统的煤田地质勘探行业，对煤层气这一新型的非常规能源的开采利用须要引起足够的重视。煤层气可以作为能源利用的开采方法，现在主要参照天然气开采模式，即采用地面钻井抽采。作为非传统能源，煤层气的勘探开采工艺肯定区别于传统煤田的工艺，这对勘探开采中起重要作用的测井工作也提出了新的要求。下面就煤层气的勘探开采对于测井工作所需要解决的的技术需求，浅谈下想法。 一、勘探过程中的测井 众所周知，气体能够长期保存在地下，有其必要的条件，因而应该从其赋存条件选择合适的测井方法。煤层气作为一种气体，评价其储量，必须有含气量、饱和度、孔隙度、渗透率（绝对渗透率和相对渗透率）、储层压力等。常规的煤田地质测井参数双侧向（DLL）、自然伽玛（GR）、自然电位（SP）、补偿密度（DEN）、补偿声波（AC）、井温（TEMP）、顶角（DEV）、方位角（AZIM）、双井径（CAL）等曲线。这些曲线显然不能满足对煤层气的评价，应引入新的测井参数，对煤层及所赋存的煤层气进行综合评价。补偿中子（CNL）测井，是在贴井壁的滑板上安装同位素中子源和远、近两个热中子探测器，用远、近探测器计数率比值来测量地层含氢指数的一种测井方法。目前广泛使用补偿中子来进行孔隙度测井。利用孔隙度和其它参数结合可以推算出渗透率、饱和度等相关评价参数。这些参数可以有效的对煤层气钻孔中煤层气的储量进行评价。 二、完井开采过程中的测井 固井阶段 煤层气开采井在裸眼井完工后，为了保证抽取生产，需要进行固井完井工艺。在此过程中，需要对固井完井质量进行检查，需要引入水泥胶结测井（CBL）和声波变密度测井（VDL）。两种方法的原理是通过声波幅度进行测井。水泥胶结测井（CBL）可以判断固井水泥环和套管的胶结程度，再引入声波变密度测井（VDL）可以评价水泥环和地层、套管的胶结程度。这些基本上可以解决固井质量评价。基于这两种原理的基础上，最新发展起来了水泥评价测井（CET）和脉冲回声测井（PET）,可以更好的不受外界微小环境及自身所处环境状态的影响，更好的完成水泥胶结评价。 射孔阶段 射孔是采用特殊聚能器材进入井眼预定层位进行爆炸开孔让井下地层内流体进入孔眼的作业活动。煤层气裸眼井固井完成后，需要进行目的层射孔。参考中国石油天然气集团对旗下的五大钻探工程公司（大庆、川庆、西部、渤海、长城）的测井分公司及中国石油天然气集团测井公司的分工，射孔属于测井公司业务的一部分。目前世界各国的射孔技术按输送方式可以分为两类：一是电缆输送射孔；二是油管输送射孔。按其穿孔作用原理可分为子弹射孔技术、聚能式射孔技术、水力喷射射孔技术、机械割缝式射孔技术、复合射孔技术等。煤层气抽采井在固井完成之后，要投入生产阶段，必须要进行目的层的射孔作业，因此射孔作业，也是煤层气测井需要关注的一个方面。 三、结语 煤层气测井是指根据煤层气储层(煤层) 与围岩在岩性物性上的差别，利用自然电位、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、中子孔隙度以及井径测井等对其进行测井，煤层不仅是储存甲烷的储层，而且是生成甲烷的源岩。煤层的物理结构是一个双重孔隙，即煤层中有由基质孔隙和裂缝孔隙的孔隙系统，其裂缝孔隙又由主割理(面割理)和次级割理(端割理)组成。煤层甲烷呈三种状态存在于煤中，即以分子状态吸附在基质孔隙的内表面上；以游离气体状态存在于孔隙和裂缝；或溶于煤层的地层水中。由于煤层的物理结构以及煤层气(甲烷)的存储、运移等方面区别于常规天然气，因而传统的常规天然气储层的评价方法不适合于评价煤层气层。综上所述，煤层气测井对于我们传统煤田地质勘探系统的测井工作，面临诸多的新技术、问题和挑战，但是也有我们自身的优势。我们对 煤田地球物理测井中塌孔对煤层解释的影响分析 在煤田地质勘探的过程中常常会因为钻探技术和泥浆材料问题，导致钻孔井壁出现残缺，产生塌孔现象，给煤层解释准确性造成一定的影响。为了能够更好的分析这个问题，文章对地球物理测井技术进行了相应的阐述，以及塌孔对煤田测井各参数曲线造成的影响，并采取相应的措施来解决问题。 标签：煤田地球物理测井；塌孔；煤层解释 Abstract：In the process of coalfield geological exploration，drilling technology and mud material problems often lead to drilling hole wall incomplete，resulting in hole collapse phenomenon，which has a certain impact on the accuracy of coal seam interpretation. In order to better analyze this problem，this paper expounds the geophysical logging technology，and the impact of borehole collapse on the parameters of coal logging curve，and takes the corresponding measures to solve the problem. Keywords：coalfield geophysical logging；caving hole；coal seam interpretation 众所周知，随着我国经济飞速的发展，对能源的消耗也随着快速的增加，尤其是传统能源之一的煤炭。