煤层气勘探方法(物探)

煤层气地球物理勘探技术方法
任岐山;朱亮宝
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】我国煤层气资源储量十分丰富,勘探开发煤层气对于改善能源结构、减少煤矿事故、节能减排、保护环境等有重要意义.地球物理勘探是煤层气勘探的重要手段.本文从煤层气地质理论着手,分析总结了地震勘探、测井技术、非地震勘探等常用的煤层气地球物理勘探方法与技术.
【总页数】2页(P235-236)
【作者】任岐山;朱亮宝
【作者单位】河南煤田地质局物探测量队;河南煤田地质局物探测量队
【正文语种】中文
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5.我国首次将地球化学勘探技术方法应用于煤层气勘探 [J], 天工
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采矿区块中的煤层气勘探与开发技术Introduction煤炭是全球能源中占比最大的资源之一，然而它的开采和使用导致二氧化碳排放、矿区环境污染等问题。

因此，为了降低二氧化碳排放并提高能源利用效率，煤层气的勘探和开发已成为世界范围内的热点。

本文将主要探讨煤层气在采矿区块中的勘探和开发技术。

Exploration Technology勘探是煤层气开发的第一步，煤层气勘探主要分为地面勘探和井下勘探。

地面勘探包括地质勘探和物理勘探，其中地质勘探主要是根据区域地质特征，以煤层为主要识别对象，采用地质原理探测方法对煤层进行勘探。

而物理勘探主要是借助物理探测技术，测量煤层的物理性质来推断煤层气的存在和分布。

井下勘探主要是通过钻井、测井等技术，获得煤层内的气特征信息。

综合利用地面和井下勘探数据，可以制定合理的采气方案，确保煤层气的开采效益。

Exploitation Technology煤层气的开采主要分为地下采气和地上采气两种方式。

地下采气主要是通过井下打通煤层排放煤层气，然后通过井口寻找气体出口，将煤层气搬运到地面上进行利用。

地上采气主要是针对煤层气收到地下供水、矿井瓦斯等对生产环境的影响，采用的方法是将煤层气采集到地上制气站进行加工制气，然后输送到用户现场进行使用。

地上采气因其独特的环保优势受到了广泛关注，成为了煤层气开发的重要手段之一。

Technical Challenges煤层气勘探和开发面临着许多技术难题，其中最为突出的是井下勘探和开采过程中安全问题的解决。

钻进煤层进行勘探和开采，容易引发瓦斯爆炸、突水等事故，为矿工的生命安全和煤矿的稳定生产带来了极大的威胁。

因此，在煤层气开采过程中，安全工作是至关重要的。

同时，由于煤层气与地层的相互作用关系非常复杂，未来的煤层气勘探和开发还需要解决更多的技术问题，如煤层气流动规律、水文地质影响等。

Conclusion随着能源环境的改变，煤层气已被广泛关注，其勘探和开发技术也在不断进步。

煤层气勘探方法1. 引言煤层气作为一种重要的清洁能源资源，在能源供应和环境保护方面具有巨大潜力。

煤层气勘探是开发和利用煤层气资源的必要步骤，它可以提供有关煤层气藏储层特征和动态变化的重要信息。

为了高效地开展煤层气勘探工作，需要采用一系列科学有效的勘探方法。

2. 地质勘探方法2.1 野外地质调查野外地质调查是煤层气勘探的基础，通过对区域地质、地貌、岩性等信息的收集和分析，可以初步判断煤层气资源的分布情况和储集条件。

2.2 钻探与取心钻探是煤层气勘探的主要手段之一，通过钻探可以获取地下煤层、沉积岩层和地下水的信息。

在探井过程中，还可以进行岩心取样、地下水采样等工作，为后续地质测试和分析提供样本。

2.3 地球物理勘探地球物理勘探采用地震、电磁、重力、磁法等物理方法，通过测量地下的物理性质来获取煤层气储层的信息。

地震勘探可以识别煤层气层位、厚度等特征，电磁法可以探测到地下储集煤层气的含量和分布。

