煤层气地球物理测井技术的思考
煤层气测井评价方法探讨
论 是从 安 全 方面考 虑 ， 还 是从 环保 方 面考虑 ， 都具 有 十分 巨大
的 利 用价值 ， 但是 对 于煤 气层 的 开采 ， － ＆ － ４ Ｊ ￣ 对 其 了解还 处 于初
级 阶段 ， 为此， 在 本文 ， 笔者 对其 方法评 价进 行 分析 ， 并对应 用
前 景进行展 望 。 关键词 ： 煤 气层 ； 测井评价 ； 方 法探 讨 ；
储式 非常 规天 然气藏 。其 既属于天 然气藏 ， 也具 有 煤的一 些特 征， 例如在 高温下具 有易燃 易爆 的特征等 。
情 况下 ， 其 应在 ３ ３ ｍ ｓ 。在看 煤层 渗透率 时 ， 它 主要 和开 启割理
数量有 关。
１ 煤层 气测井评价方法
和 石 油和 天 然 气 等物 质 相 比较 ， 煤 层 气 的储 集具 有特 异
２ ． １ 煤阶的测井评价方法
开 采 出高质量 的煤 的基础在 于对煤 层 、 煤阶 的准 确勘测和 性， 其最 为 显著 的特 征就 Байду номын сангаас双 重孔 介 质特征 ， 但是 它 的这一 特 把 握 ， 就 目前 我 国现 阶 段采 煤技 术 的发 展状 况来 看 ， 其 在对 煤 征 不是 由它本 身组成 的 ， 而是 由煤的基 质微孔 和裂缝 共 同构成 阶进 行勘测 最常 用 、 最基本 的参数 是镜煤 反射率 。通过 镜煤 反 的。为 此 ， 用常规 的评价 石油 和他天 然气甚 至是评价 煤 的方法 射率 我们可 以把握煤 的种类 。例如 ， 镜煤 反射率小于 ０ ． ５ ％时 为 评 价煤 层气是 不够 准确的 ， 也是 不符 合规范 的 。为 此工作 人 员 褐煤 ， 当其大 于 ０ ． ５ ％而 小于 ０ ． ６ ５ ％时 ， 为长 焰 煤等 ， 之外 ， 值 得 在 实 际工 作 中应结 合 实际状 况设 计 出科 学合 理的 煤 层气评 价 提 的是 ， 煤 层的煤阶 是 由深埋控 制的 。 方法。
浅析地球物理测井在煤田地质勘探中的应用
浅析地球物理测井在煤田地质勘探中的应用摘要：我国的煤炭资源在世界位居前列，并且煤炭是我国主要的消耗能源，因此煤田地质勘探对我国能源开采的极其重要。
地球物理测井简称测井，是通过在钻孔中提拉探管来测量地下岩层的导电特性、声学特性、放射性等物理参数，从而达到识别地下岩层的目的。
本文主要简单地介绍几种地球物理测井方法及其在煤田地质勘探中的应用。
关键词：地球物理测井；测井方法；煤田勘探1 引言地球物理测井技术经过长达几十年的发展，形成了以核、声、电三种测井系列为主的诸多测井方法，在煤田地质勘探中通过利用这些技术方法，我们可以确定煤层的埋深、厚度及结构；划分地层岩性剖面，推算解释地层时代；确定地下断层性质、层位及断距；测算地层地温梯度；计算地层孔隙度，地层含水饱和度及含水层位置；测量钻孔的顶角和方位角等。
2 测井技术方法介绍2.1自然伽马测井自然伽马测井是煤田地质勘探测井中最常用的测井方法，它主要通过探管测量岩层的天然伽马射线强度。
在沉积岩地层中，因为放射性元素主要存在于黏土矿物中，因此地层泥质含量越多，其放射性越强。
通过这种规律，我们就可利用自然伽马测井来划分钻孔的岩性剖面、确定砂泥岩沉积地层中的泥质含量以及确定地层的渗透性。
通过自然伽马测井，我们也可以根据地层放射性来勘探地层中的其他具有放射性的矿产（如钾盐、钍、铀等）。
2.2密度测井自然伽马测井是测量岩石中的放射性元素发射的伽马射线强度，是被动的测量方式。
而密度测井是采用主动测量的方式：通过探管携带的人工放射源在地下产生射线，测量射线在与地下岩石经过相互作用后的射线强度，进而计算出地下岩层的体积密度，达到识别地下岩性的目的。
