煤层气开发中的地质录井方法

摘 要：地质录井是煤气层开发的重要环节，依照所勘探开发的阶段以及要求的不同需要采用不同的地质录井方式。例如在煤气层勘探过程中需要使用岩屑录井，而岩芯录井以及岩屑录井则是被应用在参数井目过程中，同时还要综合录井资料以及气测资料，准确的将地下的岩性以及地层进行还原。准确的地质录井能够为煤气层勘探开发提供准确的层位资料以及地质信息，从而降低开发难度，减少开发投入，提高勘探速率，增加效益的同时保证生产的安全性。因此文章针对煤气层开发中地质录井的应用进行了简要论述。

关键词：地质录井；煤气层开发；勘探

我国经济的进步依赖于各项资源的开发，尤其是能源物质的开发利用，近些年煤气层资源的勘探开发得到了国家的重视。而在煤气层开发过程中，地质录井为勘探开发工作提供了有利的数据支持，为技术人员提供了关键的地下信息。

1 地质录井技术

1.1 概念

地质录井在煤气层开发中的应用可以被成为煤层气录井，该种技术是在进行煤层气勘探时，通过直接方式或者间接方式了解收集地下信息的技术活动。因而煤气层录井方式又可以被分为直接录井法和间接录井法。直接录井在实际应用中主要有岩屑录井以及岩芯录井。而间接录井则需要通过对钻井液进行观察以及观测钻时变化和地层泥浆变化等方式对地层状况进行研究，达到录井的目的。气测录井、钻井液录井以及荧光录井都属于间接录井方式。而在煤层气开发中使用较为方便也是最常用的录井方式包括钻时录井、钻井液录井以及岩芯录井和岩屑录井，另外还需要结合水文观测，以及气测录井结果，从而综合判断地质状况。

1.2 录井目的分析

地质录井在煤层气开发过程中的目的是通过不同种的录井方法对井下信息进行收集整理，并通过录井信息对地下状况以及地层性质进行还原，找到煤气层的详细位置，同时了解煤气层的真正储量以及厚度，提供试气、固井等活动提供重要的理论依据。在煤层气的开发利用中，地质录井技术提供了重要的勘探基础，为煤层气勘探手段以及方式方法的选择提供了理论基础。

2 录井方法分析

2.1 资料的收集

地质录井的主要目的是对煤系地层进行各类资料的收集，了解其岩性组成，并掌握其地层特征。通过地质录井勘探人员可以掌握煤系地层的厚度以及横向变化、纵向变化特征，了解地层倾角变化，即大量全面的收集地层信息，绘制预想柱状图，为钻孔提供有利的基础。然后与预想柱状图对比，可以准确预测煤层位置。

2.2 钻时录井分析和岩屑录井分析

钻时录井：指在钻井过程中把钻头每钻进单位深度的岩层所需要的时间记录下来。当钻头钻遇不同性质的岩层时，由于其坚硬程度及破碎程度不同，表现在钻时上有明显的差异。同一勘探地区，其钻时和岩性之间有一定的相互关系。

将岩屑按照顺序以及时间、距离进行连续的收集后，通过系统的分析描述，对地下剖面进行还原的方式便是岩屑录井。通过岩屑录井的方式可以准确的还原地下岩层的特点，通过观测可以发现岩屑颜色随着钻井深度的加深，颜色也逐渐的加深，并在进入煤系地层中出现大量的植物碎屑，可见黄铁矿结合，出现云母发育，局部出现发育的裂隙，这些都是煤层出现的主要特征。

2.3 岩芯录井

在煤层气勘探开发中，煤层气参数井一般要求煤层取芯，以了解岩层性质及其变化规律，特别是关于储集层的含气性质。因此，在钻进时对目的层段采用取芯钻进是非常必要的。岩芯录井有大量气体逸出。卡准取芯层位的几种措施：（1）利用钻时变化，预计取芯位置；（2）利用气测异常，预计取芯位置；（3）利用岩性特征，预计取芯位置。