3. 气体地球化学勘探方法3.1 地下水化学分析地下水中煤层气溶解的成分与地质勘探相联络，地下水中煤层气的成分会随煤层气资源的分布变化而变化。

通过对地下水中化学成分的分析，可以初步判断煤层气是否存在以及其分布情况。

3.2 有机地球化学分析有机地球化学分析是煤层气勘探中重要的手段之一。

通过对煤样或含煤岩石样品中有机质的含量、组成、生烃潜力等指标进行测试，可以评估煤层气资源的丰度和生成潜力。

3.3 气体同位素分析气体同位素分析是煤层气勘探中用来确定煤层气来源的重要手段。

通过对煤层气中同位素的测量和分析，可以判断煤层气是来自生物、热解还是其他地质过程，并进一步揭示煤层气储集层与来源层之间的关系。

4. 工程勘探方法4.1 井下监测与测试井下监测与测试是煤层气勘探中用来了解井口产气量、煤层渗透性、地下水对煤层气生产的影响等参数的方法。

通过在生产井或注采井中安装监测设备，可以实时监测井中的产气情况，为煤层气的开发利用提供依据。

煤层气勘探方法与技术煤层气勘探是指对地下煤层中的煤层气资源进行的一系列的勘探活动。

煤层气作为一种可再生能源，具有储量大、分布广、污染少等优点，所以受到了广泛关注。

在煤层气勘探过程中，需要采用一系列的方法和技术来进行地质勘探、测试、评价等工作，以实现对煤层气资源的有效开发利用。

1.地质勘探技术：煤层气勘探首先需要进行地质调查，了解区域内煤层气的分布情况。

地质勘探方法包括地质剖面测量、钻探、地球物理勘探等。

地质剖面测量是通过地面或井下的测量手段测量地下地层的结构情况，获取地下地层的物理性质。

钻探是通过在地下进行钻探工作，获取地下地层的岩性、含煤层的厚度、埋藏深度等信息。

地球物理勘探包括地震、电法、重力法等，通过检测地下物理场和电磁场的变化，推测地下地层的情况。

2.煤层气测试技术：通过对井下的煤层气进行测试，了解煤层气的成分和含量，以及煤层气的渗透能力和产能。

煤层气测试的方法包括裂缝压后测试（DFIT）、室内压汞测试、孔隙压力测试等。

裂缝压后测试主要是通过在煤层中人工压裂操作，观测和记录压裂过程中的压力变化，以评价煤层气的渗透能力。

室内压汞测试是通过对煤样进行压汞实验，来测量煤样的孔隙特征，从而推测煤层中煤层气的储存量和产气程度。

3.煤层气评价技术：在煤层气勘探过程中，需要对煤层气的产能、储量等进行评价，以确定煤层气资源的可开发性和经济性。

煤层气评价的方法主要包括地层压力测试、井测试、数值模拟等。

地层压力测试是通过对井下的煤层气进行测试，来测量煤层气的地层压力，从而评估煤层气的储量和产能。

井测试是通过对井下的煤层气进行测试，了解煤层气的流动性和产气能力。

数值模拟是通过建立煤层气储集区的地质模型，利用计算机模拟的方法，预测煤层气的产能和储量。

4.煤层气开发技术：在煤层气勘探完成后，需要进行煤层气的开发工作，以实现煤层气资源的利用。

煤层气开发技术主要包括井施工技术、抽采技术、增产技术等。

井施工技术是指对煤层气井进行井筒建设的技术，包括钻井、完井等。

煤层气地球物理勘探技术方法分析煤层气是优质高效清洁的新型能源，我国煤层气资源量十分丰富，加大对煤层气勘探技术的研究，能够更好的实现煤层气的开发与利用，对于改善我国能源结构具有重要意义，同时还能降低瓦斯事故的发生，减少温室气体的排放，带来丰厚的经济效益。

基于煤层气开采与利用的良好前景，各国对于其勘探技术的研究都十分重视，文章从煤层气勘探常用技术手段地球物理勘探技术方法出发，从地震技术以及测井技术进行了详细分析。

标签：煤层气；地球物理勘探；地震技术；测井技术0 引言煤层气俗称“瓦斯”，属于煤的伴生资源，主要由甲烷以及烃类气体组成，是最近国际上兴起的一种新型能源，用途十分广泛、可以作为民用、工业、化工等多个行业的燃料进行使用。

煤层气的热值较高，能够作为一种高效能源使用，燃烧后几乎不会有废气产生，环保性能良好，对煤层气加以合理利用，可以从根源上杜绝瓦斯爆炸事故的发生，缓解全球温室效应，拥有十分广阔的开采利用前景，我国出台了一系列政策推动了煤层气产业的发展。

