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1物性特征
煤巖作為煤層氣的源巖和儲層,是孔隙和割理-微 裂隙雙重孔隙介質。由于煤層氣在儲層中要經(jīng)過吸附、 解吸、滲流、擴散等過程才能被采出,因此,與常規(guī)的砂 巖儲層相比,煤層氣儲層的儲集性能除了受到孔隙度 和滲透率的影響外,還受到割理、外生裂隙、微裂隙的 影響。煤巖的孔滲性是衡量儲層儲集和流通性能的重 要特征。 目前國內(nèi)通常引用前蘇聯(lián)學者霍多特的煤巖孔隙 度分類方法,即將煤中孔隙分為大孔、中孔、小孔(過渡 孔)、微孔4類。煤巖既有大量的微孔,又有顯微裂隙和 宏觀裂隙,可以簡化為“雙重孔隙”結構模型或“三元裂 隙-孔隙”結構模型[4]。 煤儲層的孔隙性包括孔隙度、孔隙結構、孔徑分 布、孔隙連通性等,受煤階、煤巖組成、煤層結構等因素 影響很大。煤層氣的吸附及擴散、滲透能力都與煤儲層 的孔隙性密切相關。煤儲層的總孔隙空間由氣體液體 能進入的有效孔隙空間和完全封閉的孤立孔隙空間 (“死孔”)構成[4]。煤層氣主要儲存于早煤基質孔隙中, 在宏觀裂隙或者外生裂隙中運移,而顯微裂隙(割理或 內(nèi)生裂隙)能溝通孔隙和宏觀裂隙,改善儲層連通性, 孔隙是煤層氣的主要儲集空間和擴散滲流通道[3]。 煤層的滲透率主要取決于其壓實程度及裂隙系統(tǒng) 的發(fā)育程度,而裂隙系統(tǒng)又受構造作用的控制,它是衡 量可采性的重要指標。一般隨煤層埋深和熱演化程度 的加深,煤層孔隙半徑變小,滲透性變差,當煤層的割 理發(fā)育且相對開啟時,滲透性變好[5]。煤基質收縮膨脹 或有效應力變化導致的煤基質自調(diào)節(jié)效應,造成煤儲 層滲透率在煤層氣排采過程中呈規(guī)律性變化[6-7];影響 滲透率的另一個重要因素就是喉道,具有很明顯的“短 板效應”,無論總孔隙度有多大,喉道的大小和形狀決 定了煤巖的滲透率。 割理是連通孔隙和宏觀裂隙的橋梁[3],也是煤儲 層中普遍發(fā)育的裂隙系統(tǒng)(見圖1),更是決定滲透率 和煤層氣開發(fā)的一個關鍵因素。割理的發(fā)育受控于煤 巖組分和不同煤巖類型的分層情況[8]。Law等認為割 理的頻率從褐煤到煙煤再到無煙煤,呈先增大再減小 的趨勢[9],中等變質的煤層內(nèi)割理最發(fā)育。Levine認為 煤儲層的滲透率與割理寬度的立方成正比,與割理的 間距成反比[10]。
2儲集狀態(tài)特征
煤層氣以游離態(tài)、吸附態(tài)、溶解態(tài)3種基本形態(tài)保 存在煤巖之中,其中以吸附態(tài)為主。這3種形態(tài)處于動 態(tài)變化之中,取決于煤層的變質程度、埋深和賦存環(huán)境 等[11]。煤層的含氣性是決定煤層氣產(chǎn)能及開發(fā)潛力的 重要因素,受煤層的生氣、儲氣及保存條件的控制,而 所有影響這些條件的地質因素都會影響煤層的含氣性 分布[12]。 煤的吸附與解吸特性是決定煤層含氣性的重要因 素之一,也是目前研究的重點[7]。溫度和壓力是影響煤 層氣吸附/解吸特征最為敏感的因素。煤層氣解吸階段 性、解吸效率、解吸量受控于微孔與小孔的發(fā)育程度和 分布規(guī)律。鐘玲文認為,壓力在吸附/解吸過程中起主 導作用[13]。 煤儲層的埋深是影響煤層氣含氣量的一個重要因 素。