煤田地质勘探和煤矿开采的技术也因此大发展，其中煤田地球物理测井技术备受关注，因为其便捷性的操作，广泛性的运用范围及精准的测量数据。 1 地球物理测井技术 1.1 地球物理测井技术的概述 地球物理测井技术是煤矿地质勘查和探索中一种不可或缺的勘探的方法。其是使用地下岩层的各种特性——导电性、放射性、电化学特性和声学特性等来测量地球相关的物理参数，显示地下岩层的构成情况的地质勘察的方法。煤田测井技术通过使用各式各样的测井机器能够在地面以下很深的地方进行实地探查，地球物理测井技术是采用先进的电子及传感器、计算机信息论、层析成像和数据处理等技术，借助专门的探测仪器设备，沿钻井剖面观测岩层的物理性质，以研究和解决地质问题，进而发现油气、煤、放射性、地下水等矿产资源。这样就突破了单一的地面勘探的不足，是测井技术最大的特点和优势所在，使得勘察和测试所得到的数据更具准确性和参考价值。 1.2 地球物理测井技术的分类 测井有三种基础的方式，分别是声、电、放射测井。而根据相关的物理特性测井又可以可划分成地层倾角测井、井温测井及声波测井等等。不管是哪一种测 地质灾害预测预报制度集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY- 地质灾害预测预报制度（一）为加强地质灾害的预测预报工作，杜绝煤矿地质灾害和透水事故的发生，根据《煤矿安全规程》（2016）第22条“煤矿企业应当设立地质测量部门，配备所需的专业技术人员和仪器设备，及时编绘反映煤矿实际的地质资料和图件，建立健全矿井地测工作规章制度”以及《煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法（试行）》中地质灾害与测量专业“制度建设”的有关规定，制定本制度。 （二）地质及水文地质、瓦斯地质预报分为月报、年报和临时性预报，内容要涉及在预报周期内预计采掘范围、工作面地质、水文地质条件、构造、煤层及顶底板、瓦斯 地质等情况，采掘工作面涌水量预测、工作面存在何种隐患及防治措施和地物调查情况等四个方面。 1.月度预报地测部门根据煤矿月度采掘工程计划，每月末应编制下一月度地质预测预报。 2.年预报每年年初，地测部门应根据煤矿生产情况和采掘工作面接替计划，编制年度煤矿地质预测预报。 3.临时预报 根据采掘进度情况，地测部门要针对采掘生产过程中的异常地质情况，随时调查分析，发现问题或险情，及时发出地质临时预报。 4.雨季期间，定期对地表情况进行调查，发现地表水害或影响煤矿安全生产的水情水害问题时，及时发出预报。 （三）地质、瓦斯地质及水文地质预报应对采掘工作面前方存在的夹矸、断层、薄基岩等地质条件和采掘工作面对应的地表地物等情况有详细描述。 （四）地质及水文地质预报经总工程师审批签字后下发执行。 （五）地质及水文地质、瓦斯地质预报均由地质专业技术人员负责编制，编制前地质人员要根据煤矿地质资料，认真分析采掘范围内的地质、瓦斯地质及水文地质条件，掌握其特点和变化规律，做到内容准确、重点突出，有针对性和可操作性。在采掘工作面接近地质构造带及地质条件复杂地带时，预报可能存在的安全隐患，提前向施工区队和有关职能科室进行通报，各职能科室要编制相应的安全技术防治措施，经煤矿总工程师组织会审后下发执行。 （六）及时对上次预报做出验证总结，分析预报效果，进一步掌握地质变化规律，提高预报质量。 （七）地质技术员要不断学习先进技术理论，与总工程师共同分析、研究构造、瓦斯、水患等地质问题，进一步提高地质、瓦斯地质及水文地质预测预报的准确性，为煤矿安全生产提供科学依据。 （八）地质专业技术人员要全面收集所在煤矿勘探以来各阶段的地质报告，按规程要求建立各种基础台账，及时提交生产所需的地质说明书。同时经常深入现场，及时观测、收集、整理、分析新揭露的地质及水文 煤田地质勘探技术及特点分析 发表时间：2017-06-27T15:05:23.963Z 来源：《基层建设》2017年6期作者：李蒙召[导读] 摘要：煤田地质勘探技术，是在煤炭开发前利用多技术手段精确了解煤层厚度和深度的一种技术方式，可以说，它是设计开采方案、建立矿井和开采实施的基本依据。新疆煤田地质局一六一煤田地质勘探队新疆乌鲁木齐 830000 摘要：煤田地质勘探技术，是在煤炭开发前利用多技术手段精确了解煤层厚度和深度的一种技术方式，可以说，它是设计开采方案、建立矿井和开采实施的基本依据。在数字化和电子化飞速发展的新时期，我国煤炭开采工作在不断摸索和对实际新技术理念的广泛吸收之 后，形成了具有中国特色的煤田地质勘探学科的理论和勘探方法。随着新型科技技术的问世，我国煤田地质勘探技术发展将再上新台阶。本文就煤田地质勘探技术及特点进行了分析，以供参考。关键词：煤田地质；勘探技术；特点引言 我国地大物博，各种矿产资源丰富，煤炭的储藏量位居世界第三位!，但随着经济的发展和人民整体素质的提高，环保意识不断增强，对煤炭能源的需求也越来越高，需要一整套更加完善的技术来支撑，首当其冲的就是在煤炭开采前的勘探技术。虽然经过几十年的发展，我国煤炭的勘探技术不断发展，已近国际先进水平，但是已然跟不上时代发展的速度。