時間：2013年05月20日 分類：推薦論文 次數：
摘要：隨著現代經濟的發展，我國的煤炭天然氣勘探開采技術也愈發精湛，諸多相對先進的技術應時而生，有效的促進了我國煤炭天然氣行業的有效發展。根據研究可知，煤層的儲集存在著雙重的孔隙介質特性，由煤的割理與基質微孔系統共同組成，因此傳統意義上對于天然氣進行常規評價的方法，不能適用于對煤層氣儲層的評價，如何就煤層氣測井做出相應評價技術的研究，存在著重要的現實意義。本案筆者在作出大量調研的前提下，結合國內外煤層氣測井發展，系統分析了測井評價領域的最新進展，并就其具體內容及相關理論做出了研究，著重闡述了當前煤層氣儲層測井評價，所面臨的技術問題要點。
關鍵詞：煤層,氣儲層,測井評價,研究分析
自現實層面而言，煤層不單單是進行甲烷儲存的儲層，并且是甲烷生成的源巖，煤層的甲烷實際以兩類狀態處于煤中：首先是以分子的狀態進行吸附于基質微孔內表面之上。其次為以游離的氣體形態處于裂縫或消溶于煤層地層的水內。因為煤層自身儲存的特性及甲烷方面的儲存態勢，所以運用傳統常規的評價天然氣儲層的形式方法，不能良性就煤氣層儲層展開評價。煤層氣測井技術，在當前被認為是一類最具發展潛力和前途的手段，在運用煤心數據進行測井記錄數據標定之后，便能夠運用測井的數據進行預估煤層氣儲層的具體特性。測井解釋存在著直觀快速，分辨效率高及費用低廉等優勢特點，能夠就試井及煤心和取心等方面的不足予以分析彌補，促使測井技術不單單局限于開發勘探等層面。以此可以看出專注于煤層測井評價技術的研究，存在著現實的作用意義。
一、煤層氣儲層測井評價的系列選擇
煤層氣儲層同圍巖于物性巖性上存在的差別，是進行選擇測井系列的重要物理基礎和前提，合理的就測井系列進行選擇，對于煤層氣和儲層的評價尤為重要。當前對于煤層氣的評價，常規采用的測井方法納含了雙側向、自然電位、補償密度、微電機、自然伽馬、聲波全波列、聲波時差及井陘測井等等。其具體如下表所示：
二、對于煤層的具體劃分及巖性的識別
通過煤層氣井中的測井資料的解釋，首先是就煤層氣層予以識別，繼而才是對于煤層氣層展開儲層參數的系統計算，因此，在對于煤田測井資料所作的解釋中，應當就煤層予以標定，劃分出巖性。煤層較圍巖來講，其物理特性差異較為明顯，其存在著密度較低、含氫量較高和聲波時差較大與自然伽馬較低、自然電位存在異常及電阻率較高等特征。
通常能夠采取人工解釋方法，進行煤層劃分和識別巖性，抑或者采取模式識別的方式，進行煤層的自動劃分及巖性的識別�；谏鲜鎏攸c及相應測井曲線的組合，運用于煤層的劃分和煤層厚度及位置的確定與巖性的識別等方面，均能夠取的良好的效果。
三、煤質的參數計算
對于煤層煤質的參數計算，通常多是由煤樣實驗室展開分析和運用概率模型方法與測井體積模型方法進行確定。測井體積模型法是依據孔隙度測井,來進行建立相應的方程組，采取最優化等相關方法做出方程組求解，對于所求的的煤質參數，能夠為煤層的開采提供相應的依據。但是運用測井體積的模型方法所得出的煤質參數，在實際中不能夠直接同煤樣分析實驗室所得來的工業指標相互對照，且煤樣實驗室所展開的分析需要耗費大量的時間及人財物力。因此若以測井體積模型方法作為根本，統籌概率模型方法，輔助于一定數量煤樣分析室的分析資料，進行構建確立煤質參數方面的解釋模型的話，那么即能夠達到此三種煤質參數確定方法間的優勢互補。
另外煤的組成成分較為復雜，但是若是將煤內相對體積內小于百分之一的成分予以忽略的話，那么便能夠將煤近似看做是由純煤和石灰粉與水分三個部分構成。測井體積模型方法即是根據煤的這類組成成分，進行構建等效的體積模型及相應的測井方程組，并通過對方程組的求解，來得到灰分及水分與純煤的相對含量。顯而易見通過測井體積模型方法而得來的煤質參數，同煤樣分析實驗室所得來的煤質參數不能夠同日而言。就灰分來講，測井體積模型方法內是指煤于原生形態之下的相關不可以燃燒的部位，而在煤樣分析實驗室中的具體所指卻是煤樣在經燃燒之后所得到的殘渣，二者在數值及成分方面俱不相同。但是雖然二者在煤質的參數上，不能夠作直接的對照，但是二者間所存在的區域性規律，卻不能夠忽視。為了便利于二者間的對照，可以先進行將煤組成成分設為由灰分與固定碳及水分和揮發分四個部分，依據此模型進行寫出聲波及密度和物質平衡方程式及自然伽馬響應方程式，并利用該思路建立對煤質參數展開評價的解釋模型。筆者所在的工作煤田即是依據此模型對四口井煤層井段展開了實地解釋，通過解釋的結果呈現：模型估算出的碳分含量，同煤樣分析實驗室所得的碳分含量，二者間存在的誤差十分的小，相對誤差<5%，所估算灰分含量同煤樣分析實驗室所得灰分含量，呈現著較好的一致性，尤其是在灰分量<30%的時候，二者間誤差更小，經計算，相對誤差<10%。
