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
煤层气地球物理测井技术的思考 发表时间：2018-08-06T10:35:55.557Z 来源：《科技中国》2018年3期作者：唐万亨 [导读] 摘要：近一二十年来，随着大气污染，环保形势越来越严峻，煤层气作为一种热值高，燃烧后清洁，被重新审视，成为国际国内崛起的洁净、优质能源和化工原料。作为传统的煤田地质勘探行业，对煤层气这一新型的非常规能源的开采利用须要引起足够的重视。煤层气可以作为能源利用的开采方法，现在主要参照天然气开采模式，即采用地面钻井抽采。作为非传统能源，煤层气的勘探开采工艺肯定区别于传统煤田的工艺，这对勘探开采中起重要作用的 摘要：近一二十年来，随着大气污染，环保形势越来越严峻，煤层气作为一种热值高，燃烧后清洁，被重新审视，成为国际国内崛起的洁净、优质能源和化工原料。作为传统的煤田地质勘探行业，对煤层气这一新型的非常规能源的开采利用须要引起足够的重视。煤层气可以作为能源利用的开采方法，现在主要参照天然气开采模式，即采用地面钻井抽采。作为非传统能源，煤层气的勘探开采工艺肯定区别于传统煤田的工艺，这对勘探开采中起重要作用的测井工作也提出了新的要求。煤层气作为煤田伴生的一种非传统能源，因其的环保性，越来越受到广泛重视，本文就煤层气勘探开采过程中需要用到的测井技术浅谈下想法。 关键词：煤层气；测井技术；勘探开采 煤层气，指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，俗称“瓦斯”，瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。瓦斯是无色、无味的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg/m3，瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的。瓦斯是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，其主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。如遇明火，即可燃烧，发生“瓦斯”爆炸，直接威胁着矿工的生命安全。因此，矿井工作对“瓦斯”十分重视，除去采取一些必要的安全措施外，有的矿工会提着一个装有金丝雀的鸟笼下到矿井，把鸟笼挂在工作区内。原来，金丝雀对“瓦斯”或其他毒气特别敏感，只要有非常淡薄的“瓦斯”产生，对人体还远不能有致命作用时，金丝雀就已经失去知觉而昏倒。矿工们察觉到这种情景后，可立即撤出矿井，避免伤亡事故的发生。瓦斯爆炸一直是煤矿安全生产的一个重大隐患。近一二十年来，随着大气污染，环保形势越来越严峻，煤层气作为一种热值高，燃烧后清洁，被重新审视，成为国际国内崛起的洁净、优质能源和化工原料。 作为传统的煤田地质勘探行业，对煤层气这一新型的非常规能源的开采利用须要引起足够的重视。煤层气可以作为能源利用的开采方法，现在主要参照天然气开采模式，即采用地面钻井抽采。作为非传统能源，煤层气的勘探开采工艺肯定区别于传统煤田的工艺，这对勘探开采中起重要作用的测井工作也提出了新的要求。下面就煤层气的勘探开采对于测井工作所需要解决的的技术需求，浅谈下想法。 一、勘探过程中的测井 众所周知，气体能够长期保存在地下，有其必要的条件，因而应该从其赋存条件选择合适的测井方法。煤层气作为一种气体，评价其储量，必须有含气量、饱和度、孔隙度、渗透率（绝对渗透率和相对渗透率）、储层压力等。常规的煤田地质测井参数双侧向（DLL）、自然伽玛（GR）、自然电位（SP）、补偿密度（DEN）、补偿声波（AC）、井温（TEMP）、顶角（DEV）、方位角（AZIM）、双井径（CAL）等曲线。这些曲线显然不能满足对煤层气的评价，应引入新的测井参数，对煤层及所赋存的煤层气进行综合评价。补偿中子（CNL）测井，是在贴井壁的滑板上安装同位素中子源和远、近两个热中子探测器，用远、近探测器计数率比值来测量地层含氢指数的一种测井方法。目前广泛使用补偿中子来进行孔隙度测井。利用孔隙度和其它参数结合可以推算出渗透率、饱和度等相关评价参数。这些参数可以有效的对煤层气钻孔中煤层气的储量进行评价。 