煤层气勘探开发测井技术及应用发展
煤地质与煤层气勘探开发技术
煤地质与煤层气勘探开发技术煤地质和煤层气勘探开发技术是煤炭工业中至关重要的领域。
煤炭作为一种主要能源资源，在国家经济发展中起着重要的作用。
本文将探讨煤地质与煤层气勘探开发技术的相关概念、方法以及其在煤炭产业中的应用。
一、煤地质概述煤地质是研究煤炭生成、分布、演化以及对煤炭资源的评价和勘探的学科。
煤炭是由植物残体在一定条件下长期堆积、转化形成的一种质疑，主要成分为碳、氢、氧、氮、硫和灰分。
通过对煤地质的研究，可以了解煤炭的品质、矿化规律以及储量等信息。
二、煤层气开发技术煤层气是指储存在煤层中的天然气。
煤层气的开发利用可对煤炭资源的综合利用产生积极作用。
煤层气开发技术主要包括煤层气勘探技术、煤层气开采技术以及煤层气利用技术。
1. 煤层气勘探技术煤层气勘探技术是指通过各种勘探手段，如地球物理勘探、地球化学勘探、测井技术等，对潜在煤层气资源进行勘探和评价。
这些技术可以帮助确定煤层储量、煤层气压力、渗透系数以及煤层气储集条件等关键参数。
2. 煤层气开采技术煤层气开采技术是指通过井道工程，如钻井、固井、完井等技术，以及注采工程，如提取、净化、输送等技术，将煤层气从煤层中开采出来。
煤层气开采技术不仅可以提高煤炭资源的综合利用效率，还可以为国家提供清洁能源。
3. 煤层气利用技术煤层气的利用技术包括燃烧利用、化工利用和发电利用等。
燃烧利用主要是将煤层气作为燃料进行燃烧，提供热能和动力。
化工利用则将煤层气转化为化工产品，如甲烷制乙烯。
发电利用主要是通过煤层气发电机组，将煤层气转化为电能。
三、煤地质与煤层气勘探开发技术应用煤地质与煤层气勘探开发技术在煤炭产业中广泛应用。
通过煤地质的研究，可以确定煤炭的分布范围、储量和品质等信息，为煤层气的开发提供了重要的依据。
煤层气的勘探与开发技术可以有效地提高煤层气的开采效率和利用率，进一步提高煤炭资源的综合利用效益。
同时，煤地质和煤层气勘探开发技术的应用也有助于环境保护。
煤层气作为一种清洁能源，其利用可以减少煤炭燃烧产生的污染物排放，改善大气环境质量。
我国煤层气开发技术现状与发展方向
我国煤层气开发技术现状与发展方向摘要：我国现如今的煤层气产量已经突破了百亿立方米，符合了当今人们对于煤层气的要求，虽然我国目前的煤层气资源比较丰富，但在其开发技术上却不能够有效地利用丰富的煤层气资源，技术条件有限，还有很多资源没有被开放利用，也是针对这些问题，我国相关专家近几年也一直对煤层气技术开发上加大研究的投入力度，希望本文研究的相关内容可以为相关专家提供有效地参考价值关键词：煤层气；开发技术；现状；发展方向1引言据相关调查研究表明，现阶段我国煤矿关闭中，存在将近5000亿m3的煤层气资源。
虽然其煤层气资源在存储量方面数量庞大，但是大部分煤炭企业的煤层气资源开发利用意识较差。
部分煤矿企业会选择在煤矿关闭之后进行通风口的预留，导致煤层气被直接排放到大气中，不仅造成能源的大量浪费，甚至会对我国生态环境造成严重的污染。
因此，对煤层气资源的开发利用进行研究具有长远发展意义。
2我国煤层气开发技术现状2.1资源总体探明率低，优质资源严重不足目前，我国煤层气资源探明率仅为2.4%，远低于天然气的2.4%。
全国煤层气主要集中分布在9个大型聚煤盆地，但实现规模开发的仅有沁水和鄂尔多斯盆地2个，可供规模开发的优质资源比例小，勘探开发程度极不均衡，急需寻找后备接替区。
高、中、低阶煤煤层气资源占比分别为21%、39%和40%，资源占比最高的低阶煤还未实现规模商业开发，还待新区开发取得规模性突破。
2.2技术储备不足自2003年我国煤层气产业发展进入商业化生产启动阶段以来，技术方面取得了显著成果，资源评价、选区、分析测试、钻完井、压裂增产、排采生产等方面取得了长足进步，煤层气技术开发方面，除了传统的地面抽采和井下抽放，还进行了井上下联合抽采的有益探索。
但在高应力、低渗透性煤、煤与瓦斯突出机理、水平井分段压裂、低浓度煤层气资源的利用等方面尚有许多基础理论和关键技术需要得到根本性突破，同时相关的重大装备水平还待提升。
煤层气开发方案的比选、优化及地质适应性，也要在借鉴常规油气田开发方案上叠加多资源协调开发的影响因素来综合考量，不能简单照搬。
