煤层气测井解释方法研究
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煤层气测井评价方法第一章前言1.1研究的目的及意义煤层气形成于煤化作用的各个阶段;绝大部分煤层气以吸附态赋存于煤层之中;煤层的生气和储气能力都受煤变质作用程度的控制,这些特性决定了煤层气储层评价的一系列关键参数, 如煤层组分、镜质组反射率、煤层含气量等。
这些参数可用常规测井方法直接或间接获得,而且测井解释快速直观、分辨率高、费用低廉等特点,可弥补取心、试井及煤心分析这些方面的不足。
因此,煤层气储层测井评价技术的研究具有十分重要的意义和非常广阔的应用前景。
煤层气储层地球物理测井评价技术总体上可以分为煤层气储层定性识别技术、煤层气储层参数定量解释技术以及煤层气储层综合评价分析技术。
其中煤层气储层参数定量解释技术是其研究的核心。
目前利用测井方法可以确定的煤层气储层参数包括: a..煤层气储层的含气量(饱和度)、孔隙度(基质孔隙度和裂缝孔隙度)和渗透率(基质渗透率和裂缝渗透率);b.煤岩工业分析参数——煤的挥发分、固定碳、灰分、水分和煤阶;c.煤层气的吸附/解吸特性参数;d.煤层厚度、深度、储层压力、温度和产能等。
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。
我国煤层气资源分布图1.2国内外研究现状目前,我国尚没有专门针对煤层气储层评价的测井方法和仪器设备,基本还是使用常规油气藏测井技术。
常用的测井方法包括自然伽马、井径、井温、补偿密度、补偿中子、声波时差、深浅侧向以及微球形聚焦电阻率测井等。
与常规天然气储层相比,煤层气储层具有明显的测井响应特征,即低密度、低伽马、低俘获截面、高中子、高声波时差、高电阻率等。
其中,体积密度测井是识别煤层的首选测井方法。
对于关键井,还应加测伽马能谱、偶极子声波(或阵列声波)、微电阻率扫描成像测井等,从而可以更加准确地进行煤质、孔渗、地层机械性能分析。
测井方法在煤层气勘查中的应用王绍祥(中国石油集团测井有限公司长庆分公司靖边项目部,陕西 榆林71-500)摘 要:煤气层的勘查过程就是将地质结构当中的资源分布进行最大限度还原的过程。
本文主要就测井方 法的应用做简单的分析,进一步的探究测井方法在煤气层勘查当中的应用。
结合煤气层内在结构的实际情况进 行有针对性的讨论,了解在勘查过程中值得关注的问题和要点。
关键词:测井方法;煤气层;含气量+沉积岩随着国家经济实力的进步,在科学技术水平上也 有了质的提升。
为了更好的满足人们对于各项资源的 需求,不断深入开发地质层勘查技术。
优化地质层勘 测技术的识别准确度和真实度,在实际应用的过程中 按照实际的地质分布情况进行最大化的还原,保证勘 查结果的真实性,有效性,客观性&1测井技术1.1解释评价方法在测井技术的评价体系当中煤气层的解释方法主要分为三类,一种是定量解释技术,另两种为储层定性识别技术和综合评价技术。
煤气层的结构经过 信息和数据的采集,进而实现内在结构的综合分析。
在评价体统当中对其行行体极式型的优化和决释,不断深入的了解煤气层的内在结构特点进行有针对性的研究和作用,最大限度的保证解释评价具有真实 性、科学性。
1.2测井技术实践煤气层勘测测井技术应用过程当中关键在于技术使用的规范性、煤质评价的准定性以及义有的象量算 算方面。
在煤质评价体系检测过程中可以通过声波时差进行判断,在实际运用的过程中只有将其本身带有的局限性进行系统上的摒弃,才能最大限度的还原煤 质质量的真实情况。
煤气层的含气量和天然气资源的分布有着紧密的联系,在测井技术人员检测含气量的过程中可以通过判断储层之间的含量间接得出煤气层 的质量。
