金林

摘要：本文主要闡述了煤層氣地球物理技術(shù)，并結(jié)合當下煤層氣地球物理測井技術(shù)現(xiàn)狀與存在問題，分別從成像測井技術(shù)的應用、煤層氣測井解釋理論創(chuàng)新以及井中和井間地球物理技術(shù)的結(jié)合等三個方面，對煤層氣地球物理測井技術(shù)發(fā)展方向做了相應的分析和探討。

關(guān)鍵詞：煤層氣；地球物理；測井技術(shù)；成像測井

引言：煤層氣是一種煤層在經(jīng)過漫長的煤化作用和熱解作用所形成的煤-氣共存體，主要成分是甲烷，大多以吸附狀態(tài)存在于煤層中，是一種地面可采的天然氣。其中，地球物理測井作為一種開發(fā)煤層氣的關(guān)鍵技術(shù)工藝之一，能夠?qū)崿F(xiàn)對煤層氣存儲層的地質(zhì)信息的高精度檢測和提取，因此，開展對地球物理測井的相關(guān)技術(shù)研究對整個煤層氣的開發(fā)具有重要的意義和前景。特別的，我國在煤層氣地球物理測井技術(shù)方面的研究雖然取得了長足的進步，但仍處于初始階段，起點較低、數(shù)據(jù)積累較小，沒有形成系統(tǒng)。本文正是結(jié)國內(nèi)外當前的煤層氣地球物理測井技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對未來的發(fā)展趨勢進行了相應的研究和探討。

1.煤層氣地球物理測井技術(shù)概述

煤層氣地球物理測井技術(shù)也可簡稱測井技術(shù)，主要是將具備監(jiān)測電、熱、聲等物理性質(zhì)的儀器運用在鉆孔中，從而分析地層中的巖石以及流體等相關(guān)性質(zhì)。煤層氣地球物理測井技術(shù)主要包括煤層氣測井數(shù)據(jù)采集技術(shù)和存儲層測井評價技術(shù)兩個方面的內(nèi)容。

（1）煤層氣測井數(shù)據(jù)采集技術(shù)

由于各煤層的地質(zhì)年代以及相關(guān)的圍巖性質(zhì)的不同，采用的測井方法也不同。常用的煤層氣測井方法有：巖性測井法，如自然電位測井、自然伽馬測井以及井徑測井等；飽和度測井法，如雙側(cè)向- -微球形聚焦電阻率測井、雙感應- -八側(cè)向測井等；孔隙度測井法，如補償密度測井、中子孔隙度測井、電波時差測井以及微電極測井等。

（2）煤層氣存儲層測井評價技術(shù)

測井評價煤層氣主要進行煤層氣存儲層的定性識別，即根據(jù)測井的相應特征識別出煤層氣，并對煤層氣存儲層進行參數(shù)化的定量評價和解釋。其中，煤層氣測井參數(shù)主要包括：煤層氣存儲層的飽和度、孔隙率、滲透率、煤層氣的吸附和解吸特性、煤層厚度、巖壓力、溫度等。測井評價煤層的流程主要是：①確定煤層氣存儲層的巖性；②劃分煤層的整體結(jié)構(gòu)，如深度、厚度、受力變化特性等；③確定煤體的密度、孔隙率、含水率、溫度等物理參數(shù)；④確定煤層的煤階；⑤分析煤體的固定碳百分比、礦物成分以及揮發(fā)分；⑥計算煤體的鏡質(zhì)組、穩(wěn)定組以及惰質(zhì)組；⑦計算煤的割理等級；⑧計算煤體的割理孔隙度；⑨建立煤體的相關(guān)評價模型；⑩建立煤體的多孔和區(qū)域評價模型。

