112 测 井 技 术1999年用测井响应值进行煤层气含量拟合和煤体结构划分
傅雪海 陆国桢(资源与环境科学学院博98)
秦 杰 贾红焱
(中国煤田地质总局)
摘要
傅雪海,陆国桢,秦杰,贾红焱.用测井响应值进行煤层气含量拟合和煤体结构划分.测井技术,1999,23(2):112～115
利用逐步回归方法建立了淮北宿南向斜煤层气含量与测井响应值之间的数学模型;利用聚类分析的方法将煤体结构划分为原生结构煤-碎裂煤、碎斑煤、碎粉煤(或糜棱煤)3种类型。此项研究弥补了煤田地勘过程中煤层气含量测试精度不高,煤体结构破碎之不足。对煤层气含量和煤层渗透率的研究有一定的现实意义。
主题词: 测井响应 煤成气 含气量 结构 渗透率 数学模型
ABSTRACT
Fu Xueha i,L u Guozhen,Qi n J ie,J i a Hongyan.D eter m i na tion of Coa lbed Ga s Con ten t and Cla s-sif ica tion of Coa lbody Structure with L og Respon se.WL T,1999,23(2):112～115
A m athem atical m odel betw een coalbed gas con ten t and log respon ses to syncline in H uaibei Sunan regi on is setup u ltilizing p rogressive regressi on analysis m ethod.W ith clu ster analysis m ethod, coalbody structu re is classified in to p ri m ary con structi onal coal2rup tu red coal,m o rtar coal and m y2 lon itic coal.T h is study is beneficial to the testing of coalbed gas con ten t in the cou rse of coalfield ex2 p lo rati on,and to the deter m inati on of the con ten t and per m eab ility of coalbed.
Subject Ter m s:log respon se coalbed gas gas con ten t structu re per m eab ility m athem atical m odel
引言
1978年,美国S.W.兰伯特和M.A.特立维茨利用密度测井曲线将煤体结构划分为脆煤和硬煤[1]。1989年美国的M.J.谬伦在圣胡安盆地东南部对水果地组煤层利用高精度的能谱密度测井曲线,建立煤样解吸实测的甲烷含量与测井所测煤样体积密度之间的线性相关性,并用此数学模型来推断未知区域的煤层甲烷含量[2]。
我国东北煤田地质局第七勘探公司,山西煤田地质局148队利用模拟测井曲线也建立了局部区域煤层气含量与视电阻率、自然伽马、伽马2伽马等单因素线性相关经验公式。
理论依据
煤层气大部分以吸附态存在于煤中微孔隙的内表面,少部分以游离态存在于煤割理和大孔隙中,极小部分溶解于煤层内的水体中,煤中甲烷含量与煤中有机质(纯煤)、矿物杂质和水分之间有明显的物性差异。甲烷气体的电阻率为104～1098 m,密度为01000716g c m3,考虑到甲烷的吸附特性,它的密度是其与孔壁之间距离的函数,其密度亦不超过012g c m3,声波时差为2260Λs m;而烟煤纯煤的电阻率仅为100～5008 m,密度为1125～1135g c m3,声波时差为400～560Λs m[3],因而煤层的物性受到煤中甲烷含量的影响。在相邻几个井田内成煤物质、沉积环境、变质程度、水分和矿物杂质含量相似的煤层中,甲烷含量愈高或煤
体结构愈破碎,煤层视电阻率值愈大,煤层密度愈低,孔隙率相应增加,自然伽马减弱,而声波时差则相应增大。
淮北宿南向斜地质概况
宿南向斜为轴向近南北的宽缓开阔盆地,南北长约22km,东西宽约1315km,面积297km2。西翼北段为桃园煤矿,地层倾角为25°±,构造简单;西翼南段和南翼为祁南煤矿和祁东井田,地层平缓,构造稍复杂;东翼为龙王庙勘探区,地层倾角较陡,构造复杂。二叠世煤系地层厚度大于1200m,最大埋深超过2000m,含煤20～25层,可采8～11层,可采总厚4102m,新生界盖层厚200～300m。桃园南部、祁南大部、祁东东部至龙王庙勘探区略受中、基性岩脉的影响。
山西组10#、下石盒子组8#、7#及上石盒子组3 #是其主要可采煤层。3#较稳定,平均厚1158m,结构简单至复杂;7#较稳定,平均厚1124m,结构较简单;8#不稳定到较稳定,桃园矿、龙王庙勘探区厚度不到2m,祁南井田最厚可达4m,结构简单至复杂;10#不稳定到较稳定,平均厚度1138m,煤层结构较简单。10#之上黑色泥岩和9#下铝土泥岩是本区较稳定的物性标志层。
宏观煤岩类型为半亮-半暗型煤,亮煤是其主要的宏观煤岩成分,空气干燥基水分含量一般在018%～1150%之间,矿物质含量在25%左右,煤类为气煤。本区在详查、精查及补充勘探时,都进行了1 200的视电阻率、自然伽马、伽马伽马和自然电位测井,并对主要煤层还进行了1 50的精测,且记录质量极高。数字测井表明本区含瓦斯煤层,其密度在1113～214g c m3,电阻率在8～51748 m之间,自然伽马在13～686A P I,声波时差在114～743Λs m之间。
步骤与方法
测井曲线解释煤层气含量,划分煤体结构系的工作流程见框图1。
1.测井响应值拟合煤层甲烷含量
(1)数据采集
数据采集是从钻探取心、化验测试和测井解释成果中分别取得煤样的甲烷含量、钻探取样的深度和长度,取样所在煤层钻探深度、厚度及测井深度、厚度等原始数据,然后经预处理中相应的换算或校正,确定钻探取样的层位和深度在测井剖面上的位置,才能取得煤样甲烷含量相对应的测井参数数据。
甲烷含量Q c m3 g-1
测井参数是煤层处于原始状态条件下记录的,故必然取用原煤甲烷含量,而绝不是可燃基甲烷含量。在此所用的原煤甲烷含量均由解吸法测得。
采样深度d m
为了反应外界压力(地层压力)和环境温度(地温)对煤层甲烷含量的影响,掌握其规律,除甲烷含量的数据之外,同时还收集测定甲烷的取样深度。取样深度主要取自钻探取心深度的记录,但当钻探深度与测井解释的深度不一致时,要作深度校正,使甲烷含量与测井参数在深度上匹配。
测井参数选取
模拟测井资料取电阻率、伽马伽马和自然伽马测井3种参数;而数字测井资料取电阻率、密度、自然伽马和声波时差4种参数。测井参数是取与测定甲烷含量煤样的取样深度、取样长度相对应井段的测井读数平均值。在采集煤层物性参数值的同时,采集标志层相对应的物性参数值及各种参数,剔除风化层、氧化层后的最大值、最小值。
(2)预处理
预处理是指对由钻探的取样深度、煤样测定的甲烷含量和测井参数等原始数据,在数理统计、研究规律之前的数据处理和错误校正等,现根据需要和已有的条件,进行以下处理:
取样深度校正
钻探取心取得的煤层深、
厚度和取样深度均存在
图1 工作流程框图
?
3
1
1
?
