贵州省金沙县安洛煤矿勘查区9号煤储层参数研究

周泽妮

(贵州省煤田地质局一一三队，贵州 550023)

贵州省金沙县安洛煤矿勘查区9号煤储层参数研究

周泽妮

(贵州省煤田地质局一一三队，贵州 550023)

通过对金沙县安洛煤矿区7-3孔进行试井测试，根据测试参数及结果绘制关井压降曲线双对数-导数曲线、半对数曲线图、关井压降半对数拟合检验曲线，从而对井筒附近渗透率、9号煤的煤岩层物性、地层压力系数、煤层破裂压力及梯度、煤层闭合压力及梯度等进行分析，综合研究9号煤储层参数。

试井测试；曲线特征；渗透率；煤岩层物性；地层压力系数；煤层破裂压力及梯度

1 勘查区基本情况

勘查区位于杨子板块(Ⅰ级)，川、滇、黔盆地(Ⅱ级)，黔北断拱(Ⅲ级)上。煤田以等势式褶皱控煤和短轴式控煤构造为主，赫章-金沙-南白一线以北为等势式褶皱控煤构造发育区，单个褶皱呈北东向延伸，其轴线均为S型，组合后构成一个向南东弯曲的弧状总体。由西北向东南主要褶皱依次有法拉冲背斜、可乐向斜、娄山背斜、金沙向斜、新站向斜等，断裂不发育，仅背斜轴部见少量走向断裂。井田位于该弧状褶皱带之娄山背斜南东翼西南段。

勘查区内出露地层由老到新依次为：二叠系中统茅口组(P2m)、二叠系上统龙潭组(P3l)、长兴组(P3c)，三叠系下统夜郎组(T1y)、茅草铺组(T1m)，第四系。

2 试井原理及方法

煤层气试井测试是一种不稳定试井，它遵循不稳定试井的基本原理；当储层中流体的流动处于平衡状态时，若改变井的工作制度即改变压力，则在井底将造成一个压力扰动，此扰动随着时间的推移不断向井壁四周储层径向扩展，最后达到一个新的平衡状态。这种压力扰动的变化规律记录下来，通过分析，可以判断和确定储层的性质。

煤作为储层，具有天然裂隙发育、渗透率较低、吸附能力强等特征。煤层中割理的发育程度、面割理的走向、割理的宽度是控制煤层渗透率的主要因素。虽然基质孔隙也有一定的渗透性，但因其孔径较小，渗透率可视为零。因此，煤层的渗透率取决于割理系统的渗透率。由于煤层基质渗透率远远小于煤层割理渗透率，流体只在割理中在流动，测试所反映的渗透率以割理渗透率为主。

基于煤储层的特征，经过多年的实践，注入/压降试井作为一种常用试井方法在煤层气井测试中被广泛采用。在注入/压降测试中，地层压力高于气体解吸压力，煤层割理孔隙始终被水饱和，流体呈单相流状态，这就为后续分析带来了很大的便利。

研究区均采用注入/压降试井方法，它是一种单井压力瞬变测试，适用于高、低压储层，是目前煤层气测试中最常用的一种试井方法。它是以较稳定的排量，低于煤层破裂压力的注入压力向井中注水一段时间，在井筒周围产生一个高于原始储层的压力分布区，然后关井，使得压力与原始储层压力逐渐趋于平衡。注入和关井阶段采用压力计记录井底压力随时间的变化。通过分析数据，求取煤层的参数。由于注入阶段控制排量难以达到非常稳定，难免会造成井底压力的波动，所以压降阶段的数据分析通常最具有代表性。

测试采用井下封隔器封隔井筒与测试层，减小井筒储集，用录井钢丝实现地下多次开、关井的注入/压降测试、微破裂测试及原地应力测试。利用存储式电子压力计取得准确的压力资料。

