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1、煤煤层层气气测测井井一、常用煤层气测井方法及技术序列一、常用煤层气测井方法及技术序列测井方法测井方法对煤层的响应对煤层的响应自然电位测井自然电位测井(SP)以泥岩的自然电位作为基准:以泥岩的自然电位作为基准:淡水泥浆时,煤层对应自淡水泥浆时,煤层对应自然电位的负异常;然电位的负异常;盐水泥浆时,煤层对应自然电位表现盐水泥浆时,煤层对应自然电位表现为正异常。为正异常。自然伽马测井自然伽马测井(GR)纯煤层的自然伽马值很低;纯煤层的自然伽马值很低;粘土矿物的存在使得粘土矿物的存在使得GR的读数有所提高;的读数有所提高;其它灰份,如细砂,对煤层的其它灰份,如细砂,对煤层的GR读数无影响。读数无影响。
2、电阻率测井(电阻率测井(R)纯煤的电阻率一般较高;纯煤的电阻率一般较高;煤中粘土会使电阻率读数降低,因为粘土常常会含有结合煤中粘土会使电阻率读数降低,因为粘土常常会含有结合水是电阻率降低。水是电阻率降低。井径测井(井径测井(CAL)相对于泥岩层,煤层对应的井径会减小;相对于泥岩层,煤层对应的井径会减小;在套损井中,井径测井可以测量套损的位置和变形情况。在套损井中,井径测井可以测量套损的位置和变形情况。密度测井密度测井(DEN)由于煤基质密度低,所以密度测井显示低密度值(高视孔由于煤基质密度低,所以密度测井显示低密度值(高视孔隙度)隙度)一、常用煤层气测井方法及技术序列一、常用煤层气测井方法及技
3、术序列 中子孔隙度中子孔隙度测井测井(CNL)在煤层中常常显示高的视孔隙度,因为它常把煤中的在煤层中常常显示高的视孔隙度,因为它常把煤中的氢作为孔隙度的指示而显示;氢作为孔隙度的指示而显示;声波测井声波测井(AC)在煤层中显示高的声波时差(高的视孔隙度);在煤层中显示高的声波时差(高的视孔隙度);粘土矿物对声波时差测井影响不大,因为粘土矿物和粘土矿物对声波时差测井影响不大,因为粘土矿物和煤所具有的声波时差范围差相同;煤所具有的声波时差范围差相同;其它灰分成分,如细粒石英,会降低声波时差的测井其它灰分成分,如细粒石英,会降低声波时差的测井值(降低视孔隙度);值(降低视孔隙度);自然伽马能自然伽马
4、能谱测井谱测井(NGS)测量煤层中自然放射性元素铀、钍、钾的含量,从而测量煤层中自然放射性元素铀、钍、钾的含量,从而进一步了解粘土矿物类型和裂缝状况;进一步了解粘土矿物类型和裂缝状况;有助于对煤层周围的页岩进行分类,分析地层沉积环有助于对煤层周围的页岩进行分类,分析地层沉积环境。境。一、常用煤层气测井方法及技术序列一、常用煤层气测井方法及技术序列微电成像测井微电成像测井(MST)在开发煤层气前,通过微电成像可以获取煤层的应力在开发煤层气前,通过微电成像可以获取煤层的应力方向、裂缝方向、煤层与相邻砂岩层的裂缝连接和煤层方向、裂缝方向、煤层与相邻砂岩层的裂缝连接和煤层割理信息。割理信息。核磁共振成
5、像核磁共振成像测井(测井(MRIL)分析煤层孔径分布,确定煤层孔隙度,含水饱和度,分析煤层孔径分布,确定煤层孔隙度,含水饱和度,估算地层渗透率,对顶底板层和煤层物性进行评价;估算地层渗透率,对顶底板层和煤层物性进行评价;MRIL只测量被孔隙流体占据的孔隙空间,其孔隙度测只测量被孔隙流体占据的孔隙空间,其孔隙度测量与地层岩性无关,是煤层孔隙度精确测量的工具。量与地层岩性无关,是煤层孔隙度精确测量的工具。其它测井技术其它测井技术研究地层沉积相与构造研究的地层倾角测井;研究地层沉积相与构造研究的地层倾角测井;用于获取地层机械参数的声波全波列测井;用于获取地层机械参数的声波全波列测井;用于研究裂缝的井
6、下电视扫描测井;用于研究裂缝的井下电视扫描测井;用于检测固井质量的声波变密度测井及脉冲回声测井用于检测固井质量的声波变密度测井及脉冲回声测井等等。等等。一、常用煤层气测井方法及技术序列一、常用煤层气测井方法及技术序列 根据煤层气井的类型及测井阶段的不同,可以将煤层气根据煤层气井的类型及测井阶段的不同,可以将煤层气测井划分为三个测井序列:测井划分为三个测井序列:裸眼井煤层气测井序列;裸眼井煤层气测井序列;套套管井煤层气测井序列;管井煤层气测井序列;煤层气生产测井序列煤层气生产测井序列。储层信息类别储层信息类别裸眼井测井方法裸眼井测井方法套管井测井系列套管井测井系列生产井测井系列生产井测井系列煤层