第23卷 第2期傅雪海等:用测井响应值进行煤层气含量拟合和煤体结构划分
图2 取样深度校正示意图
一定的误差,往往与测井解释的结果不一致,甚至差别较大,为此必须对钻探取样深度进行校正,才能使煤样的甲烷含量与测井参数一一对应。若煤层取心率高,煤层结构的测井解释结果与钻探取心相差不大,则取样深度校正方法如图2所示。校正后的取样深度d ’为
d ’=d ’2-
(d 2-d )×
h ’
h
(1)
式中 h 、h ’
——钻探取心和测井解释所得的煤层厚度; d 1、d 2、d ——钻探的煤层顶、
底界面深度和取样深度;
d ’1、d ’2、d ’
——测井解释所得的煤层顶、底界面深度和经校正后的取样深度。
甲烷含量的转换
若收集的是原煤甲烷含量数据,则不必转换;若是煤样的可燃基甲烷含量,则必须转换,以求得原煤甲烷含量。煤田地质勘探资料一般提供空气干燥基水分(M ad )、
干燥基灰分(A d )和可燃基煤层甲烷含量Q daf ,经过下面两步换算成全水、全灰基煤层甲烷含量,即
Q d =Q daf
100-A d
100
Q d =Q d
100-M ad
100
(2)
亦可用Q ad =Q daf (1-M ad )(1-A d )近似得出,或已知煤样的M ad ,A ad 可由Q ad =Q daf (1-M ad -A ad )近似得到全水全灰基煤层甲烷含量。 物性参数正规化处理
利用上述校正的取样深度和煤样长度,在测井剖面上找到相应的深度和井段,量得与原煤样在取样深度和长度相对应的测井参数值。本次采集宿南向斜桃园矿CQ 24孔数字测井曲线一条,宿南向斜桃园矿、祁东、祁南井田模拟曲线36条,按下式进行归一化处理得表1。
表1 原始数据与预处理数据表
物性参数
模拟测井
原始
预处理
数字测井
原始预处理 m in
0.92
0
2.02
0
甲烷含量
m ax 11.22
1
6.70
1
m ean 5.850.47885.000.6364m in
384.80648.90取样深度m ax 837.21774.51m ean 613.20.5048717.40.6513m in
32.80.33097.760.004视电阻率m ax 247.40.93585173.920.972m ean 91.230.66091698.27
0.3272m in
28.66-0.1131.130.1168伽马伽马m ax 1010.30.31963.010.6796m ean 576.950.12211.540.2159m in
3.3013.410.0053自然伽马m ax 16.70.3656686.40.703m ean 9.43
0.1857
157.540.2142m in
1.350.1803声波时差m ax 743.240.6867m ean
347.07
0.4660
?411?测 井 技 术1999年
图3 井下观察与测井解释煤体结构对比图
(比例尺1 100)
X’=
X-X m in
X m ax-X m in
或X’=X
-X b
X m ax-X m in
(3)
式中 X——原始数据,X m ax最大值,X m in最小值;
X b——标志层的原始数据;
X’——预处理后的数据。
(3)回归效果分析
将上述采集的煤样深度、煤层甲烷含量及匹配的测井响应值经预处理后的数据输入计算机,利用逐步回归分析的方法,得到模拟测井曲线的回归方程为Q’=014237d’-0175036R’-019937R R’+018820;数字测井的数学模型为Q’=119430d’-119212R’-415729Θ’-011191?t’+112129,其中Q’、d’、R’、R R’、Θ’、?t’分别为预处理后的甲烷含量、煤层埋藏深度、视电阻率值、伽马伽马、密度、声波时差。
经F检验(F0.1=2128),模拟测井回归效果较显著,复相关系数为016630,数字测井效果显著,相关系数为019999(数据点只有6个),并用模拟测井的数学模型推算了165个未知点的煤层甲烷含量,推算煤层甲烷含量值与实测甲烷含量值基本一致(表2)。
表2 测井解释与实测煤层甲烷含量对比表结果比较样品数Q m ax Q m in Q
?实测值369.060.724.42
推算值1658.031.154.34
注:Q m ax,Q m in,Q
?分别为煤层甲烷含量的最大值,最小值,平均值,单位为c m3 g-1。 2.测井曲线划分煤体结构
煤体结构系煤层在构造应力作用下形变的产物,是煤层渗透率的间接反映,按煤体结构破坏的强弱依次划分为原生结构煤-碎裂煤、碎斑煤、糜棱煤(碎粉煤)。
以往人们对煤体结构资料的获取主要靠井下实际编录和钻孔取心,井巷编录对未采区的资料无法获得。钻孔取心常因构造煤松软,取心率低,进行煤体结构分析准确度不高。测井曲线评价煤体结构是一种崭新的思路和方法。
测井曲线评价煤体结构,基于各类煤体结构间存在着物性差异。一般地,随着煤体遭受构造破坏程度的增加,其视电阻率、声波时差增大;孔隙、裂隙发育、密度减少、伽马伽马曲线反映明显;单位体积内放射物质含量减少,自然伽马表现为低异常。本次利用测井响应值将煤体结构划分为原生结构煤-碎裂煤、碎斑煤、碎粉煤(糜棱煤)3种类型。
在测井柱状图上对煤层按1m或015m的间隔采集一组测井响应值,按前述方法进行数据处理,利用聚类分析的方法划分出宿南向斜3#、7#、8#、10#的煤体结构类型(图3)。井下观察3#煤下部为碎裂煤,上部为原生结构煤;8#煤下部为碎斑煤,中部为糜棱煤,上部为碎裂煤。测井解释3#煤、7#煤、10#煤中部为碎斑煤,下部、上部为原生结构煤-碎裂煤;8#煤下部为原生结构煤-碎裂煤,中部为糜棱煤,上部为原生结构煤。井下观察与测井解释基本一致。
参考文献
1 煤炭科学研究院抚顺研究所.煤矿抽放瓦斯技术译文集.煤炭工业部,1984年
2 M ullen M J.L og Evaluati on in W ell D rilled fo r Coalbed M ethane.Rocky M ountain A ssociati on of Geo logists, 1989:P1132124
3 劳森B L等主编,孙齐元等译.自然伽马、中子和密度测井.
