应用测井资料识别煤体结构及分层

煤体结构类型与煤储层孔裂隙特征密切相关,对煤层气开采具有重要意义。以韩城矿区为例,通过对区内的参数井取心样品分析,把煤体结构分为块煤(I类)、块粉煤(II类)、粉煤(III类)。对区内3号、5号和11号煤层的深侧向电阻率测井、井径测井和自然伽玛测井曲线特征进行对比,归纳了各煤体结构的测井曲线组合特征:I和III类煤电阻率曲线和自然伽玛曲线为平滑的箱型或钟形,II类煤则为波动的箱形;II和III类煤扩径严重,且II类煤差异扩径明显。据此,提出了一种利用电阻率测井、井径测井和自然伽玛测井等测井曲线组合识别煤体结构的方法,并利用这种方法准确识别出同一煤层不同煤体结构的分层。      

寿阳区块高阶煤煤体结构及破裂压力测井解释方法

煤体结构及破裂压力直接影响煤层气开发的工程设计和产气效果,其中煤体结构评价方法较多,但针对寿阳区块高阶煤,地质强度因子（GSI）法效果最好,但其具有很强的地域适用性;煤层的非均质性极强,破裂压力预测效果并不理想。针对上述问题,通过引入取心率、连续心长等参数优化地质强度因子法,进而建立适用于本区的煤体结构定量评价方法,结果表明,其测井解释结果准确性达到86.3%。同时,在煤体结构评价的基础上,引入煤体破碎指数并建立煤层破裂压力预测公式,利用公式计算的破裂压力与实际相对误差2.5%~16.1%,平均误差8%。提出的煤体结构及破裂压力预测方法对沁水盆地高阶煤适用性较好,能够为煤层气勘探开发及压裂改造提供有力支撑。      

沙尔湖煤田巨厚煤层异地成煤分析

通过对主煤层煤岩组分对比发现,沙尔湖煤田煤显微煤岩组分以惰质组分为主,组分因埋深不同有差异.利用镜质组与惰质组组份含量比例关系,推测煤层在沼泽积水较深还原环境中形成.煤中惰质组分含量较高,说明成煤期地壳缓慢上升,沼泽积水变浅的氧化环境.煤田自西向东主煤层形成时期沼泽积水深浅(地壳升降)变化韵律一致,早期深水中心偏向东部(葛洲坝煤矿方向),晚期深水中心偏向西部(格鑫煤矿方向),东部持续缓慢抬升使成煤阶段处于氧化环境,惰质组含量逐渐增高,并明显高于西部.同时,煤中无机质含量较高,反映当时为水动力条件较弱的成煤环境.据巨厚煤层产出、聚煤中心赋存(直接在二叠系老地层上)和煤层稳定性及变化趋势多方煤层特征,认为沙尔湖煤田巨厚煤层的形成具异地成煤特点.     

延川南煤层气田2号煤层煤体结构测井评价及控制因素

正确识别构造软煤及其分布规律,对煤层气产能评价及勘探选区意义重大。以延川南煤层气田勘探开发原始资料为基础,根据测井曲线,结合钻井取心资料,提出利用测井资料判识煤体结构的方法。将延川南煤层气田煤体结构划分为硬煤(包括原生结构煤,碎裂煤)和构造软煤(碎粒–糜棱煤)2种类型,并绘制了煤体结构分布图。在此基础上,探讨了构造软煤的分布特征及地质控制因素。结果显示:煤体结构受构造和沉积的控制,构造对其的控制作用更加明显。      

利用测井曲线判识煤体结构探讨

探寻煤体结构在测井曲线上的正确反映信息最为有效的方法之一是以实际对比为基础,从生产矿井煤体结构的实地观测与邻近钻孔测井曲线相对比中,发现煤体结构类型与测井曲线形态之间的因果关系,以取得测井曲线反映煤体结构的正确认识。同时利用先进的数字测井提供的高精度、多参数测井曲线对煤体结构的综合反映,相互应证,可进一步深化利用测井曲线判识煤体结构的认识成果。     