为此，本文就目前煤炭勘探技术的特点进行分析总结，找到弱点，改善不足，同时探讨未来技术的发展方向，不断创新勘探技术，确保后续工作正常展开。 1 煤田地质勘探技术 1.1 地面地震勘查技术的应用在勘探实践中，高分辨二维地震、三维地震和多波多分量地震是最为常用的三种方法。应用该方法，需在采区设计前注意以下两方面问题：第一，搞清煤层赋存情况，底板的起伏形态，及断层法律规律，以此为依据圈定煤层分叉合并区。第二，客观评价对可能会给开采工作带来影响的含水层富水性，找准可采煤层的波及范围和各陷落柱的具体位置，根据评价结果制定相应的防水害预案。当地表条件适当时，实践工作中通常会选用三维高分辨率地震勘探技术进行勘探。 1.2 遥感技术的应用煤炭遥感技术是一种空间遥感新技术，由于这种技术具有实时性强!探测速度快!结果精准、整体性强等优势，因此，在探测、煤田地质和煤炭工业领域被广泛应用。随着计算机网络的飞速发展，煤炭遥感科学体系逐步完善，在煤田自燃环境监测，煤矿区环境监测，煤矿区水资源调查，煤炭资源调查，中小比例尺填图和区域地质研究的应用中成果显著，近年来它开始和物探!钻探仪器一起，被并称为煤田资源勘探的三大利器，随着煤田遥感技术与GIS及GPS等的深入结合应用，相继出现了中国煤田地质和煤炭资源调查信息系统。中国北方煤田自燃环境监测信息系统!中国煤矿区环境监测信息系统，煤矿区水资源调查信息系统!煤炭生产控制与土地复垦监测信息系统，一方面提升了各信息系统的智能化和半自动化水平，提高了探测的精准度和实时性。另一方面也实现了各信息系统的网络化、可视化和社会化，这一进步将为煤炭工业的可持续发展奠定坚实的基础。 1.3 测井勘查技术的应用主要是通过物理手段得到相关的物理参数对矿井进行实地勘察的一项技术，能够准确取得煤层的厚度和深度，也可以对没有煤层的地质进行勘察，根据地质特点进行分析，免做无用功。在地质调查过程中，地球物理测井技术主要是用来测量在矿区建设了矿区的地表温度，在施工开始前对表面温度区调查首次启动参数，在每个区域的表面温度分布和煤矿煤田详查温度值在工程勘察煤田的重要环节。用测井方法研究和检测的水文地质，从测井曲线，此方法可对一般分布和水的价值层面看，有一个大致的了解，所以在水文地质工作在修建性详细规划开始，其次在水文地质工作可以直接把水文测井方法。可以看出，与传统的抽油作业相比，测井对地质勘探工作的重要性更为精确、操作更方便、开采成本更低。虽然每个钻孔的测井资料反映了该井的地质剖面，但各井的数据之间必然存在一定的内在联系。钻井测井数据之间的关系的研究和分析，发现煤岩的曲线相互区别的特殊标志所示的形态特征、综合测井曲线对比的一些地区，为了解决矿、断层、煤层、岩层和地质问题的变化规律。 2 煤田地质勘探技术的主要特点 2.1 针对性、局部性针对性和局部性是地质勘探工作的主要特点。多年来，随着相关技术的不断进步和改善，方法越来越优良!有些甚至只需要对局部定点勘测就可以分析出煤层的分布状况!而针对性则具体表现在，对一些煤层分布较多的重点区域的环境情况进行重点勘探，以确保施工的安全问题和开采的工作效率。 2.2 资料丰富，手段多样我国煤矿分布的地理特点多种多样，环境也不尽相同，要针对不同的地区采取相应的方法，就要求相关科技工作人员要有不同的解决方案，综合素质要高。历经多年的努力，勘探技术不断完善，已经形成了体系!对不同的情况可以采取科学的方法，对症下药。我国勘探的相关数据资料也越来越丰富，方案的设计过程中，工作人员可以通过对相似的工程情况进行比较分析，提出高效率，少预算和安全稳定的施工方法。 2.3 继承性、补充性由于我国煤炭资源的开采率不断上升，相关技术也日趋完善，一些难开发的地段也可以进行安全的施工，但是，对于一些没有办法进行高效开采的地段我们还会采取稳健的方法，先开发好的地段，减少不必要的浪费，等日后技术更加成熟时再做打算。结束语 总而言之，在实际工程中，需要根据不同的条件，采取不同的勘探方式，将各项共有有机结合起来，严格的进行工程顺序，全面的研究地质信息，提交评估报告，科学的开采!这才是一整套完整的工作流程。只有这样，才能不断完善相关方面的技术工作，保障人们生命财产安全，提高企业的经济效益。参考文献： 瓦斯地质预测预报制度-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 瓦斯地质预测预报制度 1、成立瓦斯地质预测预报领导组 组长：总工程师 副组长：生产副矿长、安全副矿长、矿长助理、各副总工程师、地测科长、通风科长 成员：通风副科长、、通风技术员、抽采队队长、地质测量员、调度室主任 2、明确工作职责 组长：全面安排协调预测预报工作，组织每此瓦斯地质预测预报评级会，组织制定有突出危险地点的防突措施。 副组长：所有副组长参加每此瓦斯地质预测预报评级会，并对分管系统评定结果审核签字，组织制定有突出危险施工地点的防突措施，不能参会时向总工程师请假；总工程师不能参会，由副总工程师或矿长助理（通风科长）主持会议。成员：组织各系统预测预报分析工作，对预测预报评级资料进行审核签字，按时参加分析会，不能参会向总工程师请假。 3、瓦斯地质预测预报领导组要依据本井田水文地质和瓦斯地质情况设计出适合本矿的瓦斯地质预测预报工作流程和预报评级规 范，对资料的内容进行精简和分类，对评级标准进行细化，使在实际操作中更具可行性和有效性； 4、对在实际操作中存在的问题与工作办法、流程发生矛盾，不能全面、准确地提供有关资料的情况，要及时修改制度和流程，将工作作为一项动态的、实时的管理系统； 5、瓦斯地质预测预报领导组要紧密结合矿井采、掘过程，针对每个生产地点的地质构造、瓦斯赋存、突出测试指标和生产矿压变化等条件，明确工作思路。