北京:石油工业出版社,1987年
(收稿日期:1998212222 本文编辑 王 环)
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第23卷 第2期傅雪海等:用测井响应值进行煤层气含量拟合和煤体结构划分
题目煤层气的测井评 制作人：刘博彪成杰朱博文崔莎莎 周道琛万程贾凡解冲雷
前言 (1) 0.1研究目的及意义 (1) 0.2煤层气测井的研究现状 (2) 第一章煤层气及储层的基本特征 (4) 1.1 煤层气的储层特征 (4) 1. 2煤层气的赋存状态 (5) 第二章煤层气的测井解释 (6) 2.1 煤储层的测井响应 (6) 2.1.1煤层气的电性特性 (6) 2.2.2 煤层气的测井相应特征 (6) 2.2储层参数的测井评价方法 (7) 2.2.1煤层的深度和厚度 (7) 2.2.2煤的工业分析参数 (8) 2.2.3煤层含气量 (8) 2.2.4渗透率和裂缝孔隙率 (8) 2.2.5岩石力学性质 (8) 2.3 实例分析 (9) 2.3.1 煤层与围岩的识别 (9) 2.3.2 煤的工业分析 (9) 2.3.3 含气量 (12) 2.3.4 渗透性的测井评价 (14) 2.3.5 资料的处理 (15) 第三章结论及建议 (17) 3.1 本文得出的结论 (17) 3.2 煤层气测井技术存在的煤层问题与建议 (17) 参考文献 (18)
前言 0.1研究目的及意义 煤层气俗称煤层甲烷或煤层瓦斯，是有机质在煤化作用过程中生成的、主要以吸附 状态赋存于煤层及其围岩中的可燃气体，其主要成分是甲烷，其次为二氧化碳、氮气等。煤层气是一种自生自储式的天然气资源，与石油及常规天然气藏有所区别，故称为非常 规天然气。 在过去的几十年里，作为一种新型绿色能源，煤层气资源受到世界各国的重视，许 多国家相继加大了对煤层气资源的勘探开发力度。美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯及 英国等国家是较早的将煤层气作为天然气能源进行开发和利用的国家。其中，美国是世 界上开采煤层气最早、煤层气商业性开发最为成功、也是产量最高的国家。 我国煤层气资源丰富，分布广泛，图1-1为我国主要含气区煤层气资源分布情况。 但是，由于我国煤层气勘探开发尚处于起步阶段，煤层气勘探程度普遍偏低。煤岩的组 成组分较为复杂，且各组分含量变化较大，被认为是最复杂的岩石，加之其基质孔隙- 裂缝的双重孔隙系统，共同导致煤层具有很强的非均质性，这给测井解释带来了更大的 多解性和不确定性。 测井方法被广泛应用于煤层气勘探开发过程，主要用于划分煤体宏观结构层深度、厚度及夹研层等)，进行煤质分析，确定煤体的物理参数(孔隙度、渗透率、地层孔隙压力及温度等)，以及结合室内煤心分析化验资料计算煤层含气量等。目前，我国煤层气测井评价水平整体较低，加强对煤层气储层测井评价的基础研究工作，提高煤层气储层测井解释精度，对我国煤层气资源的开发和利用具有重要意义
煤炭的种类及用途 煤炭的分类： 煤主要有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种。 （1）褐煤：多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量较低（因产地煤级不同，发热量差异很大），燃烧时间短，需经常加煤。 （2）烟煤：一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。 （3）无烟煤：有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。 1989年10月，国家标准局发布《中国煤炭分类国家标准》(GB5751-86)，依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度b、煤样透光性P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr，maf等6项分类指标，将煤分为14类。即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1／2中粘煤、气煤、气肥煤、1／3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。 1．无烟煤：高固定碳含量，高着火点（约360～420℃）,高真相对密度（1.35～1.90）,低挥发分产量和低氢含量。除了发电外，无烟煤主要作为气化原料（固定床气化发生炉）用于合成氨、民用燃料及型煤的生产等。一些低灰低硫高HGI的无烟煤也用于高炉喷吹的原料。2．贫煤：煤烟中煤级最高的煤，它的特征是：较高的着火点（350—360℃），高发热量，弱粘结性或不粘结。贫煤主要用于发电和电站锅炉燃料。使用贫煤时，将其与其他一些高挥发分煤配合使用也不失为一个好的途径。 3．贫瘦煤：挥发分低，粘结性较差，可以单独用来炼焦。当与其他适合炼焦的煤种混合时，贫瘦煤的掺入将使焦炭产品的块度增大。贫瘦煤也可用于发电、电站锅炉和民用燃料等方面。典型的贫瘦煤产于山西省西山煤电公司。 4．瘦煤：中度的挥发分和粘结性，主要用于炼焦。在炼焦过程中可能会产生一些胶质物，胶质层的厚度为6—10mm。由瘦煤单独炼焦产生的焦炭，机械强度较高但耐磨强度相对较差。除了那部分高灰高硫的瘦煤，瘦煤经常与其他煤种混合炼焦。 5．焦煤：有很强的炼焦性，中等的挥发分（约16％—28％），焦煤是国内主要用于炼焦的煤种。由焦煤炼成的焦炭具有非常优良的性质，焦煤主要产于山西省和河北省。 6．肥煤：中等或较高的挥发分（约25％—35％）和很强的粘结性，主要用于炼焦（一些高灰高硫的肥煤用来发电）。与其他煤级的煤相比，肥煤一般具有较高的硫含量。 7．1/3焦煤：介于焦煤、气煤和肥煤之间，具有较高的挥发分（类似于气煤），较强的粘结性（类似于肥煤）和很好的炼焦性（类似于焦煤），这也是它被称为1/3焦煤的原因。1/3焦煤由于其产量高而主要用于炼焦和发电。 8．气肥煤：高挥发分（接近于气煤）和强的粘结性（接近于肥煤），它适用于焦化作用产生的城市燃气和与其他煤种混合炼焦以增加煤气、焦油等副产品的产量。气肥煤的显微组成与其他煤种有很大的差异，壳质组的含量相对较高。 9．气煤：很高的挥发分和中度的粘结性，主要用于炼焦和发电。典型的气煤产于辽宁省。
煤的化学结构及其研究方法 煤，从化学组成上来说，是由大量具有不同分子量的分子组成的混合物；从岩石学角度来说，是由不同显微煤岩组分组成的；从结构化学来看，是一种短程有序、长程无序，且具有层次结构的非晶态固体物质；从成因来看，具有阶段性演化特征，即从褐煤经烟煤至无烟煤的演化，其物理、化学性质的演变具有阶段性演化的特点。 一煤结构的概念 煤结构研究主要包括两方面的内容：一是煤的化学结构，二是煤的物理结构。 （1）煤的化学结构是指在煤的有机分子中，原子相互联结的次序和方式。从煤的元素组成上看，煤主要由碳、氢、氧、氮、硫五种元素组成，此外还有微量的磷、氯和某些金属元素，其中碳含量大于50%，多数含量在75%~95%之间，所以煤具有高碳物料的特征。 （2）煤的物理结构，传统的物理结构指煤的孔隙结构，主要是指其相界面间空隙及芳香层间的层间隙。一般用孔隙率、比表面积、孔径分布、孔隙模型等来表征。煤的孔隙结构实质上是由煤的化学结构决定的。这是因为，煤的芳烃族和官能团之间参差不齐的排列形成了内部空隙，使煤成为多孔性物质。 （3）煤的岩相组成，从岩相学和矿物学观点上认识煤，可以认为煤是一种固体可燃有机岩。在宏观上，可以将煤区分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭四种煤岩成分；在微观上，其有机显微组分在国际上划分为镜质组、丝质组和稳定组三种组分。 煤不同于一般的高分子有机化合物，它具有特别的复杂性、多样性和不均一性。及时在同意小块煤中，也不存在一个统一的化学结构。 二煤结构的研究方法 长期以来人们对煤的化学结构的研究方法可以归纳为物理化学方法、化学方法、物理方法。 1.物理化学研究方法 物理化学研究方法，如溶剂抽提、吸附性能和物化特性法等。溶剂抽提法是研究煤的组成、结构的最早方法之一，其理是利用溶剂的授、受电子能力使小分子相释放出来的过程，通过逐级抽提，分析抽提可溶物与不溶物，找出它们与煤结构之间的关系，提出相应的煤结构模型。该法主要用来研究泥炭、褐煤的化学