渭北区块煤体结构测井评价及其在射孔段优化中的应用

鄂尔多斯盆地渭北区块地质历史时期受多期构造运动影响,煤体结构复杂。基于研究区钻井煤心和测井资料,分析不同煤体结构的测井响应特征,并按断裂带与非断裂带建立了研究区5号煤层煤体结构的测井识别图版。结果表明,5号煤层纵向上自下而上煤体结构趋于完整;平面上,北区煤体结构主要为碎裂煤和碎粒煤,南区煤体结构相对较完整,局部发育原生结构煤。结合研究区煤层气压裂、排采数据和5号煤层煤体结构及顶板发育情况,分析不同顶板岩性与不同射开比例下的产气效果。结果显示:顶板岩性为砂岩或泥质砂岩时的碎裂煤和碎粒煤储层产气量高于顶板岩性为泥岩或砂质泥岩的产气量。煤体结构越破碎,则顶板射开比例R越高,若煤层顶板岩性为砂岩或泥质砂岩,需增大顶板射开比例。      

利用模拟测井曲线判识构造煤的研究

本文通过对安微省两淮煤田测井曲线与矿井井下实见现结构破碎煤体的对比研究，提出了利用测井曲线判别构造煤的方法。使用这种方法，可为新区地质勘探评价煤和瓦斯突出条件与危险性，为矿井设计提供可靠的地质资料。     

构造煤煤层气及裂隙的测井响应和敏感参数分析:以沁水盆地郑庄地区为例

基于测井资料划分煤体结构对于煤层气勘探开发比较重要。通过对沁水盆地郑庄区块80口井测井资料的分析,总结了该地区3#、15#煤层各测井参数响应分布特征及其典型特征值范围,依据研究区情况将煤体结构划分为3类:原生结构煤、碎裂状构造煤、碎粒或糜棱状构造煤。针对这3种煤体结构类型及夹矸层确定了相关的测井响应典型特征值范围,认为对于煤层气储层及其裂隙判别的敏感参数依次为体积密度、深侧向电阻率、声波时差、井径、自然伽马、中子孔隙度等;通过判断深、中、浅3个电阻率值的差异识别裂隙发育程度,并建立了几种煤体结构类型的测井响应敏感参数及裂隙发育特征模式。     

潘一矿8煤层煤体结构特征及煤与瓦斯突出区域性预测

长期以来，煤与瓦斯突出一直是困扰煤矿安全生产的一大问题。安徽煤田地质局勘查研究院开展的《两淮煤田煤层气储层特征研究》、《煤体结构判识技术在煤矿煤与瓦斯突出预测工作中的应用研究》等课题，在利用钻孔测井曲线判识煤体结构方面取得了突破性进展，并成功地将此技术应用于煤矿安全生产，预测矿井未开拓区域内主要煤层的煤体结构分布，进而为煤与瓦斯突出区域性预测提供了新的手段。     

用钻孔煤心鉴别煤层煤体结构及其应用

通过对煤心样品的观察研究得出,煤心具有不同的形状,此形状受煤体结构制约,区分不同煤心形状,能确定煤层中不同的煤体结构。利用该煤体结构能估算出煤储层渗透率的大小,这对煤层气选区评价,煤层射孔压裂层段的选择,煤与瓦斯突出带的确定,提供了可靠的科学依据。      