建立通风、地质、抽采、生产各系统的分级预测评级标准； 6、各系统要及时将取得的数据上报瓦斯地质预测预报领导组，进行分析评级，制定相应措施，及时反馈到生产科室和队组，有效指导队组进行采掘作业，使瓦斯防治工作有针对性和时效性。 7、瓦斯地质预测预报领导组对瓦斯含量超标、预测预报值超标、效果检验值超标、工作面支架阻力、煤巷矿压、回采、掘进工作面片帮、软分层、吸钻等评级定为有突出危险性的，要制定相应的强化措施，只有综合评级定为无突出威胁时，才能按照原措施继续生产。 8、综合分析评级组在确定突出危险性级别后，分级提交总工程师、矿长助理、副总工程师和通风科，并确定相应的防突措施，由抽采队组或调度室和采掘生产队组在各生产地点落实。 目录 开发测井技术现状与发展趋势 一、开发测井技术现状 开发测井指在油田整个开发期间进行的所有测井活动，包括裸眼井测井和套管井测井。开发测井的主要任务就是为油田储层评价、开发方案的编制和调整、井下技术状况检测、作业措施实施效果评价提供依据。我国开发测井经过30多年的发展，在基础实验、理论研究、测井数据采集、资料处理解释及应用等方面开展了卓有成效的工作，初步形成了一套具有自己特色的开发测井技术，主要包括剩余油饱和度测井技术、注采剖面测井技术、工程测井技术和井间测井技术等。 （一）剩余油饱和度测井技术 1、裸眼井中剩余油饱和度测井技术 开发裸眼井中剩余油饱和度测井目前主要以电法和声波测井系列为主，岩性复杂的油藏测三孔隙度（声波、中子、密度）、三电阻率（深、中、浅探测电阻率）、自然电位、自然伽马和井径，即通常测的9条曲线。个别油田加测核磁测井、介电测井、地层测试等，测井解释主要利用阿尔奇公式。 2、套管井中剩余油饱和度测井技术 套管井中剩余油饱和度评价，目前使用的测井技术主要是放射性测井.最早应用的是热中子寿命测井，该方法由于使用条件限制和施工工艺复杂，成本高，现场应用不广。近几年又发展了硼中子测井，不少油田都在推广应用。碳氧比测井是应用比较普遍的一种套管井剩余油饱和度监测技术，由于它要求储层条件（孔隙度大于20%）和井眼条件比较严，且精度不高，近几年国外公司相继推出了新的监测储层剩余油饱和度的仪器。如Schlumberger公司研制的新一代储层饱和度测井仪RST （Reservoir Saturation Tool），该仪器分辨率高，改善了伽马射线的探测灵敏度；较小的衰减常数，可大大提高高密度中子发射期间的瞬时计数率。Halliburton公司生产的新一代高性能过油管小直径储层监测仪RMT（Resetvoir Monitor Tool）和Baker-Atlas公司生产的储层动态监测仪RPM，Computa Log公司生产的储层饱和度测井仪PND-S等，是目前世界上各大测井公司推出的有代表性的储层剩余油饱和度测井仪。 下玻璃钢套管对油藏动态进行监测是应用比较普遍的技术，特别是在前苏联应用更多，胜利油田在孤岛油田西区注聚合物过程中，在玻璃钢套管中进行监测，见到好的效果。测井测得的含油饱和度的变化与生产井的生产实际是吻合的。 （二）注采剖面测井技术 1、注入剖面测井技术 注入剖面测井主要测量井筒的平均流速、井壁滤积的示踪剂强度等参数，目的是确定配注管柱 中国测井技术的发展方向分析 我国经济的稳定发展，离不开对石油资源的有效应用，为了保证石油资源的综合利用效率的提升，要针对石油勘探过程中的问题展开分析，实现其测井技术方案的有效更新，无论是哪种感应模式都要保障其实际应用性，实现对成像测井仪的有效应用，比如其新型的过套管井测井仪器的应用，实现其电阻率环节、相关监测环节的优化，以满足油藏动态的变化需要。 标签：新技术应用；成像管理；地层测试环节；过套管 1 关于测井应用环节分析 1.1 为了促进我国石油资源的有效应用，要保证其石油勘探环节、应用开发环节的有效协调，实现其相关油、气层的有效控制，保证其油田应用体系的健全，以有效解决实际过程中的地质应用问题。随着科学技术的发展，测井技术模式不断得到更新，该测井模式起源于国外，其实现了对高分辨率阵列感应测井模式的有效应用。该模式的正常运行，需要保障其各个子阵列的有效应用，实现其接收器环节的正常使用。保障其线圈间距的有效控制。实现工作过程中的频率环节、探测深度环节等的协调。感应测量模式是该系统应用过程中的一个重要环节。为了促进现实问题的解决，也要进行相关因素的采集，比如探头温度的采集、泥浆电阻率的有效采集等。通过对电阻率成像测井模式的有效应用，实现其相关环节的优化。把由岩性、物性变化以及裂缝、孔洞、层理等引起的电阻率的变化转化为伪色度，直观看到地层的岩性及几何界面的变化，识别岩性、孔洞、裂缝等。 通过对三分量感应测井模式的有效应用，保障其各个地层测井模式的应用。这需要应用一系列的技术，比如声波测井技术环节的应用，实现声波测量模式的优化，针对其储层应用及其井眼模式的应用，促进其应力裂缝位置、孔隙压力环节及其岩性的有效分析。声成像测井模式需要应用到一系列的换能器，也要积极实现与计算机的有效配合，保证其相关信号的有效接收，促进其信号的数字化模式的发展，促进其相关图像处理环节的优化。