煤层气储层测井响应特征及机理分析

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2 试井的基本原理

2 试井的基本原理
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一、 煤储层特性
4.多孔介质的渗流性the seepage flow property of the porous media
多孔介质中的孔隙空间至少有一部分是互相连通的,流 体能在这部分连通的孔隙中流动。多孔介质具有让流体通过 的这种性质叫渗透性。互相连通的孔隙体积叫做“有效孔隙 体积”。即使互相连通的孔隙体积,有的也是无效的。例如: 带有“死端”的孔隙(或称“盲孔”),也就是孔隙与通道 之间仅有一个窄的出口。这种孔隙当中几乎没有流动发生。
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二、 试井的基本原理
两边同除以△r,取△r →0的极限值,得到连续方程
∂ ∂ρ − ( ρq) = 2πhφr ∂r ∂t
式中:ρ-流体密度,g/cm3; q-流体流量,m3/h; h-地层厚度,m; r-半径,m; φ -孔隙度,%; t-时间,h; ∆r -外半径与内半径的差,m。
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二、 试井的基本原理
所有试井均是通过钻孔向储层内注入或抽取一定量的流 体,使储层压力发生瞬间变化,通过记录压力随时间的变化, 利用渗流理论计算各种储层参数。 (一)压力不稳定试井理论 (二)连续方程的解 (三)井筒污染 (四)井筒储存效应 (五)多相流总淌度、储存系数与总流动速率 (六)多相流条件下的有关公式的变化
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一、煤储层特性
7. 流体渗流的特点——复杂性
① 多孔介质的复杂性,包括孔隙空间,几何形态的复杂性。 孔隙类型包括孔隙、裂缝、溶洞,几何形态包括孔隙喉道 大小、分布、油气藏几何形态。 ② 流体的复杂性,流体包括油、气、水;油包括轻质油、重 质油、稠油、凝析油;气包括干气、湿气。流体的复杂性 还包括多相相态变化。 ③ 参数的复杂性,包括未知参数多、变化大且快,其分布是 复杂的、随机的、模糊的。

煤层气储层测井评价方法

煤层气储层测井评价方法

煤层气测井评价方法第一章前言1.1研究的目的及意义煤层气形成于煤化作用的各个阶段;绝大部分煤层气以吸附态赋存于煤层之中;煤层的生气和储气能力都受煤变质作用程度的控制,这些特性决定了煤层气储层评价的一系列关键参数, 如煤层组分、镜质组反射率、煤层含气量等。

这些参数可用常规测井方法直接或间接获得,而且测井解释快速直观、分辨率高、费用低廉等特点,可弥补取心、试井及煤心分析这些方面的不足。

因此,煤层气储层测井评价技术的研究具有十分重要的意义和非常广阔的应用前景。

煤层气储层地球物理测井评价技术总体上可以分为煤层气储层定性识别技术、煤层气储层参数定量解释技术以及煤层气储层综合评价分析技术。

其中煤层气储层参数定量解释技术是其研究的核心。

目前利用测井方法可以确定的煤层气储层参数包括: a..煤层气储层的含气量(饱和度)、孔隙度(基质孔隙度和裂缝孔隙度)和渗透率(基质渗透率和裂缝渗透率);b.煤岩工业分析参数——煤的挥发分、固定碳、灰分、水分和煤阶;c.煤层气的吸附/解吸特性参数;d.煤层厚度、深度、储层压力、温度和产能等。

由于我国煤层气勘探开发尚处于起步阶段,煤层气勘探程度普遍偏低。

煤岩的组成组分较为复杂,且各组分含量变化较大,被认为是最复杂的岩石,加之其基质孔隙.裂缝的双重孔隙系统,共同导致煤层具有很强的非均质性,这给测井解释带来了更大的多解性和不确定性。

