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煤层气作为一种重要的自生自储的非常规天然气,成份以甲烷为主,以吸附形式附着于煤岩表面。储层评价对于煤层气的勘探与开发具有重要的生产和研究意义,测井方法在煤层气勘探与开发过程中发挥着重要的作用。大村地区富集丰富的煤炭和煤层气资源,但该区煤层气储层测井评价工作尚处于初步阶段,因此本文以大村地区为例,探讨煤层气储层测井评价方法。 大村研究区位于筠连凹褶束之东段的二郎坝向斜,二叠系上统龙潭组为主要含煤地层,属海陆过渡相的含煤沉积,岩性主要由泥岩、砂岩和煤层组成。可采煤层7层,包括C13、C14、C17、C23、C24、C25等。主要煤层相对密度为1.62g/cm3。各煤层主要由半亮型、条带状结构无烟煤。煤层主要为碎裂结构煤和原生结构煤,裂隙发育,渗透性差,为常压~超压储层,气体组分以甲烷为主。 结合工区实际情况,以及规范要求,研究区煤层气井测井项目包括:深、浅双侧向电阻率测井、微球型聚焦电阻率测井、微电位、微梯度电阻率测井、自然电位、自然伽马、双井径、补偿中子、声波时差、补偿密度等。固井质量检查测井项目包括自然伽马、磁定位、声幅和变密度曲线。 通过煤田、煤层气测井,能很好地划分煤(岩)层,煤层测井响应特征为高电阻率、高声波时差、高中子孔隙度,低自然伽玛和低密度。 通过构建煤(岩)层岩石物理模型,分别研究了概率统计、BP神经网络、体积模式方法估算煤层的工业组分。结果表明通过建立密度与灰分的相关关系,进而确定固定碳、挥发份和水份的计算模型,达到预测煤层工业组分的目的。 煤层具有低孔低渗的特征,裂隙是其改善渗透性的重要因素,通过分析煤层的孔渗结构,首次提出了采用变量的煤层骨架密度计算煤层基质孔隙度,提高了煤层孔隙度计算精度;采用Timer公式估算煤层基质渗透率;同时利用双侧向电阻率法对煤层的裂隙孔隙度、渗透率进行了估算。 煤层具有非常强的非均质性,这为煤层气开发利用带来巨大的挑战。为准确评价煤层非均质性程度,提出煤层非均质程度系数这一概念。首先通过计算煤层渗透率,绘制其累计分布曲线,从而定性评价煤层非质性程度;再对煤层非均质程度进行定义,使其能定量评价煤层的非均质性,提高了煤层非均质性研究深度。 煤层煤体结构可分为Ⅰ类块煤、Ⅱ类块粉煤、Ⅲ类粉煤。Ⅰ类煤井径扩径不明显,电阻率值高;Ⅱ类煤井径扩径明显,出现差异扩径,电阻率相对降低,散射伽马值增大;Ⅲ类煤井径扩径明显,但差异扩径现象不明显,电阻率值低,散射伽马值最大。 煤层含气量是煤层气开发利用最重要的参数之一。本文采用三种常见的测井数据法、KIM方程法、煤工业组分法分别预测了煤层含气量,结果表明不同方法具有不同的适应性。基于以上分析,提出一种新的方法:组合法,提高了煤层含气量预测精度。 煤层顶、底板关系到煤层气的封盖,以及煤层开采的安全。通过密度、声波测井数据可以计算煤层的岩石弹性力学参数,包括杨氏模量、体积模量、剪切模量、强度指数和泊松比等。 固井质量的好坏直接影响着后期天然气的开采,煤层气固井以自然伽马划分地层;磁定位测定套管接箍;声幅曲线检测第一胶结的胶结情况;变密度曲线检查第二胶结面固结情况。 综合应用结果表明,测井方法在煤层气勘探开发过程中发挥着重要的作用,它能很好地在划分地层、分析煤层工业组分和煤体结构,计算煤层的孔隙度、渗透率,估算煤层含气量,预测煤层顶底板力学性质,检查固井质量等。