核磁测井模式也是一种重要的应用模式，通过对核磁共振模式的应用，促进对电子波的有效应用，以满足现实工作的需要。处于热平衡的自旋系统，在外磁场的作用下磁化矢量偏离静磁场方向，外磁场作用完后，磁化矢量试图从非平衡状态恢复到平衡状态，恢复到平衡态的过程叫做驰豫。核磁共振NMR信号的驰豫时间与氢核所处的周围环境密切相关，水的纵向恢复时间比烃快得多。根据核磁共振特性间的差异指示含氢密度的高低来识别油层。共振测井仪主要有哈里伯顿和阿特拉斯采用NUMAR专利技术推出的MRIL、斯伦贝谢的CMR及俄罗斯的大地磁场型MK923。 1.2 通过对随钻测井技术方案的有效应用，可以满足井眼周围环境应力状态的有效分析，实现其地质导向环节的优化，保障其地层评价体系的健全。在随钻测井应用过程中，要促进相关数据传输环节的优化，比如电磁传输速度、光纤遥测环节等的协调，促进其数据传输体系的健全，在此过程中，由于泥浆脉冲传输模式的自身性质，泥浆循环是不必要的环节，需要引起相关应用人员的重视。过 第22卷第6期煤炭学报V ol.22 No.6 1997年 12月JOURNAL OF CH INA COAL SOC IET Y Dec. 1997 我国瓦斯地质的发展与应用 袁 崇 孚 (焦作工学院) 摘要 煤矿安全生产的需要,促进了我国瓦斯地质的发展.这一新兴学科如何向前发展是令人关注的问题.10多年来,瓦斯地质学科在服务煤矿生产实践中,在煤矿瓦斯地质编图、矿井瓦斯地质规律研究、瓦斯涌出量预测和突出危险性预测以及煤层气评价诸方面均取得了明显的应用成效. 关键词 瓦斯地质 应用 学科发展 中图分类号 TD712 瓦斯地质是70年代后期在我国煤炭行业发展比较快的一个新领域.它是研究煤层瓦斯赋存、运移、分布,矿井瓦斯涌出和煤与瓦斯突出与地质因素的关系,并探明其规律性的边缘学科,是在吸收地质工程和安全技术工程两学科的相关理论,经过生产实践、科学研究和理论提炼,直接应用于资源、环境和煤矿安全生产的新学科.瓦斯地质研究的显著特点是密切联系生产实际,它把对煤矿瓦斯涌出和突出分布规律的研究与瓦斯的综合治理结合起来,提高了防治措施的针对性和有效性,更好地发挥了瓦斯防治措施的安全和经济效益.它把对煤层瓦斯生成和赋存规律的研究与煤层气资源的勘探和评价结合起来,提高了接替能源开发和利用的可行性.由于瓦斯地质的研究方向、方法和理论符合我国煤矿生产建设的客观需要,这门学科得到了比较快的发展,在煤矿生产建设的实践中取得了明显的成效. 1 煤矿安全生产的需要促进了瓦斯地质的发展 70年代煤炭院校的部分地质教师涉足矿井瓦斯与地质因素关系的调查研究,它们的介入提高了对瓦斯现象的认识[1],煤炭工业部科技局对这项研究给予了热情的支持,并纳入了部级科研计划.1978年在焦作召开了煤炭行业第一次瓦斯地质座谈会,交流和肯定了瓦斯与地质之间的关系,“瓦斯地质”的名称也为大家所接受.一些单位相继开展了这方面的研究,总结提出了一些规律性的认识和成果,瓦斯地质工作逐渐被引入煤矿瓦斯防治领域中.1983年煤炭工业部下发的煤技字1751号文件《关于加强瓦斯地质工作的通知》,明确指出了开展瓦斯地质工作的意义,进一步推动了瓦斯地质工作的开展.煤炭工业部科研项目“全国煤矿瓦斯地质编图”的实施促进了瓦斯地质工作的普及.瓦斯地质工作经历了由浅入深、由普及到提高的逐步深化过程. 我国煤矿中高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井占全国统配及重点煤矿总数的46%以上,我国煤矿中发生过煤与瓦斯突出的矿井约250多对.随着开采深度的增加和开发强度的增大,以及一些新井的建设投产,矿井瓦斯涌出量呈明显上升趋势,突出矿井的数量和突出次数有所增加,突出矿井煤炭产量所占的比重也逐年有所增大.矿井瓦斯涌出和排放不相适应的情况在一些高瓦斯矿区表现严重,矿井瓦斯涌收稿日期:1997-04-28 浅谈声波测井技术发展现状与趋势 摘要：以声波测井换能器技术的变化为主线，分析了声波测井技术的进展以及我国在该技术领域内取得的进步。单极子声波测井技术已经成为我国成熟的声波测井技术，包括非对称声源技术在内的多极子声波测井技术已经进入产业化进程。 关键词：声波测井；换能器；单极子声波测井；多极子声波测井； 从声学上讲，声波测井属于充液井孔中的波导问题。由声波测井测量的井孔中各种波动模式的声速、衰减是石油勘探、开发中的极其重要参数。岩石的纵、横波波速和密度等资料可用来计算岩石的弹性参数(杨氏模量、体积弹性模量、泊松比等)；计算岩石的非弹性参数(单轴抗压强度、地层张力等)；估算就地最大、最小主地层应力；估算孔隙压力、破裂压力和坍塌压力；计算地层孔隙度和进行储层评价和产能评估；估算地层孔隙内流体的弹性模量，从而形成独立于电学方法的、解释结果不依赖于矿化度的孔隙流体识别方法；与stoneley波波速、衰减资料相结合用以估算地层的渗透率；为地震勘探多波多分量问题、avo问题、合成地震记录问题等提供输人参数等等。经过半个多世纪的发展，声波测井已经成为一个融现代声学理论、最新电子技术、计算机技术和信息处理技术等最新科技为一体的现代测量技术，并且这种技术仍在迅速发展之中，声波测井在地层评价、石油工程、采油工程等领域发挥着越来越重要 的作用。与电法测井和放射性测井方法并列，声波测井是最重要的测井方法之一。 一、测井技术发展现状及趋势 声波测井技术的进步是多方面的。