煤层气测井资料解

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的。 “碳” 为 煤层中的有 机质， “灰” 为煤层中的 矿 物 质 ，
由于采样间隔与测井曲线的分辨率相当（即认 为岩心和测井的数据是匹配的） ， 在完成岩心与测井 的深度归位后，就可在每条测井曲线上读取每个采 样间隔的数据 （读数采用 “平均值” 的方法） 。此例的 数据如表*所示。
第 !" 卷 # 期 $%%& 年 ’ 月
文章编号： （"$$3 ） !$$’-0!(( $’-$$%’-$’
中 国 煤 田 地 质
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煤层气测井资料解释初探!
高绪晨!， 张春才!， 段铁梁"
（!#中国煤炭地质总局第一勘探局，河北 邯郸
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责任编辑： 雷小乔
万方数据
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煤层气测井资料解释
我国目前煤层气勘探井对煤层气储层采取连续
以灰分 （干燥基） 为-轴 ， 以每条测井曲线的读 分别作散点图。然后在散点图上， 结合每 数为 . 轴， 个样点受顶、 底板界面、 夹矸和井径扩大的影响， 将 不合理的点舍弃， 将留下的点作线性回归 （见图 # ） 。 / 个测井参数与灰分相关关系见表) 。
$%&$$’；"#中国煤炭地质总局煤炭资源信息中心，河北 涿州
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因此它可以分成 "#探讨了用于煤层气测井资料解释的煤层气储层的组成模型。煤层气储层具有双重孔隙结构，
裂隙和含微孔隙的基质两部分。 就煤层气储层的组成成分而言， 它由有机质、 矿物质、 水和气四个部分组成。 从此组成 模型出发， 用以 “岩心刻度测井” 为主的解释方法， 对煤层气储层的灰分、 含气量和渗透率等储层参数进行了实测解释 分析。 裂隙； 基质； 测井资料解释； 灰分； 含气量； 渗透率 $%&’煤层气储层；
《煤层气测井方法研究》 部分成果 ! 原煤炭工业部 ! 类科研项目 作者简介： 高绪晨 /!0’$ — 12 男， 山东人， 毕业于原北京矿业学院， 教授 级高级工程师。
工业分析 挥发分
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固定碳
灰分
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算。但理论计算煤层中的甲烷所引起的密度和中子 测井的增量是很小的，均处于目前仪器的误差范围 之内.!/。 因此利用目前的测井资料直接计算含气量是 不可能的。 由于煤层中只有有机质才吸附气，而矿物质是 不吸附气体的， 只起一种惰性添加剂的作用。 因此同 一钻井同一煤层的含气量只与煤中有机质的含量有 关。 干燥基由有机质和矿物质组成， 因此煤层中的有 机质含量可用矿物质含量表示， 即可用灰分表示.-/。 首先统计煤 （岩） 心样测试的含气量与灰分的相 关关系 （都用干燥基） 。 本例%% 个煤心样呈线性关系。 其回归方程 #1:+&%;%%"3%’&,)(< 相关系数 $ ’1+&(=,% 。 然后利用测井数据计算出灰分，再利用此关系转换 成含气量。若取心样很少， 不能进行相关， 可将测试 的含气量换算为无水无灰基，这就是含气量在 > 轴 上的截距。另外可根据实际情况选灰分,+"?;+" 为
的可燃物， 可分为可挥发和不可挥发的两部分。 由以上分析可见，煤层气储层首先是由裂隙和 由裂隙分割围限的含微孔隙的基质两个部分组成 的。 但就煤层气储层的组成成分而言， 又是由四个部 分构成的： 有机质、 矿物质、 水和气。 如图! 所示。 水由 裂隙中的自由水和基质中的束缚水两部分组成。气 就是在基质中以吸附状态存在的煤层气。 此模型与煤炭工业中的 “工业分析” 的对应关系 为： 工业分析的水分 （空气干燥基） 与基质中的吸附 水相对应，因为煤层的自由水和一小部分束缚水在 工业分析的制样过程中已经蒸发掉（吸附气也在制 样过程中全部跑掉） 。 工业分析的灰分是煤在燃烧时 由矿物质经氧化、 分解变来的， 在这个过程中有一小 部分变成气体跑掉了，因此灰分含量小于矿物质含 量。 工业分析中的挥发分和固定碳则对应于有机质， 挥发分是有机质中高温下可挥发的部分，而固定碳
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样 采样间 灰分 （干 含气量 （干 号 隔2’ 自然伽 密度 声波时差 中子 燥基） ・ 2 4 燥基） 2 ’# 56* 马 2 789 ・ ・ 21 3’6# 2 !: ’6* *=&% /%% *=/% /)& *=#& /#& *=#/ /#& *=#/ /)& *=#& /*# *=#/ /)% *=#& /%% *=#> /*% *=## /*) *=)# /)&
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目前我国煤层气测井系列应用的是石油测井 的标准系列。但由于煤层气储层 （煤层） 不同于石油 天然气储层 （砂岩和碳酸盐岩） ， 煤层气的储存机理 （吸附气） 也不同于天然气的储存机理 （游离气） ， 因 此， 煤层气测井资料解释不同于石油天然气的测井 资料解释。它应以煤田测井资料解释为基础， 借鉴 石油测井资料解释的方法原理， 来求解煤层气的储 层参数 （灰分、 含气量和渗透率等） 。
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与 灰 分 关 系 更 加 完 善和精确。
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煤层气储层的组成
煤层气储层 （煤 层 ） 具有双重孔隙结构， 即： 裂
隙和基质的孔洞孔隙 （以微孔隙为主） 。 煤层在形成过程中自然生成两组互相垂直的 内生裂隙 （割理） ， 一组为面割理， 为主要裂隙组， 可 以延伸很远； 另一组为端割理， 只发育于面割理之 间。两组割理与层理面正交或陡角相交， 从而把煤 层分割成若干小块体 （基质块体） 。这些基质块体中 发育了许多以微孔隙为主的孔洞孔隙， 其内表面上 吸附着水和气体， 这些吸附气体就是煤层气 （以 甲 烷为主） 。而游离气和水溶气一般很少， 可以忽略不 计。因此煤层气储层的含气量只与其基质有关。 煤层中的构造形成的外生裂隙，在排采前充满 地层水； 而在排采时， 则是流体流向井筒的通道。因 此煤层气储层的渗透率只与其裂隙有关。 煤层中的基质除微孔隙中吸附着水和气外， 其 固体部分则是由有机质和矿物质组成。矿物质由多 种成分构成， 常以粘土矿物为主。而有机质则是煤
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"自由水# 质 #
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水 基质 （含微孔隙）
" 裂隙 #
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则是有机质中不挥发的部分。这些对应关系见图! 。 此模型与煤田测井中 “碳灰水” 体积解释模型的 对应关系则为： 所谓 “碳” 对应于有机质， “灰” 对应于 矿物质， “水” 则对应于全部水 （自由水和束缚水） 。 至 于吸附气则应包括在 “碳” 中为宜， 这是因为只有有 机质才吸咐气， 而矿物质则是不吸附气的， 或者干脆 把吸附气忽略不计。
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