摘要：隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的煤炭天然氣勘探開采技術(shù)也愈發(fā)精湛，諸多相對(duì)先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)時(shí)而生，有效的促進(jìn)了我國(guó)煤炭天然氣行業(yè)的有效發(fā)展。根據(jù)研究可知，煤層的儲(chǔ)集存在著雙重的孔隙介質(zhì)特性，由煤的割理與基質(zhì)微孔系統(tǒng)共同組成，因此傳統(tǒng)意義上對(duì)于天然氣進(jìn)行常規(guī)評(píng)價(jià)的方法，不能適用于對(duì)煤層氣儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)，如何就煤層氣測(cè)井做出相應(yīng)評(píng)價(jià)技術(shù)的研究，存在著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本案筆者在作出大量調(diào)研的前提下，結(jié)合國(guó)內(nèi)外煤層氣測(cè)井發(fā)展，系統(tǒng)分析了測(cè)井評(píng)價(jià)領(lǐng)域的最新進(jìn)展，并就其具體內(nèi)容及相關(guān)理論做出了研究，著重闡述了當(dāng)前煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)，所面臨的技術(shù)問題要點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：煤層,氣儲(chǔ)層,測(cè)井評(píng)價(jià),研究分析

　　自現(xiàn)實(shí)層面而言，煤層不單單是進(jìn)行甲烷儲(chǔ)存的儲(chǔ)層，并且是甲烷生成的源巖，煤層的甲烷實(shí)際以兩類狀態(tài)處于煤中：首先是以分子的狀態(tài)進(jìn)行吸附于基質(zhì)微孔內(nèi)表面之上。其次為以游離的氣體形態(tài)處于裂縫或消溶于煤層地層的水內(nèi)。因?yàn)槊簩幼陨韮?chǔ)存的特性及甲烷方面的儲(chǔ)存態(tài)勢(shì)，所以運(yùn)用傳統(tǒng)常規(guī)的評(píng)價(jià)天然氣儲(chǔ)層的形式方法，不能良性就煤氣層儲(chǔ)層展開評(píng)價(jià)。煤層氣測(cè)井技術(shù)，在當(dāng)前被認(rèn)為是一類最具發(fā)展?jié)摿�和前途的手段，在運(yùn)用煤心數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)井記錄數(shù)據(jù)標(biāo)定之后，便能夠運(yùn)用測(cè)井的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)估煤層氣儲(chǔ)層的具體特性。測(cè)井解釋存在著直觀快速，分辨效率高及費(fèi)用低廉等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，能夠就試井及煤心和取心等方面的不足予以分析彌補(bǔ)，促使測(cè)井技術(shù)不單單局限于開發(fā)勘探等層面。以此可以看出專注于煤層測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)的研究，存在著現(xiàn)實(shí)的作用意義。

　　一、煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)的系列選擇

　　煤層氣儲(chǔ)層同圍巖于物性巖性上存在的差別，是進(jìn)行選擇測(cè)井系列的重要物理基礎(chǔ)和前提，合理的就測(cè)井系列進(jìn)行選擇，對(duì)于煤層氣和儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)尤為重要。當(dāng)前對(duì)于煤層氣的評(píng)價(jià)，常規(guī)采用的測(cè)井方法納含了雙側(cè)向、自然電位、補(bǔ)償密度、微電機(jī)、自然伽馬、聲波全波列、聲波時(shí)差及井陘測(cè)井等等。其具體如下表所示：

　　二、對(duì)于煤層的具體劃分及巖性的識(shí)別

　　通過煤層氣井中的測(cè)井資料的解釋，首先是就煤層氣層予以識(shí)別，繼而才是對(duì)于煤層氣層展開儲(chǔ)層參數(shù)的系統(tǒng)計(jì)算，因此，在對(duì)于煤田測(cè)井資料所作的解釋中，應(yīng)當(dāng)就煤層予以標(biāo)定，劃分出巖性。煤層較圍巖來講，其物理特性差異較為明顯，其存在著密度較低、含氫量較高和聲波時(shí)差較大與自然伽馬較低、自然電位存在異常及電阻率較高等特征。

　　通常能夠采取人工解釋方法，進(jìn)行煤層劃分和識(shí)別巖性，抑或者采取模式識(shí)別的方式，進(jìn)行煤層的自動(dòng)劃分及巖性的識(shí)別。基于上述特點(diǎn)及相應(yīng)測(cè)井曲線的組合，運(yùn)用于煤層的劃分和煤層厚度及位置的確定與巖性的識(shí)別等方面，均能夠取的良好的效果。

