坤宁煤矿瓦斯抽采井的测井解释应用

赵 岩

（山西省煤炭地质148勘查院，山西 太原 030053）

1 概况

对山西省盂县坤宁煤矿瓦斯地面抽采项目KN-01井实施测井工作，现场提供了钻井井斜、井径、煤层成果、最大测量井深以及固井质量项目的测量数据。根据钻井施工程序和测井设计的要求，钻井完钻后进行了第一次测井——裸眼井测井，占用井场时间5h。测井目的主要是划分地层、判别岩性；解释煤层深度、厚度及结构；求取目的煤层的固定碳、灰分、水分的重量百分比含量；求取其他岩层的砂质、泥质和水分（孔隙）的体积百分比含量；进行主要煤层及其围岩的含水性、渗透性分析；测量钻孔井径变化和井温情况，确定钻孔井眼轨迹变化及靶点位置等。固井48h以后进行了第二次测井——固井质量检查测井，占用井场时间1h。测井的主要目的是检查固井质量，评价水泥环胶结情况，确定水泥返高、短管位置及人工井底。

2 测井项目及曲线质量

测井所使用的仪器为PSJ-2型系列数字测井仪器。严格按照《煤层气测井作业规程》，对所使用的各种测井方法仪器进行刻度标定，保证测井数据的准确性和可靠性。取全取准各种原始资料，并对单条测井曲线和全井测井资料进行质量评级。单条测井资料质量为优的评级标准为：测速、深度误差、仪器刻度和曲线重复度优于规范规定容限，图头填写齐全、准确、清晰；全井测井资料质量为优的评级标准为：单条测井资料合格率为100%，密度、声波、深侧向、井径、自然伽玛五种皆为优等。

3 煤岩层的定性、定厚解释

不同岩层有不同的物性特征，在曲线上呈不同的幅值、形态反映，通过对测井资料进行对比，并参照钻孔取芯资料，对岩层进行定性解释和层组划分。岩、煤层的定性解释是根据几种不同物性参数曲线的异常幅值、形态特征、物性值的差异进行综合分析和解释，区分不同岩性的岩、煤层，划分地层单位，进行全井地质剖面解释。岩、煤层的主要物性反映特征见表1。

表1 岩、煤层的主要物性反映特征表

依据煤层的中～高双侧向电阻率、低密度、低自然伽玛的特征进行煤层的定性解释。对煤层夹石来说，若自然伽玛有高于煤层平均幅值或三侧向电阻率有明显的低值反映，补偿密度曲线有接近或低于总幅值（从根部算）1/2的反映，以上两种情况对应良好时可视为夹层；若不满足以上幅值则可视为煤质变化，不作夹石处理。

岩、煤层定厚解释以补偿密度、自然伽玛和双侧向电阻率为主，岩、煤层定厚解释原则为自然伽玛（GR）曲线取幅值的1/2作为分层点；双侧向电阻率（DLL）曲线取幅值的切点作为分层点。煤层补偿密度（DEN）曲线定厚解释原则为取煤层幅值的1/3作为分层点。煤层中夹矸的定厚解释原则为：DEN曲线取夹矸幅值的1/4～1/5作为分层点；GR曲线取夹矸幅值的1/3～1/2作为分层点；DLL曲线取夹矸幅值的切点作为分层点。断层、破碎带层段，结构疏松，裂隙发育，其补偿密度在曲线上呈高低不均匀变化，双侧向电阻率的幅值很低，井径曲线较为凌乱，以此为断层、破碎带层段的主要定性解释依据。

4 综合解释成果

9、15号煤层顶底板均为泥岩，富水性弱，渗透性差；而9、15号煤层富水性强，渗透性好。该井最大斜度为1.92°，深度350m；最大全角变化率为1.25°/25m，深度375m，最大水平位移3.45m，该点位于孔底377m，方位相对于井口327.14°。从双井径曲线看，本井井眼较为规则，全井井径变化不大。全井段井径扩大率为6.20%，9#煤层段井径扩大率为15.1%，15#煤层段井径扩大率为28.8%。本井地温偏低，对煤矿生产不会造成影响。

本井固井参数中水泥浆密度为1.81g/cm3，套管下深376.11m，阻流环深度366.66m，实测遇阻深度365.60m，钻井短套深度分别为212.55～214.45m及305.75～307.65m，而测井解释为213.00～214.90m及305.95～307.85m。固井质量情况是本井声幅变密度，测量井段为0～365.60m，水泥返深为0m，返高面以下大部分声幅值低，变密度显示为强的地层波，缺失套管波，故第一、二界面水泥胶结以优良为主。本井9#煤层附近水泥胶结优良，15#煤层上部附近水泥胶结合格。测井解释中未出现异常情况。第一界面固井质量评价标准声幅值≤10%为优良，10%＜声幅值≤20%为合格，以此类推。第二界面固井质量评价标准地层波强、清晰时为优良，地层波较强、较清晰时为合格。表2为本井固井质量解释成果表。

表2 KN-01井固井质量解释成果表

5 结论

本井测井工作原始记录准确、齐全，测井曲线反映正常，重复性良好，图纸清晰，煤层及其他岩层物性特征明显。本井目的层为石炭系太原组9、15#煤。煤层物性特征反映明显，解释精度符合要求，其顶、底板岩性均为泥岩或砂质泥岩，具有渗透性差、隔水性良好的特点，为煤层气提供了良好的存储条件。目的煤层的工业分析以及其他岩层的岩性分析是依据前面所述的体积模型及测井响应值，通过交会图技术选取参数，采用最小二乘法求解所得，具有一定的参考价值。