祁南地区煤层气测井方法研究

[摘 要]利用现代数字测井仪器优势，充分了解、计算煤层气探采孔中物性反映规律和目的煤层的各项技术指标参数。充分掌握目的煤层煤质变化情况、孔隙率变化情况，以及施工钻孔的偏斜率、偏移距等技术指标。通过对测井现场获取的各种测井参数的综合对比、计算，获取了对指导煤层气开发中十分必要的技术参数，如煤层的固定碳含量、煤层挥发分扩煤层的单位含气量。

[关键词]煤层气；测井方法；中子测井；煤层气评价测井

1 绪论

1.1 煤层气测井的意义

在我国许多高瓦斯富集区，煤层气开采矿区实施采煤前瓦斯抽放，为以后煤矿生产提供一定的安全导体，在很大程度上降低了煤矿生产瓦斯突出的可能性。

本论文以煤层气测井为突破口，根据祁南地区煤层气测井实例，对钻孔煤层气测井的不同方法，及不同测井方法测井曲线响应进行分析和研究。

1.2 论文研究内容和成果

论文主要研究煤层气测井的几种主要方法。通过几种主要测井方法在不同岩性层段、煤层、含气层的不同反应，分析煤层气的富集情况，并通过计算推断瓦斯含量。

本文通过祁南地区测井实例，对测井过程，测井方法原理，几种主要测井方法阐述，并根据煤层气测井在祁南地区取得的成果做出分析和论证。

2 祁南地区煤层气测井

2.1 煤层气测井方法原理

在煤田地球物理测井中，侧向电阻率是通过不同地层的导电情况来划分地层岩性剖面。补偿密度测井是用体积密度测井曲线确定煤层的埋深及厚度、评价煤质及确定煤层中的夹矸。补偿中子测井是根据煤层的中子孔隙度和围岩的孔隙度具有明显的区别，来确定煤层气的储存情况。

2.2 煤层气测井方法的实际应用

2.2.1 测井仪器及测井方法

本次煤层气评价测井中使用仪器为北京中地英捷物探仪器研究所生产的PSJ-2型系列数字测井仪。煤层气评价测井钻孔测井项目除常规测井参数，增加了补偿中子、双侧向和双井径测井。

PSBZ-1型补偿中子探管的长源距和短源距都采用正源距测量，即在正源距测量时，热中子计数率越高，则指示地层中氢元素含量低，孔隙度越小。PSSQ-1双侧向探管可以了解径向电阻率的变化，其中深侧向测井主要反映较深的原装地层电阻率，浅侧向测井主要反映较浅的侵入带地层电阻率的变化。PS2621双井径测井仪可测量钻孔内垂直两个方向的井径，通过它可分析钻孔形状。

2.2.2 测井综合解释

测井资料处理、解释主要进行预处理、数学计算、分层定性、交会图技术、体积模型分析和相关分析等，把煤层体积分成纯煤（包括固定碳和挥发分）、灰分（包括泥质和其它矿物）、水分（孔隙中充满水）三部分，作为对测井响应的贡献之和。

密度：ρ=Vc・ρc+Va・ρa+Vw・ρw

中子：φN= Vc・φc+Va・φa+Vw・φw

1=Vc・φc+Va・φa+Vw・φw

将体积含量换算为重量含量：

由于固定碳Qg与灰分Qa相对线性相关：

Qg=m・Qa+n

利用测井求得灰分，利用上式可以求出固定碳。挥发分Qv由计算的纯煤减去固定碳求得：

Qv= Qc C Qg

2.3 煤层气测井成果

祁南地区布置的煤层气钻孔中，较典型的煤层气测井曲线反映，如图1所示。

从图1可以看出，煤层气评价测井的主要测井参数曲线、补偿中子曲线在排除井径影响因素，含气层段，表现为明显的U型异常（低异常），主要含气层段为煤层，煤层顶底板，特别是相邻煤层之间的岩层裂隙也有明显异常反映，说明在淮北矿区，煤层气评价测井是可行的。

3 煤层气测井方法综述

3.1 煤层气测井成果评价

通过对祁南矿井煤层气孔施工，初步了解了勘查区地质构造形态，查明了煤层储集情况、变质程度、含气量分布及变化。根据煤层气评价测井解释资料，初步推断充分开发和利用祁南矿井煤层气资源具有很高的经济价值。

3.2 煤层气测井方法论述

1、煤层气测井方法的选择，电阻率方法只作为划分地层岩性剖面的一种重要测井参数，密度测井是划分煤层、评价煤质的最佳测井方法，而补偿中子测井是划分煤层气层段及计算瓦斯含量的最为合适的测井方法。

2、在用补偿中子测井计算煤层气含量时，随地区、煤阶及地质构造不同，煤层中气体的含量也不尽相同。从对比结果来看，测井计算结果和实验室实测结果十分接近。因此在同一开发区可以用测井计算结果来代替实验室实测的数据。

参考文献

[1] 刘向君，刘堂宴，刘诗琼.测井原理及工业应用[M].北京：石油工业出版社，2006

[2] 高绪晨.密度和中子测井对煤层甲烷含气量的响应及解[J].煤田地质与勘探.1999，25-28

[3] 雍世和，张超谟.测井数据处理与综合解释[M].山东：石油大学出版社，200429

[4]]黄基隆.放射性测井原理[M].北京：石油工业出版社，1985

作者简介

刘继千，男，1984年出生，安徽省淮北市人，2010年毕业于西安石油大学.现就职于淮北矿业勘探工程有限责任公司，助理工程师。