二、完井开采过程中的测井 固井阶段 煤层气开采井在裸眼井完工后，为了保证抽取生产，需要进行固井完井工艺。在此过程中，需要对固井完井质量进行检查，需要引入水泥胶结测井（CBL）和声波变密度测井（VDL）。两种方法的原理是通过声波幅度进行测井。水泥胶结测井（CBL）可以判断固井水泥环和套管的胶结程度，再引入声波变密度测井（VDL）可以评价水泥环和地层、套管的胶结程度。这些基本上可以解决固井质量评价。基于这两种原理的基础上，最新发展起来了水泥评价测井（CET）和脉冲回声测井（PET）,可以更好的不受外界微小环境及自身所处环境状态的影响，更好的完成水泥胶结评价。 射孔阶段 射孔是采用特殊聚能器材进入井眼预定层位进行爆炸开孔让井下地层内流体进入孔眼的作业活动。煤层气裸眼井固井完成后，需要进行目的层射孔。参考中国石油天然气集团对旗下的五大钻探工程公司（大庆、川庆、西部、渤海、长城）的测井分公司及中国石油天然气集团测井公司的分工，射孔属于测井公司业务的一部分。目前世界各国的射孔技术按输送方式可以分为两类：一是电缆输送射孔；二是油管输送射孔。按其穿孔作用原理可分为子弹射孔技术、聚能式射孔技术、水力喷射射孔技术、机械割缝式射孔技术、复合射孔技术等。煤层气抽采井在固井完成之后，要投入生产阶段，必须要进行目的层的射孔作业，因此射孔作业，也是煤层气测井需要关注的一个方面。 三、结语 煤层气测井是指根据煤层气储层(煤层) 与围岩在岩性物性上的差别，利用自然电位、双侧向（或感应）、微电极、补偿密度、自然伽马、声波时差、声波全波列、中子孔隙度以及井径测井等对其进行测井，煤层不仅是储存甲烷的储层，而且是生成甲烷的源岩。煤层的物理结构是一个双重孔隙，即煤层中有由基质孔隙和裂缝孔隙的孔隙系统，其裂缝孔隙又由主割理(面割理)和次级割理(端割理)组成。煤层甲烷呈三种状态存在于煤中，即以分子状态吸附在基质孔隙的内表面上；以游离气体状态存在于孔隙和裂缝；或溶于煤层的地层水中。由于煤层的物理结构以及煤层气(甲烷)的存储、运移等方面区别于常规天然气，因而传统的常规天然气储层的评价方法不适合于评价煤层气层。综上所述，煤层气测井对于我们传统煤田地质勘探系统的测井工作，面临诸多的新技术、问题和挑战，但是也有我们自身的优势。我们对
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
复杂岩性油气藏的测井系列及解释评价 魏钢王忠东 （辽河石油勘探局测井公司，辽宁盘锦 124011） 摘要：近些年来，在各种碳酸盐岩、火成岩、变质岩等复杂岩性地层中均发现了较为可观的工业油、气藏，但要如何高效、准确的利用测井资料来寻找开发此类油气藏，如何有效地对这类油气藏进行解释评价，仍然是较为复杂的难题。本文针对辽河油田复杂油气藏类型多的特点，充分利用丰富的测井资料及测井新技术对几种复杂岩性油气藏的配套测井系列及测井解释评价提出几点认识。 关键词：复杂油气藏测井系列新技术储层评价 WEI GANG，WANG ZHONGDONG WELL-LOGGING SERIES AND INTERPRETATION TO COMPLICATED OIL AND GAS RESERVOIRS. （Well logging Co.，Liaohe Petroleum Exploration Bureau，Panjin，liaoning 124011 ，China） ABSTRACT: Recent years，considerable industrial oil and gas reservoirs were found in all kinds of carbonatite、igneous rock、metamorphic rock，but how to use well-logging material high efficiently and accurately continue to find these kinds of oil and gas reservoirs ，and how to evaluate these reservoirs is still very complicate difficult problem.According to the feature of various