羅憲指出影響煤層氣賦集的地質因素中以埋藏深 度最為顯要[14],權巨濤在磁西勘查區(qū)鉆探過程中也有 類似的發(fā)現(xiàn)[5]。我國深部煤層氣(埋深大于1 000 m)具 有十分可觀的資源前景[15-17],雖然與淺部的煤儲層特 點有相似之處,但是處在高溫高壓的環(huán)境中,深部煤儲 層則有很多不同。國內(nèi)對煤儲層的孔隙結構、滲透性、 吸附/解吸特征、煤巖結構、高應力狀態(tài)下煤巖形變等 的研究報道很少。 水動力條件是決定煤層氣能否保存下來的關鍵因 素。在微滲濾作用下,礦物結晶水、吸著水、薄膜水和毛 細水等非流動水在煤層頂?shù)装迳闲纬删W(wǎng)絡狀的滲濾 水,對煤層氣起到一定保護作用;處于逆斷層中停滯的 水,阻止煤層氣向上運移,起到了水動力封堵作用。水 動力封堵作用有可能形成異常高壓,桑浩田認為異常 高壓形成機制可分為水動力封閉性和自閉性2類[18]。 由水動力封閉形成的煤層氣藏的滲透性一般比較好, 在現(xiàn)有的經(jīng)濟和技術水平下可以進行開采。 區(qū)域構造應力條件是影響割理裂隙發(fā)育的客觀條件。唐鵬程認為古構造應力場控制割理延伸方向[8]。在 外力作用下,煤的原生結構將遭受破壞而形成構造煤 (破裂煤、碎粒煤和糜棱煤),原生結構的破壞會對煤儲 層的孔滲性產(chǎn)生2種不同的結果,一是煤巖破碎增大 煤儲層的孔隙性,二是導通煤系地層之間的含水層,產(chǎn) 生礦物充填堵塞孔隙。
3煤巖學特征
煤的變質程度對煤層氣儲層的影響呈現(xiàn)出一定的 規(guī)律性。陳振宏等從煤巖化學結構和物理結構上,解釋 了不同煤階的煤儲層對煤層氣的吸附/解吸作用差異 的原因[19]。許多學者在煤變質作用程度對煤層孔隙度 的控制作用上一致認為[20],隨著煤階的升高,煤的孔隙 度呈現(xiàn)高—低—高的變化規(guī)律。 但是,對于煤的變質作用對吸附和解吸的認識存 在分歧。張群等認為在Ro為0.54%~4.25%時,煤的吸 附能力隨煤階增高呈增高的趨勢[21];Laxminarayana等 則認為二者是一個“U”型的關系[22],即在中揮發(fā)分煙 煤階段,煤的吸附能力取極小值。蘇現(xiàn)波等研究認為, 隨煤階的增高煤的吸附能力經(jīng)歷4個階段[23]。傅雪海 認為中國煤儲集層吸附時間的長短,似與煤階沒有特 定關系[24]。李小彥認為解吸樣品吸附時間的變化與煤 階沒有明顯的關系[25]。鐘玲文等在實驗中發(fā)現(xiàn),煤鏡質 體組分體積分數(shù)大于60%時的吸附量與煤化程度的 關系[13]為:在Ro為0.5%~1.2%時,吸附量隨著煤化程 度增高而減??;當Ro為1.2%~4.0%時,吸附量隨著變 質程度增加而增加;Ro大于4.0%之后,吸附量隨著變 質程度的增加急劇變小,直至很少吸附或基本不吸附。 此外,對于吸附/解吸速率與煤巖類型的關系,國 內(nèi)外學者有著不同的認識,劉洪林等認為從光亮煤到 暗淡煤[26],吸附時間明顯增大。Gamson[27],Crosdale[28], Laxminarayana等[22]認為暗淡煤解吸要比光亮煤解吸 得快,而也有學者[29-30]認為吸附時間與煤巖類型關系 甚小。 我國大部分高煤階煤的形成都與構造熱事件有 關,高煤階煤儲層具有明顯的改造作用[31-32]。
