煤层气测井技术的应用初探

景大泉+李宁

摘要：在当今的煤层气勘测开采工作当中，有效地利用测井技术能够使得煤层气的勘测工作更加顺畅，极大程度上提高勘测的准确性，同时还能识别煤层、分析煤层特性和评价煤层气的质量，因此得到了煤层气勘测部门的广泛关注。文章对煤层气测井技术的应用进行了探讨。

关键词：煤层气；测井技术；勘测精度；油气储存；含气层 文献标识码：A

中图分类号：TD845 文章编号：1009-2374（2016）32-0149-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.074

1 概述

通过测井技术能够有效地提高煤层气的勘测精度，因此测井技术得到了相关部门的广泛关注，作为煤层气勘测开发工作当中的重要组成部分，煤层气测井技术的研究开发，能够有效地推动广阔的煤层气勘测工作发展前景。

2 我国煤层气测井技术的应用现状

在我国，对于煤层气测井技术的应用研究已经取得了较大的发展。从20世纪90年代开始，已经对安徽、河南和山西等地区开展了煤层气测井技术的运用，在研究的过程当中通过定性识别煤层特征等方法，取得了阶段性的进步。在20世纪末，中国石油天然气总公司华北石油管理局先后在山西大城、晋城、吴宝和大宁-吉县和安徽淮北等地区运用测井评价技术，研究测井确定吸附等温线问题，并且取得了一定阶段性的成果。但是对于我国来说，对于煤层气测井技术的研究起步较晚，并且缺乏系统性的研究指导，因此使得我国煤层气的勘测工作较世界上的一些发达国家还存在着较大的差距。想要提升我国煤层气勘测工作的整体步伐，进一步加快我国煤层气的开发工作，那么就必须有效地借鉴国际上煤层气测井技术的步伐，并且根据我国的国情，有条不紊地促进我国煤层气测井技术研究工作的展开。

3 煤层气测井技术的特点

与常规的油气储存相比，煤层气储层具有系统结构复杂的特点，并且煤层气大部分都是以单分子的形式吸附在煤层的表面，只有少量以游离的状态存在。因此也就导致了煤层气与油气的存在形式具有较大差异性，常规的油气往往存在于独立的空间当中，并且对测井曲线产生影响；但是煤层气主要吸附在煤的工业分析组分上，想要更充分地了解煤层气的储存特性，那么就必须针对煤层气的独有特点，利用测井技术有针对性地对其研究进行保障，以便能够更加准确地为煤层气的地质评价工作提供基础数据。

煤层气测井技术主要是基于煤田测井和石油测井的基础上发展起来的，尤其是在石油测井的工作当中发挥了重要的作用，随着测井技术的不断发展，当其有效地结合了现代更加先进的技术手段之后，能够更加高效地推动测井技术的运用，使其能够为石油油气的勘测工作提供更加精细化的数据。对于煤田测井技术的运用使用方法相对单一，一般应用于标定煤层。下面就对煤层气测井技术的发展应用进行详细的分析：

3.1 煤层气测井采集技术

对于煤层气的勘测工作需要针对不同的工作内容进行不同工作阶段的划分，划分的依据是根据地质条件和研究目的等内容，基于不同勘测开发阶段的评价目的，可以得出煤系地层常用的测井采集技术。

根据表1可以看出，当今阶段使用的煤层气测井方法还是在基于油气藏和煤田应用的测定方法上面的，缺少专门的探测煤层气储存的测井方法。

在国外，尤其是在美国等一些发达国家，早就开始盛行对煤层气的开发利用，并且有效地结合测井新技术，主要有高分辨率密度和岩性密度、井径、双侧向、微电极、中子、声波全波、自然电位和电成像等。

在我国，于1997年开始在大城和晋城等地录取不同系列的测井资料，进行基本的测定技术研究，同时结合声电成像和核磁共振成像等新技术手段有效地推动测井新技术的研究工作。

自从我国从事煤层气测井研究技术以来，在河南和山西等地区多次与澳大利亚和美国等煤层气公司进行合作，使得对煤层气测井方法有了更多的选择。

3.2 煤层气测井技术评价

对于煤层气测井技术的评价技术指标总体上可分为煤层气储层定量解释技术、煤层气储层定性识别技术和煤层气储层综合评价技术三个主要技术手段。对于煤层气储层常用的四个判别方法为定性识别方法、概率统计评价方法、体积模型解释方法和优化解释评价方法。这四个判别方法有着不同的使用原理，并且根据不同的使用原理有着各自的优劣比较。随着我国煤层气测井技术的深入发展，使其形成了四个层面的评价技术进展。

3.2.1 第一个评价技术进展体现在含煤性的评价上，并且该项技术已经发展到了较为成熟的阶段。通过测井方法能够准确地识别各个煤层的类型，并且判断各个煤层的厚度，具备了较高的精确度。