煤层气勘探、开发、利用方案(五)
煤层气勘探、开发、利用方案煤层气是一种以煤炭为主要储集体的天然气资源，具有丰富的储量和广泛的分布。
在当前能源结构调整和环境保护要求下，煤层气的勘探、开发和利用具有重要的战略意义。
本方案从产业结构改革的角度出发，旨在推动煤层气产业的可持续发展，实现资源的高效利用和经济效益的最大化。
一、实施背景：随着国内煤炭资源的日益枯竭和环境保护压力的增大，煤层气作为一种清洁能源得到了广泛关注。
我国煤层气资源丰富，但勘探开发程度相对较低，利用率有待提高。
因此，通过产业结构改革，加大煤层气的勘探、开发和利用力度，可以实现资源的高效利用和经济效益的最大化。
二、工作原理：煤层气的勘探、开发和利用主要包括以下几个步骤：1. 勘探：通过地质勘探技术，确定煤层气的分布、储量和品质等参数。
2. 开发：选择合适的开采方式，如水平钻井、压裂等，提高煤层气的开采效率。
3. 利用：将开采出的煤层气进行处理和净化，然后输送到用户端进行利用。
三、实施计划步骤：1. 建立煤层气勘探开发的技术体系，包括地质勘探、开采技术和气体利用技术等。
2. 加大煤层气勘探力度，通过地质勘探技术，确定煤层气的分布和储量。
3. 选择合适的开采方式，如水平钻井、压裂等，提高煤层气的开采效率。
4. 建立煤层气利用体系，包括煤层气的处理和净化技术，以及输送和利用技术等。
5. 加大煤层气利用的力度，推动煤层气在工业、民用和交通领域的应用。
四、适用范围：本方案适用于我国煤层气资源丰富的地区，如山西、陕西、内蒙古等地。
五、创新要点：1. 引入先进的勘探和开采技术，提高煤层气的勘探和开采效率。
2. 推动煤层气的利用技术创新，提高煤层气的利用效率和经济效益。
3. 加强煤层气产业链的协同发展，形成完整的产业链条。
六、预期效果：1. 提高煤层气的勘探和开采效率，实现资源的高效利用。
2. 推动煤层气的利用技术创新，提高煤层气的利用效率和经济效益。
3. 促进煤炭产业的结构调整和转型升级。
测井方法在煤层气勘查中的应用
测井方法在煤层气勘查中的应用王绍祥(中国石油集团测井有限公司长庆分公司靖边项目部，陕西 榆林71-500)摘 要：煤气层的勘查过程就是将地质结构当中的资源分布进行最大限度还原的过程。
本文主要就测井方 法的应用做简单的分析，进一步的探究测井方法在煤气层勘查当中的应用。
结合煤气层内在结构的实际情况进 行有针对性的讨论，了解在勘查过程中值得关注的问题和要点。
关键词:测井方法；煤气层;含气量+沉积岩随着国家经济实力的进步,在科学技术水平上也 有了质的提升。
为了更好的满足人们对于各项资源的 需求，不断深入开发地质层勘查技术。
优化地质层勘 测技术的识别准确度和真实度,在实际应用的过程中 按照实际的地质分布情况进行最大化的还原,保证勘 查结果的真实性,有效性,客观性&1测井技术1.1解释评价方法在测井技术的评价体系当中煤气层的解释方法主要分为三类，一种是定量解释技术，另两种为储层定性识别技术和综合评价技术。
煤气层的结构经过 信息和数据的采集，进而实现内在结构的综合分析。
在评价体统当中对其行行体极式型的优化和决释，不断深入的了解煤气层的内在结构特点进行有针对性的研究和作用，最大限度的保证解释评价具有真实 性、科学性。
1.2测井技术实践煤气层勘测测井技术应用过程当中关键在于技术使用的规范性、煤质评价的准定性以及义有的象量算 算方面。
在煤质评价体系检测过程中可以通过声波时差进行判断，在实际运用的过程中只有将其本身带有的局限性进行系统上的摒弃，才能最大限度的还原煤 质质量的真实情况。
煤气层的含气量和天然气资源的分布有着紧密的联系，在测井技术人员检测含气量的过程中可以通过判断储层之间的含量间接得出煤气层 的质量。
2煤层气勘查的概述煤气层的勘查主要就是对于内在结构的含有特殊沉积岩进行检测,沉积岩的内部成分构成比较复杂(如图1所示)，分为水平层、斜层、交错层,且主要由高分 子有机化合物和矿物质的杂质构成。
(a)(b) (c)图1沉积岩内部层理结构尤其是内部含有的含氮指数以及甲烷气含量较为 高，同时内在独特的割理系统本身带有较强吸附性对 煤气层勘查工作带有明显的特征。
PNN测井技术在煤层气开发中的应用