由于煤的密度与其他岩石的密度有着十分明显的差异，所以密度测井能让我们简单快速的识别到煤层，确定其埋藏深度及其厚度。
2.3电阻率测井电阻率测井是以地下岩层的导电性（电阻率或电导率）为基础，在钻孔中通过电极系来测量地层电阻率的一种方法。
浅谈地球物理测井在煤田地质勘探中的应用
对煤层气测井技术及有关问题的探讨
引 言
据 了解 ， 目前我 国煤 层气测井技术上 对煤层气 储层 的空 隙度 、 渗 透度等
近几 年来， 随着科技 的高速发展 ， 煤层 气的测井方法 和技术越 来越 的声波 、密度 以及 中子 测井等计算方法 都是建 立在岩 性模型 的基 础上 而煤层气储层 的岩性 与普通 岩性相 比， 复杂许 多， 这 使得煤层气储层 多， 其 中包括 了煤层气地球物理测井技术 。本文 以煤层气 地球物 理测井 的
物力 、 财力 和精力等 的投入 ， 在煤 （ １ ） 从煤层气 的结构上来看 ， 由于煤层 气储层 的系统结构 比常规 的 要加大对煤层气 测井技术研究在人力 、 油气储层 复杂许多 ，再加上煤 层气是 以单分 子的形式吸 附在煤 层表面 田测 井和石油测井 的基础上加 深对 煤层气气 体和煤层 气储层 的研究 和 不断开发专业人才积极 推 的， 以游 离状 态存在 的煤层气 只有少量 ， 因此 煤层气的勘测与 油气之 间 了解 。培养 专门的煤层气测井技术专业人 员，
１ 煤 层气 测井 技术
煤层气 是一种烃 类气体 ， 煤层 气附存与煤层 中， 又称之 为是瓦斯或 者是煤层 甲烷气， 属于非常规 天然气 。 作为一种非常规的天然气， 对煤层 气进行勘测和开采， 一方面能够改善能源的结构 ， 缓解能源紧 张， 另一 方
面的研 究效率、 研究程度显著滞后 ， 再加上 目前没有对煤 田测井 、 石油测 井等进行统一 的行业测井标准规定 。
作 的顺利进行， 测井技术功不可没。因此， 要想保证煤层气勘测和开采工
浅谈煤层气勘探井录井技术方法
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地质装备
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为了简化司钻人员的操作步骤!在控制器内单独编 写了上卸扣控制程序!并在数字化操作台上配置一 键上卸扣主令开关"
UIT%!V 型钻机 钻 进 垂 直 孔 和 角 度 孔 时!动 力 头有不同的上下行阻力!且钻机在使用或者存放一 段时间后!液压回路%机械阻力和润滑系统等会发生 一些不可预料的变化!这就需要操作人员能随时调 节上卸扣的给进力%给进速度%回转速度和扭矩!并 将上述工艺参数自动记忆并永久保存在控制器内! 其在操作台触摸屏上的调整界面如图,所示"
参考文献
0%1沈凯!刘文超!邵长春b地质录井新技术分析及其应 用0P1b石化技术!!"%,'#(b
0!1张利芳b地质录井技术在煤层气勘探中的应用0P1b山 东煤炭科技!!"%+'%!(b
0$1高崇b煤层气开发中的地质录井方法0P1b石化技术! !"%#'+(b
0*1万亚 旗!陈 会 年!杨 明 清!等b录 井 装 备 技 术 现 状 及 发展探讨0P1b石油钻探技术!!"%&'$(b
参考文献 0%1朱江龙b地质深孔电动顶驱钻进系统的研究与 应 用
0I1b中国地质大学'北京(!!"%'b 0!1王达!李艺!周红军!等b我国地质钻探现状和发展前景