2煤层气勘查的概述煤气层的勘查主要就是对于内在结构的含有特殊沉积岩进行检测,沉积岩的内部成分构成比较复杂(如图1所示),分为水平层、斜层、交错层,且主要由高分 子有机化合物和矿物质的杂质构成。
(a)(b) (c)图1沉积岩内部层理结构尤其是内部含有的含氮指数以及甲烷气含量较为 高,同时内在独特的割理系统本身带有较强吸附性对 煤气层勘查工作带有明显的特征。
煤层气储层测井响应特征及机理分析摘要:煤层气储层是煤层气储存的载体,是煤层气勘探开发的研究对象。
通过研究煤层气储层特征和测井响应特征,为煤层气储层的识别和评价提供依据。
适当的测井系列可用于有效识别煤层气储层,计算储层的碳含量,灰分和水分,并计算储层的孔隙度,渗透率和气体含量。
测井方法是评价煤层气储层的有效手段。
测井是评价煤层气储层的重要技术手段。
通过研究区的常规测井资料和实验数据,分析了测井响应值的分布特征。
结合煤层煤岩组分,探讨了煤层气储层测井响应特征。
研究表明,煤层气储层的测井响应值是正态分布的。
常规对数值显示高声学时间差,高电阻率值,高中子孔隙率和低自然势,低密度,而负面自然异常的特征和严重的扩张。
为研究区后期煤层气储层测井评价提供理论依据。
前言煤层气储层是储存煤层气的载体,是一种典型的非常规有机储层,具有自生,自储和多孔。
煤层气是一种非常规天然气,以吸附状态存在于煤储层中。
研究煤层气储层的最终目的是探索和开发煤层气资源。
煤层气勘探的方法很多,煤层气测井技术被认为是最有前景的手段。
通过对煤层气测井响应图和响应数值分布直方图的统计分析,评价了煤层气储层的响应特征。
根据测井的基本原理,结合煤层气储层的实际地质特征,总结分析了煤层气储层测井响应机理。
一、煤层气测井响应特征1.1煤和岩石的一般测井特征煤层是生产和储存煤层气的地方。
目前,煤层气储层测井技术中常用的测井方法有:电阻率,自然伽马,补偿密度,补偿中子,声学时间差和光电吸收指数[1]。
普通煤和岩石的测井特征如表1所示。
1.2煤层气的测井特征由于煤层裂缝和基质孔隙度小,气体含量低,测井对煤层气的分辨率低,其测井识别方法不像常规气藏那么简单直观。
但是,一般来说,由于气体的密度小于煤的密度,因此气体后的煤层的体积密度值相对减小。
随着氢含量的增加,补偿中子值相对增加;随着气体含量增加,声波传播速度降低,声波时间差相对增大。
我们可以使用这些特征来定性地识别测井曲线上的煤层气。
煤层气开发地质学及其研究的内容与方法一、煤层气开发地质学及其研究的内容1、煤层气地层分析煤层气地质学的研究要求从煤层的地质分析角度,对含气量、孔隙特征及煤层的延展性等进行深入地研究,以判断煤层的开采条件。
具体探讨主要有煤层内地层构造、煤层重力流动特征、煤层含气量、孔隙度、煤层延伸性等。
2、煤层地质探测技术对于煤层气的开发,煤层地质探测技术的开发是重要的研究内容之一。
一般情况下,采用放射性测井和电磁测井等技术对煤层气进行探测,了解煤层的延展性、煤的质量等情况。
3、煤层气勘探开发技术煤层气勘探开发技术是指采用复杂的工艺手段,以实现煤层气开发的技术。
主要技术措施包括煤层孔隙度测试、地层构造解释、岩心切片解释、气藏地质模拟分析等。
4、煤层气开发地质环境保护煤层气开发地质环境保护是指做好煤层气勘探开发的过程中,要充分考虑地质环境的变化,努力减少或防止煤层气开发过程中的污染,确保煤层气开发的可持续发展。
二、煤层气开发地质学及其研究的方法1、实验室测试实验室对煤层的物理性质、流学特性、岩性特征以及煤层气的含量等进行测试,以指导勘探开发煤层气。
实验室测试的常见方法有X射线衍射分析、热重分析和密度测试等。
2、多地形特征、地质判断在煤层气开发的勘查过程中,需要对地形地貌进行调查,进而对气田的位置、开发指标和形成背景进行研究,以便有效开发煤层气。