oil and gas reservoir in LiaoHe oil field，efficiently useing abundant well-logging material and advance well-logging technology ,this paper gives some cognitions about well-logging interpretation and well-logging series to several complicate oil and gas reservoirs. Subject Terms: complicate oil and gas reservoir low resistivity sand rock well-logging series advance technology reservoir evaluation 引言 辽河油田含油气储层的岩性多种多样，既有常见的沉积岩，也有岩浆岩和变质岩。具体岩性有砂泥岩、灰岩、白云岩、灰质白云岩、白云质灰岩、泥质白云岩、花岗岩、粗面岩、玄武岩、凝灰岩、辉绿岩、安山岩、英安岩、角砾岩以及石英岩等。其中碳酸盐岩、火成岩、及变质岩复杂岩性地层电阻率普遍较高，三孔隙度曲线接近骨架值，很难反映储层的特征，用常规测井曲线较难判断储层参数（φ,k,Sw），结合测井新技术较为容易地解决了这一困难，针对这些特殊岩性油气藏主要加测了微电阻率扫描成像测井或井周声波成像测井，另外在其中部分井又增加了核磁测井、阵列声波测井,其应用评价效果比较显著。
页岩气储层评价
斯伦贝谢DCS 2010年5月
汇报提纲
页岩气藏特征 页岩气储层评价技术 实例
2 5/18/2010
页岩气藏普遍特点
有机质含量丰富 烃源岩 含吸附和游离状态气体 超低渗 (~100 nD, 0.0001 mD) 低孔 (~ 5%) 含气量大 采收率变化大 生产寿命长( 30-50 年). (Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年) 游离状态天然气的含量变化于20%-85%之间 增产措施：水平井、多级压裂
页岩气藏普遍特点
有机含量丰富的页岩 烃源岩 含吸附和游离状态气体 超低渗 (~100 nD, 0.0001 mD) 低孔 (~ 5%) 含气量大 采收率变化大 和单井产量低 生产寿命长( 30-50 年). (Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年) 游离状态天然气的含量变化于20%-85%之间 增产措施：水平井、多级压裂
采收率 (%) 全球常规气储量：6,300 tcf/178.4万亿方 全球页岩气储量：16，112tcf/456万亿方 中国页岩气储量：3528tcf/99.9万亿方 引：BP Statistical Review of World Energy, June 2008
A O/NA L B
A B L O/NA
Antrim (Michigan) Barnett (Texas) Lewis (New Mexico) Ohio/New Albany
页岩气藏普遍特点
有机含量丰富的页岩 烃源岩 含吸附和游离状态气体 超低渗 (~100 nD, 0.0001 mD) 低孔 (~ 5%) 含气量大 采收率变化大 和单井产量低 生产寿命长( 30-50 年). (Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年) 游离状态天然气的含量变化于20%-85%之间 增产措施：水平井、多级压裂
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