4巖漿的烘 烤作用使煤大量地生烴、排烴,同時在煤巖中形成很多 氣孔,有機質的揮發(fā)也增加了儲層的孔隙度;煤巖基質 收縮也產(chǎn)生了大量的收縮裂隙;構造和巖漿的動力擠 壓作用產(chǎn)生外生裂隙疊加到割理系統(tǒng)中,大大改善了 儲層的孔隙性和滲透性。尤其是靠近侵入體的天然焦, 柱狀節(jié)理密集發(fā)育,增大了煤層氣儲藏空間。 煤巖完全燃燒后殘余的成分為灰分,主要來源于 煤巖的礦物質。劉洪林認為可以通過附近砂巖和煤割 理的填充物的形態(tài)和類型來區(qū)分判斷構造的期次和流 體性質[32]。 煤巖的非均質性是影響勘探選區(qū)、生產(chǎn)井布置、壓 裂、排采的難題。李夢溪通過沉積環(huán)境研究指出[33],泥 炭坪形成的煤層的非均質性最弱,三角洲較弱,河流相 最強。趙賢正等從區(qū)域構造方面對沁水盆地的非均質 性進行研究[34],指出高煤階煤熱演化僅是煤層含氣性、 滲透性及流體壓力的基礎,后期構造改造是導致沁水 南部高煤階煤儲層非均質性的根本原因。 煤巖組分不僅影響煤層的生烴能力,也是影響煤 層氣儲層含氣性的內(nèi)在因素。甘華軍等研究認為[35],在 高惰性組、低鏡質組含量時,惰質組對煤儲層孔隙度的 控制作用更為明顯,孔隙度變化與變質程度關系不是 很大;而在高鏡質組、低惰質組含量時,煤儲層的孔隙 特征與變質程度呈規(guī)律性變化。煤的基質孔隙與割理- 裂隙受煤巖的顯微組分影響[36]。 4實驗方法 目前在煤層氣儲層研究中運用比較廣泛的實驗方 法主要有:壓汞法、低溫液氮吸附法、鏡質組反射率、掃 描電鏡、核磁共振、測井、地震反演等,并取得了一定的 成果[37-39]。 利用孔隙度測試和壓汞實驗,不僅可以確定煤樣 的孔隙含量和不同孔徑段的孔隙在總孔隙中所占的百 分比,而且利用進汞、退汞曲線形態(tài)和退汞效率可以確 定各孔徑段孔隙之間的連通性[3-4,20]。 地震反演技術在煤儲層研究上也取得了許多進 展。目前,常用于煤層氣滲透性預測的地震技術主要有 疊前方位AVO反演和地震反射層的曲率屬性分析。 煤層氣儲層研究中運用層序地層學劃分層序,預 測儲層分布、賦存規(guī)律,解釋儲層滲透性變化[38]。地質 強度指標與滲透性有很好的相關性,可以用來估算煤 儲層的滲透性。數(shù)學建模技術可以對含氣性、滲透率等 進行預測[39]。
煤氣冬季密度是0.88乘103千克每立方米,夏季是0.8乘103千克每立方米,煤氣瓶容積0.015立方米。
煤氣是以煤為原料加工制得的含有可燃組分的氣體。根據(jù)加工方法、煤氣性質和用途分為:煤氣化得到的是水煤氣、半水煤氣、空氣煤氣 (或稱發(fā)生爐煤氣)。
這些煤氣的發(fā)熱值較低,故又統(tǒng)稱為低熱值煤氣;煤干餾法中焦化得到的氣體稱為焦爐煤氣,高爐煤氣。屬于中熱值煤氣,可供城市作民用燃料。煤氣中的一氧化碳和氫氣是重要的化工原料。
(來源:文章屋網(wǎng) )
使用燃氣要注意事項:
1、連接爐子或者洗澡器的膠管質量要好,兩端接頭要扎緊。要經(jīng)常檢查,膠管遇油會變質,發(fā)現(xiàn)老化及時更換;
2、燃氣使用完畢,不能關上爐子或者洗澡器就算完事,一定要把總閥關好;
3、外出時一定要認真檢查,關好燃氣閥門;
4、經(jīng)常用肥皂水檢查用氣閥門、膠管、爐子連接處是否漏氣;
5、液化氣煤氣瓶放置要遠離火源,不要將液化氣瓶內(nèi)的殘液隨意倒入下水道;
【關鍵詞】煤層氣;DT3井;固井;排水采氣
