《煤储层的地球物理特征》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤储层的地球物理特征（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八章第八章 煤储层的地球物理特征煤储层的地球物理特征第一节第一节 煤层气测井方法煤层气测井方法 第二节第二节 测井响应解释煤层气含量测井响应解释煤层气含量 第三节第三节 测井响应评价煤体结构测井响应评价煤体结构 第四节第四节 煤储层渗透率预测煤储层渗透率预测 第一节第一节 煤层气测井方法煤层气测井方法一、测井属性一、测井属性 煤传导电流的能力，通常以电阻率表示。煤传导电流的能力，通常以电阻率表示。 褐煤：褐煤：电阻率电阻率1010100100mm，导电性好，属离子导电导电性好，属离子导电 低中煤级烟煤：低中煤级烟煤：电阻率电阻率4000-50004000-5000mm，为不良导体为不良导体
2、高煤级烟煤：高煤级烟煤：电阻率为电阻率为100010001010mm 无烟煤：无烟煤：电阻率为电阻率为10100.00010.0001mm，导电性好，属导电性好，属电电 子导电。子导电。 影响因素：影响因素：煤级、水、矿物质、煤岩成分、层理方向、煤级、水、矿物质、煤岩成分、层理方向、 风氧化程度风氧化程度 二、地震属性二、地震属性地震反演煤体结构图地震反演煤体结构图地震属性分析技术地震属性分析技术 地震属性包括振幅、相位、速度、时间、地震属性包括振幅、相位、速度、时间、AVOAVO、波波阻抗、衰减系数和频率等阻抗、衰减系数和频率等. .测井地震多属性定量分析识别煤层宏观结构13-1煤层煤层构造
3、煤构造煤构造煤构造煤夹矸夹矸夹矸夹矸AVOAVO技术是利用技术是利用CDPCDP道集上地震反射波振幅随炮检距的道集上地震反射波振幅随炮检距的变化特征预测目的层段岩性和所含流体性质的技术变化特征预测目的层段岩性和所含流体性质的技术 AVOAVO技术探测煤层吸附气技术探测煤层吸附气潘三矿东四下山采区潘三矿东四下山采区13煤层气含量平面分布图煤层气含量平面分布图 地震波形分类预测煤层裂隙地震波形分类预测煤层裂隙如果兰色类型的波形与煤层气富集有关，那么可以圈定如果兰色类型的波形与煤层气富集有关，那么可以圈定如果兰色类型的波形与煤层气富集有关，那么可以圈定如果兰色类型的波形与煤层气富集有关，那么可以圈定
4、其范围，作为煤层气勘探的选区依据，其他颜色也如此其范围，作为煤层气勘探的选区依据，其他颜色也如此其范围，作为煤层气勘探的选区依据，其他颜色也如此其范围，作为煤层气勘探的选区依据，其他颜色也如此顶板泥岩顶板泥岩顶板泥岩顶板泥岩顶板砂岩顶板砂岩顶板砂岩顶板砂岩13-1煤层11-2煤层8煤层顶板岩性解释顶板岩性解释顶板岩性解释顶板岩性解释Inline 252Inline 252一、理论基础一、理论基础 煤煤层层含含气气量量随随镜镜质质组组、惰惰质质组组含含量量及及煤煤厚厚的的增增加加而而增增加加，随随煤煤体体结结构构破破碎碎程程度度的的加加大大而而增增大大，随随变变质质程程度度和和埋埋深深的的加加深
5、深而而增增加加。煤煤岩岩组组成成直直接接影影响响到到煤煤层层（视视）电电阻阻率率的的高高低低，煤煤层层体体积积密密度度、力力学学性性质质与与煤煤体体结结构构相相关关，可可直直接接从从密密度度（伽伽玛玛伽伽玛玛）和和声声波时差测井曲线上得到反映波时差测井曲线上得到反映 。 在在成成煤煤物物质质、沉沉积积环环境境、煤煤变变质质程程度度、水水分分和和矿矿物物杂杂质质含含量量相相似似的的煤煤层层中中，煤煤体体结结构构愈愈破破碎碎，煤煤层层体体积积密密度度、杨杨氏氏模模量量愈愈低低，孔孔隙隙率率愈愈大大，甲甲烷烷含含量量愈愈高高，煤煤层层电电阻阻率率愈愈大大，自自然然伽伽玛玛减减弱弱，而声波时差则相应增
6、大。而声波时差则相应增大。第二节第二节 测井响应解释煤层气含量测井响应解释煤层气含量纯煤、矿物质、水分和甲烷的物理性质纯煤、矿物质、水分和甲烷的物理性质物质名称物理性质电阻率m密度g/cm3声波时差m/s自然伽玛API有机质褐煤的纯煤4040001.101.254005600烟煤的纯煤10050001.251.35无烟煤的纯煤0.0011001.351.50无机质粘土矿物n1032.002.60180250高岭石：7.85蒙脱石：4.45伊利石：86.68绿泥石：94.86黄铁矿10-810-45.05901000水份10-8n1021.001.22620655纯水为0甲烷气体1041090.