四、裂縫的滲透率及裂縫的孔隙度研究
煤巖之中即存在著煤生成過程中所生成的原生孔隙，又存在著成煤之后遭受構造破壞所生成的次生孔隙。其孔隙的類型及連通的程度存在著較大的變化，他們相互組合構成裂隙性質的多孔隙介質，為瓦斯的滲流和儲存提供了通道和空間。煤巖孔隙的孕育特征主要受到煤變質的程度及煤巖的組分及后期構造的破壞程度與成煤植物等相關因素影響。其中后期構造的破壞于煤層之中形成了大量的割理及微小裂隙，擴大了煤巖孔隙性，因此其孔隙發育主要以微裂隙居多。
煤層雙層孔隙中，對于裂縫的孔隙度能夠采取深淺側向的測井曲線值進行計算，具體計算的方法如下：
在公式中：RLLS、RLLD分別是淺側向與深側向的電阻率，Rmf及Rw分別是泥漿濾液的電阻率及地層水的電阻率。Mf是裂縫孔隙度的指數，φ為總的孔隙度，φ=φb+φf，φb是基質孔隙度，能夠運用孔隙度測井的方法予以求得，φf是裂縫的孔隙度。
煤層裂縫是由層間裂縫及層面裂縫共同組成，其具體公式為：
hf =△C/4Cm
公式中：△C=CLLS-CLLD,CLLS、CLLD、Cm，分別是淺側向和深側向及泥漿導電率，(Ω.m)-1。。
估算裂縫空間通過公式 hm=hf/φf計算。因此裂縫的滲透率(K)為[18、19]:
K=A×8.33×106× hf/hm
H公式中：A即比例因子。
五、煤層氣含量
煤層甲烷于煤儲層之內的儲集和滲流，通常和常規儲層之內的天然氣具有著本質上的差別，其影響的因素復雜且多樣，對于煤層氣含量產生影響的主要因素為壓力、煤階及煤層的厚度與煤層的滲透率和礦物質的含量等。煤層的含氣量會伴隨著煤階增加而不斷增加，在壓力及溫度同等的條件之下，高媒階對于甲烷吸附的能力要明顯比低煤階的甲烷吸附能力高。煤層的含氣量會伴隨礦物質的含量增加而逐步減小，如隨著灰分的增加不斷減小。煤層的含氣量同時也會伴隨著煤層的含水數量增加不斷減小，另外煤層的含氣量也會伴隨著裂隙及微孔隙的增加而持續增加。
煤層甲烷在煤中的存在呈現著三種狀態，雖然在煤層之中的基質空隙作用，同常規的雙重孔隙集儲層內的基質孔隙作用相同，但二者間也存在有以下兩點差別：首先是在常規的雙重空隙集儲層的基質孔隙內儲貯的氣為自由氣，而在煤層之中存在得氣，多是吸附于基質孔隙內表面的氣，為吸附氣體。于初始的狀態之下，煤層孔隙內自由氣含氣的飽和度<10%。其次區別為：因為煤層基質的微孔直徑較小，因此煤層內的氣體，多是通過基質的孔隙來進行擴散。
在多數情況下，煤層所埋藏深度夠深時，煤于煤化過程內，方不至于無辜流失，因而煤層的含氣量自一定層面決定于煤層埋深度。另外煤層甲烷是吸附于基質的空隙表面，那么微孔隙數量便與甲烷總量存在著密切的關系，而微孔隙數量同灰分校正量及固定碳的數量，也具有著密切相關的聯系。另外煤對于甲烷方面的吸附能力同壓力和溫度存在著密切關系，在溫度一定的時候，伴隨著壓力的升高，吸附量也會逐步的增大，在達到相應的高壓力時候，煤對于甲烷吸附的能力也會達到飽和狀態，即使壓力在持續增加，那么吸附的總量也不會增加。根據以上所述可知，在當前能夠利用煤質分析及解析測定等相關的資料，進行綜合評估煤層的含氣總量。
參考文獻：
[1] 王志文,潘保芝,李舟波等.基于等溫吸附線的煤層氣儲層的測井評價技術[J].地球物理學進展,2010,25(4):1352-1359.
[2] 譚茂金,張松揚.頁巖氣儲層地球物理測井研究進展[J].地球物理學進展,2010,25(6):2024-2030.
[3] 趙毅,毛志強,蔡文淵等.煤層氣儲層測井評價方法研究[J].測井技術,2011,35(1):25-30.
[4] 劉效賢,李承華.測井評價煤層氣儲層的方法探討[J].中國煤炭地質,2008,20(12):1-3.
[5] 肖忠祥,趙軍龍.煤型氣儲層測井評價技術[J].中國煤炭地質,2008,20(8):64-66,71.