《煤成气储层测井评价技术剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤成气储层测井评价技术剖析（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、煤成气储层测井评价技术,赵军龙 西安石油大学 油气资源学院,2008年2月,煤成气储层测井评价技术,主要参考文献,1 蔚远江,杨起,刘大锰,等.我国煤层气储层研究现状及发展趋势J.地质科技情报, 2001, 20(1):56-60 2 侯俊胜.煤层气储层测井评价方法及其应用M.北京:冶金工业出版社,2000:2-5 3 秦绪英,肖立志,张元中.鄂尔多斯盆地天然气有效储层识别与评价方法J.地球物理学进, 20(4):1099- 1107 4 李小明,曹代勇,王红岩,等.煤层气测井评价技术新进展J.油气井测试,2002,11(6):60-73 5 刘全民,张国成,汤友谊,等.煤成气砂岩储层的测井探
2、测技术J.焦作工学院学报(自然科学 版),2004,23(1):23-25 6 师永民,霍进,张玉广.陆相油田开发中后期油藏精细描述M.北京:石油工业出版社,2004 7 谭廷栋.测井解释煤层气藏J. 测井技术,1999,23(2):8388 8 潘和平.煤层气储层测井评价J.天然气工业,2005,25(3):4851 9 王敦则,蔚远江,覃世银.煤层气地球物理测井技术发展综述J.石油物探,2003,42(1):126,煤成气储层测井评价技术,主要内容,0 引言,1 煤成气的地质特征分析,2 煤成气储层测井评价技术,3 煤成气储层测井评价技术优选,5 结语,4 煤层气测井技术研究前景展望,煤成
3、气储层测井评价技术,主要内容,0 引言,1 煤成气的地质特征分析,2 煤成气储层测井评价技术,3 煤成气储层测井评价技术优选,5 结语,4 煤层气测井技术研究前景展望,0 引言,在煤矿开采过程中，瓦斯(煤层气)灾害是需要耗费大量的人力、物力进行防治的地质灾害；但另一方面，煤层气则是一种洁净能源。因而煤层气作为一种自然资源的开发利用越来越受到各国政府和企业的重视。我国的煤成气研究发展很快。 煤成气是含煤岩系中腐植型有机质在煤化作用过程中生成的烃类气体，为天然气的重要组成部分。根据煤成气的赋存形式可分为煤层气和煤生气（煤成气型砂岩储层）。 自20世纪70年代以来，人们深刻认识到了合理开发与利用煤成
4、气的重要意义后，关于煤成气储层评价研究硕果累累。这里从煤层气与煤生气的储层特征出发，分别对煤成气的两种储层测井评价技术进行比较分析，为煤成气储层测井评价技术优选奠定基础。,煤成气储层测井评价技术,主要内容,0 引言,1 煤成气的地质特征分析,2 煤成气储层测井评价技术,3 煤成气储层测井评价技术优选,5 结语,4 煤层气测井技术研究前景展望,1 煤成气的地质特征分析,1.1 煤成气的生成机理与富集影响因素,有机质在不同地质演化阶段，从生物化学作用到热作用（煤化作用），可不断生成烃类气（甲烷及同系物）和非烃气 (CO2、N2等)。未成熟阶段生成生物气（甲烷干气，甲烷的产生有两种机制：生物成因和热
5、成因）；成熟阶段生成与“煤成油”相伴生的湿气、凝析气；高熟-过熟阶段生成裂解干气。,煤成气气源主要有两类： 富集型有机岩煤层； 分散型有机岩，以含腐植型有机质为主的岩层，如碳质泥岩、页岩、砂质泥岩等。有时还含少量混合型有机质岩层，如湖相泥岩等。,生成机理,1 煤成气的地质特征分析,1.1 煤成气的生成机理与富集影响因素,煤成气主要赋存于含煤岩系的各类储层中，亦可运移到非煤系储层（如临近砂岩）中。煤成气按其赋存状态可分为两类：煤层气、煤生气。,赋存状态,（1）煤层气 煤层气是一种储存在“煤层”的微孔隙和裂隙中的、基本上未运移出生气母岩的天然气，属典型的自生自储式非常规天然气藏。 煤层气主要以三种