面。通过对上述测量参数 的综合分析可 以比较准确 的标定煤层气含气储层和位置并进行定性分析 ， 以确定抽采的可行性。
关键 词 中 图 分 类 号 Ｔ ７ ２ ． Ｄ １ ２
在 目前煤 层气地 面开发 过程 中 ， 一般 只针对厚 煤 层 进行煤层气抽采设计 而忽 略了对其 它含气储层 的利 用， 因此利用测井 技术来 探测 其它 煤层 气储层 的位 置 并进 行定 性的抽 采可行 性分 析 ， 仅可 以增加 煤层 气 不 井 的产量 ， 而且对 减少 和预 防在采 煤过 程 中与煤层 气 有 关的事故 的发生具有深远 的意义。
３ 结 论与 建议
பைடு நூலகம்
（） １ 可在油管和套管 内测量 。
（） ２ 在高 、 低矿化度 ， 、 低孔隙度地层 中均 中、 高 中、
可测试 。
（） １ 与其 它普 通测 井方 式相 比 ，Ｎ Ｐ Ｎ测 井可 以清 楚 的识别 出煤层及 其它含 气储 层 ， 结合 对孔 隙度 以及
（） ３ 在矿 化 度小 于 １０ ｐ ｍ， 隙 度小 于 １％ 的 ００ｐ 孔 ０
计 算储层 内泥质含量等 。
１ ２ Ｐ Ｎ 适 用 范 围 ． Ｎ
为 了验证其它煤层 气储层 的存 在 ， 该井进 行 了 Ｐ Ｎ 对 Ｎ 测井 。测 井 解 释 结 果 显 示 除 本 煤 层 外 ， ３ ９ ５～ 在 ３． ３ ０ ５ 和 ３ ３０～３ ４０ 有 两处 薄 煤 含 气储 层 ， ４ ．ｍ ５． ５．ｍ 在 ２ ９ ５～ ９ ｍ处有含 气较 好 的砂 岩层 ， ８． ２ １ 这些 含气 层都
２ 现 场 应 用
Ｓ ２ 设 计 抽 采煤 层 为 ３ 煤 储层 （ ２ ． Ｈ一 ４ 井 ３ １ ０～ ３ ７ ０ ， 煤层煤 层气含 量为 ２ ｍ。ｔ投产运 行后 Ｅ ２ ．ｍ）３ ２ ／， ｔ 产气 量 在 １０ ４ ０～１０ Ｉ 产水 量 保 持 在 ２～３ ｄ ６０ ｔ ， Ｔ ｍ／ 。
煤层气勘探开发进展与展望
煤层气勘探开发进展与展望煤层气是一种煤炭资源的重要利用方式，开发煤层气不仅可以提高煤炭资源的综合利用效率，还可以减少煤炭燃烧带来的环境污染。
近年来，我国在煤层气勘探开发方面取得了一定的进展，但仍然存在一些问题和挑战。
未来，应继续加大煤层气勘探开发的力度，推动煤层气行业的健康发展。
煤层气勘探开发进展方面，首先是勘探技术的提升。
目前，我国已经取得了一系列煤层气勘探技术的创新成果，如地质勘探技术、测井技术、测试技术等。
这些技术的应用使得煤层气勘探的效率和准确性得到了提高，有助于发现更多的煤层气资源。
其次是生产技术的进步。
煤层气的开采是一项复杂的过程，需要采用合适的方法和技术来保证煤层气的生产量和质量。
目前，我国已经研发了一系列煤层气生产技术，如水平井钻井技术、压裂技术、采气井优化技术等。
这些技术的应用使得煤层气的生产成本和风险得到了降低，为煤层气的开发提供了有力支持。
政府对于煤层气产业的支持力度也在不断增加。
政府推出了一系列的政策措施，如加大对煤层气勘探开发的资金投入、提供相关税收优惠政策等。
这些政策的出台有助于吸引更多的企业参与煤层气勘探开发，促进煤层气产业的快速发展。
煤层气勘探开发仍然面临着一些问题和挑战。
首先是煤层气资源分布不均的问题。
我国煤层气资源主要集中在辽宁、山西、河南等地，其他地区的煤层气资源相对较少。
这导致了煤层气勘探开发的不平衡性，需要加大对资源丰富地区的开发力度，并加强对资源贫乏地区的勘探工作。
其次是煤层气勘探风险的问题。
由于煤层气具有地质条件复杂、开采难度大等特点，使得煤层气勘探开发面临较高的技术和经济风险。
特别是在水平井钻井、压裂等方面，仍然存在技术难题需要解决。
需要加强煤层气勘探技术研发和工程实践，提高煤层气勘探开发的成功率和效益。
展望未来，应加大煤层气勘探开发的力度，进一步完善煤层气产业链。
要进一步提升勘探技术水平，深入挖掘煤层气资源潜力，发现更多的煤层气储量。
要加强生产技术创新，提高煤层气的开采效率和质量。
煤层气多分支水平井技术及现场应用
煤层气多分支水平井技术及现场应用李兵摘抄多分支水平井是指在主水平井眼的两侧不同位置分别侧钻出多个水平分支井眼，也可以在分支上继续钻二级分支，因其形状像羽毛，国外也将其称为羽状水平井[1]等。