我国煤层气资源分布图1.2国内外研究现状目前,我国尚没有专门针对煤层气储层评价的测井方法和仪器设备,基本还是使用常规油气藏测井技术。

常用的测井方法包括自然伽马、井径、井温、补偿密度、补偿中子、声波时差、深浅侧向以及微球形聚焦电阻率测井等。

与常规天然气储层相比,煤层气储层具有明显的测井响应特征,即低密度、低伽马、低俘获截面、高中子、高声波时差、高电阻率等。

其中,体积密度测井是识别煤层的首选测井方法。

对于关键井,还应加测伽马能谱、偶极子声波(或阵列声波)、微电阻率扫描成像测井等,从而可以更加准确地进行煤质、孔渗、地层机械性能分析。

煤层气储层特征研究分解

煤层气储层特征研究分解
饱和的
欠饱和的
饱和煤层(A)含有最大的气含量, 这在理论上是可能的,如由实验室确定 的等温吸附曲线所定义的。在开始脱水 和压力下降时,气生产立即开始。
欠饱和煤层(B)含有比煤层可能吸 附量要少的甲烷,由于先前发生过脱气事 件。为了使气产气甚至需要几年的时间进 行脱水和降压,而最终的储力
超压——煤层气井喷
三、储层的空隙压力与原地应力
2、煤层气瓦斯压力
煤层气(瓦斯) 压力是指在煤田勘探钻孔或煤矿矿井中测得的煤 层孔隙中的气体压力。煤储层试井测得储层压力是水压,二者的测试 条件和测试方法明显不同。煤储层压力是水压和气压的总和,在封闭 体系中,储层压力中水压等于气压;在开发体系中,储层压力等于水 压与气压之和。
同一煤样吸附不同气体:CO2>CH4>N2
CH4 CO2 N2
8
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CH4 CO2 N2
8
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四、煤储层的吸附性
2、煤层气吸附/解吸过程的差异与解吸作用类型划分
地质条件下的煤层气吸附过程与开采条件下的煤层气解吸过程的差异对比
煤层气物理吸附
煤层气物理解吸
作用过程
吸附偶于煤的热演化生烃、排烃 人为的排水-降压-解吸过程(是一 过程之中(是一种“自发过程”) 种“被动过程”)
一、煤层气的概念
1、煤层气
煤层气是以甲烷为主要成分的矿产,是在煤化作用过程中形成、储集 在煤层及其临近岩层中的非常规天然气。
2、煤层气储层
煤层作为煤层气的源岩和储层,具有2方面的特征:一是在压力作用 下具有容纳气体的能力; 二是具有允许气体流动的能力。
二、煤储层的渗透性
1、概念
储集层的渗透性是指在一定压力差下,允许流体通过其连通孔隙的 性质,也就是说,渗透性是指岩石传导流体的能力,渗透性优劣用渗透 率表示。

