恩洪矿区主要煤层渗透率特征研究

李金龙 王 坚 何建蒙 陈志柱 薛小晖

(1.云南省煤田地质局，云南 650034；2.云南煤层气资源勘查开发有限公司，云南 655000；3.云南省煤炭地质勘查院,云南 6500218)

恩洪矿区主要煤层渗透率特征研究

李金龙1王 坚1何建蒙2陈志柱3薛小晖2

(1.云南省煤田地质局，云南 650034；2.云南煤层气资源勘查开发有限公司，云南 655000；3.云南省煤炭地质勘查院,云南 6500218)

采用煤体结构测井曲线解释方法和现场试井方法，分别对恩洪矿区主要煤层渗透率进行对比研究，两种方法研究成果中有的相互吻合，有的存在差异，对差异的研究结论应在今后的工作中重点关注和验证。

煤体结构 渗透率 测井解释 试井 恩洪矿区

1 概况

研究区含煤地层为上二叠统宣威组(P3x)，共分三段，发育多煤层，主采煤层为9、16、23共3层。9煤层位于宣威组二段(P3x2)中上部，为中厚～厚煤层，层位厚度稳定，一般厚1.7～5.0m，为全区可采煤层；16煤层位于宣威组二段(P3x2)中下部，层位稳定，以中厚煤层为主，一般厚度1.0～2.0m；23煤层位于宣威组一段(P3x1)中部，层位较稳定，厚度变化大，一般0.7～4.0m，以中厚煤层为主。

2 利用地球物理测井解释预测煤层渗透率

2.1 煤体结构判识和建立标准曲线响应特征

在一定的区域范围内，同一煤层的沉积环境、物质来源基本稳定，煤岩组成、煤质，物性也基本相近或存在一定的变化规律。通过分析研究区内的煤层物性参数曲线幅值和基本形态规律，建立区内不同煤体结构类型标准测井曲线响应特征(表1)。

表1 不同煤体结构类型标准测井曲线特征表(据秦勇等，2010)

2.2 定性划分原则

参照表1，划分出三种煤体结构类型：

(1)Ⅰ类(原生结构煤)：各测井曲线反映的幅值大小、形态特征与同一煤层原生结构煤相应部位的测井曲线比较，无明显变化者。

(2)Ⅱ类(过渡结构煤)：各测井曲线反映的幅值大小、形态特征和同一煤层原生结构煤相应部位的测井曲线比较，均略有变化且符合物性规律，其变化部位判识为Ⅱ类。

(3)Ⅲ类(构造煤)：该煤层有两种或两种以上测井参数曲线反映的幅值大小、形态特征与同一煤层原生结构煤相应部位的测井曲线比较，均有符合物性规律的明显变化；或仅有一条测井曲线反映有明显变化，其它测井参数曲线相应部位略有变化，其变化部位判识为Ⅲ类。

Ⅰ类煤原生结构保存完好，可改造性强。Ⅱ类煤受到一定程度的构造破坏，裂隙发育，若煤层原生结构基本保存，则煤层气渗流通道发育良好，往往具有较高的渗透性。Ⅲ类煤受到构造强烈破坏，发育的裂隙往往被煤粉充填或阻塞，煤层渗透性极低。预测Ⅱ类、Ⅲ类煤层的区域分布是预测煤储层渗透率的有效途径。

2.3 解释结果

2.3.1 解释

钻孔见煤点中Ⅱ类和Ⅲ类煤的发育程度，由Ⅱ类、Ⅲ类煤厚度占纯煤总厚的百分比表征。针对三层主采煤层收集13口煤田钻孔地球物理测井资料并进行解释。参照区内煤层气井试井资料，建立了煤层渗透率与Ⅱ、Ⅲ类煤的分层厚度比例之间的相互关系。

13个钻孔中有81个煤分层、31个夹矸分层，净煤累计厚度84.65m(表2)，其中Ⅰ类煤30个分层厚19.79m，分别占煤分层总数和净煤累计厚度的37.04%和23.38%；Ⅱ类煤32个分层厚31.45m，分别占煤分层总数和净煤累计厚度的39.93%和37.72%；Ⅲ类煤19个分层厚32.01m，分别占煤分层总数和净煤累计厚度的23.46%和38.90%。可见：恩洪矿区Ⅰ+Ⅱ类煤所占总煤厚比例在13.24～100%之间，平均70.36%，Ⅰ+Ⅱ类煤较Ⅲ类煤更发育，较有利于煤层渗透率的发育。