老厂矿区煤体结构测井判识与分布规律

煤体结构是制约煤储层可改造性的最重要地质因素之一。基于视电阻率、人工伽玛和自然伽玛射线测井响应,通过钻孔及煤层对比分析,建立了滇东老厂矿区晚二叠世龙潭组煤体结构的判识方法,并对9、13、19号三套主煤层的煤体结构及其分布特征进行了研究。结果表明,在利用测井响应曲线判识煤体结构时,采用对比的方法可以减少相应误差,从而更准确判识出结果。煤体结构变化与构造发育程度相关。平面上,一勘区构造较为简单,原生结构煤(Ⅰ类)较发育;白龙山井田受次级褶曲及断层发育的影响,构造煤(Ⅲ类)最发育;雨旺井田构造相对简单,主要发育过渡型(2类)煤。垂向上,随着煤层埋深增加,Ⅰ+Ⅱ类煤的厚度比例有增高趋势,且皆超过60%,揭示出深部煤层受构造破坏的影响程度较浅部低。     

沁水盆地安泽区块3号煤层煤体结构及其控气作用

沁水盆地安泽区块煤层形成后经历多期构造运动,致使煤体结构遭受不同程度的破坏,煤体结构的分布规律制约本区煤层气的开发。基于此,利用该区的测井资料,提出测井判识煤体结构的方法,将研究区单井3号煤层结构分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种煤体结构类型组合,对比分析3号煤层不同煤体结构煤空间展布与煤层含气量、煤层埋深的相关性。结果表明:安泽地区碎裂-碎粒煤较原生结构煤、糜棱煤发育,南部碎裂-碎粒煤发育较厚,北部以糜棱煤发育相对较薄;煤层含气量随埋深有明显增加的趋势,但在同等埋深条件下,煤层含气量受不同煤体结构展布的影响较大,南部碎裂-碎粒煤发育较厚煤层吸附量大,出现煤层含气量的高值区。      

煤层应力敏感性及其对压裂液滤失的影响

压裂液滤失系数是压裂设计中非常重要的参数。由于煤层中的渗透率、孔隙度等物性对应力极为敏感,在对煤层进行压裂设计时,若直接用试井和测井测得的渗透率和孔隙度值代入滤失系数的计算公式,算出的结果可能与实际情况严重不符。通过实验室内不断改变围压的方式来模拟煤储层上覆压力的变化情况,建立了某盆地煤层应力与渗透率之间的关系,并在考虑煤层物性应力敏感性的情况下,探讨了煤层压裂液综合滤失系数的计算方法。结果发现,压裂液综合滤失系数及岩心渗透率与净围压的关系均符合指数递减规律。另外,通过对动态渗透率的拟合,使得到的综合滤失系数远远大于未考虑应力情况下的综合滤失系数,这样能更准确地反映实际情况。      

基于测井的煤层力学特性评价及煤层气开发有利区预测——以沁南郑庄区块3号煤层为例

准确掌握煤岩力学性质对储层改造及煤层气开发具有重要意义,以郑庄区块3号煤层为研究层位,建立以多测井参数为基础的煤储层横波时差预测模型和以动静态力学参数转换为依据的脆性指数评价模型;利用弹性参数法对研究区内煤储层脆性指数进行了综合评价,发现单井中煤层脆性指数受“边界效应”影响明显且分布具有区域性;脆性指数与煤体结构指数存在正相关关系,并据此提出以脆性指数为依据的煤体结构划分标准;脆性指数与抗压强度、抗拉强度均为负相关关系;四维地震裂缝监测结果显示碎裂结构煤压裂效果最好,原生结构煤次之,碎粒结构煤最差;最后,以含气量与脆性指数为主要评价参数,预测了区块内煤层气开发地质有利区,为煤储层压裂设计提供了依据。     

测井评价煤层气储层的方法探讨

根据煤层气储层实验室分析确定的体积模型（碳、灰分、挥发分、水分）,以测井曲线予以评价。其中以自然伽马测井确定湿灰分,该方法的前提条件是湿分主要是泥质且泥质不具放射性元素;以密度测井与人工伽马测井确定含碳量,并对密度测井作湿分校正;以灰分校正后的密度测井确定饱和水孔隙度;含气量的估算以声波测井和密度测井组成的复合参数ΔT/dDEN来确定,或以视电阻率曲线确定含气量。以某地区2个钻孔为例,讨论了煤层深度、压力等与水分、灰分、含气饱和度、含气量等参数的关系,认为含气量与深度成正比关系。     