煤层气储层测井响应特征及机理分析

煤层气储层测井响应特征及机理分析

煤层气储层测井响应特征及机理分析摘要:煤层气储层是煤层气储存的载体,是煤层气勘探开发的研究对象。

通过研究煤层气储层特征和测井响应特征,为煤层气储层的识别和评价提供依据。

适当的测井系列可用于有效识别煤层气储层,计算储层的碳含量,灰分和水分,并计算储层的孔隙度,渗透率和气体含量。

测井方法是评价煤层气储层的有效手段。

测井是评价煤层气储层的重要技术手段。

通过研究区的常规测井资料和实验数据,分析了测井响应值的分布特征。

结合煤层煤岩组分,探讨了煤层气储层测井响应特征。

研究表明,煤层气储层的测井响应值是正态分布的。

常规对数值显示高声学时间差,高电阻率值,高中子孔隙率和低自然势,低密度,而负面自然异常的特征和严重的扩张。

为研究区后期煤层气储层测井评价提供理论依据。

前言煤层气储层是储存煤层气的载体,是一种典型的非常规有机储层,具有自生,自储和多孔。

煤层气是一种非常规天然气,以吸附状态存在于煤储层中。

研究煤层气储层的最终目的是探索和开发煤层气资源。

煤层气勘探的方法很多,煤层气测井技术被认为是最有前景的手段。

通过对煤层气测井响应图和响应数值分布直方图的统计分析,评价了煤层气储层的响应特征。

根据测井的基本原理,结合煤层气储层的实际地质特征,总结分析了煤层气储层测井响应机理。

一、煤层气测井响应特征1.1煤和岩石的一般测井特征煤层是生产和储存煤层气的地方。

目前,煤层气储层测井技术中常用的测井方法有:电阻率,自然伽马,补偿密度,补偿中子,声学时间差和光电吸收指数[1]。

普通煤和岩石的测井特征如表1所示。

1.2煤层气的测井特征由于煤层裂缝和基质孔隙度小,气体含量低,测井对煤层气的分辨率低,其测井识别方法不像常规气藏那么简单直观。

但是,一般来说,由于气体的密度小于煤的密度,因此气体后的煤层的体积密度值相对减小。

随着氢含量的增加,补偿中子值相对增加;随着气体含量增加,声波传播速度降低,声波时间差相对增大。

我们可以使用这些特征来定性地识别测井曲线上的煤层气。

煤层气储层测井评价_潘和平

煤层气储层测井评价_潘和平

煤层气储层测井评价_潘和平第一篇:煤层气储层测井评价_潘和平煤层气储层测井评价摘要煤层储集具有双重孔隙介质特征,由煤的基质微孔和割理(裂缝)系统组成,因而传统的评价常规天然气储层的方法不能适合于评价煤层气储层,如何研究煤层气测井评价技术有十分重要的意义。

文章在大量文献调研的基础上,基于国内外煤层气测井技术的发展现状,综合评述了测井评价煤层气储层领域的新进展,包括测井系列选择、煤层划分和岩性,煤质参数计算、孔隙度、渗透率、饱和度、含气量等煤层气储层参数计算,煤层力学参数和地应力分析、煤层对比、沉积环境分析等等,重点论述了煤质参数、煤层孔隙度、含气量的计算方法理论,并分析了煤层气储层测井评价当前面临的技术问题、难题及今后努力的方向。

主题词煤成气煤分析测井参数孔隙度评价煤层不仅是储存甲烷的储层,而且是生成甲烷的源岩。

煤层的储集具有双重孔隙介质特征,即由煤的基质微孔和割理(裂缝)系统组成。

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微孔的内表面上;以游离气体状态存在于裂缝以及溶于煤层的地层水中。

由于煤层储集特征和甲烷的存储状态,因而传统的评价常规天然气储层的方法不能适合于评价煤〔〕层气储层3。

煤层气测井技术被认为是最具前途的一种手段,一旦用煤心数据标定了测井记录数据,就可以使用测井数据估计煤层气储层的特性。

测井解释快速直观、分辨率高、费用低廉等特点,可弥补取心、试井及煤心分析这些方面的不足,使测井技术不仅在勘探开发现场大有用武之地,因此,测井技术是煤层气勘探开发中的重要手段,煤层气测井评价技术的研究具有十分重〔〕要的意义和非常广阔的应用前景4。

一、煤层气储层测井评价系列选择煤层气储层(煤层)与围岩在岩性物性上的差别,是煤层气测井响应的物理基础,是选择测井系列的前提。

合理选择测井系列对评价煤层气及其储层至关重要。

目前评价煤层气的常规测井方法包括自然电位、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。

煤层气储层的地球物理测井评价方法

煤层气储层的地球物理测井评价方法

四、煤层气储层的测井评价方法
4.4.1、利用与煤层气相关的测井响应,如密 度、声波时差、电阻率,以及其它相关因 素,如有效埋深等,与煤心分析的含气量 建立统计相关关系,这种关系也可以利用 人工神经网络获得,这两种方法都要求有 足够的样本[12][13];
四、煤层气储层的测井评价方法
4.4.2、利用近似分析得到的结果,如灰分含 量,根据吸附和解吸机制直接建立与煤层 含气量之间的对应关系[8],
二、煤层气与煤层气储层的特征
2.1、煤层气的生成与煤级关系及存在状态
二、煤层气与煤层气储层的特征
• 在成岩作用早期,天 然气主要通过生物活 动析出; • 后生作用是在温度压 力增大条件下发生, 是碳氢化合物形成阶 段; • 变生作用几乎将干酪 根全部转化成碳,甲 烷或干气与非烃类气 CO2、N2形成。
三、影响煤层气储层特性的因素
四、煤层气储层的测井评价方法
4.1、煤层的识别与划分 煤层的密度、电阻率和声波速度等参数与 围岩有明显差异。因此利用常规测井方法, 包括电阻率测井、密度测井、中子测井、 自然伽马测井和声波速度测井,通常可以 成功的识别和划分出煤层。 煤的密度、电阻率和声波速度以及水分如 下图所示。
三、影响煤层气储层特性的因素
焦作某区山西组煤甲 烷含量与上覆地层有 效厚度关系图
三、影响煤层气储层特性的因素
3.2. 煤层含气量与煤级的关系 煤级又称煤阶,表示煤化作用程度的等级,也用以表示煤 变质程度。1926年,怀特(D.White)首次以干燥无灰基的 碳含量表示。煤级有时也借助煤化过程中变化明显而且有 一定规律性的物理、化学性质,即煤级参数或煤化(程度) 参数表征。在煤化过程中,芳香环缩合程度加大,增长为 更大的结构单元,导致镜质组反射率值增高;而非芳香馏 分则逐渐减少,导致挥发分降低。由于镜质组反射率和挥 发分都与镜质组结构单元的芳构化程度有关,因而镜质组 反射率的增高和挥发分的降低,在变化程度上几乎是同步 的。因此,碳含量、挥发分含量和镜质组反射率常常作为 煤级参数。总体上,含气量随煤级的增高而增大。低煤阶 的煤含气量一般为2.5cm3/g,高煤阶的煤含气量可达 31cm3/ g。

