煤层气储层的地球物理测井评价方法课件.ppt

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1、煤层气储层的地球物理测井评价方法一、煤层气储层研究的意义和存在的问题；二、煤层气与煤层气储层的特征；三、影响煤层气储层特性的因素；四、煤层气储层的地球物理测井评价方法。五、小结一、煤层气储层研究的意义和存在的问题煤层气是世界天然气资源的重要组成部分，开发利用具有重大经济价值和社会、环境效益；我国具有丰富的煤层气资源，仅埋深2000米以内的煤层气资源量已达36.8万亿m3；煤层气储层的储集特性不同于一般天然气储层，且研究起步较晚，方法技术尚不完善。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

2、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。二、煤层气与煤层气储层的特征2.2、吸附等温线与兰格缪尔（Langmuir）模型二、煤层气与煤层气储层的特征煤层的气体吸附能力与砂岩储存气体能力的比较二、煤层气与煤层气储层的特征兰格缪尔（Langmuir）模型C=VLP/(P+PL)式中：C是吸附气体数量，m3/t；P是压力；PL是兰格缪尔压力；VL是兰格缪尔体积.二、煤层气与煤层气储层的特征2.3、

3、煤层气储层的含气饱和度煤层气储层含气饱和度的定义是实测含气量与理论含气量的比值，而不是单位孔隙中的气体体积。实测含气量是煤心实验室解吸得到的含气量；理论含气量是吸附等温线上与原始地层压力对应的含气量。实验证明煤层吸附等温线与解吸等温线重合，即煤层解吸过程是吸附过程的逆过程。二、煤层气与煤层气储层的特征2.4、吸附等温线的应用通过吸附等温线可以准确地了解煤储层的吸附、解吸能力与压力的对应关系；与煤储层压力参数结合可以确定煤层的含气饱和程度、煤层气的临界解吸压力、实际可采资源量及采收率。二、煤层气与煤层气储层的特征三、影响煤层气储层特性的因

4、素3.1.煤层含气量与上覆地层有效厚度的关系上覆地层有效厚度是指煤层和位于它上方离它最近的区域性古风化面之间的厚度。它代表煤层曾经达到的距地表的最小距离或深度。在我国华北及相邻地区，如焦作、淮南和太行山地区等，均观察到煤层含气量与上覆地层有效厚度之间的密切关系。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

5、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。三、影响煤层气储层特性的因素3.3、煤层含气量与灰分的

6、关系按煤的工业分析（或称近似分析），认为煤是由固定碳、挥发分、灰分和水分组成。灰分是指煤燃烧后的残渣。灰分是煤中的矿物质，它可能有三个来源，一是植物中固有的，二是在泥炭沼泽中沉积的矿物碎屑，第三可能是流经煤层的水中的矿物质沉积。在煤层其他条件相同情况下，灰分含量越少，煤质越纯，煤层气的吸附量越大，含气量越高。因此，灰分含量与含气量呈反变关系。三、影响煤层气储层特性的因素3.4、煤层工业分析各组分之间的相关关系根据世界不同地区煤层样品的工业分析表明,煤的灰分与固定碳和挥发分之间有很好的相关性，图5是印度Jharia地区煤层的这种关系,基本

7、上满足线性规律y=mx+b,在不同地区,关系式中的斜率m和截距b是不一样的,但在同一地区或同一含煤层系,这些系数往往是很稳定的.三、影响煤层气储层特性的因素工业分析各组分之间的相关关系三、影响煤层气储层特性的因素3.5割理密度与煤级和镜质组含量的关系已知割理密度是影响煤层渗透率的关键因素，而割理密度与煤级和镜质组含量有密切关系：镜质组含量一定时，中煤级的割理密度高于低煤级，比高煤级更高；当煤级一定时，割理密度随镜质组含量的增加而增大。下图是樊明烛灯（1995）针对华北及邻区作出的割理密度预测模式。三、影响煤层气储层特性的因素四、煤层气储

8、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