鐵法煤田位于遼寧省東北部,距沈陽市約100KM,交通便利。已探明煤炭17.5億噸。其中最有利于煤層氣開發(fā)的大興井田目前的煤炭保有儲量6.87億噸。煤層氣資源量達187億立方米。煤類為長煙煤和氣煤。
1995年起,東北煤田地質局在該區(qū)的大興井田共施工了DT1、DT2、DT3、DT4等4口煤層氣參數(shù)及生產(chǎn)試驗井。鐵法煤業(yè)集團根據(jù)這四口井所取得的參數(shù),截止2010年又相繼施工了15口煤層氣生產(chǎn)井。通過這些井的實踐,使我們認識到,煤層氣資源開發(fā)的成敗與施工工藝及方法有著重要的聯(lián)系,下面簡介我們的施工方法和體會。
1 鉆井工程
1.1 井身結構
根據(jù)大興井田的地質條件,DT1井開孔井徑為∮395mm。井深58.2m時,下入日本產(chǎn)鋼級J-55.72m。上聯(lián)28m,注入鐵法產(chǎn)425#水泥4噸,清水1.5噸表套固井,固井后以244.5mm口經(jīng)透孔并鉆進。井深769.25m時下入日本產(chǎn)鋼級J-55的∮177.8mm(內(nèi)徑161.7mm)技術套管,總長766.53m,然后換井徑150mm鉆進。從757m下入并懸掛∮127mm生產(chǎn)套管,其中與煤層相對應的篩管53m。
DT2、DT3、DT4井簡化井身結構,開孔∮311mm井徑,下入∮244.5mm(內(nèi)徑224.44mm)表層套管,穿過第四紀松散層段封隔第四紀含水層及風氧化帶,坐在致密完整的巖層。表層套管固井,水泥漿返至地表。然后采用∮215mm井徑鉆止終孔(最后一個產(chǎn)氣煤層以下50米,用作排水采氣過程中的沉沙),下入∮139.7mm(內(nèi)徑124.3mm)生產(chǎn)套管,下深至井底。鐵法煤業(yè)集團施工的井基本均采用以上簡化后的井身結構。
1.2 儲層測試
DT1、DT2、DT3井共進行7段次試井,分別由3個試井隊完成。除DT2井的下煤段16、17煤層為管內(nèi)測試外,其余6個層段均為裸眼測試。通過試井作業(yè)取得以下幾點體會。
1.2.1 試井膠套規(guī)格應有多種,以適應不同井徑的需要。
1.2.2 電子壓力計最好不隨油管一起上下,試井時預計的儲層壓力有變化時,可從油管中提上來,重新設置時間間隔,比全部提上油管方便。
1.2.3 套管內(nèi)測試與裸眼測試比較其優(yōu)點有二:一是可準確地測試煤層段的參數(shù)。二是安全可靠。
2 固井工程
2.1 裂隙發(fā)育。該井田地層裂隙,煤層割理比較發(fā)育。鉆進過程中經(jīng)常發(fā)生過程度不同的漏失,給固井造成一定的困難。
2.2 固井水泥漿比重偏大。平均比重1.65,鉆進時泥漿發(fā)生漏失的層位,固井質量不好。
2.3 排量偏大。根據(jù)煤田鉆探經(jīng)驗,同樣地區(qū)使用繩索取心金剛石鉆進,由于環(huán)宇間隙小,鉆井液在上返時呈紊流,紊流狀態(tài)的大排量形成較大的環(huán)空流動阻力,使本來就比較脆弱的地層造成局部層段壓裂漏失。
2.4 套管檢查不夠嚴格。DT1、DT3井固井時,天氣睛朗,套管檢查嚴格細致,下入井內(nèi)沒有發(fā)生意外。DT2井于1997年1月中旬固井時,遇到大風雪,盡管也逐根進行檢查,可能還是有不合格套管下入了井內(nèi)。