煤层气地球物理测井发展综述

煤层气地球物理测井发展综述

煤层气地球物理测井发展综述摘要:煤层气是一种以吸附状态储存于煤层中的非常规天然气,与页岩气相比在沉积环境与成藏条件方面有较大差异。

而中国的煤层气与国外不同,其沉积构造环境更为复杂,这也让国内煤层气的开发勘探与煤层气评价更为困难。

本位在参考分析大量文献基础上,对国内外煤层气差异,以及煤层气与页岩气差异进行了分析,并对煤层气的测井响应特征进行了分析,总结了等温吸附、含气量、新“七性”关系分析三种煤层气测井评价方法。

关键词:煤层气;测井评价;测井响应特征;含气量0 中国煤层气特点中国的含煤盆地在中、新生代经历了印支、燕山和喜山三大构造运动,其中燕山运动对煤层气的形成和保存起到了关键作用,这一阶段是中国煤层气的主要生气期, 也是控制煤变质程度的主要阶段。

与美国的煤层气没有经过强烈构造变形不同的是,中国的含煤盆地具有复杂的演化史和变形史,构造样式多样、盆地原型众多、后期改造严重。

成煤后期构造破坏强烈,煤的原生结构遭到严重破坏,构造煤发育,严重阻碍了煤层气的解吸,导致中国煤层气开采增产更为困难。

在中国煤层气资源总量的2/ 3以上为低阶煤( 褐煤和长焰煤等) 和高阶煤( 贫煤和无烟煤),而中阶煤( 气煤、肥煤、焦煤和瘦煤)仅占煤层气资源量的1/ 3或更少。

无疑高阶煤和低阶煤煤层气开发潜力巨大,中阶煤虽然在我国煤层气资源总量中所占的分量比较低,但其煤层气地质条件好,是我国目前煤层气勘探、开发最活跃的地区。

在国内煤层气勘探开发过程中,中阶煤煤层气可以借鉴美国煤层气开发模式,开发高阶煤煤层气主要依靠自力更生。

中阶煤和高阶煤是目前我国煤层气勘探和开发的主要煤阶[1-3]。

1 煤层气与页岩气地质条件对比页岩气与煤层气一样都属于自生自储式的非常规天然气。

煤层气是主要以吸附状态赋存于煤层中的非常规天然气,而页岩气是主要以吸附和游离状态赋存于富含有机质页岩及泥岩中的非常规天然气[4]。

虽然页岩气与煤层气都是我国现在重点开发的非常规天然气资源,但其在沉积环境、成藏条件和评价因素等方面又存在一定的差异性。

山西煤层气测井解释方法研究

山西煤层气测井解释方法研究

山西煤层气测井解释方法研究一煤层电性响应特征煤层是一种特殊沉积岩,煤层在煤热演化过程中主要产生的副产品是甲烷和少量水,而煤的颗粒细表面积大,每吨煤在0.929×108m2以上,因此煤层具有强吸附能力,所以煤层的甲烷气含量和含氢指数很高。