1 地震技术1.1 纵波方位A VO技术方向各向异形是纵波在裂缝地层中表现出来的一种特征，纵波的速度和振幅是由裂缝与入射方向之间的关系决定的，当两者垂直时，波速较慢、振幅较强；当两者平行时，波速较快、振幅较弱，根据纵波速度、振幅的不同可以对地下情况进行判断[1]。

经大量研究证明裂缝系统发育地带往往会有大量的煤层气，此时煤层的褶曲转折部位与断层两侧表现为明显的各向异性特性。

目前A VO技术已经被广泛应用于煤层气勘探中，应用范围包括二维地震勘测、三维三分量地震勘探等，特别是在三维三分量地震勘探中的应用，可以得到准确的地震资料，对降低裂缝检测风险具有重要意义。

但是A VO技术也存在一定的局限性，当地层的较多且裂缝方向和角度不同时，不适合使用A VO技术，要根据实际情况合理选用A VO技术。

1.2 转换横波技术地震波在地层中传播过程中，当裂缝的走向与入射方向关系不同时，横波所表现出来的分裂情况也会不同，两者垂直时，波速较快；两者平行时，波速较慢，与纵波的波速情况正好相反。

物探方法在煤矿地质灾害勘查中的应用物探方法是地球物理勘查中的一种重要方法，它通过测定地下介质的物理性质来获取地下信息。

在煤矿地质灾害勘查中，物探方法具有重要的应用价值。

本文将从物探方法的原理及在煤矿地质灾害勘查中的应用进行详细阐述。

一、物探方法的原理物探方法是利用地球物理学的原理和方法，通过测定地下介质的物理性质来研究地下构造和成矿规律的一种探测手段。

根据地下介质的物理性质不同，物探方法主要包括地震勘探、电磁勘探、重力勘探、磁力勘探和地电勘探等。

地震勘探是利用地震波在地下传播的特性，通过地震反射、折射、透射和散射等规律，检测地下的介质变化和构造特征。

电磁勘探是利用地下介质的电磁特性，通过测定地下电磁场的变化，来获取地下介质的电阻率、磁导率等信息。

重力勘探是利用地球重力场的变化来研究地下介质的密度和构造特征。

磁力勘探是利用地球磁场的变化来研究地下介质的磁性特性。

地电勘探是利用地下介质的电性特性，通过测定地下电场的变化来获得地下介质的电阻率、极化率等信息。

1. 在煤层气突出的预测中的应用煤层气突出是煤矿井下常见的一种煤层气灾害，严重威胁矿工的安全。

利用地震勘探方法可以检测地下煤层气的分布规律和富集程度，从而预测煤层气突出的可能性。

地震勘探可以获取地下介质的声波速度、密度等信息，通过分析地下介质的物理性质，判断煤层气的分布情况。

2. 在地质构造稳定性评价中的应用地质构造稳定性是影响煤矿开采安全的重要因素，而利用重力勘探和地电勘探方法可以对地下构造特征进行评价。

重力勘探可以获取地下介质的密度分布情况，通过分析地下构造的密度变化来评价地质构造的稳定性。

地电勘探可以获取地下介质的电阻率、极化率等信息，通过分析地下介质的电性特性来评价地质构造的稳定性。

1. 提高勘查精度物探方法可以获取地下介质的物理性质信息，通过对地下介质的不同特性进行分析，可以提高地质灾害勘查的精度。

地下介质的物理性质信息可以直观反映地下构造、煤层气分布、煤矸石堆积体稳定性等情况，为煤矿地质灾害的防治提供重要依据。

煤层气富集区地震勘探技术概述前言煤层气，是指赋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，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气。

长期以来，煤层气一直被当做是煤矿生产过程中的重大安全隐患，往往直接被排放到大气，利用率极低，这不仅造成了严重的资源浪费，还对全球变暖产生了重要作用。

自美国煤层气实现规模化商业生产以来，煤层气越来越被视为一种清洁的能源，我国煤层气资源丰富，若能够实现煤层气资源大规模的开发必将对我国国民经济可持续发展、改善我国能源结构有着重大的意义。

目前，国内煤层气勘探开发、井位布设主要依靠地质和钻探研究成果，尽管地质和钻探资料可靠性很高，但由于其成本高，因此用高密度的地质和钻探资料预测煤层气不太现实。

地震勘探作为一种面积勘探，可以提供煤层的空间分布形态、断裂体系、厚度和岩性等地质信息，因其密度高、成本低，已被煤田地质勘探广泛应用。

如何将稀疏的地质和钻探资料与密集的地震资料有机的结合起来，利用地球物理特征进行煤层气富集区识别，为煤层气开发选择井位、布设井网提供可靠的地质依据，成为煤层气勘探开发急需解决的问题。