　　三、煤質(zhì)的參數(shù)計(jì)算

　　對(duì)于煤層煤質(zhì)的參數(shù)計(jì)算，通常多是由煤樣實(shí)驗(yàn)室展開分析和運(yùn)用概率模型方法與測(cè)井體積模型方法進(jìn)行確定。測(cè)井體積模型法是依據(jù)孔隙度測(cè)井,來進(jìn)行建立相應(yīng)的方程組，采取最優(yōu)化等相關(guān)方法做出方程組求解，對(duì)于所求的的煤質(zhì)參數(shù)，能夠?yàn)槊簩拥拈_采提供相應(yīng)的依據(jù)。但是運(yùn)用測(cè)井體積的模型方法所得出的煤質(zhì)參數(shù)，在實(shí)際中不能夠直接同煤樣分析實(shí)驗(yàn)室所得來的工業(yè)指標(biāo)相互對(duì)照，且煤樣實(shí)驗(yàn)室所展開的分析需要耗費(fèi)大量的時(shí)間及人財(cái)物力。因此若以測(cè)井體積模型方法作為根本，統(tǒng)籌概率模型方法，輔助于一定數(shù)量煤樣分析室的分析資料，進(jìn)行構(gòu)建確立煤質(zhì)參數(shù)方面的解釋模型的話，那么即能夠達(dá)到此三種煤質(zhì)參數(shù)確定方法間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

　　另外煤的組成成分較為復(fù)雜，但是若是將煤內(nèi)相對(duì)體積內(nèi)小于百分之一的成分予以忽略的話，那么便能夠?qū)⒚航�似看做是由純煤和石灰粉與水分三個(gè)部分構(gòu)成。測(cè)井體積模型方法即是根據(jù)煤的這類組成成分，進(jìn)行構(gòu)建等效的體積模型及相應(yīng)的測(cè)井方程組，并通過對(duì)方程組的求解，來得到灰分及水分與純煤的相對(duì)含量。顯而易見通過測(cè)井體積模型方法而得來的煤質(zhì)參數(shù)，同煤樣分析實(shí)驗(yàn)室所得來的煤質(zhì)參數(shù)不能夠同日而言。就灰分來講，測(cè)井體積模型方法內(nèi)是指煤于原生形態(tài)之下的相關(guān)不可以燃燒的部位，而在煤樣分析實(shí)驗(yàn)室中的具體所指卻是煤樣在經(jīng)燃燒之后所得到的殘?jiān)�，二者在�?shù)值及成分方面俱不相同。但是雖然二者在煤質(zhì)的參數(shù)上，不能夠作直接的對(duì)照，但是二者間所存在的區(qū)域性規(guī)律，卻不能夠忽視。為了便利于二者間的對(duì)照，可以先進(jìn)行將煤組成成分設(shè)為由灰分與固定碳及水分和揮發(fā)分四個(gè)部分，依據(jù)此模型進(jìn)行寫出聲波及密度和物質(zhì)平衡方程式及自然伽馬響應(yīng)方程式，并利用該思路建立對(duì)煤質(zhì)參數(shù)展開評(píng)價(jià)的解釋模型。筆者所在的工作煤田即是依據(jù)此模型對(duì)四口井煤層井段展開了實(shí)地解釋，通過解釋的結(jié)果呈現(xiàn)：模型估算出的碳分含量，同煤樣分析實(shí)驗(yàn)室所得的碳分含量，二者間存在的誤差十分的小，相對(duì)誤差<5%，所估算灰分含量同煤樣分析實(shí)驗(yàn)室所得灰分含量，呈現(xiàn)著較好的一致性，尤其是在灰分量<30%的時(shí)候，二者間誤差更小，經(jīng)計(jì)算，相對(duì)誤差<10%。

　　四、裂縫的滲透率及裂縫的孔隙度研究

　　煤巖之中即存在著煤生成過程中所生成的原生孔隙，又存在著成煤之后遭受構(gòu)造破壞所生成的次生孔隙。其孔隙的類型及連通的程度存在著較大的變化，他們相互組合構(gòu)成裂隙性質(zhì)的多孔隙介質(zhì)，為瓦斯的滲流和儲(chǔ)存提供了通道和空間。煤巖孔隙的孕育特征主要受到煤變質(zhì)的程度及煤巖的組分及后期構(gòu)造的破壞程度與成煤植物等相關(guān)因素影響。其中后期構(gòu)造的破壞于煤層之中形成了大量的割理及微小裂隙，擴(kuò)大了煤巖孔隙性，因此其孔隙發(fā)育主要以微裂隙居多。

