摘要：测井方法一直以来就是煤层气储层评价方法研究的一个重要的措施，这种措施具有速度快、成本低等等优点。因此，在对煤层气储层进行测井评价方法研究的过程中，也是一个逐步开发煤层气、勘探煤层气的一个重要的举措。
关键词：煤层、煤层气；储层特性；评价方法
引言：综合分析国内外煤层气测井的研究工作，虽然已开展一些研究并且取得一定的实效，但缺乏有效实用的测井处理解释方法技术和比较系统的研究工作。而全面系统地开展煤层气储层测井评价方法研究工作和系统整理相关的研究工作是非常必要的。因此，做好煤层气储层的识别和评价技术的研究是测井评价的关键。
1.煤层气测井技术发展现状
在研究煤层气的测井技术发展现状的时候，不可忽略的是直到现在，我国都还没有研究出一套真正专门用来对煤层气储层进行评价的仪器设备。一般来说，煤层气的传统测井方法，仍旧是采用常规的测井技术进行研究，相对于天然气的相关储量，煤层气的储层会具有比较明显的特征进行反映。
2.煤、煤层及煤层气的概念
煤是一种固态的可燃有机岩石，是植物残骸经过复杂的生物化学、物理化学以及地球化学变化转变而来的。煤主要由固、液、气三相物质组成，其中固相主要分为固态有机质和矿物质，液相主要为水，气相则主要是煤层气。
煤层是指能储存煤的岩层，煤储层是指储集天然气的煤层。煤储层具有孔隙度低，渗透率小，比表面积大，储气能力强等特点，与常规天然气储层差异较大。
煤层气是指赋存于煤层中以甲烷为主要成分、吸附在煤基质颗粒表面，部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。
3.煤层气测井响应特征及测井评价方法研究
3.1煤层及煤层气测井响应
煤层和煤层气在有的测井响应上来说差别不是特别明显，但是两者在与围岩
的测井响应相比来说，有着很大的区别。根据多年的不同地区的测井经验，不含气的煤层是低电阻、中高自然伽马或不明显、高成熟度；而含气的煤层是高电阻、低自然伽马、中低成熟度。所以煤层和含气的煤层（煤层气）测井特征既有相同的又有不同的地方。所以，高电阻是判断煤层是否含气的标志。
低阻煤层：XX井3012.5～3013.8m煤层，因火成岩烘烤而演化成无烟煤过成熟阶段，RO为4-6，AC大于90μS/ft，CNL为40～70%，DEN为1.6～1.9g/cm3，Rt小于1Ω•m。
高阻煤层：XX井957～969m煤层，为中低成熟阶段，镜质组反射率Ro为0.5～1.3，AC为100-160μS/ft，CNL为35～70%，DEN为1.2～1.9g/cm3，Rt为10～400Ω•m。
除以上测井特征外，我们对煤层气测井特征进行系统阐述，煤层和泥浆间的电化学作用很弱，自然电位幅度小，而电阻率测井读数高。煤层中缺乏天然放射性元素，因此自然伽马读数较低，纯煤GR值很低，一般<70API。煤的基质密度低，所以显示低密度值，与围岩区别明显煤的体积密度一般为1．25～1．75g/cm3，其值和围岩的体积密度（＞2．3g/cm3）具有明显差别。煤本身具有较高的含氢量，在中子测井中读数较高。煤层中子孔隙度一般40%-50%，与围岩孔隙度区别明显。由于煤的分子结构相对松散，加之煤层内部条带状、片状、层状等结构的影响，使得声波在煤层中具有较低的传播速度，在声波测井曲线体现的时差值较高。总之，煤层气还是与围岩差异明显。
3.2煤层气的测井评价方法
煤层气的测井评价方法可分为煤层气储层的测井识别和煤层气储层模型的建立。
1、煤层气的测井识别
评价煤层气的常规测井方法主要是有：双侧向、自然电位、微电极、自然伽马、声波全波列、中子孔隙率、井径测井、补偿密度以及声波时差等等。煤层气储层测井评价技术持续进步随着科技的日益进步，我国在煤层气储层测井评价技术取得了丰硕的成果，这些成果将更进一步的提高现场工作效率，将会在煤层识别与划分、煤质分析等等方面发挥及其重要的作用，这些成果总结起来可以概括为以下几个方面，如表1所示。所以说，高电阻、低伽马、高声波、大中子、低密度、厚层是煤层气的标志，通过这些测井特征我们来划分和识别煤层气。
表1 测井的目的与方法
2、煤层气的模型建立
以密度、中子、声波等三孔隙度曲线为敏感曲线，结合自然伽马，采用主成分分析的方法，建立判别函数，实现了煤层的定量识别和划分。采用的三元或四元质量模型：
固定碳+灰分+挥发分（水分，含量通常小于5%）=1
固定碳+灰分+挥发分+水分=1
●煤层组分含量计算：（水分、挥发分、灰分和固定碳）是了解煤质特征的主要指标，也是评价煤质和煤层气的基本参数。根据某地区的岩心实验数据，利用三角体积模型法与数理统计回归法建立关系。得到煤层主要参数的计算公式。
●含气量GC参数计算：含气量GC是评价煤层含气的重要参数，煤层气主要以吸附态存在于煤岩基质表面，或者少量赋存在裂隙和孔隙，准确计算含气量参数难度大。目前主要用数理统计法。
●其它参数计算：
表2为测井利用模型计算的各种参数
表2 测井测量和计算的各个参数
4.存在问题
通过对于整个煤层气储层测井评价技术的相关研究和实践经验发现，煤层气在技术方面仍然存在着大大小小的问题，具体可以总结为以下几点：1）煤层气的“定量”算法仍然是行业内较为棘手的问题。因为相关储层的煤层气含量只能通过间接方法估算，很难得到准确值，而由于地域的区别，不同地区的模式也不能套用，这就给研究带来了很大困扰。2）对于裂缝孔隙度的分析仍然只停留在纸面上。目前为止，还很难找到一套真正适用的、在现场工区可以灵活运用的计算煤储层孔隙度参数的方法。3）测井解释煤层气工业生产下限值的问题仍然困扰着研究人员。这也是目前煤层气储层的测井评价方法研究中最重点的一个问题。
结论
简而言之，煤层气储层的测井评价方法研究，一直以来都是研究人员关注的一个重点。总结了煤层气测井技术发展现状、煤储层的特点以及相关的测井响应、储层参数的测井评价方法以及建立模型，指出存在的问题及下一步工作要点。
论文作者:孙逊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签：煤层论文; 煤层气论文; 评价论文; 方法论文; 孔隙论文; 围岩论文; 声波论文; 《基层建设》2019年第25期论文;