7、识别煤层识别密度、自然伽马、井径、声波时差、密度、自然伽马、井径、声波时差、岩性岩性-密度测井密度测井脉冲或补偿中子脉冲或补偿中子密度、补偿中子测井、脉密度、补偿中子测井、脉冲中子测井,自然伽马测冲中子测井,自然伽马测井、自然伽马能谱等。井、自然伽马能谱等。有效厚度有效厚度高分辨率密度、煤层倾角测井高分辨率密度、煤层倾角测井脉冲或补偿中子脉冲或补偿中子煤质分析(煤的煤质分析(煤的碳、灰、水分析)碳、灰、水分析)高分辨率密度,密度,补偿中子,高分辨率密度,密度,补偿中子,自然伽马,岩性密度,声波(纵横自然伽马,岩性密度,声波(纵横波时差法)波时差法)高分辨率密度,密度,高分辨率密度,密度,补偿中
8、子、自然伽马,补偿中子、自然伽马,另:采用水泥胶结测井和另:采用水泥胶结测井和声波变密度测井检查煤层声波变密度测井检查煤层气井固井质量等。气井固井质量等。渗透率(定性)渗透率(定性)双侧向,微电阻率,自然电位、核双侧向,微电阻率,自然电位、核磁共振测井磁共振测井岩石力学性质岩石力学性质密度,声波全波列密度,声波全波列密度密度二、煤层测井响应二、煤层测井响应 在煤系地层中,煤层与周围砂岩层、泥岩层的测井响应特征在煤系地层中,煤层与周围砂岩层、泥岩层的测井响应特征有明显的不同。煤层测井响应特征可以用有明显的不同。煤层测井响应特征可以用“四高(大)、四低四高(大)、四低(小)(小)”来概括。来概括。
9、1 1)煤层)煤层“四高(大)四高(大)”测井响应特征测井响应特征电阻率高电阻率高:与泥页岩和砂岩相比,煤层电阻率显高值;煤阶不同,电阻:与泥页岩和砂岩相比,煤层电阻率显高值;煤阶不同,电阻率变化也比较大,一般褐煤、烟煤的电阻率高,无烟煤电阻率低。率变化也比较大,一般褐煤、烟煤的电阻率高,无烟煤电阻率低。声波时差大声波时差大:煤层成分的分子结构决定了煤层具有较慢的声波传播速度,:煤层成分的分子结构决定了煤层具有较慢的声波传播速度,从而使得声波时差测井显示高值。从而使得声波时差测井显示高值。补偿中子大补偿中子大:组成煤的碳氢化合物具有与水分子相同的含氢指数,煤分:组成煤的碳氢化合物具有与水分子相
10、同的含氢指数,煤分子对补偿中子测井与水分子对其影响是一样的,因而煤层具有很高的中子对补偿中子测井与水分子对其影响是一样的,因而煤层具有很高的中子孔隙度值。子孔隙度值。二、煤层测井响应二、煤层测井响应井径扩大率大井径扩大率大:由于煤层松软、割理发育,钻井中易扩径,从而使得井:由于煤层松软、割理发育,钻井中易扩径,从而使得井径扩大率大。径扩大率大。2 2)煤层)煤层“四低(小)四低(小)”测井响应特征测井响应特征自然伽马低自然伽马低:煤层中铀、钍、钾的含量很低,一般为:煤层中铀、钍、钾的含量很低,一般为20-70API20-70API度,若煤度,若煤层自然伽马读数高,说明煤层中有天然放射性物质存在
11、。层自然伽马读数高,说明煤层中有天然放射性物质存在。补偿密度低补偿密度低:煤主要有碳、氢、氧三种元素组成的碳氢高分子化合物,:煤主要有碳、氢、氧三种元素组成的碳氢高分子化合物,具有较低的基质密度,因而具有较低的体积密度。具有较低的基质密度,因而具有较低的体积密度。光电俘获截面低光电俘获截面低:光电俘获截面:光电俘获截面PePe定义为定义为 Pe=Pe=(Z/10Z/10)3.6,3.6,其中其中Z Z为元为元素的原子序数,煤中主要元素素的原子序数,煤中主要元素C C的原子序数为的原子序数为6 6,故光电俘获截面低。,故光电俘获截面低。声阻抗小声阻抗小:声阻抗等于介质声波速度与密度的乘积,煤层的
12、声阻抗比其:声阻抗等于介质声波速度与密度的乘积,煤层的声阻抗比其它地层都要低。它地层都要低。华华北北柳柳林林煤煤层层气气试试验验区区ML1井井煤煤层层气气测测井井曲曲线线三、煤层气测井评价三、煤层气测井评价 1 1、煤层的划分、煤层的划分 通过煤层与相邻砂岩、泥页岩测井响应的不同来识别煤层,并获取对应通过煤层与相邻砂岩、泥页岩测井响应的不同来识别煤层,并获取对应煤层的地层深度,从而可以计算对应煤层的厚度。煤层的地层深度,从而可以计算对应煤层的厚度。常规采样率(每米常规采样率(每米8 8个点或个点或1010个点)不能有效识别出薄煤层,因此对于某些个点)不能有效识别出薄煤层,因此对于某些薄煤层需要