多分支水平井集钻井、完井和增产措施于一体，是开发低压、低渗煤层的主要手段。
煤层气多分支水平井工艺集成了煤层造洞穴、两井对接、随钻地质导向、钻水平分支井眼、欠平衡等多项先进的钻井技术，具有技术含量高和钻井风险大的特点。
目前美国、加拿大、澳大利亚等国应用多分支水平井开采煤层气已取得了非常好的效益[2]，而我国处于刚刚起步阶段。
2005年廊坊分院组织施工的武M1－1羽状水平井顺利完钻，该井垂深达900m，是世界最深的一口煤层气羽状水平井。
2005年底山西晋城大宁煤矿完成DNP01、DNP02两口羽状水平井，每口井的日产气量约为2～3万方。
2006年2月中联煤公司完成了DS－01井的钻井施工，目前该井处于排水阶段。
与此同时，华北与CDX、长庆、辽河、远东能源等国内外企业都已启动了羽状水平井开发煤层气的项目。
多分支水平井是煤层气高效开发方式的发展趋势，该技术的普遍应用必将为煤层气的勘探开发带来突破性进展，在我国掀起开发煤层气的热潮。
1煤层气多分支水平井钻井技术难点分析煤层气多分支水平井工艺集成了水平井与洞穴井的连通、钻分支井眼、充气欠平衡钻井和地质导向技术等，这是一项技术性强、施工难度高的系统工程。
同时为了保持煤层的井壁稳定，煤层段一般采用小井眼钻进（φ152.4mm井眼），因而对钻井工具、测量仪器和设备性能等方面都提出了新的要求。
煤层气多分支水平井面临的主要难点可概括为如下几点：（1）煤层比较脆，而且存在着互相垂直的天然裂缝，而这种脆性地层中钻进极易引起井下垮塌、卡钻等复杂事故，甚至井眼报废。
(2）煤层易受污染，储层保护的难度大，一般需采用充气钻井液、泡沫或清水等作为煤层不受污染的钻井液体系。
（3）由于煤层埋藏比较浅，同时井眼的曲率较大，钻压难以满足要求，同时钻水平分支井眼时钻柱易发生疲劳破坏，导致井下复杂。
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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第31卷第6期2008年12月勘探地球物理进展Progress in Exploration G eophysicsVol.31,No.6Dec.,2008收稿日期:2008205204;改回日期:2008207223。
第一作者简介:张松扬(1963—),男,博士,高级工程师,长期从事测井技术研究工作。
文章编号:167128585(2008)0620414205煤层气勘探开发测井技术及应用发展张松扬,秦绪英(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院南京石油物探研究所,江苏南京210014)摘要:在煤层气勘探开发工作中,地球物理测井作为主导工程技术之一,是识别煤层、分析煤层特性、评价煤层气等的不可缺少的重要手段。
通过煤层气勘探开发测井技术应用调研,阐述了煤层气测井采集技术、解释评价技术的发展现状,分析了煤层气测井技术面临的问题和挑战,指出了当前煤层气勘探开发测井技术的发展趋势。
关键词:煤层气;测井方法;评价技术;应用前景;发展趋势中图分类号:P631.8文献标识码:A 地球物理测井可以提供高精度的煤层气储层测井地质信息,是煤层气勘探开发中不可缺少的一个重要组成部分,开展煤层气测井评价技术的研究具有重要意义和广阔应用前景[1～8]。
我国煤层气测井技术研究已有了较大的发展[9～20]。
1991年,原地质矿产部华北石油地质局数字测井站率先开始在安徽淮南、河南安阳、山西柳林等地区开展了测井在煤层气储层评价中的应用研究,在定性识别煤层特性等方面取得了一些进展[5,9,10]。
1997年开始,中国石油天然气总公司华北石油管理局测井公司先后在山西大城、晋城、吴堡、大宁—吉县和安徽淮北等地区,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,在利用测井确定吸附等温线等方面取得了一些成果[13,16,21]。
但总体而言,我国煤层气测井技术研究尚处在初始阶段,缺乏系统性研究,起点低,时间短,资料少,远远满足不了我国对煤层气勘探开发工作的要求。