3、地球物理测量地球物理测量针对煤层的重力流动特征,利用放射性测井、电磁测井等技术,可以有效研究煤层的构造特征、孔隙特征以及含气量等,为指导煤层气的开发提供重要的依据。
4、岩心分析采用岩心分析技术,可以确定煤矿的结构形态、构造特征、煤层的延展性、气藏开发的有效性等情况,为更好地开发煤层气提供重要依据。
地质勘察 / GEOLOGICAL SURVEY煤层气DST试井方法应用与研究张兆鑫 王德伟 范云霞(河南省煤炭地质勘察研究总院,河南 郑州 450052)摘要:随着煤层气产业的发展,在煤炭勘查阶段针对勘查钻孔测试必要的煤层气(瓦斯)参数是相关勘查规范所要求的,然而,常规勘查钻孔不能满足煤层气注入/压降试井方法及设备的基本要求,要想达到规范要求,只能专门设计煤层气井,使钻探成本大幅度增加。
而DST测试是借助钻具将压力计送入井下,直接获得煤层气动态参数,参数真实可靠,解决了在煤炭勘查阶段对煤层气参数的获取工作。
本文有针对性的介绍了将油井DST测试技术进行工艺改进、新的理论计算和工具组合后,成功在普通地质钻孔进行煤层气动态参数测试的一套优质高效的测试技术。
关键词:DST测试;开关井;压力1、前言DST(drill stem test)—钻杆地层测试是使用钻杆或油管把带封隔器的地层测试器下入井中进行试油的一种先进技术。
它既可以在已下入套管的井中进行测试,也可在未下入套管的裸眼井中进行测试;既可在钻井完成后进行测试,又可在钻井中途进行测试。
DST测试减少了储层受污染的时间和多种后续井下工程对储层的影响,可以有效保护储层,是对低压低渗和易污染油气层提高勘探成功率的有效手段之一。
通过利用DST试井理论和方法在钻孔中通过测试获取储层温度、压力、压力系数,依据优化的软件系统进行综合分析处理,求取地层渗透率、煤层的有效渗透率、地层压力、表皮系数等参数;对上述参数进行分析,评估气井储层性质,分析气井的生产能力,了解气藏动态,进而对煤层气储层地质开发作出评价。
2、试井技术发展趋势与现状自1967年伯尔和韦克利成功研制并获得美国专利的世界第一套地层测试器以来,地层测试技术已经获得了长足的发展,各类成套的先进地层测试器,逐渐满足了陆地和海上油井及天然气井测试技术的各种需要。
在美国从事地层测试技术开发研究和设测试备制造的诸多公司,其设备代表着世界先进水平,结构各异,各具特色,但是,其地层测试器的工作原理基本相同。
煤层气勘探方法煤层气是一种天然气,主要以甲烷为主要成分,存在于煤层中。
煤层气的勘探方法一般分为两个阶段,即常规勘探和高效勘探。
本文将主要介绍煤层气的常规勘探方法。
常规煤层气勘探方法主要包括地质勘探、地球物理勘探和气化实验。
地质勘探是最常用的勘探方法之一,它主要通过实地考察和矿山资料的收集进行。
通过开展地质勘探,可以获得关于煤层气资源分布、煤层地层构造、煤层厚度、煤层孔隙度等方面的信息。
地质勘探主要包括地质测量、地质钻探和地质剖面的制作等。
地球物理勘探是通过地球物理方法来探测煤层气资源的分布和性质。
地球物理勘探主要包括地震勘探和测井勘探。
地震勘探是通过地震波对地下结构进行探测,可以获得关于煤层气成藏条件和分布规律的信息。
测井勘探是通过测量地下岩石的物理性质来了解煤层气的分布和储量。
常用的测井方法包括电阻率测井、声波测井和自然电位测井等。
气化实验是通过实验室对煤层样品进行气化试验,以了解煤层中的煤层气资源储量和气质特征。
气化实验主要包括物理性质试验和化学性质试验。
物理性质试验主要包括煤样的含气试验和吸附实验,通过测量煤样的吸附特性和气体释放特性来评估煤层气资源的储量和可采程度。
化学性质试验主要通过分析煤样中的元素和组分来确定煤层气的成分和气质。