煤层气储层的测井评价方法研究 发表时间：2019-01-07T16:04:11.333Z 来源：《基层建设》2018年第33期作者：王清琢 [导读] 摘要：随着世界经济的加速发展，常规的油气资源开始无法满足我们的生活和社会需求，煤层气、页岩气等非常规能源的勘探开发显得尤为重要。 中石油煤层气有限责任公司韩城分公司陕西韩城 715400 摘要：随着世界经济的加速发展，常规的油气资源开始无法满足我们的生活和社会需求，煤层气、页岩气等非常规能源的勘探开发显得尤为重要。我国煤炭资源量巨大，开展煤层气储层研究必将为我国的社会发展带来重大效益。本文以煤层气储层测井评价为核心展开讨论，对煤层气储层的地质与测井特征展开分析，开展煤层气储层测井评价研究。 关键词：煤层气储层；煤质组分分析；储集参数评价 1.绪论 由于经济迅猛发展，能源短缺问题日益明显。天然气是一种清洁能源，是未来能源发展的重要方向。随着中国对能源需求的增长，天然气的勘探与开发将解决能源在优化结构和供给安全两方面的难题，对实现可持续发展具有重要作用。测井方法作为煤层气储层开发研究工作中的一种手段具有广泛前途。因此，利用地球物理测井解释理论与方法，结合煤层气储层的特性，深入开展煤层体积模型、煤层气吸附机理和吸附规律测井解释方法研究，建立评价系统，具有较高的理论意义和应用价值。 2.煤层气储层的地质与测井特征 2.1煤层气储层的成分与结构特征 煤层气储层可以看成是孔隙-裂隙双重复杂孔隙结构，是固体、液体、气体三相介质共存的地质体。煤层裂隙把煤岩切割成无数个基质块，煤岩含有许多基质孔隙，其比表面很大，成为吸附气体存储的主要场所，煤裂缝被水填充，有少量溶解气存在于水中，也有少量游离气于孔隙-裂隙系统中存在。 煤层气储层中的固体介质就是指煤基质部分，主要成分分为有机质和无机矿物。在光学显微镜下，有机质可以分为镜质组（脆性强，容易产生裂缝，对气体吸附和流体流动有利）和惰质组以及壳质组。无机矿物组分中粘土约占 60%~80%，其余矿物成分有硫化物、氧化物等。无机矿物在基质中呈现颗粒状，偶尔以夹矸出现，导致煤层气储层的强非均质性，同时也影响了裂隙发育以及渗透性和含气性，煤中无机矿物对煤层气的储集以及开发具有负面影响。 煤层气储层中的液体介质就是指煤中的水，包括自由水和束缚水，自由水主要指宏观裂隙、显微裂隙、大中孔隙中的游离水，束缚水主要指强结合水、弱结合水以及微孔中的毛细水。按照水分结构形态划分，可以分为液态水和结合水。当分子间的引力比重力小时，水与周围岩体颗粒之间以物理力学形式连接，形成液态水，包括主要受重力作用形成的重力水和因毛细管作用吸附的毛细水。 2.2煤层气储集特征 煤层气的储集不需要圈闭，甲烷是其主要成分，在煤基质中以吸附态赋存。基质孔隙内表面大，能够给气体分子充足的存储空间。 在煤的裂缝中可能含有气和水，在煤层气开采之前，为了降低裂缝的存储能力，要把裂缝中的水开采出来。脱水过程会导致基质中的气体解吸，扩散并移动到裂缝中。煤层气的运移机理包括： （1）解吸：在煤层气开采之前，是以分子状态在煤颗粒表面（孔隙内表面）吸附着的，煤层气开采时，由于压力的降低，地层能量逐渐衰减，当低于解吸压力之后，吸附气被解吸出来变成游离气。 （2）扩散：吸附气被解吸出来后，由于煤基质与裂缝之间存在不同的气体浓度，导致煤层气开始扩散，气体从浓度高的基质扩散进入浓度低的裂缝。 （3）运移：气体解吸、扩散导致压力梯度发生改变，由于裂缝与井眼之间压力差的存在，使得气体由煤岩裂缝向井眼中运移。 煤层与其他岩性不同的是，在煤基质中赋存的吸附气的特点。能够产生吸附状态气体是因为有不饱和能存在于煤的孔隙表面，气体分子是非极性的，将与不饱和能之间产生吸附力（范德华力），将气体分子吸附。而水分子并不是非极性的，与煤孔隙表面不会产生这种吸附力。 3.煤层气储层测井评价 3.1常规煤层气测井技术 煤层气测井方法的测井系列与油田的测井系列类似，具体划分为以下三种基本类型。 （1）套管井煤层气测井系列 选择合适的测井系列，对整个煤层气勘探开发环节意义重大。国内外前人学者大量理论及实践，对识别煤层和确定煤层厚度有很多借鉴之处，在裸眼井测井系列中，一般选用补偿密度测井、高分辨率密度测井、岩性密度测井；井径测井；自然伽马测井；双感应、双侧向测井；高分辨率感应测井。 对于完成煤岩工业分析、确定煤层的基质孔隙度和裂缝孔隙度、含气饱和度、基质渗透率和裂缝渗透率以及岩石的力学参数等，除了使用密度测井、井径测量、自然伽马测井外，还可额外使用微电阻率测井；双侧向测井、微球型聚焦测井；自然电位测井；补偿中子测井、超热中子测井；微电阻率扫描测井；数组声波测井和声波全波段测井；地球化学测井；碳氧比能谱测井；井下电视；温度测量等测井技术。 （2）套管井煤层气测井系列 考虑到测井理论，尽可能的选择裸眼井测井，会使获得的煤系地层信息尽可能准确。