由于煤层的上述特性,反映在电性曲线上的特征是“三高三低”。

三高是:电阻率高、声波时差大、中子测井值高(图1)。

三低是:自然伽马低、体积密度低、光电有效截面低。

根据多井资料统计,煤层的双侧向电阻率变化一般100—7000Ω·m,变质程度差的煤层电阻率一般30—350Ω·m。

测井曲线反映煤层的声波时差一般370—410μs/m;中子值30%—55%;自然伽马一般20—80API;密度测井值1.28—1.7g/cm3;光电有效截面0.35—1.5b/e之间。

不同类型的煤,在电性上的响应有较大的变化。

表1中列出了几种煤类与测井信息的响应值。

表1 不同煤类骨架测井响应值图1 晋1-1井煤层电性典型曲线图二煤层工业参数解释煤的重要参数有:煤层有效厚度、镜质反射率、含气量、固定碳、水分、灰分、挥发分等,这些参数是研究煤层组分,评价煤层气的地质勘探、工业分析及经济效果的依据。

上述参数一般由钻井取芯后对煤层岩心进行实验测定得出。

1、煤层厚度划分煤层有效厚度根据电性曲线对煤层的响应特征,以自然伽马和密度或声波时差曲线的半幅度进行划分(见图1),起划厚度为0.6m。

2、含气量计算煤层含气量与煤层的厚度、煤的热演化程度、煤层深度、温度和压力等参数有密切的关系,由于煤的内表面积大,储气能力高,据国外资料统计,煤层比相同体积的常规砂岩多储1~2倍以上的天然气,相当于孔隙度为30%的砂岩含水饱和度为零时的储气能力。

据此应用气体状态方程和煤层密度计算含气量:P1V1=RT1(1)P2V2=RT2 (2)则V1=T1·P2·V2/ P1T2(3)式中:P1——地面压力,0.1MPa;V1——地面气体体积,m3;T1——地面绝对温度,273.15℃+15℃;P2——地下深度压力,MPa;V2——煤孔隙度按30%计算的体积,0.3m3/m3;T2——地下深度的绝对温度,273.15℃+T℃;R——气体常数。