一地球物理技术在煤层气勘探领域的研究现状随着煤层气勘探开发的持续升温，地球物理技术在煤层气勘探的运用也得到了迅速的发展。

杨双安等利用三维地震勘探技术进行瓦斯预测研究；焦勇等进行了煤层气地震精细解释及储层预测技术探讨；何志勇等提出了利用地震属性预测煤层气储层孔隙度方法；祁雪梅等研究了地震相技术在煤层气勘探中的应用；彭刘亚等利用岩性地震反演信息进行煤体结构划分。

在煤层气AVO技术研究方面，彭苏萍等分析了煤层顶底界面的反射振幅特征，认为底界面不利于AVO分析，不同结构煤体在AVO响应上存在明显的差异；彭晓波等将Ｐ波方位AVO应用于煤层裂缝探测中；孙斌等研究了煤储层含气性与地震AVO属性之间的关系，获得煤层参数与地震波弹性参数之间的关系式及其AVO响应特征；杜文凤等基于zoeppritz方程，分析了振幅与偏移距的关系，利用瓦斯突出煤与非突出煤的物性参数，进行数值正演模拟，分析了瓦斯突出煤与非突出煤的AVO响应差异；胡朝元等研究了利用地震AVO反演预测煤与瓦斯突出区；崔大尉等利用AVO属性研究构造煤的分布规律；在煤层气富集区预测方面，闫宝珍等基于控制沁水盆地煤层气富集特征分异的关键地质因素（如构造、热力场和水动力等）进行了综合分析，对该盆地煤层气的富集类型划分进行了研究；常锁亮等基于煤层气（瓦斯）富集引起的高频吸收衰减特性，利用不同频率的调谐振幅变化，对研究区煤层含气性进行了预测；汤红伟对地震勘探技术在煤层气富集区预测中的研究进行了探讨；陈勇等进行了基于主控因素的煤层气富集区地震预测技术应用研究。

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。

第六章煤层气勘探与评价技术第一节主要内容：地球物理探测技术包括空间探测、地面探测、钻孔探测和矿井探测四大技术类别，用来确定煤田构造、煤层几何形体、煤的物理和化学性质等。

一、煤层气地球物理测井技术1、地球物理测井基本方法（1）电阻率测井电阻率测井的基础是煤（岩）层对电流的传导能力，有两种基本形式，一是“电”测井，二是“感应”测井。

电测井是一种用一系列电极测量地层电阻率的技术。

双侧向测井适合于煤层气井，因为它能在煤层这种具有高电阻率的地层中获得较精确的电阻率测量值。

双侧向测井是唯一能够运用深测向测井和浅侧向测井电阻率值的响应曲线对煤中裂隙（主要为垂直裂隙）进行定量的方法。

一般情况下，电阻率测井的探测深度从数厘米至数米，微电阻率测井在数厘米之间，深侧向测井达数米的范围。

通过“感应”测井，可获得感应电阻率，这与电的电阻率截然不同。

感应电阻率是通过感应电流进入地层而获得的，它通过放置在仪器内的一系列线圈来实现。

磁场的存在（由仪器内线圈中电流流动而引起）引起钻孔周围地层中电流的流动，地层电流路径类似围绕井孔的环形线。

反过来，地层电流产生磁场，这种磁场引起仪器中其他测量线圈中电流的流动。

（2）自然电位测井自然电位（SP）测井是测量井内电位与地表电极固定电位之间的差值。

自然电位通常来自电化学反应，这种电化学反应发生在当一种盐度的流体（如泥浆滤液）在多孔或可渗透性介质（如储集岩）中与另一种盐度的流体（如地层水）相遇时。

当其他因素已知（如泥浆的电阻率、地层温度等）时，自然电位的主要用途是作为渗透岩石（储层）的指标和计算地层水盐度（电阻率）的来源。

某些地区自然电位测井有时可作为煤层渗透率的定性指标，但自然电位测井不能用于仅为气饱和的煤层气井中。

（3）自然伽马测井自然伽马测井旨在测量地层中天然放射的伽马射线。

一般而言，岩层发射的自然伽马射线量越高，作为潜在储层的可能性越低。

泥岩通常渗透性很低或没有渗透性，其放射性要高于有效孔隙度空间发育良好的岩石。