2.5 根據(jù)固井操作規(guī)程要先堵漏后固井。鉆井發(fā)現(xiàn)漏失層應及時進行水泥堵漏護壁。
3 排采工作
3.1 排采前的煤層改造
為了形成好的煤層氣氣流通道,我們經(jīng)歷了裸眼造穴清水壓裂、清水攜砂壓裂、大規(guī)模高砂比高壓力的過程。
3.1.1 裸眼造穴清水壓裂對DT1井下煤組12、13、14煤層采用力水務沖割造穴工藝,∮150mm三翼鉆頭體側鉆眼,安裝并焊死∮12mm鉆頭噴射水嘴2個,進行了水力切割造穴,根據(jù)撈取煤顆粒返出量估算洞穴大小。煤層厚6.37m,返到地表顆粒返到地表顆粒量2860kg,煤的容重1.3,其體積為2.2m3,加上井眼體積0.13 m3,洞穴容積為2.33 m3,則理論直徑為0.68 m,加上沉淀坑中不可收集的煤粉,估算直徑應大于0.7 m。接著下入∮127mm篩管尾管總長103.27m,氣舉洗井后壓裂,壓入清水170 m3,井口壓力5.5Mpa。按設計∮177.8mm套管下在煤層頂板并進行了固井,由于斷層因素實際煤層深度下延40m,造成裸眼段過長,水量小又無支撐砂,近井帶煤層得到改造而遠井帶煤層沒有得到較好改造。造穴改造效果與后來的壓裂改造效果比較可看出鐵法煤田的煤層改造應以壓裂為宜。
3.1.2 清水攜砂壓裂,考慮到交聯(lián)液的化學分子對煤層的污染傷害,不攜砂會使所造的裂縫在地應力作用下重新閉合,對DT1井上煤組進行了清水攜砂壓裂改造壓裂分兩段進行。
(1)支撐石英砂充填地層裂隙,使泵壓曲線平緩下降,煤層改造的不夠理想;
(2)含砂比偏低,使導流能力提高不夠
(3)理僅溝通天然裂隙割理,沒造新縫。
3.1.3 細砂降濾失高壓壓裂,在DT3井壓裂設計中,先用100-120目的細砂對地層裂隙進行堵漏降濾失,再充填20-40目石英砂作支撐劑,在現(xiàn)場施工條件允許下,盡量加大砂比,泵壓曲線應有起伏,壓裂規(guī)模根據(jù)美國的低滲透率大規(guī)模,高滲透率小規(guī)模的經(jīng)驗,結合DT3井所在斷塊該井距斷層達界的距離,設計單翼支撐縫長202.1m,支撐縫寬4.12mm。
3.1.4 壓裂施工的其它注意事項 煤層壓裂以溝通煤層割理天然裂隙為主,以造新縫為輔,彎曲延長,如果較長保持一定的壓力,也能溝通主應力方向的煤層割理,造出新縫。除DT1下煤組采用套管注入壓裂外,其余壓裂都采用油管混合注入壓裂,便于處理萬一發(fā)生的堵埋事故。
封隔方法,填砂法安全好,但準確程度差,壓裂后探砂面比壓裂前要低。用可撈式封隔器封隔,準確程度高,但易失效造成撈不上來的事故。
油田的設計壓裂模型與煤田煤層壓裂模型不同,現(xiàn)在還未聽說有煤田壓裂模型,用油田模型縫長設計時要加大系數(shù),油田造直縫為主,煤田溝通彎曲縫為主。
3.2 排水采氣
煤層氣井的排水采氣工作,是檢驗煤層氣井設計,施工效果,是評價煤價煤層氣田的重要工作。
DT1井十煤組造穴水力激發(fā)后,1995年12月5日下入井下桿式泵排水;11日甲烷氣體從油套環(huán)行空間排出,點火成功,火焰2m左右,出日產(chǎn)氣量1000m3,平均日產(chǎn)水量10余m3。分析認為當初為近井地帶游離氣體,煤層段沒有改造,達不到長期采氣要求。
DT1井上煤組壓裂改造后,1996年11月27日開始排水采氣,經(jīng)過幾個月的排水采氣,最高日產(chǎn)氣量417 m3,最高井口套壓1.85Mpa,沒有達到工業(yè)氣流要求。