13、采用高采样率(每米薄煤层需要采用高采样率(每米2020个点)的测井进行识别。个点)的测井进行识别。2 2、煤层工业组分分析、煤层工业组分分析 煤的工业组分分析是指确定煤中煤的工业组分分析是指确定煤中水分(水分(M M)、灰分()、灰分(A A)、挥发分()、挥发分(V V)和固定碳(和固定碳(FcFc)的含量)的含量,最常用的方法是,最常用的方法是“统计相关分析法统计相关分析法”。国内外研究发现,工业分析的水分、挥发分和固定碳都与灰分线性相关。国内外研究发现,工业分析的水分、挥发分和固定碳都与灰分线性相关。三、煤层气测井评价三、煤层气测井评价 因此只要从测井资料中获因此只要从测井资料中获取煤层
14、灰分的百分数,就可以取煤层灰分的百分数,就可以由该煤层的工业分析相关关系由该煤层的工业分析相关关系知道水分、挥发分和固定碳的知道水分、挥发分和固定碳的含量。含量。测井求灰分的方法首选密测井求灰分的方法首选密度测井,因为实验室测试发度测井,因为实验室测试发现:煤的真密度与灰分有很好现:煤的真密度与灰分有很好的相关关系。的相关关系。三、煤层气测井评价三、煤层气测井评价 3 3、煤层含气量、煤层含气量 1 1)定性法确定煤层气含量)定性法确定煤层气含量 如果泥质含量低,电阻率相对于较高,气测显示好,则可以解释为煤层气层,否则如果泥质含量低,电阻率相对于较高,气测显示好,则可以解释为煤层气层,否则解释
15、为含气层。解释为含气层。利用纵、横波速比值也可以确定煤层含气性的好与差,一般以纵、横波速比值利用纵、横波速比值也可以确定煤层含气性的好与差,一般以纵、横波速比值1.81.8作作为含气性好与差的界限:纵、横波速比为含气性好与差的界限:纵、横波速比 值小于值小于1.81.8,有较好气显示,则可以解释为,有较好气显示,则可以解释为煤层气层,否则为含气层。煤层气层,否则为含气层。2 2)定量计算煤层气含量)定量计算煤层气含量 而而 式中:式中:b b煤层吸附甲烷气后密度测井值;煤层吸附甲烷气后密度测井值;b b*煤层未吸附甲烷气密度煤层未吸附甲烷气密度“背景值背景值”;V Vr r燃烧质的体积百分数;
16、燃烧质的体积百分数;吸附甲烷后,燃烧质密度的增加值;吸附甲烷后,燃烧质密度的增加值;GG甲烷气的吸附量,甲烷气的吸附量,m m3 3/t/t。三、煤层气测井评价三、煤层气测井评价 4 4)等温吸附线)等温吸附线 现在普遍公认用现在普遍公认用LangmuirLangmuir方程来拟合等温吸附曲线,方程为:方程来拟合等温吸附曲线,方程为:这样只要通过测井资料确定这样只要通过测井资料确定VLVL和和PLPL,等温吸附曲线也就确定了。,等温吸附曲线也就确定了。三、煤层气测井评价三、煤层气测井评价 5 5、煤层物性评价、煤层物性评价 主要就是利用深、浅电阻率曲线的分离幅度的大小来计算煤层裂缝孔隙度主要就
17、是利用深、浅电阻率曲线的分离幅度的大小来计算煤层裂缝孔隙度和渗透率,通过孔隙度和渗透率进而对煤层物性进行评价的。和渗透率,通过孔隙度和渗透率进而对煤层物性进行评价的。6 6、裂缝评价、裂缝评价 研究裂缝的测井方法主要有微侧向、双侧向和成像测井等方法。研究裂缝的测井方法主要有微侧向、双侧向和成像测井等方法。7 7、其他、其他 通过煤层的某些测井资料,可以进行煤储层的通过煤层的某些测井资料,可以进行煤储层的弹性参数和地应力的计算弹性参数和地应力的计算、地层对比地层对比和和沉积环境的研究。沉积环境的研究。四、问题的探讨四、问题的探讨 煤层气储层物性的定量评价?煤层气储层物性的定量评价?煤层孔隙度的定量计算煤层孔隙度的定量计算煤层渗透率的定量计算煤层渗透率的定量计算 敬请老师、同学批评指正!此课件下载可自行编辑修改,仅供参考!此课件下载可自行编辑修改,仅供参考!感谢您的支持,我们努力做得更好!谢谢感谢您的支持,我们努力做得更好!谢谢
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