若实际条件不允许或其它各种客观因素致使无法完成裸眼井测井，可选择套管井测井，从而更方便的处理套管井煤层气储层评价问题及对井筒进行动态监测等。由美国的相关实践，对煤层气储层在套管井中的确定、识别煤层厚度及对水泥胶结的监测，可以选择：密度测井、补偿中子测井、脉冲中子测井；自然伽马测井、自然伽马能谱测井；水泥胶结测井、声波变密度测井等测井技术。 （3）生产井煤层气测井系列 煤层气生产测井是进入生产开发阶段之后，人们设计的一种为了掌握该阶段井筒流体的动态参数和井内出现或可能出现的环境故障的测井组合。此测井组合是融合工程测井，以对动态的流体参数测量为主，并辅以一些勘探中常用的测井方法的组合。目前，煤层气生产测
1、测井资料评价孔隙结构 储集岩的孔隙结构特征是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系，对于碳酸盐岩来说其孔隙结构主要是指岩石具有的孔、洞、缝的大小、形状及相互连通关系。储集层岩石的孔隙结构特征是影响储层流体(油、气、水)的储集能力和开采油、气资源的主要因素，因此明确岩石的孔隙结构特征是发挥油气层的产能和提高油气采收率的关键。 常规岩石孔隙结构特征的描述方法主要包括：室内实验方法和测井资料现场评价法。室内实验方法是目前最主要，也是应用最广泛的描述和评价岩石孔隙结构特征的方法，主要包括：毛管压力曲线法(半渗透隔板法、压汞法和离心机法等)、铸体薄片法、扫描电镜法及CT扫描法利用测井资料研究岩石孔隙结构特征则为室内实验开辟了另一条途径，且测井资料具有纵向上的连续性，大大方便了储层孔隙结构的研究。 1.1 用测井资料研究孔隙结构 1.1.1 用电阻率测井资料研究岩石孔隙结构 利用电阻率测井资料研究储层岩石的孔隙结构特征，主要还是建立在岩石导电物理模型和Archie公式的基础之上。 电阻率测井资料反应的是岩石复杂孔隙结构内在不同流体(油、气、水)时的电阻率，因此储层岩石不同的孔隙结构特征一定会对电阻率测井响应产生影响。国内外关于岩石微观孔隙结构模型、物理模型也较多，包括毛管束模型、曲折度模型、电阻网络模型和渗流理论、有效介质理论等。毛志强等采用网络模型模拟岩石孔喉大小及分布、水膜厚度、孔隙连通性等微观孔隙结构特征参数的变化对含两相流体岩石电阻率的影响，得出了影响油气层电阻率变化规律的2个主要因素分别是孔隙连通性(以孔喉配位数表示)和岩石固体颗粒表面束缚水水膜厚度。孔隙连通性差的储集层具有较高的电阻率；相反，当岩石颗粒表面束缚水水膜厚度增加时，储集层的电阻率则明显降低。杨锦林等采用简化的岩石导电物理模型，定义了一个岩石孔隙结构参数S，综合反映了储层孔隙孔道的曲折程度及其大小。如果孔隙孔道越大越平直，S值越大，说明储层条件越好；反之孔隙孔道越小，越曲折，S值越小，说明储层条件越差。利用测井资料求取S的公式为： S=0.564(R w／R0)0.75φ—0.25 (1) 式中：R w为地层水电阻率，Ω·m；R0为岩石100%含水时的电阻率，Ω·m；φ为岩石孔隙度。 Archie公式表明，地层的电阻率因素F主要决定于岩石孔隙度，且与岩石性质、胶结程度和孔隙结构有关。李秋实等研究表明，Archie公式中的电阻率因素F不但与储层孔隙度、孔隙曲折度有关，还与储层的孔喉比有关，孔喉比越小，F值越低。 同时地层电阻率指数n值的大小也主要受储层孔喉比的影响，当储层是孔喉比为1的管状孔时，n最小(等于1)，孔喉比越大，n值越大。n值反映的是储层孔喉比的大小。 1.1.2 用核磁共振测井研究岩石孔隙结构 核磁共振测井是20世纪90年代以来投入使用的最新测井技术之一，它是通过研究地层中孔隙流体的原子核磁性及其在外加磁场作用下的振动特性，来研究各种流体孔隙度，进而评价岩石的孔隙结构。 核磁共振测井测量的信号是由不同大小的孔隙内地层水的信号叠加，经过复杂的数学拟合得到核磁共振T2分布，因此T2的分布反映了岩石孔隙大小的分布，大孔隙内的组分对应长的T2分布，小孔隙组分对应短的T2分布，这就是利用核磁共振测井资料研究储层岩石孔隙结构的基础。目前利用核磁共振测井资料研究地层孔隙结构的方法都是进行室内实验，将岩心的压汞毛管压力曲线和核磁共振T2分布对比，建立其相关性，进而通过核磁共振T2分布，间接地利用岩石的毛管压力分布曲线来研究岩石的孔隙结构。