DT3井壓裂后,根據(jù)水文地質資料,煤層及頂?shù)装迳皫r屬弱含水層,最大日排水量61 m3(通常30-40 m3/d)。7月12日修井作業(yè),增大排水量,日產(chǎn)氣量穩(wěn)步上升,由4月15日的14 m3/d上升到12月1日的6761 m3/d,最高井口套壓2.8Mpa。從4月9日開始排采。10月以后將排水量控制在20-30 m3/d,控制日產(chǎn)氣量2000 m3/d左右。經(jīng)氣樣化驗甲烷含量93%。
[關鍵詞]煤層氣 地球物理勘探 地震勘探 測井技術 非地震勘探前言
中圖分類號:P631 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)24-0355-01
對我國限定的煤層氣資源評價結果的了解,我國目前的煤層氣總量高達36.81萬億m3,是僅次于俄羅斯及加拿大,世界排名第三的煤層氣發(fā)達國家。對煤層氣勘探開發(fā)的力度要不斷提升,這樣可以使煤礦安全生產(chǎn)得到有效的發(fā)展,降低煤礦災害,有效的使節(jié)能減排,更好的保護了環(huán)境資源。同時還可以改善我國的能源結構,為國民經(jīng)濟的長久發(fā)展打好基礎。對煤層氣進行勘探的方式有很多,普遍使用的有:地質法、地球物理法、地球化學法以及鉆井法等。文章中重點對地震勘探、地球物理測井以及非地震勘探方式進行了分析討論。
1 煤層氣地震勘探
AVO 技術
當前 AVO 技術在煤層氣勘探中應用廣泛:
(1)建立煤層模型,進行 AVO 正演,得到含氣煤層的 AVO 響應特征。
(2)在煤層氣二維地震勘探中,提供各種圖件。
(3)在三維三分量地震勘探中,進行方位 AVO 分析及裂隙探測。
AVO 技術的優(yōu)點與發(fā)展趨勢與常規(guī)天然氣勘探中的 AVO 技術比較,煤層氣勘探使用的 AVO 技術更有效率。主要有以下幾個優(yōu)點:
(1)煤層的構造結構簡單、穩(wěn)定。
(2)煤層反射振幅強,信噪比高。
(3)煤層的 AVO 異常特征簡單而且多解性較少。
方位 AVO 分析、廣角 AVO 分析、多波多分量 AVO 分析等技術的發(fā)展代表了當前 AVO 技術的發(fā)展趨勢,其中方位 AVO 技術對于研究裂隙的發(fā)育情況、介質的物性參數(shù)等有很大作用。
2. 地震反演技術
地震反演是由地震資料獲取地下地質信息的過程,它綜合運用了地震、測井、鉆井、地質等資料來探明地下煤層的分布狀態(tài)。在煤層氣勘探中,常用的方法包括疊前 AVO 反演和波阻抗反演。疊前 AVO 反演的理論基礎是地震波的反射與透射理論。使用未疊加的地震資料,根據(jù)反射振幅隨偏移距的變化規(guī)律,進行巖性參數(shù)的反演,通??梢垣@取縱橫波速度、波阻抗、介質密度、泊松比等巖性參數(shù)。波阻抗反演可以用于計算含氣煤層的厚度。此外,地震資料聯(lián)合測井資料進行反演,還可以得到煤層頂界面的精細構造,為預測煤層氣富集區(qū)提供依據(jù)。
3. 三維三分量地震探測技術
