煤层气储层评价的地球物理测井技术

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1、现代地质第12卷第1期GEOSCIENCEVol112No111998年3月JournalofGraduateSchool,ChinaUniversityofGeosciencesMar.1998煤层气储层评价的地球物理测井技术侯俊胜(应用地球物理系北京100083)摘要基于国内外煤层气地球物理测井技术的发展现状,综合分析了煤层气储层测井数据采集技术以及煤层气储层地球物理测井评价技术;讨论了当前煤层气储层评价的地球物理测井技术所存在的若干问题以及今后值得注意的几个研究发展方向。关键词煤层气储层评价地球物

2、理测井技术分类号P631180引言自本世纪70年代以来,由于煤层气工业的发展,人们深刻认识到大力开发利用煤层气资源不仅能够解决煤矿开采中瓦斯爆炸的灾害问题,而且还可以为人类提供洁净能源,改善能源结构以及减轻瓦斯排放对人类生存环境的污染。因此,对煤层气资源的勘探开发已经引起国内外的广泛重视,并且相继开展了有关的勘探开发研究工作。所谓煤层气是指在地下煤层形成过程中所生成的天然气,它主要以吸附状态储存在煤层的基质孔隙和裂缝孔隙(又称割理)中。由于其主要成分是甲烷,所以又称煤层甲烷或[1]煤层瓦斯,是一种非常规

3、天然气。由于地球物理测井技术方法多和具有较高的异常分辨率,所以它在煤层气资源的勘探开发过程中发挥了重要作用。但是,煤层气储层与常规油气储层有明显的差异,它既是煤层气的储集层,又是其生气源岩,并且包含了极为发育的自然裂隙,因此其具有包括基质孔隙和裂缝孔隙的双重孔隙结构。煤层气储层的上述特点导致其物性结构具有非均质性和各向异性等特征,并且造成储层地质特征与测井响应之间的关系进一步复杂化,表现出更加明显的非线性特征,从而给测井资料处理解释造成更大的困难,给解释结果带来更强的多解性、模糊性和不确定性,因此煤层气

4、储层评价的地球物理测井技术与常规油气储层相比必然有明显差异。为此,国内外地球物理测井工作者紧密结合煤层气储层的特点,相继开展了有关的研究和探索,主要包括煤层气储层评价的地球物理测井数据采集技术和煤层气储层地球物理测井资料处理和解释技术(评价技术)[2~8]¹两个方面。本文就煤层气储层评价的地球物理测井数据采集技术和煤层气储层地球物理测井评价技术进行详细的综合分析。¹1煤层气储层测井数据采集技术近20多年来,在石油测井数据采集技术和煤田测井数据采集技术的基础上已经逐步形成了一门相对独立的测井技术)))煤层

5、气地球物理测井技术(简称煤层气测井技术),可收稿日期:1996)11)27¹HollubVA,SchaferPS.AGuidetoCoalbedMethaneOperations.GasResearchInstitute,USA,1992。作者简介:侯俊胜,男,1963年出生,副教授,应用地球物理专业。第1期侯俊胜:煤层气储层评价的地球物理测井技术131以分为如下3种类型。111裸眼井煤层气储层测井系列选择合理的裸眼井煤层气储层测井系列对于整个勘探开发过程至关重要。国内外大量的生产实践表明,为了进行煤层

6、识别和确定煤层厚度,可采用如下测井技术:(1)密度测井、高分辨率密度测井、岩性密度测井;(2)井径测量;(3)自然伽马测井;(4)双感应/浅感应/双侧向测井;(5)高分辨率感应测井(例如阵列感应测井)。为了进行煤质分析,计算孔隙度、含气量、渗透率和岩石力学参数等,除了使用密度测井、井径测量、自然伽马测井之外,可使用如下测井技术:(1)微电阻率测井;(2)双侧向/微球型聚焦测井;(3)自然电位测井;(4)补偿中子测井、超热中子测井;(5)微电阻率扫描测井(FMS);(6)声波测井和声波全波列测井;(7)地

7、球化学测井(自然伽马能谱测井、铝测井等);(8)碳氧比(C/O)能谱测井;(9)井下电视(BHTV);(10)温度测量。其中最常用的测井系列是密度测井、声波测井、自然伽马测井、电阻率测井和井径测量等。112套管井煤层气储层测井系列原则上讲,为了获得准确的地层信息测量结果,应尽可能地进行裸眼井测井。如果不能进行裸眼井测井,仍可以进行套管井测井,以便解决套管井煤层气储层评价以及井筒动态监测等问题。根据美国煤层气储层测井的实践,为了解决套管井煤层气储层的识别,确定储层厚度以及检查水泥胶结情况等,可以采用如下测

8、井技术:(1)补偿中子测井、脉冲中子测井;(2)自然伽马测井/自然伽马能谱测井;(3)水泥胶结测井/声波变密度测井。113生产测井系列生产测井是在煤层气井进入生产开发阶段以后,为了了解该阶段井筒流体的动态参数和井内环境故障情况等的一种测井组合。它是以测量流体动态参数为主,综合了工程测井和借鉴了勘探井中常用的一些测井方法。目前,煤层气井最常用的生产测井技术包括如下几个方面:(1)流量测井(例如使用连续流量计);(2)流体识别测井(例如使用压差