2 煤炭分级与分类常识 一、煤炭分级 按目前国家标准，以灰分作为划分煤炭级别的标准，灰分小于12 . 5 ％的煤炭，称为冶炼用炼焦精煤；灰分在12 . 51 ％一16 ％的煤炭，称为其它用精煤。动力用煤通称动力煤．冶炼用炼焦精煤分级以A =5 . 01 ％一5 ％为一级精煤，以0 . 5 ％的灰分为一个级差，依次上升，共分十五级，如A =5 . 51 毛0 ％为二级精煤：其它用炼焦精煤，以A=12 . 51 ％-13 为一级其它精煤，以0 .5 ％的灰分为一个级差，依次上升，共分七级，如A=13.01 ％一14 % 为二级其它精煤，等等．动力煤分级以如A = 4 . 01 ％一5 ％为一级动力煤，以1％的灰分为一个级差，依次上升至A = 40 % ，共分三十六级，如混煤A =20 ％一21 % ，为十七级动力煤，等等。 二、煤炭分类及代号 主要分类标准依据为可燃基挥发分、粘结指数、胶质层厚度，煤炭共分14 个品种： ( 1 ）无烟煤（WY ）。 无烟煤挥发分产率低，固定碳含量高，密度大（密度最高可达1 . 90g / cm3 ) ，硬度大，燃点高，燃烧时不冒烟。对这类煤又分为：01 号无烟煤为年老无烟煤：02 号无烟煤为典型无烟煤：03 号无烟煤为年轻无烟煤。北京、晋城、阳泉三矿区的无烟煤分别为01 号、02 号、03 号无烟煤。无烟煤主要是民用和合成氨的造气原料，而且还可以制造各种碳素材料，某些优质无烟煤制成的航空用型煤可用于飞机发动机和车辆马达的保温。目前我国攻克白煤炼焦技术难关，年产120 万t 的无烟煤炼焦项目已在山西高平开工。 ( 2 ）贫煤（PM )贫煤是煤化度最高的一种烟煤，不粘结或微具粘结性．在层状炼焦炉中不结焦．燃烧时火焰短，耐烧，主要是用为发电燃料，也可民用和工业锅炉的配煤。山东淄博矿区有典型的贫煤。
第三章煤的结构 煤的结构包括煤有机质的化学结构(大分子结构)和煤的物理空间结构。研究煤的结构，不仅具有重要的理论意义，而且对于煤炭加工利用具有重要的指导意义。由于煤炭组成的复杂性、多样性、非晶质性和不均匀性，所以将煤分离成为简单的化合物并研究其结构是一件非常困难的事情。虽然科学家对煤的结构做了长期、大量的研究工作，并取得了长足进展，但遗憾的是，迄今为止尚未明了煤结构的全貌，只是根据实验结果和分析推测，提出了若干煤的结构模型。本书重点介绍煤分子结构研究的结论。 第一节煤的大分子结构 一、煤大分子结构的基本概念 煤的有机质是由大量相对分子质量不同、分子结构相似但又不完全相同的“相似化合物”组成的混合物。根据实验研究，煤的有机质可以大体分为两部分:一部分是以芳香结构为主的环状化合物，称为大分子化合物;另一部分是以链状结构为主的化合物，称为低分子化合物。前者是煤有机质的主体，一般占煤有机质的90%以上，后者含量较少，主要存在于低煤化程度的煤中。煤的分子结构通常是指煤中大分子芳香族化合物的结构。煤的大分子结构十分复杂，一般认为它具有高分子聚合物的结构，但又不同于一般的聚合物，它没有统一的聚合单体。 研究表明，煤的大分子是由多个结构相似的“基本结构单元”通过桥键连接而成的。这种基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，它可分为规则部分和不规则部分。规则部分由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环(含氮、氧、硫等元素)缩聚而成，称为基本结构单元的核或芳香核;不规则部分则是连接在核周围的烷基侧链和各种官能团;桥键则是连接相邻基本结构单元的原子或原子团。随着煤化程度的提高，构成核的环数不断增多，连接在核周围的侧链和官能团数量则不断变短和减少。
煤炭化验煤炭化验 、有关标准及规程GB 482-1981 煤层煤样采取方法 GB 481-1964 生产煤样采取方法 GB 475-1983 商品煤样采取方法 GB 474-1983 煤样制备方法 GB 212-1977 煤的工业分析方法 GB 476-1979 煤的元素分析方法 GB 5447-1985 烟煤粘结指数测定方法 GB 479-1964 烟煤胶质层指数测定方法 GB 5450-1985 烟煤奥亚膨胀计试验 GB 2566-1981 年轻煤的透光率测定方法 GB 213-1979 煤的发热量测定方法 GB 4632-1984 煤的最高内在水分测定方法 煤炭部颁布（1979）煤炭资源勘探煤样采取规程 二、分类参数（1、本标准按煤的煤化程度及工艺性能进行分类。 2、采用煤的煤化程度参数来区分无烟煤、烟煤和褐煤。 3、无烟煤煤化程度的参数采用干燥无灰基挥发分和干燥无灰基氢含量作为指标，以此来区分无烟煤的小类。 4、采用两个参数来确定烟煤的类别，一个是表征烟煤煤化程度的参数，另一个是表征烟煤粘结性的参数。 烟煤煤化程度的参数采用干燥无灰基挥发分作为指标。烟煤粘结性的参数，根据粘结性的大小不同选用粘结指数、胶质层最大厚度（或奥亚膨胀度）作为指标，以此来区分烟煤中的类别。 5、褐煤煤化程度的参数，采用透光率作为指标，用以区分褐煤和烟煤，以及褐煤中划分小类。并采用恒湿无灰基高位发热量为辅来区分烟煤和褐煤。 三、煤类的划分和编码 1、种类煤用两位阿拉伯数码表示。十位数系按煤的挥发分分组，无烟煤为0，烟煤为1～4，褐煤为5。个位数，无烟煤类为1～3，表示煤化程度；烟煤类为1～6，表示粘结性；褐煤类为1～2，表示煤化程度。 2、按中国煤炭分类表和图进行编码和分类。 2.1煤炭分类总表（表1）
第33卷 第1期 2009年2月 测 井 技 术 WELL LO GGIN G TECHNOLO GY Vol.33 No.1Feb 2009 基金项目:国家科技大专项大型油气田及煤层气开发课题煤层气地球物理测井技术研究(2008ZX50352002)作者简介:张松扬,男,1963年生,博士,高级工程师,现为煤层气地球物理测井技术研究课题组组长。 文章编号:100421338(2009)0120009207 煤层气地球物理测井技术现状及发展趋势 张松扬 (中国石化石油勘探开发研究院,北京100083) 摘要:在煤层气勘探开发中,地球物理测井是识别煤层、分析煤层特性、评价煤层气储层的重要手段。煤层气储层具有非均质性和各向异性较强、孔隙结构复杂的特点,常规油气勘探中测井解释评价的基本模型在煤层气解释中不能直接套用,必须建立适合煤层气测井的解释方法和模型,才能对煤层气做出正确评价。通过煤层气勘探开发测井技术应用调研,对煤层气测井采集技术、解释评价技术及面临的技术难题进行了阐述,指出当前煤层气勘探开发测井技术的发展趋势。认为我国未来煤层气测井技术的发展将向成像测井技术的应用、煤心刻度测井技术的应用,井中和井间地球物理技术的结合等方向发展。