2.煤層氣地球物理測井技術(shù)現(xiàn)狀與存在問題

在煤層氣測井數(shù)據(jù)采集技術(shù)方面，由于煤層氣存儲層具有雙孔隙結(jié)構(gòu)，大部分煤層氣呈吸附狀態(tài)，使得測井曲線不僅受到傳統(tǒng)的氣體影響，還受到煤的四種工業(yè)組分的影響。縱觀國內(nèi)外的發(fā)展情況，煤層氣測井采集技術(shù)的主要是以地質(zhì)條件、研究目的等為依據(jù)，并對各影響因素進行綜合分析，進而確定測井技術(shù)的應用?？偟恼f來，煤層氣測井方法依然局限于常規(guī)的油氣測井方法。

在煤層氣測井評價技術(shù)方面，煤層氣存儲層的定型識別，主要是以常規(guī)的天然氣存儲層評價思想體系為基礎，隨后黃智輝、柳孟文等先后提出了模糊識別法，以及孔隙度背景值等理念，進而提出了以孔隙度測井信息為基礎的定性識別法等。當下，國內(nèi)外的煤層氣測井評價解釋方法主要有：采用神經(jīng)網(wǎng)絡模型的評價法、采用概率統(tǒng)計模型的評價法、采用體積模型的解釋法、采用天然氣存儲評價思想的評價法。但是，由于煤層氣測井技術(shù)大多是借用常規(guī)的油氣測井技術(shù)，相關(guān)技術(shù)理論還有待進一步檢驗。同時，在生產(chǎn)過程的合理檢控；壓裂、造洞作業(yè)效果的評估；滲透率的估算、煤階識別；各測井技術(shù)的規(guī)范化等都存在一定的問題，有待完善。

3.煤層氣地球物理測井技術(shù)發(fā)展方向展望

3.1成像測井技術(shù)的應用

對于復雜孔隙、復雜巖性結(jié)構(gòu)而言，采用成像測井、核磁共振測井以及ECS這類高分辨率成像測井技術(shù)，對于煤層氣含氣量、雙重孔隙度以及煤層氣存儲層滲透率的評價等更加具有針對性。通過引進成像測井技術(shù)，結(jié)合常規(guī)測井刻度，建立新的煤層氣測井解釋理論，并在此基礎上構(gòu)建一套新的煤層氣測井評價體系。

3.2煤層氣測井解釋理論創(chuàng)新

相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國將煤層氣存儲層的彈性參數(shù)以及電性參數(shù)等用于對應的測井物理參數(shù)實驗中，這也極大制約了油氣地球物理測井技術(shù)在煤層氣探勘中的應用。隨著當下非線性處理技術(shù)的發(fā)展，使得各非線性高分辨率成像測井儀器在研究煤層氣存儲層測井的非線性特征方面更加高效和準確。相信，結(jié)合當下快速發(fā)展的非線性信息處理技術(shù)，展開對煤層氣存儲層測井地球物理技術(shù)的系統(tǒng)化研究，開發(fā)更具實用性的煤層氣存儲層測井處理以及評價解釋軟件體系將會是未來的發(fā)展方向。

3.3井中和井間地球物理技術(shù)的結(jié)合

大量實踐表明，隨著井中物理技術(shù)，如VSP技術(shù)、聲波全波技術(shù)等的廣泛運用，煤層氣存儲層的評價體系也得到了長足發(fā)展。同時，以井中地球物理技術(shù)為基礎，展開煤層氣井震聯(lián)合檢測技術(shù)的研究，完善測井評價技術(shù)和資料信息的處理，將更能發(fā)揮出井中地球物理技術(shù)的獨特優(yōu)勢，實現(xiàn)井中、井間地球物理技術(shù)的結(jié)合，推動煤層氣的探測與開發(fā)邁向新的臺階。

結(jié)語：開展對地球物理測井的相關(guān)技術(shù)研究對整個煤層氣的開發(fā)具有重要的意義，未來可從成像測井技術(shù)的應用、煤層氣測井解釋理論創(chuàng)新以及井中和井間地球物理技術(shù)的結(jié)合三個方面著手，推動煤層氣地球物理測井技術(shù)向著更加規(guī)范化、精準化、系統(tǒng)化的方向不斷發(fā)展。

參考文獻

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