　　煤層雙層孔隙中，對(duì)于裂縫的孔隙度能夠采取深淺側(cè)向的測(cè)井曲線值進(jìn)行計(jì)算，具體計(jì)算的方法如下：

　　在公式中：RLLS、RLLD分別是淺側(cè)向與深側(cè)向的電阻率，Rmf及Rw分別是泥漿濾液的電阻率及地層水的電阻率。Mf是裂縫孔隙度的指數(shù)，φ為總的孔隙度，φ=φb+φf，φb是基質(zhì)孔隙度，能夠運(yùn)用孔隙度測(cè)井的方法予以求得，φf是裂縫的孔隙度。

　　煤層裂縫是由層間裂縫及層面裂縫共同組成，其具體公式為：

　　hf =△C/4Cm

　　公式中：△C=CLLS-CLLD,CLLS、CLLD、Cm，分別是淺側(cè)向和深側(cè)向及泥漿導(dǎo)電率，(Ω.m)-1。。

　　估算裂縫空間通過公式 hm=hf/φf計(jì)算。因此裂縫的滲透率(K)為[18、19]:

　　K=A×8.33×106× hf/hm

　　H公式中：A即比例因子。

　　五、煤層氣含量

　　煤層甲烷于煤儲(chǔ)層之內(nèi)的儲(chǔ)集和滲流，通常和常規(guī)儲(chǔ)層之內(nèi)的天然氣具有著本質(zhì)上的差別，其影響的因素復(fù)雜且多樣，對(duì)于煤層氣含量產(chǎn)生影響的主要因素為壓力、煤階及煤層的厚度與煤層的滲透率和礦物質(zhì)的含量等。煤層的含氣量會(huì)伴隨著煤階增加而不斷增加，在壓力及溫度同等的條件之下，高媒階對(duì)于甲烷吸附的能力要明顯比低煤階的甲烷吸附能力高。煤層的含氣量會(huì)伴隨礦物質(zhì)的含量增加而逐步減小，如隨著灰分的增加不斷減小。煤層的含氣量同時(shí)也會(huì)伴隨著煤層的含水?dāng)?shù)量增加不斷減小，另外煤層的含氣量也會(huì)伴隨著裂隙及微孔隙的增加而持續(xù)增加。

　　煤層甲烷在煤中的存在呈現(xiàn)著三種狀態(tài)，雖然在煤層之中的基質(zhì)空隙作用，同常規(guī)的雙重孔隙集儲(chǔ)層內(nèi)的基質(zhì)孔隙作用相同，但二者間也存在有以下兩點(diǎn)差別：首先是在常規(guī)的雙重空隙集儲(chǔ)層的基質(zhì)孔隙內(nèi)儲(chǔ)貯的氣為自由氣，而在煤層之中存在得氣，多是吸附于基質(zhì)孔隙內(nèi)表面的氣，為吸附氣體。于初始的狀態(tài)之下，煤層孔隙內(nèi)自由氣含氣的飽和度<10%。其次區(qū)別為：因?yàn)槊簩踊�質(zhì)的微孔直徑較小，因此煤層內(nèi)的氣體，多是通過基質(zhì)的孔隙來進(jìn)行擴(kuò)散。

　　在多數(shù)情況下，煤層所埋藏深度夠深時(shí)，煤于煤化過程內(nèi)，方不至于無辜流失，因而煤層的含氣量自一定層面決定于煤層埋深度。另外煤層甲烷是吸附于基質(zhì)的空隙表面，那么微孔隙數(shù)量便與甲烷總量存在著密切的關(guān)系，而微孔隙數(shù)量同灰分校正量及固定碳的數(shù)量，也具有著密切相關(guān)的聯(lián)系。另外煤對(duì)于甲烷方面的吸附能力同壓力和溫度存在著密切關(guān)系，在溫度一定的時(shí)候，伴隨著壓力的升高，吸附量也會(huì)逐步的增大，在達(dá)到相應(yīng)的高壓力時(shí)候，煤對(duì)于甲烷吸附的能力也會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)，即使壓力在持續(xù)增加，那么吸附的總量也不會(huì)增加。根據(jù)以上所述可知，在當(dāng)前能夠利用煤質(zhì)分析及解析測(cè)定等相關(guān)的資料，進(jìn)行綜合評(píng)估煤層的含氣總量。

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