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℃；
页岩气资源／储量计算与评价技术规范 中华人民共和国地质矿产行业标准 DZ/T 0254-2014页岩气资源／储量计算与评价技术规范 2014-04-17发布2014-06-01实施 中华人民共和国国土资源部发布 前言 本标准按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由中华人民共和国国土资源部提出。 本标准由全国国土资源标准化技术委员会（SAC/TC93)归口。 本标准起草单位：国土资源部矿产资源评审中心石油天然气专业办公室、中国石油天然气股份有限公司、中国石油化工股份有限公司、陕西延长石油（集团）有限责任公司。 本标准主要起草人：陈永武、王少波、韩征、王永祥、耿龙祥、吝文、张延庆、乔春磊、王香增、郭齐军、张君峰、包书景、刘洪林、胡晓春。 本标准由中华人民共和国国土资源部负责解释。 DZ/T 0254-2014 页岩气资源／储量计算与评价技术规范 1 范围 本标准规定了页岩气资源／储量分类分级及定义、储量计算方法、储量评价的技术要求。本标准适用于页岩气资源／储量计算、评价、资源勘查、开发设计及报告编写。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 13610—2003 天然气的组成分析气相色谱法 GB／T 19492—2004 石油天然气资源/储量分类 GB／T 19559—2008 煤层气含量测定方法 DZ／T 0216—2010 煤层气资源/储量规范 DZ／T 0217—2005 石油天然气储量计算规范 SY／T 5895--1993 石油工业常用量和单位（勘探开发部分） SY／T 6098--2010 天然气可采储量计算方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 页岩气shale gas 赋存于富含有机质的页岩层段中，以吸附气、游离气和溶解气状态储藏的天然气，主体上是自生自储成藏的连续性气藏；属于非常规天然气，可通过体积压裂改造获得商业气流。3.2 页岩层段shale layers 富含有机质的烃源岩系，以页岩、泥岩和粉砂质泥岩为主，含少量砂岩、碳酸盐岩或硅质岩等夹层中的致密砂岩气或常规天然气，按照天然气储量计算规范进行计算，若达不到单独开
友谊油田复杂储层测井综合评价方法研究与应用 为进一步提高目标区块水淹层、薄互层和高阻水层的解释精度，提高测井解释符合率，为开发调整决策提供可靠依据，本文以友谊油田为例，通过开展测井曲线标准化、储层四性关系研究、建立油气水层判别标准等工作，建立了一套较为系统的精度更高的测井解释模型和解释标准。 标签：测井曲线标准化；储层四性关系；油气水层判别 1 研究区概况 友谊油田位于羊二庄油田主体部位西南约6km，为赵北断层控制下的一个逆牵引鼻状构造，区域构造属羊二庄断阶带，断层十分发育，含油面积3.7 km2，探明地质储量445×104t。该油田为岩性、构造双重控制的复杂油气藏，储层横向变化大，碳酸岩含量高，受储层物性、钻井、测井等多因素影响，测井解释符合率较低。通过统计历史上51个单试层的试油结果，测井解释符合率仅60.8%，严重制约油田开发效果。因此需建立一套系统的精度更高的测井解释模型和标准，进一步提高目标区块水淹层、薄互层和高阻水层的解释精度，为开发调整决策提供可靠依据。 2 测井曲线标准化 不同测井系列的测井仪器的测量结果可能存在误差，为确保研究工作的準确性及进行多井评价和横向对比，必须对测井曲线进行标准化。 泥浆与地层放射性的差别越大，即泥浆的密度越大，对地层放射性响应的影响与干扰也就越大。井径大小的变化，对自然伽马曲线测量值会产生重要的影响。一般来说，泥浆的放射性明显低于地层，同时又吸收地层自然伽马射线。所以，当井径扩大与泥浆密度增加时，将会造成自然伽马测井曲线数值的显著降低。基于上述考虑，需对自然伽马测井曲线进行井径与泥浆密度校正。 在进行储层“四性”关系研究时，使用的是自然伽马相对值与泥质含量建立关系图版。采用相对值法求泥质含量可消除测井仪器非标准化对测井值的影响，因此求自然伽马相对值本身也就对自然伽马曲线进行标准化。 在友谊油田65口处理井中，选择沙一中的稳定泥岩段进行标准化，基本上该段声波时差在310-320μs/m之间。同时根据所确定的声波时差标准，利用直方图平移技术对所处理井的声波时差曲线进行标准化。例如庄1608-1井在该段的声波时差标准值峰值在320-330μs/m之间，与该段的声波时差标准相差10μs/m，通过直方图平移技术对其进行标准化，保证以后计算的准确性。 3 储层四性关系研究