声波测井声波探头个数在不断增加以提高声波测量信息的冗余度、改善声波测量的可靠性；声波测井中探头的振动方式经历了单极子振动方式、偶极子振动方式、四极子振动方式和声波相控阵工作方式，逐步满足在任意地层井孔中测量地层的纵横波波速、评价地层的各向异性和三维声波测井的需求。声波探头的相邻间距不断减小，而发收探头之间的距离在不断增大，这一方面提高了声波测井在井轴方向的测量分辨率；另一方面也提高了声波测井的径向探测深度。声波测井的工作频率范围在逐步向低频和宽频带范围、数据采集时间在不断增大，为扩大声波测井的探测范围提供了保障。声波测井中应用的电子技术从模拟电路、数字电路技术逐步发展为大规模可编程电路和内嵌中央处理器技术，从而实现声波测井仪器的探头激励、数据采集、内部通讯、逻辑控制、数据传输等方面的智能化和集成化。可以预期，下一代声波测井仪器研制的关键技术之一是研制能够控制声束指向性的 基阵式换能器。应用相控阵换能器的最大优势就是增大空间某个方向的声辐射强度，使声波沿着预先设定好的方向辐射，从根本上增加有用信号的能量、提高信噪比和探测能力。显然，声波探头结构和振动模态性质的变化直接导致了声波测井技术的根本进步。 一：测井技术要求 （1）仪器设备技术要求 车载仪器设备需严格遵照《煤田地球物理测井》规范之要求进行维护保养；下井探管和数据采集面板每次测井之前需在室内供电测试、刻度；各参数测井技术要求如下： ①自然伽玛测井：单位为pA/kg (Iγ=7.17×10-2pA/kg)。仪器用刻度环或标准源进行检查，其响应值与基地读数比较，误差不大于5％。同时，在照射率相当于2.9pA/kg情况下，计算涨落引起的相对标准误差，其值不大于5％。属于下列情况之一者，应进行1：50曲线测量。.异常值达7.2pA/kg,厚度又在0.7m以上的岩层;.厚度虽小于0.7m,但异常值与厚度的乘积大于 5.0(pA/kg)·ｍ的岩层；异常值超过 4.3pA/kg的可采煤层。 ②密度（伽玛伽玛）测井；单位为s-1（脉冲／秒），经处理计算后的密度曲线单位为g/cm+3。数字仪用检查装置测量长源距和短源距的响应值，与基地读数相比，相对误差不大于3％；计算煤层处由涨落引起的相对标准误差，其值不大于2％。 ③自然电位测井：单位为mV。电极系下井前，应清除电极上的氧化物。测量时应辨清极性，使曲线异常右向为正，左向为负。曲线的基线应在岩性较纯的泥岩或粉砂质岩层段确定。测量线路的总电阻，应大于接地电阻变化值的10倍。有工业杂散电流干扰的地区，可用套管或电缆铠皮做Ｎ电极，也可测量自然电位梯度曲线。 ④电阻率测井：电阻率单位为Ω?m；电导率单位ms/m(Ωm /m)。外接标准电阻作两点检查，检查值与计算值的相对误差不得大于5％。同一勘探区应采用同一类型的电极系。接地电阻的变化对测量结果的影响不大于2％。 ⑤声波测井：单位时差为μs/m,速度为m/s。测井时在钢管（或铝管）中检查，其响应值与标准值相差不得超过8μs/m。在井壁规则的井段，非地层因素引起的跳动，每百米不得多于4次。且不允许在目的层上出现（孔径扩大除外）。 ⑥井斜测量：仪器下井前必须进行试测，顶角和方位角的检查点各不少于两个；实测值与罗盘测定值相差：顶角不大于1°，方位角不大于20°（顶角大于3°时）。仪器下井前、后必须在井口进行吊零检查，误差不大于0。5°。在顶角大于1°时， 中国测井技术的发展方向 测井新技术 国外裸眼井测井、随钻测井、油藏评价、在水平井、斜井、高产液井产出剖面测井技术方面发展迅速，仪器的耐温、耐压指标较高，可靠性高，技术的系列化、组合化、标准化和配套化水平较高。流体成像测井和传感器阵列设计是产出剖面测井新技术发展的主要趋势，永久监测技术是油田动态监测技术的非常重要的发展方向。在“十一五”863计划“先进测井技术与设备”重点项目实施方案论证会上，专家组一致认为“先进测井技术与设备”重点项目应瞄准世界测井技术发展方向研发的先进测井技术与装备，为解决我国复杂岩性、复杂储集空间的油气藏地质评价难题和油田中后期剩余油分析与油藏动态监测、油井技术状况监测提供先进有效的测量手段，满足我国石油天然气生产的需要和参与国际竞争的需求。 1 测井技术的发展趋势 井下集成化、系列化、组合测井仪器的研发成为测井技术发展的一大趋势。日本的Tohoku大学开发利用井眼雷达的直接耦合进行电磁波测井，新仪器可以获得雷达图像、电导率和相对介电常数。仪器的分辨率为1m，理想情况下探测深度为10m。Proneta开发了可以透过原油对目标进行高分辨率光成像的成像技术，已经申请并获得了专利。目前电缆测井占主要地位，随钻测井发展比较迅速，由于数据传输等技术不足，在相当一段时间内还是以电缆测井为主，套管钻井测井是未来测井发展的方向。套管钻井测井是在套管钻井技术诞生后出现的新的测井模式，用套管作为钻杆，井眼钻成功时，一口井的钻井和下套管同时完成。套管钻井测井有钻后测井模式或随钻测井模式。钻后测井模式是在完成套管钻井作业后，用电缆将测井仪器在套管内下到要测量的目的层段，进行测井；随钻测井模式是测井仪器安装在与最下面一根套管连接的底部钻具组合内，在套管钻井进行的过程中，在需要测井的层 贵州鑫悦煤炭有限公司金川煤矿 瓦斯地质预测预报制度 1、成立瓦斯地质预测预报领导组 组长：总工程师 副组长：生产副矿长、安全副矿长、机电副矿长、通防副总、地测副总 成员：通防技术员、采掘技术员、地质测量员、调度主任 2、明确工作责任 组长：全面安排协调地质预测预报工作，组织每次瓦斯地质预测预报评审会，组织制定有高瓦斯地点的防治措施。 