3.2.2 第二个方面的评判技术就是能够对含气性和可采性进行综合评价，但是测井技术在这一方面的发展还属于上升阶段，在一些实验区已经取得了突出的进展，测井技术已经替代化验分析方法。对于含气性和可采性的评价主要属于定性分析的范畴。

3.2.3 第三个方面的评判技术是处理技术，该项处理技术处于发展阶段，并且有一些成功的实例。比如说侯俊胜教授等利用遗传算法和复合型最优法等现代化技术应用到煤层气的储藏渗透性评价上，对煤层气的储层渗透性以及储存综合评价提出了若干指标，有效地指导了煤层气储藏渗透性的评定。

3.2.4 最后一个评定技术是用来评定含气量、工业分析、岩石力学和封盖层等参数，并且该项评定方法属于定量分析。

4 煤层气测井技术面临的问题和挑战

4.1 煤层气测井技术面临的问题

通过不断的实践进行研究分析，发现了煤层气测井技术面临的主要问题有以下类型：

4.1.1 测井方法技术规范化。在我国，尚且没有专门用于煤层气探测的测井方法，并且与国外先进测井技术的交流还不够充分，需要加大测井先进仪器研发与信息网络的建设。

我国的煤层气测井技术手段主要是通过国外的油气藏测井技术改进得到的，但是国外的油气藏测井理论并不能够完全适应煤层气的测井技术，这就导致了在煤层气的测井应用上不能够完全满足对煤层气的勘测工作，进一步阻碍了我国煤层气勘测工作的开展。

4.1.2 煤层气储存孔、渗参数。在我国当今阶段，尚且没有一套专门的定量计算煤储层孔隙度参数的计算方法，从而制约了煤层气测井技术的应用研发。

现阶段的声波、密度、中子测井都是以岩性模型为基础建立起来的，然而煤层气储层岩性相比较更复杂，因此在计算孔隙度参数的过程当中往往精确度是达不到要求的。

4.2 煤层气测井技术面临的挑战

4.2.1 双重孔隙解释理论和模型研究。在20世纪末，有关煤层气测井技术的研究人员不断地进行探索和创新，因此取得了一定的可喜成绩。但是针对煤层气测井的评定技术还处在探索阶段，比如说对煤层气储层参数的定量分析远远没有达到最终的要求，究其原因主要有以下两个方面：（1）由于石油天然气勘测技术的局限性，使得煤层气勘测的高分辨率测井技术遇到了障碍；（2）煤层气储层的结构更为复杂，一般来说，煤层主要是包含微孔和大孔系统的空隙介质，如果没有足够的理论研究和实验测试，针对双重孔隙结构的侧行解释模型就不会取得突破性的进展。

4.2.2 煤层气储层含气量评价。对于天然气的储存形式主要是游离状态的，然而对于煤层气的储存来说，主要是以吸附作用存在于微孔隙的内表面内，所以说对于煤层气饱和度的计算不能使用天然气饱和度方法进行比拟计算，这就对计算过程增加了难度。需要建立煤层气储层吸附性参数的测井评价技术，对煤层气的含气量进行详细的计算，并且这一计算过程都需要间接的计算方法，这也就导致了计算结果的误差偏大。

5 煤层气测井技术的发展趋势和对策

通过上文的分析，使得我们对煤层去测井技术评价的发展现状和存在的问题进行了充分地了解，为了有效地解决煤层气测井技术存在的现实问题，可以从以下三方面入手：

5.1 成像测井技术的应用

对于煤层气储层的识别可以通过煤层的测井响应特征解决，但是针对煤层气储层双重空隙度、煤层含气量和煤层气储层渗透率等问题还缺乏专门性的指导方法，因此，加强煤层气测井基础理论研究有利于解决上述问题。高分辨率成像测井技术能够创建测井解释新理论，通过利用核磁共振测井、ECS和成像测井能够有效地完善煤层气测井评价技术，使得对煤层气的勘测工作更加经济有效。

5.2 煤心刻度测井技术

随着非线性信息处理技术的发展，为煤层气测井技术的应用提供了重要的技术保障。利用非线性特征研究技术，能够指导创造出高分辨率的成像测井仪器用于煤层气储层成像测井煤心地球物理性质研究，极大程度上促进了煤层气测井识别与技术评价工作的开展。

6 结语

对于煤层气测井技术来说，想要实现广泛的应用，那么就必须有效地结合现代信息处理技术，探索测井新方法，不断加强新的煤层气储存测井处理解释与应用评价软件的开发，使得煤层气测井技术更加精确化。

参考文献

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[2] 陈振宏，贾承造，宋岩，王红岩.构造抬升对高、低煤阶煤层气藏储集层物性的影响[J].石油勘探与开发，2007，（4）.

[3] 杜翔.测井方法在煤层气勘查中的应用[J].中国煤田地质，2007，（3）.

作者简介：景大泉（1969-），满族，辽宁本溪人，供职于铁法煤业（集团）有限责任公司煤层气开发利用分公司，研究方向：测井及钻探。

（责任编辑：秦逊玉）