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,在测井技术方面还需要进行大量的开拓性基础研究工作[19,22～30]。
1 煤层气测井技术发展现状与常规油气储层相比,煤层气储层不但具有复杂的双孔隙结构系统,而且煤层气只有少量以游离态存在,大部分以单分子吸附于煤层的表面上。
吸附气不像常规油气那样以一种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四种工业分析组分[15～20,31～34]。
因此,复杂的煤层气勘探开发问题需要有针对性的测井技术作为保障,才能更好、更有效地确定煤层气储层特性,为煤层气资源的地质评价提供重要的基础数据。
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,现代高精度测井技术的发展,特别是成像测井技术的应用,大大提高了精细分析与描述油藏地质特性的能力;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,相继开展了有关研究和探索[8～20,31～33],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一般地,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煤层气测井采集技术系列[18～28,31～37]。
基于不同勘探开发阶段评价目的,我们总结了目前国内外煤系地层常用的测井采集技术系列(表1)。
表1 煤系地层常用的测井采集技术目的基本测井技术系列辅助测井技术系列识别 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 从表1不难看出,现在使用的煤层气测井方法基本上还是在常规油气藏和煤田应用的测井方法,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。
在煤层气开发盛行的美国,煤层气田使用的测井方法主要有:密度(高分辨率密度和岩性密度)、井径、双侧向、微电极、自然电位、中子、声波全波及电成像等方法[22～24,31～37]。
中国石油测井有限公司华北事业部,自1997年开始先后在大城、晋城、吴堡及大宁—吉县等地区录取了不同系列的测井资料,不但进行了基本的测井技术系列,还进行了核磁共振成像和声电成像新技术等方面的研究工作。
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、陕西等地区先后与澳大利亚的Lowell煤层气公司、美国的Enron,Amoco,Arco煤层气公司及国内的中联煤层气公司合作,对煤层气测井方法的选择、煤层气测井数据的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等方面进行了研究。
煤层标定使用了密度、声波时差、自然伽马、双侧向和井径等常规测井方法,还使用了其他包括自然电位和温度等辅助性测井技术[9,12,17]。
总之,国内一般大多采用密度、电阻率等常规的方法进行煤层气测井。
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技术、煤层气储层定量解释技术和煤层气储层综合评价技术等3个方面。
目前国内外煤层气储层常用的4类评价方法为常规定性识别方法、体积模型解释方法、概率统计评价方法和优化解释评价方法[24,36,37]。
表2为这4类评价方法的比较结果。
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(高阻、高时差、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,但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解释方法,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向同性,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神经网络法应用效果较好,但它存在迭代速度慢和局部极小点等不足 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也越来越高。