副组长：所有副组长参加每次瓦斯地质预测预报评级会，并对分管系统评定结果审核签字，组织制定有高瓦斯地点防治措施，不能参加时向工程师请假；总工程师不能参会，由通防副总工程师主持会议。成员：组织各系统预测预报分析工作，对预测预报审查资料进行审核签字，按时参加分析会，不能参会向总工请假。 3、瓦斯地质预测预报领导组要依据我矿水文地质和瓦斯地质情况设计出合适我矿的瓦斯地质预测预报工作流程和预报评级规范，对资料的内容进行精简和分类，对评价标注进行细化，使在实际操作中更具可行和有效性。 4、对实际操作中存在的问题已工作办法、流程发生矛盾，不能全面全面、准确地提供有关资料情况，要及时修改制度和流程，将工作 作为一项动态的实时管理系统。 5、瓦斯地质预测预报领导组要紧密结合矿井采、掘过程，针对 每个生产地点的地质构造、瓦斯赋存、突出测试指标和生产矿压变化等条件，明确工作思路。建立通风、地质、抽采、生产各系统的分级预测评级标准; 6、各系统要及时将取得的数据上报瓦斯地质预测预报领导组， 进行分析评级，制定相应措施，及时反馈到生产科室和队组，有效指导队组进行采掘作业，使瓦斯防治工作有针对性和时效性。 7、瓦斯地质预测预报领导组对瓦斯含量超标、预测预报值超标、效果检验值超标、工作面支架阻力、煤巷矿压、回采、掘进工作面片帮、软分层、吸钻等评级定为有突出危险性的，要制定相应的强 化措施，只有综合评级定为无突出威胁时，才能按照原措施继续生产。 8、综合分析评级组在确定突出危险性级别后，分级提交总工程 师、副总工程师、通防技术员，并确定相应的瓦斯防治措施，由采、掘生产队组在各生产地点落实。 通风队及采掘队组分别根据各系统责任范围规范了评级内 容，并将各自的评级内容和结果每日15 时以前以书面形式报地质瓦斯测量组。领导组每日17时召开评级会，落实前一日评级为有突出 危险性地点的措施执行情况。各系统按序汇报评级情况及采取的措施。 9、综合评价结束后，通防技术员汇总各系统评价的内容，并存档。 地球物理测井实习报告范文 目录 第一章前言 实习背景 井场概况 第二章仪器设备 第三章实习内容及过程 第四章测井曲线绘制与解释 结束语 第一章前言 地球物理测井简称测井，是在钻孔中使用测量电、声、热、放射性等物理性质的仪器，以辨别地下岩石和流体性质的方法，是勘探和开发油气田的重要手段。 （一）、实习背景 本次实习是本科阶段重要实习，在大三的暑假进行，在炎热的酷暑中，我们不仅得到专业知识的实践，也经历酷暑的考验。 （二）、井场概况 本次地球物理测井教学实习在中国地质大学现代钻探实践中心进行。 中国地质大学现代钻探实践中心位于学校东南角，教五楼以南、测试楼以东、南翼楼以西。 现代钻探实践中心钻塔高为17.5米，钻头为岩心钻。根据塔高，该钻塔可钻进1000米的深度；加上塔基，钻机占地17.5平方米。在前期本科生实习中，已钻进约20米，基本上可以满足测井实习的需要。由于钻进较浅，钻遇地层为第四纪土层。地层含砂越多、电阻率值越高，泥浆滤液矿化度对电阻率也有影响。xx地区第四纪地层电阻率一般为20~100欧姆米。 第二章仪器设备 本次测井实习所需仪器包括： (1) 地面仪器：JGS-3型智能测井主机； (2) 下井仪器：JD-2型电极系； (3) JCH-1000型测井绞车； (4) 井口滑轮。 测井过程中所需要的其它辅助设备和耗材，包括交流电源、地面电极、专用导线、万用表、手套等。 （1）、JGS-3型智能测井系统 JGS-3型智能测井系统是一套轻便的小口径测井设备，由xx地质仪器厂制造。适用于固体金属和非金属数字测井、煤田数字综合测井、煤层气测井、水文和工程地质数字测井等。 现场测井数据采集系统包括地面测井主机、绞车电缆、下井仪器几部分，本次实习主要用到电极系探管。 （2）、JD-2电极系 电测井以研究岩石的导电性为基础，其中的视电阻率测井是最常用的方法，视电阻率测井是电极系探测范围内各介质电阻率的某一加权平均值，一般来说，岩层至电极系的距离越近，它对电阻率的影响就越大。电阻率曲线可以用来划分地质剖面，确定矿层位置及估算岩层的真电阻率等。 利用JD-2电极系，可以作以下参数的测量： (1) 电位电阻率 在电位电阻率曲线测量中，电极2和电极3是供电电极，电极1和井口组成测量电极，记录点在电极1和电极2的中点。 (2) 梯度电阻率 在梯度电阻率曲线测量中，电极1和电极2组成供电电极，电极3和井口组成测量电极，记录点在电极1和电极2的中点。 关于测井技术应用与发展探讨 随着石油勘探开发的需要，测井技术发展已愈来愈迅速，高分辨阵列感应、三分量感应和正交偶极声波等新型成像测井仪为研究地层各向异性提供了强有力的手段;新的测井仪器，如电阻率、新型脉冲中子类测井仪、电缆地层测试及永久监测等现代测井技术可以在井中确定地层参数，精细描述油藏动态变化;随钻测井系列也不断增加。通过介绍测井技术的测量原理和部分仪器结构，寻求我国测井技术的差距和不足，这对于我国当前的科研和生产具有指导和借鉴作用。 标签：测井技术地质测试 根据地质和地球物理条件，合理地选用综合测井方法，可以详细研究钻孔地质剖面、探测有用矿产、详细提供计算储量所必需的数据，如油层的有效厚度、孔隙度、含油气饱和度和渗透率等，以及研究钻孔技术情况等任务。