7、000716822600纯煤、矿物质、水分和甲烷的物理性质纯煤、矿物质、水分和甲烷的物理性质APIAPI4二、数据预处理二、数据预处理 1、深度校正、深度校正2、 煤层含气量基准换算煤层含气量基准换算CH4煤层含气量，煤层含气量，cm3/g；A、M煤样灰分含量（煤样灰分含量（%）和水分含量（）和水分含量（%）；）；ar、ad、d、daf分别为原位基（收到基）、空气分别为原位基（收到基）、空气 干燥基、干燥基和干燥无灰基。干燥基、干燥基和干燥无灰基。3、参数归一化处理参数归一化处理X煤层原始数据煤层原始数据Xmax、Xmin测井曲线剔除风化、氧化带后测井曲线剔除风化、氧化带后 物性响应的最大值、
8、最小值物性响应的最大值、最小值 实测煤层含气量最大值、最小值实测煤层含气量最大值、最小值 相应煤层埋深最大值、最小值；相应煤层埋深最大值、最小值；Xb标志层原始物性响应平均值；预处理后的数据。标志层原始物性响应平均值；预处理后的数据。4、逐步回归分析、逐步回归分析5、质量检验、质量检验 为了评价回归方程的可靠性和精确程度，需对其进行显著性检验为了评价回归方程的可靠性和精确程度，需对其进行显著性检验和精度检验。和精度检验。6、煤层气含量、煤层气含量 预测预测宿南向斜模拟宿南向斜模拟测井响应预测测井响应预测的煤层含气量的煤层含气量与实测煤层含与实测煤层含气量基本一致气量基本一致 第三节第三节 测井
9、响应评价煤体结构测井响应评价煤体结构abcd碎粉煤糜棱煤一、井下观察一、井下观察 淮北桃园井田煤体结构井下观察与测井解释对照图淮北桃园井田煤体结构井下观察与测井解释对照图二、井下观察与测井解释对照二、井下观察与测井解释对照三、聚类分析三、聚类分析相关系数相关系数相似系数相似系数欧氏距离欧氏距离斜交距离斜交距离类平均值类平均值离差平方和增量离差平方和增量最长距离最长距离最短距离最短距离重心法重心法四、煤体结构类型检验四、煤体结构类型检验 1 1、参考井下观察和钻孔煤心、参考井下观察和钻孔煤心 2、将分析的层点测井曲线与同一煤层的原生结构煤的测井将分析的层点测井曲线与同一煤层的原生结构煤的测井曲线
10、进行对比，比较同一种参数曲线之间的差异，以确定该点测曲线进行对比，比较同一种参数曲线之间的差异，以确定该点测井曲线有无变化及变化的部位和变化的明显程度是否与划分的煤井曲线有无变化及变化的部位和变化的明显程度是否与划分的煤体结构类型相符；体结构类型相符； 3、将要分析的层点测井曲线与同一钻孔中其它煤层的测井将要分析的层点测井曲线与同一钻孔中其它煤层的测井响应值进行对比，分析该点测井曲线幅值和基本形态是否符合层响应值进行对比，分析该点测井曲线幅值和基本形态是否符合层域之间的变化规律，对异常变化部位要分析其影响因素，保证判域之间的变化规律，对异常变化部位要分析其影响因素，保证判识的淮确性；识的淮确性
11、； 4、将要分析的层点测井曲线与邻近钻孔中同一煤层的测井将要分析的层点测井曲线与邻近钻孔中同一煤层的测井响应值进行对比，分析该点测井曲线幅值和基本形态是否符合区响应值进行对比，分析该点测井曲线幅值和基本形态是否符合区域上的变化规律，对异常变化部位要分析其影响因素，保证资料域上的变化规律，对异常变化部位要分析其影响因素，保证资料解释的一致性。解释的一致性。测井曲线将煤体结构划分为：测井曲线将煤体结构划分为： 原生结构原生结构碎裂煤（碎裂煤（类）、类）、 碎斑煤（碎斑煤（类）类） 糜棱煤（糜棱煤（类）类）第四节第四节 煤储层渗透率预测煤储层渗透率预测 影影响响煤煤储储层层渗渗透透率率的的因因素素十
12、十分分复复杂杂，主主要要有有地地应应力力、煤煤体体结结构构、天天然然裂裂隙隙、地地质质构构造造、煤煤储储层层埋埋深深、煤煤岩岩、煤煤质质及及水水文文地地质质条条件件等等，有有时时是是多多因因素素综综合合作作用，有时是某一因素起主导作用。用，有时是某一因素起主导作用。 煤煤体体结结构构类类型型对对煤煤储储层层渗渗透透率率有有重重要要影影响响，碎碎斑斑煤煤（）、糜糜棱棱煤煤（）的的发发育育与与分分布布是是造造成成煤煤储储层层渗渗透透率率降降低低及及区区域域变变化化的的主主要要原原因因，了了解解和和预预测测、类类煤煤的的分分布布特特征征，将将是是预预测测煤煤层层渗渗透透率率区区域域变变化化的的一种有