关键词:测井技术;煤层气;解释评价;发展趋势中图分类号:P631.81 文献标识码:A Actualities and Progresses of Coalbed Methane G eophysical Logging T echnologies ZHAN G Song 2yang (Petroleum Exploration and Production Research Institute ,SINOPEC ,Beijing 100083,China ) Abstract :The geop hysical logging technologies are important means to identify coal bed ,analyze coal bed t rait and evaluate t he coalbed met hane reservoir in t he process of coalbed met hane explo 2ration and develop ment.The conventional log interp retation and evaluation models for oil explo 2ration can not be directly used in coalbed met hane evaluation ,because t he coalbed met hane reser 2voir is different from t he oil reservoir in t he following aspect s.It has higher heterogeneity ,higher anisot ropy ,and more complex porosity.The interpretation met hod and model suitable to t he coalbed met hane logging should be established to correctly evaluate t he coalbed met hane reser 2voir.After st udying t he coalbed met hane exploration and develop ment technologies in recent years ,expounded are data acquisition technology ,data interp retation technology in coalbed met h 2ane logs ,t he technology challenges we face and coalbed gas develop ment t rend.It is believed t hat t he coalbed met hane log technology in China should make p rogress by applying imaging logging ,coal core calibration logging ,and combined in 2well and between 2well seismic technologies.K ey w ords :logging technology ,coalbed met hane ,interp retation &evaluation ,develop ment t rend 0 引 言 地球物理测井是煤层气勘探开发配套工艺技术之一,可以提供高精度的煤层气储层测井地质信息。开展煤层气地球物理测井评价技术的研究具有重要意义和广阔应用前景[1210]。近年来,我国煤层气地球物理测井技术研究已取得长足发展[11220]。原地质 矿产部华北石油地质局数字测井站自1991年率先开始在安徽淮南、河南安阳、山西柳林等地区开展了地球物理测井在煤层气储层评价中的应用研究,取得了定性识别煤层特性等方面的一些进展[5,11212]。中国石油集团测井有限公司自1997年开始,先后在山西大城、晋城、吴堡、大宁-吉县和安徽淮北地区对煤系地层应用测井新技术开展相应的煤层气储层
煤质指标的分级 中国煤炭分类 (2008-06-19 10:04:30)
??中国煤炭分类： 首先按煤的挥发分，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤； 对于褐煤和无烟煤，再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类； 烟煤部分按挥发分>10%~20%、>20%~28%、28%~37和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。 关于烟煤粘结性，则按粘结指数G区分：0~5为不粘结和微粘结煤；>5~20为弱粘结煤；>20~50为中等偏弱粘结煤；>50~65为中等偏强粘结煤；>65则为强粘结煤。对于强粘结煤，又把其中胶质层最大厚度Y>25mm或奥亚膨胀度b>150%（对于Vdaf>28%的烟煤，b>220%）的煤分为特强粘结煤。 在煤类的命名上，考虑到新旧分类的延续性，仍保留气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个煤类。 ????在烟煤类中，对G>85的煤需再测定胶质层最大厚度Y值或奥亚膨胀度B值来区分肥煤、气肥煤与其它烟煤类的界限。当Y值大于25mm时，如Vdaf>37%，则划分为气肥煤。如Vdaf<37%，则划分为肥煤。如Y值<25mm，则按其Vdaf值的大小而划分为相应的其它煤类。如Vdaf>37%，则应划分为气煤类，如Vdaf>28%-37%，则应划分为1/3焦煤，如Vdaf在于28%以下，则应划分为焦煤类。 ????这里需要指出的是，对G值大于100的煤来说，尤其是矿井或煤层若干样品的平均G值在100以上时，则一般可不测Y值而确定为肥煤或气肥煤类。 ????在我国的煤类分类国标中还规定，对G值大于85的烟煤，如果不测Y值，也可用奥亚膨胀度B值（%）来确定肥煤、气煤与其它煤类的界限，即对Vdaf<28%的煤，暂定b值>150%的为肥煤；对Vdaf>28%的煤，暂定b值>220%的为肥煤（当Vdaf值<37%时）或气肥煤（当Vdaf值>37%时）。当按b值划分的煤类与按Y值划分的煤类有矛盾时，则以Y值确定的煤类为准。因而在确定新分类的强粘结性煤的牌号时，可只测Y值而暂不测b值。 （中国煤煤分类国家标准表）
山西煤层气测井解释方法研究 一煤层电性响应特征 煤层是一种特殊沉积岩，煤层在煤热演化过程中主要产生的副产品是甲烷和少量水，而煤的颗粒细表面积大，每吨煤在0.929×108m2以上，因此煤层具有强吸附能力，所以煤层的甲烷气含量和含氢指数很高。由于煤层的上述特性，反映在电性曲线上的特征是“三高三低”。 三高是：电阻率高、声波时差大、中子测井值高（图1）。 三低是：自然伽马低、体积密度低、光电有效截面低。 根据多井资料统计，煤层的双侧向电阻率变化一般100—7000Ω·m，变质程度差的煤层电阻率一般30—350Ω·m。 测井曲线反映煤层的声波时差一般370—410μs/m；中子值30%—55%；自然伽马一般20—80API；密度测井值1.28—1.7g/cm3；光电有效截面0.35—1.5b/e之间。 不同类型的煤，在电性上的响应有较大的变化。表1中列出了几种煤类与测井信息的响应值。 表1 不同煤类骨架测井响应值