在煤层气勘探的过程中,常规勘探方法是必不可少的。
地质勘探用于获取煤层气资源的基本地质情况,地球物理勘探用于确定煤层气的分布和储量,气化实验用于确定煤层气的气质特征。
这些方法在勘探工作中相互配合,共同为煤层气的开发提供了可靠的依据。
总之,常规煤层气勘探方法是煤层气勘探的基础,通过地质勘探、地球物理勘探和气化实验,可以获得关于煤层气资源的分布、储量和气质特征的信息。
这些信息对于煤层气的开发具有重要的指导作用,也为煤层气的可持续发展提供了有力保障。
煤层气试井考点一、名词解释(30分/6题)1.试井:是以渗流力学理论为基础,以各种测试仪表为手段,通过对油井、气井或水井生产动态的测试,来研究油、气、水层和测试井的各种物理参数、生产能力,以及油、气、水层之间的连通关系的方法。
2.产能试井:是改变若干次油井、气井或水井的工作制度,测量在各个不同工作制度下的稳定产量及与之相对应的井底压力,从而确定测试井的产能方程和无阻流量、井底流动曲线。
3.稳定试井:产量基本上不随时间变化的试井称为稳定试井。
4.不稳定试井:产量或压力随时间变化的试井称不稳定试井。
5.井筒储存效应:在测试过程中,由于井筒中的流体的可压缩性,关井后地层流体继续向井内聚集,开井后地层流体不能立刻流入井筒的现象。
6.井筒储存系数:描述井筒储存效应大小的物理量为井筒储存系数,定义为与地层相通的井筒内流体体积的改变量与井底压力改变量的比值。
7.质量守恒定律:单位时间内通过控制面净流入的流体质量等于单位时间控制体内流体质量的增量。
8.表皮系数:9.表皮效应:钻井、完井、储层强化过程中,泥浆渗入、泥饼及水泥、储层自身细粒物质在井筒附近积聚,以及地层部分打开、射孔不足或井眼堵塞等,导致储层被污染→渗透率降低→污染带内产生附加压降△p s ,产生表皮效应。
10.折算半径:其含义就是将表皮效应用等效的井筒半径来代替,计算公式为: 11.叠加原理:油藏中任一点的总压降,等于油藏中每一口井的生产在该点所产生的压降的代数和。
12.导压系数:单位时间内压力波波及的面积,公式为: 13储层综合压缩系数:单位岩石体积在改变单位压力时,由于孔隙收缩和液体膨胀总共排挤出来的液体体积。
13.续流:当地面井口关闭后,地层流体继续流入井筒的现象。
14.达西定律:是指流体在多孔介质中遵循渗透速度与水力梯度呈线性关系的运动规律,即渗流量与圆筒断面积及水头损失成正比,与断面间距成反比。
15.等温压缩系数:等温条件下,单位体积的气体随压力变化的体积变化率。
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,0.1M Pa;V1——地面气体体积,m3;T1——地面绝对温度,273.15℃+15℃;P2——地下深度压力,M Pa;V2——煤孔隙度按30%计算的体积,0.3m3/m3;T2——地下深度的绝对温度,273.15℃+T℃;R——气体常数。
地层温度由井温曲线读出或由地区性地温梯度计算得到。
煤层含气量:C=V1/DEN (4)式中: DEN——煤体积密度,t/m3:C——煤层含气量,m3/t。
利用上式对晋试1井煤层的含气量进行计算,其中三号煤层计算平均含气量21.71m3/t,该层有六块岩心实验测定含气量在12.1—27.2m3/t,平均为22.07 m3/t,数据对比反映出计算值误差较小。
3、固定碳、水分、灰分、挥发分计算固定碳、水分、灰分、挥发分通常在实验室测定。
煤水分是指空气干燥状态下吸附或凝聚在煤层颗粒间毛细管中的水分,测定值称为空气干燥基水分(M ad),简称水分。
煤灰分(Aad)是指煤中所有可燃物全部燃烧,煤中的矿物质在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应剩下的残渣。