此外，井中磁测、井中激发激化、井中无线电波透视和重力测井等方法还可以发现和研究钻孔附近的盲矿体。测井方法在石油、煤、金属与非金属矿产及水文地质、工程地质的钻孔中，都得到广泛的应用。特别在油气田、煤田及水文地质勘探工作中，已成为不可缺少的勘探方法之一[1]。应用测井方法可以减少钻井取心工作量，提高勘探速度，降低勘探成本。在油田有时把测井称为矿场地球物理勘探、油矿地球物理或地球物理测井。按照传统的观点，测井技术在油气勘探与开发中，仅仅对油气层做些储层储集性能和含油气性能（孔隙度、渗透率、含油气饱和度和油水的可动性）定量或半定量的评价工作，这已远远跟不上油气工业迅猛发展的需要。而当今测井工作中评价油气藏的理论、方法技术有了长足的发展，解决地质问题的领域也在逐步扩大。 1电阻率测井技术 电阻率成像测井把由岩性、物性变化以及裂缝、孔洞、层理等引起的电阻率的变化转化为伪色度，直观看到地层的岩性及几何界面的变化，识别岩性、孔洞、裂缝等。电阻率成像有FMI、AIT及ARI等。斯伦贝谢的FMI有四个臂，每个臂上有一个主极板和一个折页极板，主极板与折页极板阵列电极间的垂直距离为5.7in，8个极板上共有192个传感器，都是由直径为0.16in的金属纽扣外加0.24in的绝缘环组成，有利于信号聚焦，使得钮扣电极的分辨率达0.2in，测量时极板被推靠在井壁岩石上，小电极主要反映井壁附近地层的微电阻率。斯伦贝谢或阿特拉斯的AIT是基于DOLL几何因子的电磁感应原理，通过对单一发射线圈供三种不同频率交流使其在周围的介质中产生电磁场，用共用一个发射线圈的8对接收线圈检测感应电流，从而可以求出介质的电导率。ARI是斯伦贝谢基于侧向测井技术推出的，可以有效的进行薄层、裂缝、储层饱和度等地层评价。长庆近年来均采用四米电阻率测井系。主要用于定性划分岩石类型和判定砂岩的含油、含水性能。 2声波测井技术 采掘工作面瓦斯地质图编图内容和方法 1.地理底图 选用1：2000或1：1000采、掘工作面工程平面图作为地理底图。 2.地质内容和方法 （1）断层、褶皱、陷落柱、火成岩体等，按表7-9统计，并按表7-1图例填图； （2）构造煤厚度变化规律：以采、掘工作面日常构造煤编录数据为依据，按表7-1图例绘制构造煤厚度变化和沿工作面分布的构造煤小柱状图； （3）勘探钻孔及煤层柱状图； （4）顶、底板砂、泥岩分界曲线图。 3．瓦斯内容和方法 （1）瓦斯涌出量点：回采工作面绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量点，掘进工作面绝对瓦斯涌出量点，每月分别筛选3个数据，按表7-1图例和表7-2、表7-3填绘在瓦斯地质图上； （2）掘进工作面绝对瓦斯涌出量随采掘进程的变化曲线图； （3）瓦斯含量点、瓦斯压力点，按表7-1图例填绘； （4）瓦斯放散初速度ΔP，煤的坚固性系数f值，瓦斯突出危险性综合指标K值，按表7-1图例填绘； （5）煤与瓦斯突出预测预报指标：钻孔最大瓦斯涌出初速度q max ，最大钻屑量s max 和钻屑瓦斯解吸指标Δh 2及随采掘进程的变化曲线图，突出预测指标R值变化曲线图，按表7-1 图例填绘，按表7-7统计； （6）瓦斯突出点：按表7-1图例填图，按表7-8、表7-9填写突出点统计表； （7）瓦斯突出危险性区划：根据预测结果，将突出煤层划分为突出危险区、突出威胁区和无突出区，按表7-1图例填图。 矿井瓦斯地质图编图内容和方法 1.地理底图 选用1：5000矿井采掘工程平面图和煤层底板等高线图作为地理底图。要求地理底图的选取应能反应最新的瓦斯地质信息。 2.地质内容和方法 （1）煤层底板等高线：一般是标高差50m 一条，但在褶皱和断层影响引起煤层倾角变化大的部位，等高线密度增加； （2）井田地质勘探钻孔，煤层露头，向斜，背斜，断层，煤层厚度，陷落柱分布，火成岩分布，煤层顶底、板砂、泥岩分界线，构造煤的类型、厚度分布等。 上述内容按表7-1图例绘制。 3.瓦斯内容和方法 （1）瓦斯涌出量点：掘进工作面绝对瓦斯涌出量点，回采工作面绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量点，每月筛选一个数据，按表7-1图例和表7-2、表7-3填绘； （2）瓦斯涌出量等值线：绝对瓦斯涌出量等值线又分实测线和预测线，煤层瓦斯压力实测等值线和预测等值线，其中要有0.74Mpa 等值线，按表7-1图例和表7-2、表7-3填绘； （3）瓦斯涌出量区划：根据矿井瓦斯涌出特征，一般是级差5m 3 /min，按图例填绘不同的面色，表示瓦斯涌出量区划级别； （4）瓦斯含量点和瓦斯含量等值线，按表7-1图例和表7-4填绘； （5）瓦斯突出危险性预测参数：瓦斯压力P，瓦斯放散初速度ΔP，煤的坚固性系数f 值，瓦斯突出危险性综合指标K 值，钻屑瓦斯解吸指标Δh 2，钻孔最大瓦斯涌出初速度q max ，钻孔最大钻屑量s max 等。按表7-1图例和表7-5至表7-7填绘； （6）瓦斯突出危险性区划：根据预测结果，将井田范围划分为突出危险区、突出威胁区和无突出区，按表7-1图例表示； （7）矿井瓦斯资源量：根据瓦斯含量、煤炭储量分块段计算，按表7-1图例标注煤层气地球物理测井技术的思考
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