图1 晋1-1井煤层电性典型曲线图
二煤层工业参数解释 煤的重要参数有：煤层有效厚度、镜质反射率、含气量、固定碳、水分、灰分、挥发分等，这些参数是研究煤层组分，评价煤层气的地质勘探、工业分析及经济效果的依据。上述参数一般由钻井取芯后对煤层岩心进行实验测定得出。 1、煤层厚度划分 煤层有效厚度根据电性曲线对煤层的响应特征，以自然伽马和密度或声波时差曲线的半幅度进行划分（见图1），起划厚度为0.6m。2、含气量计算 煤层含气量与煤层的厚度、煤的热演化程度、煤层深度、温度和压力等参数有密切的关系，由于煤的内表面积大，储气能力高，据国外资料统计，煤层比相同体积的常规砂岩多储1～2倍以上的天然气，相当于孔隙度为30%的砂岩含水饱和度为零时的储气能力。据此应用气体状态方程和煤层密度计算含气量： P1V1＝RT1（1） P2V2＝RT2 （2） 则V1＝T1·P2·V2/ P1T2（3） 式中：P1——地面压力，0.1MPa； V1——地面气体体积，m3； T1——地面绝对温度，273.15℃+15℃；
因其具有改善能源结构，缓解能源压力，保障煤矿安全生产，保护环境等优点，近年来，煤层气开发利用成为能源勘探的一个亮点。为进一步加大煤层气抽采利用力度，强化煤矿瓦斯治理，减轻煤矿瓦斯灾害，国务院办公厅于2006年6月发布了《关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见》。在煤炭资源勘探日趋减少的情况下，煤层气勘探给煤炭地质勘探带来了一个新的发展机遇。 1煤层气测井现状 ①早先国内各大石油勘探局（公司）凭着技术、 仪器设备的优势和固井、射孔、压裂方面的能力，率先进入煤层气测井市场，测井项目、测井参数、报告格式均按照石油测井模式进行。现行的唯一一个煤层气测井规程--《煤层气测井作业规程》（中联煤层气有限责任公司企业标准Q/CUCBM 0401-2002）基本照搬了石油测井的标准。测井仪器系统有CSU- D 、SKD-3000、SKH-2000、SKN-3000等等。 ②随着煤层气测井市场的不断扩大，许多煤田 勘探测井队伍进入煤层气测井市场，测井仪器设备主要有美国蒙特系列Ⅲ数字测井仪、渭南煤矿专用设备厂的TYSC 型和北京中地英捷物探仪器研究所的PSJ-2型数字测井仪系统。 2煤层气测井仪器对比分析 ①石油测井仪器设备具有组合化程度高、可测 参数多等优点，如感应测井、地层产状测井、微球聚焦等仪器。但仪器体积大、笨重，施工成本高，采样间隔大，解释精度低。 ②美国蒙特系列Ⅲ数字测井系统方法仪器多， 配备有中子、全波列、产状仪等，基本可以满足煤层气测井参数要求；渭南煤矿专用设备厂的TYSC 型数字测井仪需要另外配备其它仪器厂的补偿中子、双侧向、全波列等测井探管；北京中地英捷物探仪器研究所基本可以配全煤层气测井仪器系统。这些煤田测井仪器设备均具有轻便灵活的特点，虽然组合化程度比石油测井仪器低，但对于煤层气钻孔只是 n ×100m 的孔深来说，效率并不低，而采样间隔密，解 释精度高，施工成本低，适用于煤层气测井。 3测井地质成果 煤层气测井的主要地质任务为： ①划分钻井岩性，进行岩性分析；②确定煤层的深度、厚度及其结构； ③进行煤质分析，计算目的煤层的固定碳、灰 分、水分及挥发份，计算目的煤层的含气量； ④进行含水性、渗透性分析； ⑤测量钻井的井斜角和方位角，计算钻孔歪斜 情况； ⑥测量井温，了解储层温度； ⑦检查固井质量，评价水泥环的胶结情况等。 对于钻井岩性的划分和煤层深度、厚度及其结构的确定，可以说是煤田测井仪器的强项，其较高的仪器分辨率可以划分煤层中10cm 左右的夹矸，井温、井斜测量也可以进行连续测量。在煤质分析、碳、灰、水及含气量计算中，其关键是选择计算参数。在一个地区实施煤层气测井，要尽量收集目的煤层的各项实验室指标，并将其与测井的各项参数进行对比，找出相关关系，以便使测井计算出的煤层各项指标更客观、更接近实际。 作者简介：赵保中（1956—），男，物探工程师，长期从事地球物理测 井、地质勘探等工作。 浅谈煤层气测井技术 赵保中，郑应阁，吴正元 （河南省煤田地质局二队，河南洛阳471023） 摘要：目前用于煤层气测井的主要设备有美国蒙特系列Ⅲ数字测井仪、渭南煤矿专用设备厂TYSC 型和北京中地英捷物探仪器研究所PSJ-2型数字测井仪系统。煤层气裸眼井常测的参数有自然伽马、长短源距人工伽马、自然电位、双侧向、双井径、声波、补偿中子、井温、井斜等，而固井质量检查测井则用自然伽马、声幅、声波变密度和磁定位等方法。受井径过大的影响，密度三侧向测井、声速和补偿中子测井会存在较大误差。另外《煤层气测井作业规程》是单一企业标准，其中有些规定在实际执行过程中存在诸多问题，需在实践中进行修正。关键词：测井仪器；测井方法；固井；测井规范；煤层气中图分类号：P631.8 文献标识码：A 文章编号：１674－1803（２００8）12－００32－０2 中国煤炭地质 COAL GEOLOGY OF CHINA Vol．20No．12Dec ．２００8 第20卷12期２００8年12月
煤质指标的分级
中国煤炭分类(2008-06-19 10:04:30) 中国煤炭分类： 首先按煤的挥发分，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤； 对于褐煤和无烟煤，再分别按其煤化程度和工业利用的特点分为2个和3个小类； 烟煤部分按挥发分>10%~20%、>20%~28%、28%~37和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。 关于烟煤粘结性，则按粘结指数G区分：0~5为不粘结和微粘结煤；>5~20为弱粘结煤；>20~50为中等偏弱粘结煤；>50~65为中等偏强粘结煤；>65则为强粘结煤。对于强粘结煤，又把其中胶质层最大厚度Y>25mm或奥亚膨胀度b>150%（对于Vdaf>28%的烟煤，b>220%）的煤分为特强粘结煤。 在煤类的命名上，考虑到新旧分类的延续性，仍保留气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个煤类。 在烟煤类中，对G>85的煤需再测定胶质层最大厚度Y值或奥亚膨胀度B 值来区分肥煤、气肥煤与其它烟煤类的界限。当Y值大于25mm时，如Vdaf>37%，则划分为气肥煤。如Vdaf<37%，则划分为肥煤。如Y值<25mm，则按其Vdaf值的大小而划分为相应的其它煤类。如Vdaf>37%，则应划分为气煤类，如Vdaf>28%-37%，则应划分为1/3焦煤，如Vdaf在于28%以下，则应划分为焦煤类。 这里需要指出的是，对G值大于100的煤来说，尤其是矿井或煤层若干
样品的平均G值在100以上时，则一般可不测Y值而确定为肥煤或气肥煤类。 在我国的煤类分类国标中还规定，对G值大于85的烟煤，如果不测Y值，也可用奥亚膨胀度B值（%）来确定肥煤、气煤与其它煤类的界限，即对Vdaf<28%的煤，暂定b值>150%的为肥煤；对Vdaf>28%的煤，暂定b 值>220%的为肥煤（当Vdaf值<37%时）或气肥煤（当Vdaf值>37%时）。当按b值划分的煤类与按Y值划分的煤类有矛盾时，则以Y值确定的煤类为准。因而在确定新分类的强粘结性煤的牌号时，可只测Y值而暂不测b值。 （中国煤煤分类国家标准表）
煤炭分类国家标准表 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