三維三分量地震探測技術不同于傳統(tǒng)意義的三維地震,它在原來的縱波技術基礎上,充分開發(fā)利用了橫波技術。這種方法的理論基礎是各向異性介質理論,地層的層狀構造能在垂向上的各向異性反映出來,地層的橫向上的微觀構造則對應于水平方向上的各向異性。地震波橫波可以分為快波、慢波,快慢波在煤層氣儲層中傳播過程中遇到裂縫及煤層氣時,能夠產(chǎn)生旅行時差,并且旅行時差隨煤層氣含量增加而增大,所以,三維三分量地震探測可以有效預測煤層氣儲層的裂隙發(fā)育情況和煤層氣富集區(qū)。三維三分量地震探測技術還可以用于確定煤層頂界面巖性、識別局部精細構造、估算煤層氣儲量、預測孔隙度等。
4. 煤層氣地球物理測井
二十世紀三十年代末,翁文波院士將測井技術引入我國,歷經(jīng)幾十年的發(fā)展,已經(jīng)成為技術完備的高技術服務產(chǎn)業(yè)。測井技術在煤層氣勘探中也有了相當?shù)膽?。煤層氣測井中,有雙重孔隙結構理論和各向異性理論,這是煤層氣測井技術中的重點與難點。煤層氣儲層的測井解釋根據(jù)煤層氣儲層地質理論,結合煤層氣儲層的測井響應特征,對于煤層氣儲層的解釋,已有比較可靠的測井技術。
(1)儲層識別與劃分
煤層具備特有的電性特征,這對于儲層識別具有重要意義。一般情況下,煤層的聲波、中子、密度孔隙度基本相當,而煤層氣的存在,使得中子孔隙度降低,聲波、密度孔隙度升高,因而煤層氣儲層的中子孔隙度會低于聲波、密度孔隙度。
(2)確定煤層厚度及埋深
目前,用于確定煤層厚度的測井技術已經(jīng)十分成熟,分辨率已經(jīng)達到厘米級,我國可以控制在十五厘米左右。
確定深度的具體方法一般有兩種:一種以聲波、密度、中子三條曲出現(xiàn)界面變化的半幅點為準,以其他曲線參考,人工劃定;另一種是根據(jù)測井響應值自動劃分。
(3)分析煤巖組分
煤巖組分一般包括固定碳、水分、灰分以及揮發(fā)分等,這幾種組分之間具有良好的關系,尤其是固定碳、揮發(fā)分與灰分具有較好的相關性。一般情況下,灰分增加,固定碳迅速減少,揮發(fā)分慢慢增加,水分則近似于直線。目前分析煤巖組分常用兩種方法:一種是統(tǒng)計相關分析法,根據(jù)灰分與固定碳、揮發(fā)分以及密度之間的相關關系,結合密度測井資料,可以求出煤巖的各組分含量。另一種是交繪圖法,繪制煤巖組分與聲波、密度響應值的交繪圖版,也可以用于計算固定碳、水分、灰分等含量。
5. 其他地球物理勘探方法
與地震勘探方法相比較,非地震勘探方法,即普通物探方法,具備很多優(yōu)點。例如,成本低,大概是地震勘探的幾分之一甚至幾十分之一;方法多種多樣,重力、電法、磁法、電磁法等,這些方法還可以有效組合,獲取全面信息,便于解釋和預測。電磁法勘探舉例目前,應用到煤層氣勘探的電法、磁法勘探方法還比較少,有些還是在試驗階段。前人曾經(jīng)在煤層氣勘探中對高精度電磁頻譜探測法進行了實際應用,獲得了一定成果:
(1)相對電阻率曲線圖,煤層與圍巖有明顯差異,煤層一般是高阻值,如果圍巖是砂巖或泥巖,呈低阻值,如果圍巖是灰?guī)r或碳質頁巖,會呈稍高阻值。(2)絕大多數(shù)大于一米的煤層會在高精度電磁頻譜法曲線上清晰顯示出來,有些煤層沒有準確顯示估計是由于觀測次數(shù)有限。高精度電磁頻譜法能夠反映地下幾米到數(shù)十米半徑內(nèi)的地質信息。(3)目前,相關技術還不夠成熟,但是很有發(fā)展?jié)摿?,需要的人力物力少,成本很好控制;獲取的地質信息清晰、準確,對于劃分煤層厚度有重要意義。
參考文獻
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