煤层气储层测井评价技术及应用 随着我国经济实力的不断增长，我国对于煤的使用率在不断的增加，针对煤层的特点，设计出煤层气测井评价技术，来对煤层进行评价。在煤层中主要是煤层储集，其具有双重孔隙的特点，主要是煤的基质微孔和割理（裂缝）系统组成。所以在进行评价时，不能在采用传统的评价技术，这样会导致评价结果出现错误。本文主要通过对过往的国内外煤层气测井技术的发展过程，并针对目前煤层气储层测井评价技术现状，进行了详细的讲述，并结合所应用的技术，进行分析与研究，为煤层气储层测井评价技术的发展提供相应的参考方向。 标签：煤层气储层；测井评价技术；实际应用 在煤层气储层中，所具有物质的不仅仅具有储存甲烷，还具有生成甲烷的初始物质，所以在煤层的储集中，主要有两个系统构成。在天然气储层中，天然气主要以气体的形式储存在其中，但是在煤层中的甲烷主要有三种形式存在，分别是以分子状态吸附在基质微孔的内表面上；以游离气态存在于煤层中的地层水中；以游离气态存在于煤层中的裂缝中。和天然气的存储状态不同，不能采用评价常规天然气储层的方法。煤层气储层测井技术是煤层气勘探开发中的主要方法，要加强对测井评价技术的研究与分析，并结合其技术进行提出相应的应用方式，才能更好的促进煤层气储层的测井评价技术发展。 1煤层气储层测井评价系列选择 目前主要的评价技术就是采用的煤层气储层测井评价技术，采用这种技术能够有效的对煤层气储层中的数据进行相应的分析，能够对采集到的数据进行估计，从而得出内部煤层气储层的内部信息。煤层气测井技术具有操作便利、可重复利用、成本低、准确率高等优势，能够改进传统技术中技术不达标的问题。煤层气储层是跟周围的岩性具有截然不同的性质，所以在进行检测时，需要对煤层气储层测井评价系列进行选择。目前主要的评价煤层气的常规测井方法有自然电位、微电极、补偿密度、自然伽马、声波时差、声波全波列、中子孔隙度以及井径测井等。 2煤层气储层测井评价技术现状 2.1煤层的划分、岩性识别 在对煤层气储层测井技术的实际应用中，首先要对煤层气井的测井资料进行了解才能进行操作，要对煤层气层进行划分、识别，然后才能在已知种类的煤层气层上进行相应的参数计算。所以在对煤层气井的测井资料解释时，要先对煤层气层进行分类，针对不同的物质来进行分析。煤层是明显的区别于周围的物质的，主要具有的特点是密度低、声波时差大、含氢量高、自然伽马低、自然电位有异常、电阻率高（无烟煤除外）等。所以在进行划分时，只需要对煤层气层进行相应的检测就能将其划分为不同的种类。并通过对数据的探测进行制定煤层气层的
在泥岩、碳质泥岩、页岩和粉砂岩夹层中游离或者吸附状态的天然气称为页岩气，是一种非常规油气资源。初步探明，我国页岩气资源量高达100万亿立方米。页岩气虽然保存能力和抗破坏能力很强，但页岩气有产量低、周期长的开发生产特点，加上断裂与裂缝以及构造运动等影响页岩气分布，所以页岩气勘探开发投资风险较大，常规测井方法是初步识别页岩气的最经济有效的勘探方法。1 测井系列 常规测井系列可以识别页岩气层，常用的测井系列有：自然伽马、井径、声波时差、补偿中子、补偿密度、岩性密度、双侧向-微球聚焦电阻率。 2 测井曲线响应特征 自然伽马：页岩泥质含量高，放射性随泥质含量的增加而增加；个别有机质还带有高放射性。在一般地层中，泥页岩伽马显示最高值（>100API）。 井径：在测井曲线上砂岩为缩径显示；泥页岩则一般显示为扩径。 声波时差：页岩气层声波时差值较高。因页岩较泥岩致密、孔隙度小，声波时差在泥岩和砂岩之间；遇有裂缝气层声波值会突然升高或者有周波跳跃现象。在页岩中有机质含量的增加，声波时差也相应增大。 补偿中子：补偿中子值高。补偿中子数值反映的是地层中的含氢量。页岩地层孔隙度一般小于10%。页岩气储集层中，要注意到两个相反的影响因素：地层中含气使得中子密度值减小，而束缚水则使中子密度值偏大。束缚水饱和度大于含气饱和度，故认为束缚水对于中子测井值的影响较大。有机质中的氢含量也会对中子测井产生影响使孔隙度偏大。