中国煤炭分类国家标准表 [2006-7-26] 1.概述 煤炭是远古植物残骸没入水中经过生物化学作用，然后被地层覆盖并经过物理化学与化学作用而形成的有机生物岩。它的主要用途是作为工业的动力燃料的化工产业原材料。 煤炭是地球上蕴藏量最丰富分布地域最广的化石燃料。据世界能源委员会的评估，世界煤炭可采资源量达4．84×104亿t标准煤，占世界化石燃料可采资源量的％。据《1997世界能源统计评论》统计，至1996年底，世界煤炭探明的可采储量为×104亿t，储采比为224年，其中七位储量最大的国家依次为美国、中国、澳大利亚、印度、德国、南非和波兰。 中国煤炭资源分布面广，除上海市外，全国30个省、市、自治区都有不同数量的煤炭资源。 2.煤炭种类 在漫长的地质演变过程中，煤田受到多种地质因素的作用；由于成煤年代、成煤原始物质、还原程度及成因类型上的差异，再加上各种变质作用并存，致使中国煤炭品种多样化，从低变质程度的褐煤到高变质程度的无烟煤都有储存。按中国的煤种分类，其中炼焦煤类占％，非炼焦煤类占％。前者包括气煤（占％），肥煤（占3．53％），主焦煤（占％），瘦煤（占4．01％），其它为未分牌号的煤（占 0．55％）；后者包括无烟煤（占10．93％），贫煤（占5．55 ％），弱粘煤（占1．74％），不粘煤（占％），长焰煤（占12．52％），褐煤（占12．76％），天然焦（占0．19％），未分牌号的煤（占13．80％）和牌号不清的煤（占1．06％）。 3.煤质特征 判别煤炭质量优劣的指标很多，其中最主要的指标为煤的灰分含量和硫分含量。一般陆相沉积，煤的灰分、硫分普遍较低；海陆相交替沉积，煤的灰分、硫分普遍较高。 中国煤炭灰分普遍较高，秦岭以北地区，晋北、陕北、宁夏、两淮、东北等地区，侏罗纪煤田为陆相沉积，煤的灰分一般为 10％～20％，有的在10％以下，硫分一般小于1％，东北地区硫分普遍小于0．5％。中国北方普遍分布的石灰纪、秦岭以南地区、湖南的黔阳煤系、湖北的梁山煤系等属海陆交替沉积的煤，灰分一般达15％～25％，硫分一般高达2％～5％。
煤层气地面开采安全规程 第一章总则 第一条为加强煤层气地面开采的安全管理，保护工作人员、煤层气井和设备的安全，防止生产安全事故，根据《中华人民全生产法》等法律法规，制定本规程。 第二条在中华人民国境从事与煤层气地面开采相关的设计、钻井、固井、测井、压裂、排采、集输、压缩等活动必须遵守本规程；煤矿井下瓦斯抽采和低浓度瓦斯输送另行规定。 第三条煤层气地面开采企业以及承包商（以下统称煤层气企业）必须遵守国家有关安全生产的法律、法规、规章、规程和标准、技术规。 第四条煤层气企业必须建立健全安全生产管理机构，制定各项安全管理制度及操作规程，落实安全生产责任制。根据相关规定设置专职安全生产管理人员，配备足够的安全生产设备和装备。 第五条煤层气企业的主要负责人对本单位的安全生产工作全面负责。主要负责人及安全生产管理人员必须经培训获得相应的安全书。 第六条煤层气企业应当进行全员安全生产教育和培训，普及安全生产法规和安全生产知识，现场作业人员必须经过专业的安全
培训且考核合格才能上岗。其中属于特种作业人员的，应按照《生产经营单位安全培训规定》的要求，考试合格取得特种作业人员操作证。 第七条煤层气企业应当按规定提取、使用满足安全生产需要的安全生产费用，保障煤层气地面开采安全生产投入和安全生产条件。 第八条煤层气企业工会依法组织职工参加本单位安全生产工作的管理和监督，维护职工在安全生产方面的合法权益。 职工有权制止违章作业，拒绝违章指挥。当工作地点出现险情时，职工有权立即停止作业，撤到安全地点；当险情没有得到处理不能保证人身安全时，职工有权拒绝作业。 第九条煤层气企业应制定各类事故应急预案，并定期演练、及时修订。发生事故后，煤层气企业应按规定及时报告并立即采取有效措施组织救援，防止事故扩大，避免人员伤亡和减少财产损失。 第十条在煤层气地面开采区域存在煤矿矿井时，根据“先采气后采煤”的原则，煤层气企业和煤矿企业双方应及时沟通煤层气地面开采项目的方案和煤矿开采计划，共享有关地质资料和工程资料，以确保煤层气企业地面和煤矿企业井下安全生产。 第二章一般规定 第十一条煤层气地面开采项目必须按照有关规定进行安全评价。评价时应系统地识别和确定潜在危险，并充分考虑作业容、环
中国煤炭分类国家标准表 判别煤炭质量优劣的指标很多，其中最主要的指标为煤的灰分含量和硫分含量。一般陆相沉积，煤的灰分、硫分普遍较低；海陆相交替沉积，煤的灰分、硫分普遍较高。 中国煤炭灰分普遍较高，秦岭以北地区，晋北、陕北、宁夏、两淮、东北等地区，侏罗纪煤田为陆相沉积，煤的灰分一般为 10％～20％，有的在10％以下，硫分一般小于1％，东北地区硫分普遍小于0．5％。中国北方普遍分布的石灰纪、秦岭以南地区、湖南的黔阳煤系、湖北的梁山煤系等属海陆交替沉积的煤，灰分一般达15％～25％，硫分一般高达2％～5％。 广西合山、四川上寺等地的晚二叠纪煤层属浅海相沉积煤，硫分可高达6％～10％以上。 据统计，中国灰分小于10％的特低灰煤仅占探明储量的17％左右。大部分煤炭的灰
分为10％～30％。硫分小于1％的特低硫煤占探明储量的43．5％以上，大于4％的高硫煤仅为2．28％。中国的炼焦用煤一般为中灰、中疏煤，低灰和低硫煤很少。炼焦用煤的灰分一般都在20％以上；硫分含量大于2％的炼焦用煤占20％以上。中国炼焦用煤的另一大特点是：硫分越高，煤的动结性往往越强，其可选性一般较差。 中国褐煤多属老年褐煤。褐煤灰分一般为20％～30％。东北地区褐煤硫分多在1％以下，广东、广西、云南褐煤硫分相对较高，有的甚至高达8％以上。褐煤全水分一般可达20％～50％，分析基水分为10％~20％，低位发热量一般只有11．71～16．73MJ／kg。中国烟煤的最大特点是低灰、低硫；原煤灰分大都低于15％，硫分小于1％。部分煤田，如神府、东胜煤田，原煤灰分仅为3％一5％，被誉为天然精煤。烟煤的第二个特点是煤岩组分中丝质组含量高，一般在40％以上，因此中国烟煤大多为优质动力煤。中国贫煤的灰分和硫分都较高，其灰分大多为15％-30％，流分在1．5％-5％之间。贫煤经洗选后，可作为很好的动力煤和气化用煤。 中国典型的无烟煤和老年无烟煤较少，大多为三号年轻无烟煤，其主要特点是，灰分和硫分均较高，大多为中灰、中硫、中等发热量、高灰熔点，主要用作动力用煤，部分可作气化原料煤。
操作规程编号：YTO-FS-PD482 煤层气地面开采安全规程通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
煤层气地面开采安全规程通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 第一章总则 第一条为了加强煤层气地面开采的安全管理，预防和减少生产安全事故，保障从业人员生命健康和财产安全，根据《中华人民共和国安全生产法》等法律、行政法规，制定本规程。 第二条在中华人民共和国境内从事煤层气地面开采及有关设计、钻井、固井、测井、压裂、排采、集输、压缩等活动的安全生产，适用本规程。 国家标准、行业标准对煤矿井下瓦斯抽采和低浓度瓦斯输送安全另行规定的，依照其规定。 第三条煤层气地面开采企业以及承包单位（以下统称煤层气企业）应当遵守国家有关安全生产的法律、行政法规、规章、标准和技术规范，依法取得安全生产许可证，接受煤矿安全监察机构的监察。 国家鼓励煤矿企业采用科学方法抽采煤层气。依法设立的煤矿企业地面抽采本企业煤层气应当遵守本规程，但不需要另行取得安全生产许可证。
