美国Matrix测井仪在煤炭和煤层气测井中的应用--劳雷演示片

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1、美国Matrix测井仪在煤炭和煤层气测井中的应用（中煤地质工程总公司刘付光）一、蒙特Matrix测井仪简介美国蒙特（Mount-Sopris）仪器公司创立于1951年，一直以来是世界小口径测井仪器的先驱企业，在80年代中期曾与中国煤炭有关部门达成技术转让和合作，大大地推动了中国煤炭测井技术的迅速发展。Matrix测井仪是美国蒙特（Mount-Sopris）仪器公司最新生产的国际先进小口径测井仪器,该仪器测井方法齐全、配置合理、技术先进，主要由主机、计算机、绞车控制器、绞车、各种井下探头和操控软件组成完整的测井体系（见图

2、1、图2）。图1美国Matrix测井仪地面仪器图2美国Matrix测井仪井下探头在丰富的Matrix测井操控软件支持、控制下，进行测井数据采集、显示、存盘、打印、预处理等工作，并利用软件取代了硬件的很多功能，增强了仪器工作的可靠性，减少仪器故障率。该测井仪采用WellCAD4.3软件来管理、处理和解释测井数据，具有强大的图形处理及打印功能，并可方便地与物探、地质等数据交换拼接。测井方法主要有补偿密度、补偿声波、补偿中子、微侧向、深中浅电阻率、自然伽玛、自然电位、井径、井斜、井温、声波全波列、声波变密度、声幅、套管接箍、

3、双侧向、双感应、磁化率、伽玛能谱、流量、流体电阻率、超声波成像、光学成像等。完全满足煤炭、煤层气、金属、水文、工程地质等领域的测井，可进行煤岩层划分、煤质分析、岩性分析、煤岩层力学参数计算、煤层含气量估算、地层裂隙计算、地层产状评价、渗透性评价、固井质量评价和井中流量评价等等。中国煤炭地质工程总公司于2009年3月在国内首家引进了一套美国蒙特（Mount-Sopris）仪器公司生产的Matrix测井仪，配置了相当齐全的井下探头，在短短的三年多时间里，应用该套测井仪器测量煤炭钻孔50多个，煤层气钻井70多个，工程地质钻孔

4、10多个，仪器工作正常，性能稳定，几乎没有出过仪器故障，取得了良好的测井资料和成果。同时也取得了较好的经济效益，积累了一些测井经验和体会，在此和大家一起分享、探讨。二、蒙特Matrix测井仪在煤炭和煤层气测井中的应用根据《煤炭地球物理测井规范》和《煤层气测井作业规程》，在煤炭和煤层气测井中主要完成的地质任务是：划分地层、判别岩性；确定煤层深度、厚度及结构；求取目的煤层的固定碳、灰份、水份和挥发份的重量百分含量，并估算其含气量；求取其它岩层的泥质、砂质、灰岩质和孔隙的体积百分比；测算煤岩层力学参数；确定地层倾角、倾向；进

5、行目的煤层及其顶、底板岩层含水性、渗透性分析；进行固井质量评价和套管校深等。1、煤层和煤层气储层的划分煤层气储层就是煤层本身，在含煤性评价方面，测井技术应用已非常成熟，利用Matrix测井仪中的补偿密度、自然伽玛、声波时差、电阻率等测井方法就能准确地识别煤层，确定煤层深度、厚度及结构，解释精度较高，在此勿需多叙。如图3为HZ-X1井综合测井曲线图，各种测井曲线反映正常，煤层以低密度、低自然伽玛、高中子孔隙度、高声波时差、高电阻率的物性特征十分明显，异常幅值大，顶底界面陡直，中间夹矸显示清楚。图3HZ-X1井综合测井曲线

6、图2、岩层识别含煤地层一般都是沉积岩，少量可见侵入的岩浆岩。沉积岩中的砂泥岩层从泥岩—砂质泥岩—粉砂岩—细粒砂岩—中粒砂岩—粗粒砂岩，依次造岩矿物的颗粒直径由小到大，泥质含量由多到少。因此在测井曲线上视电阻率值由小到大，自然伽玛值由大到小，密度值也由小到大。利用Matrix测井仪中的补偿密度、自然伽玛、电阻率等测井曲线的反映特征就能有效地识别岩层。3、煤质分析3.1体积模型法把煤层体积分成纯煤（包括固定碳和挥发分）、灰分（包括泥质和其它矿物）、水分（孔隙中充满的水）三部分，作为对测井响应的贡献之和，建立煤层体积模型和相

7、应的线性方程组，则可求得煤层的体积百分含量。通常应用密度和中子测井参数效果较好。密度：中子：式中：、分别为煤层对密度、中子测井的响应值；、、分别为纯煤、灰分、水分对密度测井的响应参数；、、分别为纯煤、灰分、水分对中子测井的响应参数；、、分别为纯煤、灰分、水分的相对体积。然后将体积含量换算为重量含量：由于固定碳与灰分线性相关：则用测井求得的灰分可求出固定碳，挥发分可由计算的纯煤减去固定碳求得：利用Matrix测井仪中的补偿密度、补偿中子测井方法进行煤质分析效果较好，此方法的关键是纯煤、灰分、水分骨架响应参数的选取，在一个

8、勘探区要以参数井的取芯化验资料为依据，通过交会图技术选取参数，并力求全区基本一致。表1是某区选择的解释参数，经计算获取的煤层工业分析指标与实验室化验资料相关性较好，有一定参考使用价值。煤质分析解释参数表1成分参数纯煤灰分水分密度(g/cm3)1.352.451.00中子(PU)42301003.2岩芯刻度测井法计算灰分如果只求煤层