13、效途径。一种有效途径。一、煤体结构类型的厚度和百分比一、煤体结构类型的厚度和百分比 各各种种煤煤体体结结构构类类型型煤煤分分层层厚厚度度的的确确定定应应在在反反映映变变化化相相对对明明显显的的主主要要测测井井参参数数曲曲线线上上进进行行，以以发发生生变变化化的的始始、末末点点作作为为分分层层界界线线点，两点之间的煤厚即为该结构类型煤的分层厚度。点，两点之间的煤厚即为该结构类型煤的分层厚度。 、类煤不发育区类煤不发育区 、类煤厚度百分比小于类煤厚度百分比小于20的层点分布区；的层点分布区； 、类煤较发育区类煤较发育区 、类煤厚度比例界于类煤厚度比例界于2050%的层点分布区的层点分布区 、类煤发
14、育区类煤发育区 、类煤厚度比例大于类煤厚度比例大于50的层点分布区。的层点分布区。二、渗透率与二、渗透率与、类构造煤的关系类构造煤的关系高渗区高渗区 、类煤厚度比例小于类煤厚度比例小于20，渗透率大于，渗透率大于1 10-3m2；中渗区中渗区 、类煤厚度比例界于类煤厚度比例界于2050%， 渗透率界于渗透率界于0.11 10-3m2；低渗区低渗区 、类煤厚度比例大于类煤厚度比例大于50，渗透率小于，渗透率小于0.1 10-3m2 原生结构原生结构碎裂煤碎裂煤(类煤类煤)分布区，就是相对高渗区，分布区，就是相对高渗区，、类煤发育区，即为相对低渗区。类煤发育区，即为相对低渗区。三、渗透率分类三、渗
15、透率分类低渗区的分布有以下特点低渗区的分布有以下特点: 区域上，推覆构造下盘或推覆体夹块部位，是区域上，推覆构造下盘或推覆体夹块部位，是、类煤类煤相对发育部位。在挤压应力作用下，沿煤层这一软弱层产生强烈相对发育部位。在挤压应力作用下，沿煤层这一软弱层产生强烈层间滑动所致；在层域上，厚度大的煤层层间滑动所致；在层域上，厚度大的煤层、类煤分层相对较类煤分层相对较为发育，这是由于厚煤层总体力学稳定性相对较差，强度相对较为发育，这是由于厚煤层总体力学稳定性相对较差，强度相对较低，在相同的构造应力作用下，更易产生层间滑动，导致煤体破低，在相同的构造应力作用下，更易产生层间滑动，导致煤体破坏。坏。就同一煤
16、层而言，就同一煤层而言，、类煤的发育具有如下特点：类煤的发育具有如下特点： 1）在在印印支支燕燕山山期期形形成成的的断断层层面面附附近近，是是、类类煤煤的的主主要要发发育育部部位位。断断层层越越密密集集，、类类煤煤越越发发育育；断断层层规规模模越越大大，、类煤发育带越宽。类煤发育带越宽。在断层两侧，煤层中均发育与断层走向近于平行的在断层两侧，煤层中均发育与断层走向近于平行的、类煤类煤带，断层的延展方向控制了煤体结构的走势。这是由于断层除带，断层的延展方向控制了煤体结构的走势。这是由于断层除对煤层产生直接破坏外，还在断层附近形成构造应力集中带，对煤层产生直接破坏外，还在断层附近形成构造应力集中带
17、，造成煤层顺层剪切过程中的破坏加剧而形成断层带附近的造成煤层顺层剪切过程中的破坏加剧而形成断层带附近的、类煤发育条带。类煤发育条带。 2）在煤层厚度变化较大的部位，易发育）在煤层厚度变化较大的部位，易发育、类煤。煤厚类煤。煤厚急剧变化现象本身就是煤层碎裂流变的结果，也可能是因为煤急剧变化现象本身就是煤层碎裂流变的结果，也可能是因为煤层原生厚度局部突变。在突变带内，煤的受力状态与正常煤厚层原生厚度局部突变。在突变带内，煤的受力状态与正常煤厚带不同而导致偏应力的存在，煤层易受破坏。带不同而导致偏应力的存在，煤层易受破坏。 3）在煤层走向急剧转折部位，易发育）在煤层走向急剧转折部位，易发育、类煤。煤层走类煤。煤层走向的急剧转折必然导致应力方向的改变，造成煤体破坏程度的向的急剧转折必然导致应力方向的改变，造成煤体破坏程度的提高。提高。