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4 0 3。 20 卫0

与测 井 响应 数 值分 布 直方 图统计 分 析 . 开 展煤 层 气
储 层 响应 特 征 评 价 . 并 根据 测 井 基 本 原 理 . 结 合 煤 层气 储 层 实 际地 质特 征 , 总结 分 析煤 层 气储 层 测 井
响应 机理
60
马 2 1 ~ 1 6 2 A P I . 补 偿 中子 为 3 5 %~ 6 9 %. 声 波 时 差
s0
为 3 2 0 ~ 5 4 2 L L s / m, 深 电 阻率 为 7 5 ~ 2 9 5 4 1 Q・ m, 浅 电 阻率 7 1 ~ 2 9 1 5 6 1 q. m. 自然 电位 负 异 常 .井 径 为 2 2 . 3 ~ 4 5 . 6 c m. 扩 径 较 为 明显 常 规 测 井 数 值 统 计 特 征表现 出“ 三高二低 一负一扩 ” 的分 布特征 . 即 高 声 波 时差 、 高 电阻 率 值 、 高 中子 孔 隙 度 和低 自然
第3 3卷
第 3期
甘 肃科 技
Ga ns u Sc i e n c e a nd Te c hn o l o g y
Vo 1 . 33 No . 3
2 01 7年 2月
F e b . 2 01 7
煤层气储层测井响应特征及机理分析
潘 月 龙 . 张 喻
( 1 . 甘 肃 煤 田地 质 局庆 阳资 源 勘 查 院 , 甘肃 庆 阳 7 4 5 0 0 0 ; 2 . 陕西 省 一 九 四煤 田地 质 有 限公 司 . 陕西 铜川 7 2 7 0 0 0 1 摘 要 : 测 井 解 释 为 评 价煤 层 气 储 层 重 要 技 术 手段 。为 探 讨 煤层 气 储 层 测 井 所 表 现 出 的 特征 . 围 绕 常 规 煤 层气 储 层
应 特征 表现 出正 态分 布特征 ( 图 1 ~ 图7 ) 。
毫0 l 70 0
岩 心条 件下 测 井 响应 分 布 特征 值 ( 董维武 . 2 0 1 1 ) 。
赵毅 利 用统 计 我 国鄂 尔多 斯 、 松辽、 准格 尔 、 恩 洪 和 沁水 盆 地不 同岩性 测 井 响应 特征 值 . 总 结 了几 种 不 同煤 阶类 型煤 层测井 响 应特征 ( 赵毅 , 2 0 1 2 ) 。 而 在 煤层 气 储 层 测井 响应 特 征 值 分 布 和 煤 层 测 试参 数 相互 关 系 . 以及 煤 层气 储层 测 井 响应 机 理 方面 . 仍值 得进 一 步研 究 。通过 煤层 气 测 井 响应 图
1 煤层 气 测井 响应 特 征
煤层 气 储层 段 在测 井 曲线上 . 与顶 底 的泥岩 储
图 1 煤 层 样 品对 应 DE N 频 数 分 布 直 方 图
层相 比. 具有明显的“ 三 低 四高 ” 的 测井 曲线 特 征 , 即: 低 自然 伽 马 、 低 自然 电位 、 低密度 、 高 中子 、 高 电 阻率 、 高声 波 时差 和井 眼扩径 。利 用这 些 特征 , 可在 测井 曲线 上对 煤层气 储 层段进 行有 效识 I ] [ 2 1 。 为 更 加全 面 分析 煤 层 气 储 层 测 井 响 应 值 分 布 与煤 层 测试 参 数 的相 互关 系 . 利 用研 究 区实 际煤 层 测井 响应值 . 并 对 原始 测 井 数据 进行 岩 心 归 位 和井 眼扩 径 预处 理 . 进 而 得到 归 位后 不 同深 度 下煤 层 测 井参 数值 ( 包括 : 体 积密 度 D E N、 声波时差 A C、 自然
井 响应从 而 进行 归纳研 究
在 煤层 气 测井 方 面开 展 了多 项研 究 项 目 . 在煤 层 气
测井 响应 特征 方 面取 得 了一 定 的研 究成 果 _ l J 例 如 董 维 武 结 合 岩 屑 录井 总结 了沁 水 盆 地 东 北 部 不 同
提取 实 际煤层 样 品 同深 度段 测井 响 应值 .并 剔 除 夹层 的影 响 . 建 立频 率分 布直 方 图 , 分 析本 研究 区 山西组煤 层 测井 响应 分布特 征 。煤层 气储 层 测井 响
2 70
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3-
CA L
A C
图 7 煤 层 样 品 对应 CAL频 数 分 布 直 方 圈
图 3 煤 层 样 品 对 应 AC 频 数 分 布 直 方 图
统计 研 究 区 某 井 某 煤 层 段 测 井 响 应 值 分 布 范 围. 其 中煤层 体积 密度 为 1 . 1 5 ~ 1 . 7 1 g / c m , 自然 伽
测 井 评 价技 术 , 分 别从 地 质 影 响和 测 井 响应 特征 开展 研 究 。通过 研 究 区现 场 常 规 测 井 数 据 和实 验 数 据 . 分 析 了测 井
响 应值 分 布特 征 。并 结 合 煤 层 煤 岩 组 分 , 探 索 了 煤层 气 储 层 测 井 响 应 特 征 机 理 。研 究 表 明 . 煤 层 气储 层测 井 响应 值 呈 正 态分 布 特 征 , 常规 测 井 数 值 表 现 出 高声 波 时差 、 高 电阻 率 值 、 高 中 子 孔 隙 度 和 低 自然 电 位 、 低密度 . 以及 自然 电 位 负 异 常和 扩 径 严 重 的 特 征 。 为研 究 区后 期 煤 层气 储 层 测 井 评 价 提 供 理论 依据 关键词 : 煤层 ; 煤层气 ; 测井 ; 响应 特 征
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图 2 煤 层 样 品 对 应 GR频 数 分 布 直 方 图
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第 3 3卷
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煤 层 气 储层 测 井 响 应 特 征 识 别 分 析 为 煤 层 气 从 测井 定 性 和定 量评 价 的基 本 工作 。近年 来 . 我 国
电位 S P、 自然伽 马 G R、 补 偿 中子 C N L 、 深侧 向 R D、 浅侧向 R S 、 井径 C AL ) , 并统 计 分析煤 层 气储 层段 测
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