3 试井测试资料分析

3.1 关井压降曲线特征分析

根据表1中9号煤层的基本参数进行双对数分析，得出的结果数据见表2。

表1 9号煤层参数分析选用基本数值

表2 9号煤层结果数据表

通过对关井压降曲线双对数-导数曲线图形特征(见图1)诊断分析，初期双对数-导数曲线井筒储集阶段持续时间很短约1个对数周期；在导数曲线后期径向流段不明显，导数曲线反应煤岩层物性差，呈现均质地层特征；从半对数曲线图可看出(见图2)，关井后期压力曲线呈现高角度下降，与双对数-导数曲线反映一致呈现均质地层特征，径向流段不明显。整个曲线形态反应煤岩层为低渗透特征。

图1 7-3孔9号煤注入/压降测试关井压降双对数拟合曲线图

图2 7-3孔9号煤注入/压降测试关井压降霍纳曲线图

3.2 储层参数分析

依据曲线诊断分析结果，资料解释中选用了具有井筒储集效应+表皮效应+径向复合井的模型，针对煤岩层特性储层模型选用双孔板状理论模型，通过现代试井理论拟合(见图2、3)分析，取得了分析成果。通过曲线拟合分析，按径向分析地层渗透率为0.0758×10-3μm2、地层系数为0.1061×10-3μm2·m、流动系数为0.1083×10-3μm2·m/MPa ·s。从本次试井解释结果说明，煤层渗透性较低；井筒储集系数0.0106m3/MPa，井筒储集系数较低，说明采用井下关井方式工艺合理，有效降低了井筒储集效应对测试数据分析的影响；表皮系数-5.83，表明井筒附近煤岩层完善程度较好。

图3 7-3孔9号煤注入/压降测试关井压降半对数拟合检验曲线图

3 分析结论及建议

(1)从钻探取芯结果分析，9号煤层顶板为粉砂质泥岩，底板为粉砂质泥岩、粉砂岩。因其顶、底板岩层致密，对煤层有很好的封盖作用，有利于煤层气的保存；岩层渗透性比煤层渗透性低得多，对注入/压降测试影响较小。煤层含0.32m夹矸，对9号煤层的注入/压降测试有一定影响。

(2)通过对关井压降测试数据进行解释，地层中部压力3.70MPa、煤岩层压力系数1.072，从压力系数分析本层为正常压力系统。

(3)通过微破裂测试获得煤层破裂压力9.30MPa、煤层破裂压力梯度0.02642MPa/m；煤层闭合压力8.56MPa、煤层闭合压力梯度0.02431MPa/m，属于高破裂梯度、高闭合梯度。造成破裂压力高的原因可能是煤岩层致密有关。

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[3] 王衍.哈参1井煤层气测试技术[J].哈吐油气，2003(2)：161-163.

[4] 王彦龙.煤层气参数测试及其意义[J].中国地质学会论文集，2007.

[5] 李鑫，景兴鹏，等.基于注入压降法的煤层气井裸眼和套管射孔后测试试验研究[J].煤炭工程，2014，46(11)：89-91.

(责任编辑 刘 馨)

Reservoir Parameters Research of No.9 Coal Seam of Anluo Coal Mine Exploration Area in Jinsha County of Guizhou Province

ZHOU Zeni

(No.113 Team of Guizhou Coalfield Geology Bureau, Guizhou 550018)

Based on the well test in Borehole 7-3 of Anluo Coal Mine in Jinsha County, the paper finishes the double-logarithmic and derivative curve and the semi-logarithmic curve, and the semi-logarithmic fitting test curve according to the parameters and results of the test, analyzes the permeability around the shaft, the properties of coal and rock seam of No.9 coal seam, the pressure coefficient of strata, the fracturing pressure and gradient of coal seam and the closed pressure and gradient of coal seam, and comprehensively studies the reservoir parameters of No.9 coal seam.

Well test; curve features; permeability; properties of coal and rock seam ; pressure coefficient of strata

周泽妮，女，工程师，研究方向为煤田地质。