油气井雷达成像测井仪改进及试验

传统的测井仪器探测深度基本在3 m以内, 大多也没有方位分辨能力, 无法实现油气井周围较大范围地层结构与构造的成像, 故不能解决隐蔽构造与油气储层的探测问题。针对上述问题, 将地表地质雷达成像技术移植到测井中, 研发了雷达成像测井仪。为提高雷达成像测井仪探测深度、方位分辨率和下井深度, 采用纳秒脉冲源与定向接收天线对井周地层进行探测和成像, 在增大探测距离的同时, 兼顾了分辨率; 采用磁环和光耦对脉冲板做隔离, 有效地压制了噪声; 通过在电路外增加保温瓶和优选耐高温元器件提高了仪器的耐高温性能; 最后利用模型井对仪器进行了测试和标定, 并在3口油井中进行了现场应用。改进后的雷达成像测井仪下井深度可达6 000 m, 最大探测深度可达12 m, 能够对井周5 m以外孔洞、裂缝进行定位和成像, 大大地拓宽了测井技术的横向预测能力。测试与应用结果表明:该仪器能够耐受油井下的高温高压环境, 探测深度大且分辨率高, 对钻孔周围地层界面、裂缝和孔洞构造成像效果较好。      

贵州对江南井田煤层气地质特征及高效开发技术

贵州对江南井田煤层气开发进展缓慢,通过前期勘探阶段实践,该区块存在的主要问题是钻井效率低、固井漏失严重、压裂改造周期长,单井产量低,客观评价井田煤层气地质特征及开发技术对后续煤层气的开发至关重要。通过对井田煤层厚度、煤体结构、储层压力、含气量、渗透性等方面进行了系统研究,结合井田以往钻井、压裂及排采实践,提出了井田煤层气开发以定向井为主,在M18煤层构造简单、煤体结构好、含气量高、煤层稳定且厚度大于3 m的区域,宜采用水平井的开发方式,在M25和M29煤,M78和M79煤构造简单、含气量高、煤层稳定且层间距小于5 m的区域,宜采用层间水平井的开发技术,漏失井段宜采用空气潜孔锤快速钻进技术,非漏失井段宜采用螺杆复合钻进技术,固井宜采用变密度水泥浆+无水氯化钙的固井方式,直井和定向井压裂宜采用复合桥塞层组多级压裂,水平井宜采用油管拖动水力喷砂射孔压裂技术,排采宜采用合层排采+分层控压技术,形成一套适宜于对江南井田地形地质条件下的煤层气开发技术,为今后研究区大规模煤层气商业开发提供参考。      

支持向量机在煤层地应力预测中的应用

为了探讨煤层地应力的有效预测方法,将支持向量机回归方法用于计算煤层最小水平主应力,进而得到最大水平主应力,结合垂向主应力的求取,最终构建地应力的地质模型,实现地应力场的三维可视化。利用灰色关联法筛选出与煤层最小水平主应力关联度最好的测井参数;结果表明,井径测井(CAL)、补偿中子测井(CNL)、自然伽马测井(GR)、密度测井(DEN)和深浅侧向电阻率测井值的平均值(R)与煤层最小水平主应力关联度较好。以这5个测井参数作为训练因子,利用支持向量机回归方法建立煤层最小水平主应力预测模型。基于该模型,对鄂尔多斯盆地韩城区块H3井组煤层地应力进行计算,发现研究区内三个方向的地应力随埋深的增加呈现递增的趋势,应力场状态也随着埋深的变化发生转换,由浅部的大地动力型逐渐转换为大地静力型,煤储层所处的应力环境也相应地由挤压带过渡为伸张带。