2)在含气性和可采性评价方面,测井技术有待进一步发挥作用。
利用测井资料进行煤的工业分析已取得重要进展,在一些试验区已可以用测井计算值代替化验分析值[9,10]。
渗透率的测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,现代非线性处理技术的应用处于发展阶段,已有了一些成功的实例。
侯俊胜等将现代最优化技术———遗传算法与复合形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[6～8]。
4)在煤层气储层综合评价方面,中国石油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了定量解释[10,21,24]。
2 煤层气测井技术面临的问题和挑战2.1 煤层气测井技术面临的问题经过调研分析认为,当前煤层气勘探开发工作对测井技术提出的问题主要有:测井方法技术规范化、煤阶的识别(灰分、热值、含气量)、煤层评价(孔隙度、渗透率估算)、作业效果评价(压裂、造洞)及生产过程监控等[22～24]。
下面就测井方法技术规514第6期张松扬等1煤层气勘探开发测井技术及应用发展范化、煤层气储层的识别、评价等问题进行简要分析。
2.1.1 测井方法技术规范化目前尚没有专门用于煤层气探测的测井方法,缺乏相应的解释软件,与国内外的交流合作,引入仪器制造业和信息产业的最新成果等有待加强。
我国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的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于进一步验证。
2.1.2 评价煤储层的煤质与计算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呈现明显的非线性特征,给测井资料解释模型建立造成很大的困难,也给解释结果带来多解性、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,所以很难利用现有测井方法直接判断煤层中是否含气及含多少气。
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,而且灰分、挥发分的成分随煤阶、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。
研究认为,在某一区域内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,但误差较大。
2.1.3 煤层气储层孔、渗参数目前尚无一套普遍适用的定量计算煤储层孔隙度参数和评价煤储层渗透性的方法,这成为制约测井技术推广应用的“瓶颈”。
现在的声波、密度、中子测井都是以晶间孔隙为地层孔隙度、以均质砂岩为岩性模型建立起来的,而煤层气储层具有复杂的非均质双孔隙(裂缝+基质)结构系统,如果用计算油气孔隙度、渗透率的方法来计算煤层气地层的孔隙度、渗透率,显然是不合适的。
事实上,煤的骨架参数难以像纯砂岩那样通过实验求取,孔隙度为零时的声波、密度、中子值就无从知晓,孔隙度测井响应关系式也无法建立。
由于煤质与孔渗性参数的解释“瓶颈”,致使测井解释煤层气储层工业生产下限值问题也难以解决。
2.2 煤层气测井技术面临的挑战2.2.1 双重孔隙解释理论和模型研究自20世纪90年代来,我国有关部门科研人员经过不断的努力和探索,开展了许多开拓性的工作,取得一些可喜的进展。
而针对煤层气储层的测井评价技术,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,仍然没有取得突破性的成果,究其根源认为:1)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勘探技术滞后,导致相关测井技术基础研究力度不足,瓶颈效应突出。