煤层气勘探开发测井技术的实际应用研究 随着科学技术的不断进步，对煤层气勘探开发测井技术的应用也提出了更高的要求。然而现阶段煤层气测井技术仍存在一定的问题使其实际应用效果无法真正发挥出来。因此本文将对煤层测井技术的基本概述、存在的问题及其完善策略进行探析 标签：煤层气；勘探开发；测井技术；实际应用 前言：近年来，国内的煤层气测井技术在实际应用中已取得突破性的成就。但相比发多国家对该技术的应用，我国的煤层气测井技术在勘探开发方面仍处于较为落后阶段。因此，如何在测井技术方面进行完善并对其实际应用进行研究具有十分重要的意义。 一、煤层气测井技术的基本概述 煤层气测井技术的发展主要依托于石油与煤田艮期应用的测井技术。其中煤田测井技术使用的方式一般较为简单，往往局限在标定的煤层，而油气的勘探开发主要得益于石油测井，尤其曾经技术逐渐向高精度方向发展，使油藏地质特性能够被准确的描述与分析出来。目前对煤层气测井技术主要集中在采集技术与解释评价技术两方面。在采集技术方面，国内外目前常用的测井技术终端煤层标定通常包括井径、自然伽马、双侧向以及声波时差等方面，另外许多辅助性的技术如自然温度或自然电位等也逐渐应用于实践中。在解释评价技术方面，国内的技术进展可从四个角度分析。首先。评价含煤性过程中，对煤层识别及其厚度的确定比较完善。其次，评价可采性或含气性过程中，南于地区性限制，使用的多为定性分析的方式，因此测井技术在此方面应进一步完善。再次，从处理技术角度，国内所利用的非线性处理技术已取得一定的成就，特别对煤层气储层的评价指标与方法的研究也逐渐趋于完善。最后，综合评价煤层气储层方面，相关的参数如岩石力学、封盖层以及含气量等已有定量的解释，并对勘探开发提出了配套的计算处理程序[l]。 二、煤气层测井技术应用存在的问题分析 根据许多学者研究以及煤层气实际勘探开发活动，测井技术当前存在的问题具体体现在对含气量、热值以及灰分等煤阶的识别、对作业效果及煤层的评价、对生产过程的监控以及技术规范化等方面。 （一）煤储层含气量的计算与煤质的评价 计算煤储层含气量时，常用声波时差以及中子便可对天然气层进行判断，但煤层自身由于孔隙过低且存有大量的水，导致其中的吸附气过少，使得煤储层含气量很难通过现有的方式进行计算。同时，由于煤自身的储存物质较难确定，且地质特点与煤阶的不同对挥发分与灰分的成分也会产生很大的影响，所以计算煤
煤炭分类及代号 主要分类标准依据为可燃基挥发分、粘结指数、胶质层厚度，煤炭共分14 个品种： ( 1 ）无烟煤（WY ）。 尤烟煤挥发分产率低，固定碳含量高，密度大（密度最高可达1 . 90g / cm3 ) ，硬度大，燃点高，燃烧时不冒烟。对这类煤又分为：01 号无烟煤为年老无烟煤：02 号无烟煤为典型无烟煤：03 号无烟煤为年轻无烟煤。北京、晋城、阳泉三矿区的无烟煤分别为01 号、02 号、03 号无烟煤。无烟煤主要是民用和合成氨的造气原料，而且还可以制造各种碳素材料，某些优质无烟煤制成的航空用型煤可用于飞机发动机和车辆马达的保温。目前我国攻克白煤炼焦技术难关，年产120 万t 的无烟煤炼焦项目已在山西高平开工。 ( 2 ）贫煤（PM )贫煤是煤化度最高的一种烟煤，不粘结或微具粘结性．在层状炼焦炉中不结焦．燃烧时火焰短，耐烧，主要是用为发电燃料，也可民用和工业锅炉的配煤。山东淄博矿区有典型的贫煤。 ( 3 ）贫瘦煤（PS ) 贫瘦煤是高变质、低挥发分、弱粘结性的一种烟煤。结焦性较典型瘦煤差，单独炼焦时．生成的焦粉较多。配煤炼焦时，配入一
定比例贫瘦煤也能起到瘦煤的瘦化作用，对提高焦炭的块度能起到良好的作用。这类煤也是发电、机车、民用及其他工业炉窑的较好燃料。河南省的鹤壁矿区就有典型的贫瘦煤。 ( 4 ）瘦煤（SM ) 瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。在炼焦时能产生一定量的胶质体．单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎性较好的焦炭，但焦炭的耐磨性较差；作为炼焦配煤使用时效果较好。高灰、高硫的瘦煤一般只作为电厂及锅炉燃料。峰峰四矿产典型的痰煤。 ( 5 ）焦煤（JM ) 焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘性的一种烟煤。由口热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭．其耐磨性也好。但单独炼焦时，产生的膨胀压力大，使推焦困难。作为炼焦配煤使用，效果较好。峰峰五矿、淮北石台矿及西山的西曲等矿井拥有典型的焦煤资源。 ( 6 ）肥煤（FM ) 肥煤是中等、中高挥发分的强粘结性烟煤，加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强度较高的焦炭，其耐磨性有的也较焦煤焦炭好。缺点是单独炼出的焦炭，横裂纹较多，焦根部分常有蜂焦。我国的开滦枣庄是产肥煤的主要矿区．( 7 ) 1/3 焦煤（l/3JM )
题目煤层气的测井评价 制作人：刘博彪成杰朱博文崔莎莎 周道琛万程贾凡解冲雷
前言 (1) 0.1研究目的及意义 (1) 0.2煤层气测井的研究现状 (2) 第一章煤层气及储层的基本特征 (4) 1.1 煤层气的储层特征 (4) 1. 2煤层气的赋存状态 (5) 第二章煤层气的测井解释 (6) 2.1 煤储层的测井响应 (6) 2.1.1煤层气的电性特性 (6) 2.1.2 煤层气的测井相应特征 (6) 2.2储层参数的测井评价方法 (7) 2.2.1煤层的深度和厚度 (7) 2.2.2煤的工业分析参数 (8) 2.2.3煤层含气量 (8) 2.2.4渗透率和裂缝孔隙率 (8) 2.2.5岩石力学性质 (8) 2.3 实例分析 (9) 2.3.1 煤层与围岩的识别 (9) 2.3.2 煤的工业分析 (9) 2.3.3 含气量 (12) 2.3.4 渗透性的测井评价 (14) 2.3.5 资料的处理 (15) 第三章结论及建议 (17) 3.1 本文得出的结论 (17) 3.2 煤层气测井技术存在的煤层问题与建议 (17) 参考文献 (18)
前言 0.1研究目的及意义 煤层气俗称煤层甲烷或煤层瓦斯，是有机质在煤化作用过程中生成的、主要以吸附 状态赋存于煤层及其围岩中的可燃气体，其主要成分是甲烷，其次为二氧化碳、氮气等。煤层气是一种自生自储式的天然气资源，与石油及常规天然气藏有所区别，故称为非常 规天然气。 在过去的几十年里，作为一种新型绿色能源，煤层气资源受到世界各国的重视，许 多国家相继加大了对煤层气资源的勘探开发力度。美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯及 英国等国家是较早的将煤层气作为天然气能源进行开发和利用的国家。其中，美国是世 界上开采煤层气最早、煤层气商业性开发最为成功、也是产量最高的国家。 我国煤层气资源丰富，分布广泛，图1-1为我国主要含气区煤层气资源分布情况。 但是，由于我国煤层气勘探开发尚处于起步阶段，煤层气勘探程度普遍偏低。煤岩的组 成组分较为复杂，且各组分含量变化较大，被认为是最复杂的岩石，加之其基质孔隙- 裂缝的双重孔隙系统，共同导致煤层具有很强的非均质性，这给测井解释带来了更大的 多解性和不确定性。 测井方法被广泛应用于煤层气勘探开发过程，主要用于划分煤体宏观结构层深度、厚度及夹研层等)，进行煤质分析，确定煤体的物理参数(孔隙度、渗透率、地层孔隙压力及温度等)，以及结合室内煤心分析化验资料计算煤层含气量等。目前，我国煤层气测井评价水平整体较低，加强对煤层气储层测井评价的基础研究工作，提高煤层气储层测井解释精度，对我国煤层气资源的开发和利用具有重要意义