挥发分(Vdaf)是指在煤高温条件下隔绝空气加热,冷却后煤质量减少的百分含量减去该煤样水分即为挥发分产率,简称挥发分。
固定碳(Fc)是煤的百分含量100%减去水分、灰分、挥发分后的值。
固定碳、水分、灰分、挥发分相互间有较好的关系。
图2是灰分与固定碳、挥发分、水分的关系图,图中数据显示,随着灰分增加,固定碳急剧降低,挥发发缓慢增大,而水分由于含量较低变化趋势近似于一条水平线。
根据图中数据间的变化规律可建立以下关系式:固定碳与灰分关系式 Fc=-1.1222Aad+93.794 (5)挥发分与灰分关系式 Vdaf=0.1532Aad+4.2868 (6)水分与灰分关系式 Mad=-0.02Aad+2.2481 (7)图2 煤层工业组分关系图煤组分测井解释是采用交会图方法,图3是根据煤的固定碳、水分、灰分三种组分实验值与声波、密度平均响应值的关系图版,图中三种组分形成的三角形经等分后可以计算出煤的固定碳、水分和灰分的百分含量。
由图中煤层数据分析,煤质好的层固定碳含量高,水分、灰分含量低;媒质差的层灰分含量相对高。
图3 煤组分声波—密度交会图三煤层物性参数解释煤层的裂缝较发育,主要有天然方块网状割理缝和构造缝,因此孔隙类型属裂缝—孔隙双重孔隙结构。
煤的基质是主要的储气空间,一般煤的基质孔隙度和渗透率很低,气吸附在微孔隙内表面上,在浓度差的作用下,穿过基质扩散到裂缝中,裂缝的渗透率相对较高,因此裂缝是气渗流的主要通道。
由于煤层的各向异性和强非均质性,煤层的物性参数一般采用岩心物性分析测定或由核磁测井测量来确定煤层孔隙度和渗透率。
当无岩心物性分析资料及核磁测井时,采用常规测井信息中的声波时差、体积密度、补偿中子来计算煤层的物性参数。
1、煤层孔隙度计算煤层基质孔隙度计算采用声波时差的平均时间公式:Φ=(Δt-Δtma)/(Δtf-Δtma)(8)式中Φ——煤层孔隙度,小数;Δt——煤层声波测井值,μs/m;Δtma——岩石骨架声波时差,380~410μs/m;Δtf——流体声波时差,620μs/m。
煤层裂缝孔隙度采用双侧向电阻率计算:Φf=(Rmf(1/Rs-1/Rd))1/mf(9)式中Φf——煤层裂缝孔隙度,小数;Rmf——钻井泥浆滤液电阻率,0.1Ω·m;mf——裂缝指数,1.1-1.5;Rd——深侧向电阻率,Ω·m;Rs——浅侧向电阻率,Ω·m。
2、煤层渗透率计算煤层渗透率计算方程选用经验公式:K b=(79·Φ2.25)2/Swi2(10)式中 K b——煤层基质渗透率,mD;Swi——束缚水饱和度。
裂缝渗透率:K f=8.333×Φf B2(11)式中 K f——煤层裂缝渗透率,mD;B——裂缝开度,μm。
B = 2500*Rmf*(1/RLLS - 1/RLLD)或 B = 2500*Rmf*(1/RLLD - 1/RLLS)四煤层气测井数字处理与解释1、煤层测井信息数字处理根据煤层的电性响应特征和煤层参数的解释模型,采用数字处理的方法完成上述工作。
数字处理软件主要选用Geoframe或Forward中的煤层分析模块,复杂岩性处理模块以及自身研制的处理软件,同时考虑区域地质特性合理选取参数,经过精细处理获得煤层厚度、水分、灰分、挥发分、固定碳、含气量等重要参数。
通过曲线组合提供处理成果图(图4),显示井的岩性剖面、矿物含量、煤组分参数、不同岩性的孔隙度、渗透率、泥质含量等。
同时根据划分的解释层提供单井测井解释成果表(表2),详细列出各项参数数据。
图4 某井煤层数字处理成果图某井煤层气测井解释数据表102、煤组分及煤气层电性图版分析利用数字处理结果得到的煤层组分及解释结论与电性数据建立交会图,分析煤组分与电性的相互关系。