2.3.2 解释结果分布特征

区域上看，矿区由西南边缘向中心方向，Ⅲ类煤所占比例呈减小的趋势，预测渗透率呈增大的趋势；中段南部煤体最为破碎，预测渗透率最小；向斜中心煤体结构变得完整，预测渗透率最大，这与边缘断层发育而中部断层相对稀少有关。从层域上看，煤层越厚，Ⅲ类煤越发育，9煤层Ⅲ类煤最发育，16煤、23煤基本相当；预测9煤层渗透率最小(图1)。

3 试井方法煤层渗透率测试

3.1 测试情况

区内试井渗透率测试，9号煤12井次，16号煤8井次。23号煤未测试，同属下煤组的21煤有1井次测试，用其大致替代23号煤。三层煤渗透率值0.0045～0.98mD，平均0.309mD(0.3153×10-3μm2)(表3)，若要获得煤层气高产能，煤层

表2 煤体结构测井解释结果统计表(据秦勇等，2010)

表3 试井渗透率测试成果表(据云南省煤田地质局，2014)

原始渗透率一般是大于0.5×10-3μm2的高渗透率。恩洪矿区三个主煤层渗透率以特低到低渗透率为主。

3.2 煤层试井渗透率分布特征

3.2.1 区域分布特征

9号煤层：矿区南部EH-02井渗透率最低，渗透率最大值位于矿区中部ZK4509井；矿区中部ZK404、ZK706、ZK1901三个井渗透率基本分布在0.2mD左右；都格以北的区域渗透率以0.018mD到0.77mD呈波动性分布。渗透率总体呈南低北高，自南向北逐渐增大的趋势展布(图2)。各测试点埋深302.56m到1198.94m，渗透率最小值EH-02煤层埋深497.29m，渗透率最大值ZK4509煤层埋深674.75m，二者埋深差距不大。9号煤渗透率值随埋深增加而减小，这与前人研究成果相符，但是减小的趋势性较弱，且相关性比较离散(图3)。

图1 恩洪矿区煤体结构测井解释结果层位分布图(据秦勇等，2010)

图2 9号煤、16号煤渗透率与埋深关系趋势图

图3 9号煤、16号煤试井渗透率值分布趋势

16号煤层：南部EH-01井渗透率值最小，北部ZK1904井渗透率最大，也是三层煤中渗透率的最大值；中部ZK4509、ZK404渗透率出现两个较高值，分别为0.6mD、0.8mD；都格以北的中北部区域三个渗透率值波动较大。与9煤相仿，16煤渗透率亦呈南低北高，自南向北逐渐增大(图2)。与9煤不同，16煤渗透率随埋藏深度的增加呈增大的变化，且相关性比较离散(图3)，这与煤储层试井渗透率随埋深增大而呈负幂指数规律减小的前人研究结论不符。

区内21煤仅EH-02井进行了试井渗透率测试，煤层埋深603m，渗透率为0.056mD，为特低渗储层。

3.2.2 层域分布特征

三层煤中，9号煤试井渗透率0.0045～0.82mD，平均0.282mD；16号煤试井渗透率0.011～0.98mD，平均0.382mD；21号煤试井渗透率0.056mD。渗透率16号煤最大，21号煤最小。9号煤、16号煤渗透率大小与煤体结构分布特征吻合，表现为9号煤比16号煤破碎， 9号煤渗透率值比16号煤小；21号煤试井渗透率值对同属下煤组的23号煤渗透率值参考性不强，原因是23号煤在三层煤中煤体结构最完整，23号煤的渗透率应比9号煤、16号煤高，但21号煤实际试井渗透率值为三层煤中最低。

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(责任编辑 韩甲业)

Study on Permeability Characteristics of Main Coal Seams of Enhong Mining Area

LI Jinlong1,WANG jian1,HE Jianmeng2,CHEN Zhizhu3,XUE Xiaohui2

(1.Yunnan Provincial Bureau of Coal geology,Yunnan 650034; 2.Yunnan Coalbed Methane Resources Exploration and Development Co.,Ltd.,Yunnan 655000; 3.Yunnan Provincial Coal Geological Survey Institute,Yunnan 6500218)

The paper adopts the methods of coal structure logging interpretation and field well test to carry out the comprehensive comparative study on permeability characteristics of main coal seams of Enhong Mining Area. It shows that some results of the two methods are matched with each other,are some results are different which should be paid attention to and verified in the future.

Coal structure; permeability; log interpretation; well test; Eehong Mining Area

李金龙，男，彝族，硕士，工程师，从事矿产普查与勘探工作。