6、形式储存在煤层中：即吸附在煤孔隙表面上的吸附状态、分布在煤孔隙及裂隙内的游离状态和溶解在煤层水中的溶解状态。 一般情况下，煤化作用过程中生成的甲烷气体，首先满足吸附，然后是溶解和游离析出。煤层气主要赋存状态是吸附状态，通常90以上的气体以吸附气的形式保存在煤的内表面，游离气不足10，溶解气仅占很小一部分。当煤层生烃量增大或外界条件改变时，三种储存形式可以相互转化。,1 煤成气的地质特征分析,1.1 煤成气的生成机理与富集影响因素,赋存状态,（1）煤层气 煤层气藏与常规天然气藏不同，是一种特殊的压力圈闭气藏，可分为水压圈闭和气压圈闭两种类型。水压圈闭是形成大型煤层气田主要圈闭形式。,水压圈闭：水
7、填充在煤层割理中，并有足够静水压力，使吸附气不能解吸而得以保存。因为一般情况下，水受重力影响向低处流，先聚集在构造低部位，向斜、单斜低部位是形成这类气藏的有利勘探方向。 气压圈闭：填充在煤层割理空间的若为气体，则气体达到足够压力时，同样使煤层中的吸附气不能解吸，无法向割理运移而得以保存。故气压圈闭必须在煤层之上有比较好的非渗透层。其形成机理同一般气藏相似，不同的是其储层为煤层，储集空间为微孔隙。从地质构造总体分析上看，在构造相对稳定的沉积盆地才能容易形成以上两种煤层气藏的圈闭形式。,1 煤成气的地质特征分析,1.1 煤成气的生成机理与富集影响因素,赋存状态,（2）煤生气 由生气母岩（煤层、碳质
8、泥岩、泥岩）中扩散、运移出来的部分煤成气。聚集并储存于其他储层（如砂岩、砾岩、灰岩）中，可形成不同规模的常规工业性气藏，是煤成气的主要部分，为勘探、开发主要对象。煤生气有的逸散于空气中，溶解于地下水或分散于母岩围岩中，不具有工业价值。,由此可见，煤生气为“他生自储式”常规天然气，控制其储集性能的主要因素是储集空间发育程度、储层埋藏深度、储层厚度及盖层的优劣等。而煤层气为“自生自储式”非常规天然气，煤岩中的孔隙分为基岩孔隙和裂缝孔隙两种，基岩孔隙是煤层气储集的主要空间，而裂缝孔隙只与渗透率有关。控制煤层储集性能的主要因素是煤岩性质、煤岩储集空间发育程度、煤层埋藏深度、煤层厚度、地质构造和圈闭条件
9、的优劣等。,1 煤成气的地质特征分析,1.1 煤成气的生成机理与富集影响因素,产出特征,由于煤层气是在压力作用下吸附的，所以当煤层的压力降低到一定程度时（ 临界解吸压力），煤层中吸附的气体就与微孔隙内表面分离，称为“解吸”。 由于割理中的压力降低，解吸作用也可在煤的割理基质界面上发生。解吸的气体通过煤基质和微孔隙扩散进入裂缝网络中，再经网络流向井筒。煤对甲烷吸附依靠的是范德华力，属物理吸附，是100%的可逆过程，即在一定条件下，吸附甲烷会与煤的内表面脱离进入游离相，这叫做煤层气解吸。 煤层甲烷气的解吸主要受压力控制，降低煤层内的压力，则可使吸附气解吸释放。煤层中维系甲烷吸附的压力是静水压力和气
10、体压力。,1 煤成气的地质特征分析,1.1 煤成气的生成机理与富集影响因素,产出特征,静水压力下的煤层气产出大致要经历单相流动阶段（水从割理系统中进入井筒被排出，储层压力开始逐渐下降）、非饱和单相流动阶段（储层压力渐降，甲烷开始解吸形成气泡，阻碍水流动，水相相对渗透率下降，但由于气泡是孤立的，尚未出现气体流动）、两相流动阶段（随着压力下降到一定程度和气体不断解吸，气饱和度提高，气泡互相连接，形成连续气流，气水同时进人井筒）等三个阶段。,煤层气甲烷产出的三个阶段,煤生气为“他生自储式”常规天然气，其产出机理与常规天然气相同，主要采用注水等驱替媒质提高采收率。,1 煤成气的地质特征分析,1.2 煤
11、层气与煤生气储层的比较,因此为了有效评价煤层气煤岩与煤生气型砂岩储层，必须结合具体煤成气储层地质-地球物理特点开展有关煤成气储层的评价研究工作。,煤成气储层测井评价技术,主要内容,0 引言,1 煤成气的地质特征分析,2 煤成气储层测井评价技术,3 煤成气储层测井评价技术优选,5 结语,4 煤层气测井技术研究前景展望,2 煤成气储层测井评价技术,2.1 煤层气储层测井技术,测井技术在煤层气勘探开发中占有重要的地位，但到目前为止，还没有一种测井方法是专为探测煤层气储层而设计的。 值得欣慰的是，煤田测井经过几十年的发展形成了以核、声、电三种测井系列为主的诸多测井方法，解决了煤田勘探中煤、岩层的定性、