分析0P1b探 矿 工 程 '岩 土 钻 掘 工 程 (!!"%#!*$'*(-% ,b 0$1和国磊!刘晓林!朱芝同!等b基于 NRJ 总线技术的钻 机电控系统的设计与应用0P1b探矿工程'岩土钻掘工 程(!!"%#!*$'%!(-+! ++b 0*1张春艳b基于 NRJ 总线的旋挖钻机节能控制技术研 究0I1b吉林大学!!"%,b 0'1李大 民!吴 沭 陵b立 轴 式 液 压 钻 机 给 进 系 统 浅 析 0P1b 地质与勘探!%,,$'$(-'& #%b 0#1钱迪b电动钻机自动送钻控制技术研究0I1b西安石油 大学!!"%"b
地球物理学在地下煤层气开发中的应用
地球物理学在地下煤层气开发中的应用地下煤层气是一种非常重要的能源资源，其开发和利用对于能源的可持续发展至关重要。
地球物理学是一门研究地球内部物理性质以及地球的物理过程的学科，其在地下煤层气开发中起着重要作用。
本文将探讨地球物理学在地下煤层气开发中的应用，并解析其在勘探、开采和监测方面的重要性。
一、地球物理勘探技术在地下煤层气开发中的应用地球物理勘探技术是通过观测和分析地球的物理现象，以获取地下结构和地质信息的方法。
在地下煤层气开发中，地球物理勘探技术可以提供地质模型、储量评估和选址等关键信息，帮助开发人员做出科学决策。
1. 重力勘探技术重力勘探技术是通过测量和分析地球的重力场变化，以揭示地下的密度变化、盆地深度和构造特征等信息。
在地下煤层气开发中，重力勘探技术可以帮助确定煤层的厚度、富集程度和分布范围，为煤层气的勘探提供重要参考。
2. 震波勘探技术震波勘探技术是通过产生震源并记录地震波在地下的传播和反射情况，以获取地下地层结构和岩性信息的方法。
在地下煤层气开发中，震波勘探技术可以帮助确定煤层和煤层间的界面、裂缝和孔隙特征，为煤层气的开发提供重要依据。
3. 电磁勘探技术电磁勘探技术是通过测量和分析地下的电磁场变化，以了解地下环境和储层特征的方法。
在地下煤层气开发中，电磁勘探技术可以帮助确定煤层的导电性、水含量和厚度等关键参数，为煤层气的勘探和评价提供重要信息。
二、地球物理技术在地下煤层气开发中的应用地球物理技术是指利用地球物理现象和理论，结合相关仪器设备，对地下煤层气进行勘探和开采的技术手段。
它们可以帮助探寻煤层气的分布、储量和运移规律，为煤层气的高效开发提供科学依据。
1. 井下地球物理技术井下地球物理技术是指在井筒内或井口周围进行的地球物理勘探方法。
通过井下地球物理技术，可以获取井壁周围地层的地质信息、地层应力状况等。
这些信息对于煤层气的勘探和开采具有重要意义。
2. 三维地震勘探技术三维地震勘探技术是利用震源、检波器和数据处理等手段，对地下进行立体观测和分析的方法。
地球物理技术在煤层气勘探中的应用
李 华（ 山东省煤 田地质局 物探 测量队 ， 山东 泰安 ２ ７ １ ０ ０ ０ ）
摘 要： 我国煤层气勘探开发 历经 了三个阶段 ， 由最早的地质探索 ， 再到后来的技术引进 ， 最后到产业化发展 。截 至２ ０ １ ３ 年底 ， 我 国煤层气产量达到 了２ ０ ．５×１ ０ 亩。随着我国国民经济对于能源需求量日益增大 ， 加大 地球物理技 术在煤层气 勘探中的应 用就显得 尤为重要 。本文结合笔者多年的工作经验 ， 就地球物理技术在 煤层 气勘探中的应 用进 行了较为深入的探讨 ， 分别分析了地震技术（ 频 谱分解技术 、 纵 波方位Ａ Ｖ Ｏ 技术 、 转 换横波法、 数字滤波法 ） 和测井技术 （ 煤层气储层识别技术 、 煤层气储层参 数定量解释技 术） ， 得出 结论 ： 在煤层气勘探中应 该综 合利 用测 井技 术和 地震技术 ， 将它们各 自优势进行充分发挥 ， 实现 煤层 气勘探的可持续性发展 关键词 ： 地 球物 理技 术 ； 煤层气 ； 勘探 ； 应 用
１地震技 术 １ ． １频谱 分解技 术