取芯要求：（1）取芯层段取芯收获率按照取芯长度与取芯进尺比值进行计算，全井块煤取芯收获率不低于80%，粉煤取芯收获率不低于60%，其它岩层取芯收获率不低于90%，岩煤芯直径大于60mm；（2）使用绳索取芯方法钻取煤层，每一回次进尺不得大于1m，为保证煤芯上提和装罐时间，要求上提时间不大于T=0.02H，煤样到达地面后必须在5min内按煤层剖面顺序装入解吸罐并迅速密封；（3）详细记录取芯深度、钻遇煤层时间、开始提芯时间、煤芯提升至井口时间及煤样装罐结束时间。提升过程中如发生样品脱落或提升中断等情况，要及时准确记录；（4）煤芯采取要做到煤层结构清楚、煤芯不污染、不燃烧变质、不混入杂质，顺序不颠倒；（5）见煤和止煤回次应尽可能少取煤芯或岩芯，防止煤芯磨失。

2.4 间接录井分析

在煤层气勘探开发中，钻井液录井是间接录井方式之一，也是重要的发现手段。在勘探中要求每隔八小时进行一次全套测定。并在两小时进行以此粘度测定和密度测定。从而准确掌握每层气体变化状况，使得获得资料的连续性。对钻井液的测定主要对槽面气泡的产状以及大小进行观测，并详细记录其占槽面的百分比，同时记录槽面的变化状况。

而对钻井液中可燃气体的测试主要通过气测录井的方式进行，在钻井过程中，利用气测录井设备和综合录井设备，并使用脱气器使得钻井液中气体拖出，利用相应的检测仪器进行分析，从而对地下岩石中的气体含量以及煤层气成分进行分析判断。通过钻井液中含有多少煤层气，可以准确的判定每层的成分以及含量。

在地质录井中需要进行简易的水文观测，这也是重要的录井手段，通过对地层压力进行建议的水文检测，可以了解煤层渗透率以及地层应力，从而为后期的开发作业奠定稳定的基础。全井钻进过程中均应做好简易水文观测记录工作。每次起钻后、下钻前测量一次水位（泥浆池液面、井筒液面）；每钻进2h记录一次钻井液消耗量，进入煤系地层后每1h记录一次钻井液消耗量，不足lh但大于30min时也应观察钻井液消耗量。如钻遇孔涌、漏水时，应观测其涌漏水量。在钻进过程中应做好与水文有关现象的观测和记录，主要包括水气涌出、水温异常，遇溶洞、大裂隙和流沙、孔壁坍塌、钻具下落等，并及时通知有关人员，经同意后方可继续施工。

3 综合判定

3.1 钻遇煤层气层的基本特征

在地质录井中钻到煤层气所在层次时就会出现钻时速度加快，气测量剧增的状况，有时气测组分中甲烷含量会剧增，甚至达到饱和状态。岩屑的颜色也会急剧由浅变深，并且在岩屑中云母发育，会出现大量的植物碎屑，有时会见到黄铁矿结核。在进行岩芯录井过程中，可以在岩芯中可以看到溢出大量气体。并在钻井口对钻井液进行观察，可以看出井口出现大量的气泡，并伴随煤粉浮现在钻井液面上。

3.2 煤层气厚度判定

对煤层气的勘探需要判断煤层气厚度，勘探中对煤层顶进行卡取，并对底板以及夹层深度进行卡取，从而对煤层气储量以及厚度予以确定，同时能够判定煤岩特性以及煤层结构；通过岩芯录井中溢出的气体可以对裂隙发育状态进行了解，并分析煤气层中的含气量、饱和度以及渗透率。此外对煤层顶板以及底板的相关性质进行分析；结合相关水文测试结果，对储层的地应力、储层压力予以全面了解。为下一步的开发提供了有利基础。

4 结束语

在进行煤层气开发过程中，需要实现进行地质勘探，而地质录井是勘探的重要环节，录井过程中需要依照实际的环境使用不同的录井方式，而不同的录井方式可以提供不同的地质数据。另外，录井中还要综合气测、钻时以及水文观测等方式，准确判定层位以及煤气层的厚度、状态、成分等。以此降低开发难度以及资金投入量，提高矿井的综合效益，保证生产的安全性。

参考文献

[1]范立民，申涛.鄂尔多斯盆地西南缘煤矿瓦斯地质条件[J].中国煤炭地质，2011，23（3）：18-23.

[2]范立民，张晓团，王英.陕西省煤矿瓦斯地质图图集[M].北京：煤炭工业出版社，2012.