在页岩储集层段，中子孔隙度值显示低值，这代表高的含气量、 短链碳氢化合物。 补偿密度：补偿密度值低。页岩密度值较砂岩和碳酸岩地层密度值低，但比煤层和硬石膏地层密度值高。干酪根的比重较低，约0.95～1.05g/cm3，补偿密度值随有机质和烃类气体含量增加而降低。遇裂缝，补偿密度测井值相应降低。 岩性密度：岩性密度测井测定地层密度和光电吸收截面指数Pe值，Pe值可以用来指示岩性。页岩气层通常具有较低的密度值和光电吸收截面值。岩性密度结合取芯资料，可以很好地分析某地区的粘土岩矿物成份。利用测井曲线形态和测井曲线相对大小可以快速而直观地识别页岩气储集层。3 综合评价 3.1 生烃潜力评价 我们可以利用“声波-电阻率”法即DT-△logRt （DT-RT）方法。这种方法能较准确的划分储层，半定量计算页岩气储层总有机碳含量（TOC）。利用声波曲线DT与电阻率曲线LLD叠合，不含有机质的泥岩段DT和LLD曲线基线基本重叠在一起，幅度差异能够反映地层有机质含量。并参照岩性曲线和孔隙度曲线，能有效判别和划分页岩气储层。中子-密度法可以指示镜质体反射率（Ro），从而判断干酪根的成熟度。有机碳含量高，干酪根成熟度高是页岩气藏形成的有利条件。 3.2 岩性与物性分析 运用自然伽马和岩性密度对岩性进行识别，GR值海相较高（＞150GAPI），湖相较低，通常与TOC呈正相关；岩性密度低于2.57g/cm3是理想状况，意味着较高的孔隙度和TOC含量。 页岩气储层的孔隙由基质孔隙和裂缝孔隙两部分组成。由于页岩基质孔隙度小，用单一测井方法计算的孔隙度误差大，通常利用中子、密度和声波的相互补偿关系，建立三孔隙度回归模型。评价裂缝的方法有双侧向-微电阻率测井、声波测井、成像测井等，在没有成像测井的情况下，可利用双侧向测井计算裂缝孔隙度，用深浅侧向数据进行大量的回归分析，建立深浅侧向电阻率和孔隙度关系模型，该方法适用低渗储层裂缝孔隙度的评价。 4 结束语 综合常规测井曲线分析，含气页岩测井响应具有“四高两低”的特征，即高伽马值、高电阻率值、高声波时差、高中子孔隙度，低密度值、低光电效应。通过声波-电阻率分析有机碳含量TOC，结合镜质体反射率Ro，判断页岩的生烃潜力。有机碳含量越高，热演化程度越大，越利于大型页岩气藏的形成。基质孔隙和裂缝决定了页岩气是否具有工业勘探开发价值。常规测井受区域影响较大，很多数据也是半量化，若精确探明储量需要一下几项测井方法：元素俘获测井（ECS）、自然伽马能谱测井（NGS）可计算页岩的矿物含量；核磁共振测井可精确计算页岩孔隙度，含气饱和度等参数；电成像可识别裂缝。参考文献 [1]丁次乾. 矿场地球物理中国石油大学出版社，2008，05. [2]杨小兵，杨争发，谢冰，等. 页岩气储层测井解释评价技术天然气工业，2012，32. 常规测井评价方法识别页岩气 于倩 中石化中原石油工程有限公司地球物理测井公司 河南 濮阳 457001 摘要：分析测井解释资料可以确定页岩气储层的岩性、孔隙度和渗透率、评价储集层的有机碳含量（TOC）、热演化程度、含气饱和度、储集层厚度等。 关键词：常规测井 页岩气 孔隙度 有机碳含量 Shale gas recognition with conventional logging evaluation method Yu Qian Geophysical Logging Company，Sinopec Zhongyuan Oil?eld Service Corporation，Puyang 457001，China Abstract：Analyzing logging interpretation data can help to determine the lithology，porosity and permeability of shale gas reservoirs and evaluate the total organic carbon content（TOC），thermal evolution degree，gas saturation and reservoir thickness of reservoirs. Keywords：conventional logging；shale gas；porosity；organic carbon content 153