情况 。当裂隙与入射方位垂直时， 会出现快波 ； 当裂 隙 与入射方位平行时， 则会出现慢波。在水平方 向和垂 直方 向 ， 快 波和 慢波 的时 差会 为零 ； 在 裂 隙走 向与入 射 方位呈４ ５ 。 角时 ， 快波和慢波的时差会达到最大 。
煤 层气 是指 在煤 化 作 用 过程 中 ， 煤 经 热 解 作 用和 生物化学作用生成的以Ｃ Ｈ 为主的非常规天然气 ， 其以 吸附态储存于煤层裂 隙。煤层气勘探对于减少温室气 体排放 、 保障煤矿安全生产、 优化能源结构具有较大 的 影响。近年来 ， 我国煤层气勘探开发历经 了３ 个阶段 ， 由最早 的地质 探索 ， 再到 后来 的技 术 引进 ， 最 后 到 产业 化发展。截止 到２ ０ １ ３ 年底 ， 我 国煤 层气 产量 达 到 了 ２ Ｏ ． ５ Ｘ １ ０ 。 亩。随着我国国民经济对于能源需求量 日益 增大 ， 加大地球物理技术在煤层气勘探 中的应 用就显 得尤为重要。
探讨煤层气测井技术及其应用
1.1.2 电阻率测井 煤的电阻率与其它地下岩体、流 体等介质的电阻率有显著的差别。因此，电阻率测井也是 煤田及煤层气测井中最为常用的方法，具有较高的准确 率。通过电阻率测井和对阻值的分析，可以比较准确地判 断地下煤层、岩体分布以及地层水矿化度，估算泥质和计 算地层水电阻率。延伸而来的双侧向电阻率测井可以帮助 进一步地划分岩性和厚度，评价岩层的渗透性和孔隙度， 对估算煤层气储量提供一定参考。
1.1.3 高分辨率感应测井 高分辨率感应测井是以测 量和分析地下介质脉冲信号，以判断其性质的测井方法。 该种测井方法在划分地层、确定地层真电阻率 Rt，确定储 层流体性质等方面有重要应用，是判断煤层气储存情况的 重要依据。阵列式感应测井则可用于解释含油气饱和层。
1.1.4 电磁波测井 在煤层气测井中主要用于区分气 层、水层和探测裂隙带。
relies on. This article discusses several CBM logging technologies and their applications.
关键词院煤层气；测井；研究；应用
Key words: coalbed methane；logging；research；application
1.2.4 偶极（多极子）声波测井 偶极（多极子）声波测 井是利用测量偶极子源在井内振动时所产生的挠曲波，并 通过对挠曲波横波、纵波、斯通利波等诸多储层声学信息 的采集和对各种声波时差、能量的计算和分析，以判断地 层各种物理参数的测井技术。除了一般纵波的应用外，偶 极横波成像测井还可应用于岩性鉴别、气层划分、裂隙带 划分，以及对地应力参数、井眼稳定性的分析。偶极（多极 子）声波测井作为一种新兴的测井技术，对于各类声波信 息的解释和在煤层气测井中的应用还有待于进一步地研 究完善。
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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
煤层、地层的划分是强项，对煤炭储量的计算是强项。
在此基础上，引进相关的测井技术设备，结合相应的测井数据，探索研究新的综合性的先进解释理论及软件，对煤层气测井工作会有新的推动发展。
参考文献：
【1】洪有密测井原理与综合解释山东石油大学出版社 2004
【2】煤田地质勘查测井工程技术手册河北省煤田地质局 2009
【3】中华人民共和国地质矿产行业标准煤田地球物理测井规范（DZ/T 0080-93）【4】宋延杰，陈科贵，王向公《地球物理测井》石油工业出版社 2011年【5】《河北省主要煤田典型测井曲线图集》—河北省煤田地质局1992年。