图5、图6分别是灰分与自然伽马、灰分与体积密度的交会图,根据图中关系得出:自然伽马、体积密度增高,煤层灰分含量增大;反之,灰分含量降低。
图7、图8分别是含气量与自然伽马、含气量与体积密度的交会图,图中关系显示:自然伽马、体积密度降低,煤层含气量增高;反之,煤层含气量降低。
图9是煤层的深侧向电阻率与声波时差交会图,图中反映,结论为气层的煤层电阻率高,声波时差大;含气层结论的煤层,电阻率低,声波时差相应变小。
按数据下限划分气层电阻率大于150Ω·m,声波时差大于365μs/m。
图10是是煤层的深侧向电阻率与计算的含气量交会图,图中显示,气层的含气量一般大于19%,电阻率大于150Ω·m。
根据上述图版分析结果认为,当区域煤层的试气资料增多,层数增加后,利用电性参数和含气量参数可以建立煤层气层电性解释标准。
3、煤层产气量电性预测利用煤层计算的孔隙度和渗透率的乘积与产气量建立交会图,分析物性参数与产能的关系,来达到产能预测的目的。
图5 自然伽马与灰分交会图图6 体积密度与灰分交会图图7 自然伽马与含气量交会图图8 体积密度与含气量交会图图9 深侧向电阻率与声波时差交会图图10 深侧向电阻率与含气量交会图图11是根据晋试1、晋1-1等6口井平均日产气量与孔隙度、渗透率乘积关系图。
图中显示气层产量与物性数据有较好的对应关系,产能增高,孔渗乘积值增大,对图版数据拟合后相关系数R=0.78。
产能预测方程:Q= 657.5Ln(x) + 3192.1 (12)式中 X——孔隙度、渗透率乘积;Q——日产气量。
煤层产气量的高低与煤的孔隙体积大小、煤的热演化程度、煤的含气量大小、煤层的裂缝发育程度和裂缝连通程度等因素有关,其中煤层裂缝发育程度和裂缝的连通性对产气量有直接的影响。
因此,电性资料对裂缝的研究和裂缝渗透率计算的研究是下阶段的重点。
图11 煤层气产能电性预测图版五煤层顶底隔板层电性评价煤层气藏的保存程度取决于煤层的顶底板层的封隔性和侧向封隔程度。
侧向封隔性主要受构造断层影响,纵向封隔性主要由封隔层岩性、物性和岩石机械力学特性等因素决定。
电性资料研究的主要是顶底隔层的封隔性。
以晋城地区井为列评价隔层的特性。
1、封隔层沉积稳定封盖性能好晋城地区井的地层岩性剖面处理结果显示,煤层顶底板层的岩性主要是泥岩、灰岩,其次是灰质砂岩、泥质砂岩和灰质泥岩,统计各类岩性的电性有以下几点:⑴泥岩层厚度大,沉积稳定,压实程度高3号煤层上覆地层岩性以泥岩为主夹泥质砂岩、灰质砂岩和灰岩,厚度在15—60m之间,区域上沉积稳定。
泥岩的密度2.6—2.7g/cm3,声波时差220—250μs/m,因此压实程度较高。
3号煤层与15号煤层之间岩性也以厚层泥岩为主,15号煤层底部一般有一套厚10m左右的泥岩,泥岩的电性特征与上部泥岩相同。
泥岩下部是厚层的灰岩。
⑵砂岩、灰岩物性差,以致密层为主砂岩类层体积密度2.55—2.7 g/cm3,声波时差210—240μs/m ,电阻率50—150Ω·m,泥质含量20—45%,孔隙度5—8%,渗透率0.01—1mD,数据显示为致密层。
灰岩层密度2.71—2.78 g/cm3,声波时差200—225μs/m,孔隙度0—5%,渗透率小于0.5 mD,解释为致密层。
上述数据说明煤层顶底板层都具有较好的封隔性能,煤层气保护条件好。
2、封隔层具有较强的弹性力学特性利用岩石力学公式对煤层和隔板层的弹性力学参数计算,分析岩石机械弹性能。
3号和15号煤层计算的杨氏模量为(0.70—0.94)×104MPa,泊松比0.19—0.25。
3号煤层上覆泥岩的杨氏模量(2.48—3.7)×104MPa,泊松比0.32—0.33。
底部泥岩层的杨氏模量(2.57—2.99)×104MPa,泊松比0.33—0.38。