12、定厚问题，同时在孔隙度的解释与利用等方面也取得了较好的成果。 经过近20多年的发展，基于石油测井与煤田测井数据采集技术已形成了一门相对独立的测井技术煤层气测井技术，并分为裸眼井测井、套管井测井和生产测井等三个测井系列。 值得指出，为了获得准确的煤系地层信息测量结果，应该尽可能进行裸眼井测井。,2 煤成气储层测井评价技术,2.1 煤层气储层测井技术,2 煤成气储层测井评价技术,2.2 煤生气储层测井技术,对于煤成气砂岩储层来说，含煤成气的条件之一就是砂岩层本身具有空隙，所以识别煤成气砂岩储层的常用测井方法主要包括： （1）密度测井 具孔隙的砂岩在密度测井曲线上表现为曲线幅度降低，利用这一特点即可
13、定性判断目标砂岩层孔隙度大小； （2）中子中子测井 中子-中子测井可以有效地识别纯砂岩煤成气层，但对含泥质砂岩层探测灵敏度有限； （3）声波测井 当长源距声波时差大于短源距声波时差时是气层，反之则为非气层； （4）微电阻率测井 (5) （深浅）双侧向测井、（深中）双感应测井,2 煤成气储层测井评价技术,2.2 煤生气储层测井技术,RHOB、CNL、AC联合解释气层实例,煤成气砂岩储层测井探测实例,图中2号层为煤成气砂岩储层，密度响应小于砂岩骨架密度、小于上下泥岩层的密度，说明该层为孔隙性的砂岩层，且孔隙度较大。中子中子孔隙度曲线显示该层中子孔隙度读数小于下部泥岩的中子孔隙度读数，与密度测井曲线
14、显示的孔隙度较大相反，说明由于砂岩中含有煤成气，降低了岩层的氢含量。同时，声波时差测井曲线显示该层的声波时差值大于上、下泥岩层（一般致密砂岩声波时差小于泥岩），且长源距声波时差值大于短源距声波时差值，也指示该层为气层。该层测试煤成气产量为62.72万3/。,2 煤成气储层测井评价技术,2.2 煤生气储层测井技术,RHOB、CNL、AC联合解释气层实例,煤成气砂岩储层测井探测实例,图中4号层为煤成气泥质砂岩储层，由于其透气性差，煤成气含量低，三种孔隙度测井曲线均反映气层的特征不是很明显，但仍可从密度、中子中子孔隙度曲线看出该层为煤成气储层，只是分辨能力较低，不易判断。,由上述分析可知，煤田中在煤
15、层附近有煤成气砂岩储层、泥质砂岩储层的存在，声波、密度、中子中子三种孔隙度测井是进行煤成气砂岩储层探测的有效方法。 但是，当煤成气砂岩储层、泥质砂岩储层含气饱和度较小时，其分辨能力较低，这时可以通过统计计算区内煤成气储层下限值的方法，或者利用孔隙度挖补法，提高识别能力。,2 煤成气储层测井评价技术,2.3 煤成气储层测井评价步骤,测井评价煤层气、煤生气一般遵循以下几个步骤： 储层识别与划分：包括确定深度、厚度、夹层位置和岩性等； 储层参数计算：包括密度、孔隙度、含水性、机械强度指数、地层压力、温度及煤体受内力或外力作用引起的变化等； 对煤层及煤层气进行评价：包括确定煤体的变质程度和煤阶，进行煤
16、质分析，确定矿物成分、挥发分、水分及固定碳的百分比，计算煤显微组分； 建立煤储层评价模型及区域评价模型，计算气体含量。,2 煤成气储层测井评价技术,2.4 煤成气储层测井评价内容,煤成气储层地球物理测井评价技术总体上可以分为：煤成气储层定性识别技术、煤成气储层参数定量解释技术以及煤成气储层综合评价分析技术。其中煤成气储层参数定量解释技术是测井评价研究的核心。,目前利用测井方法可以确定的煤成气储层参数包括如下几个方面： (1) 煤层气储层的含气量、孔隙度（基质孔隙度和裂缝孔隙度）和渗透率（基质渗透率和裂缝渗透率）； (2) 煤岩工业分析参数，指煤的挥发分、固定碳、灰分、水分和煤阶等； (3) 煤层气的吸附与解吸特性参数； (4) 煤层厚度、深度、产能、储层压力、温度等。 （5）煤生气型砂岩储层孔隙度、渗透率等参数。,2 煤成气储层测井评价技术,2.4 煤成气储层测井评价内容,煤成气储层测井 评价技术分类,煤成气储层测井
