基于测井曲线区分沁水研究区块15号煤层煤体结构方法

蔡瑞豪 周文革 陆小霞 胡晓贤

(中联煤层气有限责任公司研究中心,北京 100011)

基于测井曲线区分沁水研究区块15号煤层煤体结构方法

蔡瑞豪 周文革 陆小霞 胡晓贤

(中联煤层气有限责任公司研究中心,北京 100011)

针对沁水盆地研究区块(以下称研究区块)受到构造破坏，煤体结构复杂，易于垮塌，对煤层气开发影响较大，目前对区内煤体结构分布规律研究不足，制约了区内煤层气产能提高。通过利用研究区块测井资料与钻井取芯样品进行对比分析，本文选择双侧向电阻率曲线、自然伽马曲线、密度曲线等测井曲线对15号煤层煤体结构精细划分，建立了煤体结构划分标准。

测井曲线 15号煤层 煤体结构划分标准

1 区块概况

研究区块位于沁水盆地北部紧邻阳泉煤矿，区块内发育3号煤、8号煤、 9号煤和15号煤，并且15号煤层发育厚度在5～8m的厚度，岩心分析孔隙度达到5.5%～7.3%，研究区域15号煤埋深一般在711～805m，属于中部埋藏的厚煤层,具有较高的可采性;并且该地区15号煤层上下围岩多为灰岩或者砂质泥岩局部地区发育少量的泥质砂岩段, 砂质泥岩对该区块有良好的封盖特性。

2 煤体结构分类

2.1 煤体结构

由于原生结构煤比围岩硬度小，并且在后期的构造运动中使煤体发生变化，这种变化一般是摩擦作用、挤压应力、剪切应力、碎裂作用、揉皱等造成的，使原生结构煤变成构造煤。构造煤在物理化学性质上都有了明显的不同。煤体结构与煤心的对应关系见表1。

表1 煤体结构与煤心形状、粒度、破碎程度对应关系

注：在原焦作矿业学院四类划分法的基础之上进行了较大地改进和完善。

2.2 本地区煤体结构特征

根据对现场的岩芯分析以及伽马曲线和密度曲线的划分，以中间夹矸分类，对研究区块15号煤储层以夹矸为界划分三大类：15-1(煤)、15-2(煤)、三类(夹矸)。

经过分析统计以及实验后得到的研究结果是：研究区块15号煤层基本分为柱块状、块柱状、块状(碎裂结构为主)；块粉状、块粒状、粒状(碎粒结构为主)，极少数发育原生结构和糜棱结构。本文重点对一口井15号煤层岩芯煤体结构进行描述，15-1煤上部多以碎裂结构为主，黑色，煤样碎裂，以块状，斜方状为主，煤体被多组相互交切的裂缝切割，可捻搓成cm、mm级碎块；15-2煤多以碎块结构为主，黑色，光泽暗淡，主要粒级在1mm以上极易捻碎。图1、2为该井15号煤层取芯图，从图中也能清晰地看到15号煤层上部与下部煤层差距很大。

图1 15号煤储层上段现场取芯照片

图2 15号煤储层下段现场取芯照片

图3 岩芯对应井径、自然伽马、电阻率、密度交会图

3 测井曲线判断煤体结构的方法

煤体结构不止之前表1里介绍的宏观结构上的变化在物理性质、电学性质、和放射性质等方面都有差异。利用五口井29个分析数据，分析研究区块15号煤层的密度、自然伽马、电阻率、井径等特征，得到图3关系图，通过图3中对岩芯描述所对应的测井数值做交会图分析，本区块煤的破裂程度与电阻率相关性高。图3中趋势线显示该区块15号煤电阻率特征和密度特征是：碎裂结构>碎粒结构。其中只有块状煤分布比较明显在图中圆圈位置，其余煤体结构均分布不明显，由此建立15号划分标准见表2。

表2 15号煤不同煤题结构划分标准

图4 对不同煤储层进行煤体结构划分典型测井曲线成果图

图5 各井15号层煤体结构分布图

利用上述建立的煤体结构划分标准，对研究区块29口生产井进行了煤体结构的精细划分。图4是对15-1和15-2煤的煤体结构划分典型测井曲线图。

从区块井的资料得到结论，该区块15号煤层以块状煤和块粉状煤为主少量发育块粒状煤和块柱状煤，少数煤层气井发育粒状煤。本区块15号煤层多发育0.4m～0.6m夹矸。从图5中的煤体结构分布图中可以得到：15-1煤多发育块状煤和块粉状煤而15-2煤多发育块状煤。

[1] 傅雪海，姜波，秦勇，等. 用测井曲线划分煤体结构和预测煤储层渗透率[J]. 测井技术，2003,42(2):140-143.

[2] 姚军朋，司马立强，张玉贵.构造煤地球物理测井定量判识研究 [J].煤炭学报，2011，36(增)：94-96.

[3] 陈跃，汤达祯，许浩，等.应用测井资料识别煤体结构及分层[J].煤田地质与勘探，2014(1)：19-23.

(责任编辑 黄 岚)

Method of Coal Seam Structure Study on No.15 Coal Seam in Qinshui Block Depending on Logging Curves

CAI Ruihao, ZHOU Wenge, LU Xiaoxia, HU Xiaoxian

( Research Center，China United Coalbed Methane Co., Ltd, Beijing 100011)

The Qinshui Basin block is affected by structural damage, and the coal body structure is complex and easy to collapse. CBM development here suffers great influence from the structural movement, and the lack of coal seam structure distribution pattern study becomes the obstacle of CBM exploitation in the study block. By using logging data, drilling core samples, dual lateral resistivity curves, natural gamma curves and density curves to describe the No.15 coal seam structure, we build a coal body structure classification standard.

Logging curve; No.15 coal seam; division standard of coal body structure

蔡瑞豪，男，本科，目前从事山西地区致密气煤层气测井解释工作。