煤层气资源开发中测井技术的应用研究

郝正海

摘要：煤层气俗称“瓦斯”，是与煤伴生或共生、存储于煤层中的烃类气体资源，属于非常规天然气，是优质能源和化工原料。我国煤炭资源丰富，煤层气分布广泛。因此，加强对煤层气资源的开发，对促进我国能源产业的可持续发展具有重要意义。本文就煤层气资源开发中测井技术的应用进行研究，以供借鉴。

关键词：煤层气;开发;测井技术;应用研究

1 引言

煤层气俗称“瓦斯”，是与煤伴生或共生的烃类气体自愿，是优质能源和化工原料，我国煤炭资源丰富，煤层气分布广泛，但是目前我国对煤层气的开发尚处于初始阶段，因此加强对煤层气资源开发的测井技术进行研究，对促进我国能源产业发展和煤层气资源的有效利用，是十分重要的。

2 加强煤层气资源开发的重要性及影响因素分析

2.1 加强煤层气资源开发的重要性分析

煤层气是一种清洁能源和优质化工原料，加强对煤层气开发的应用研究，对提高能源供给量，促进我国能源的可持续发展，是极其重要的。我国煤炭资源丰富，煤层气分布广泛，在社会经济发展对能源资源需求日益增加的当今时代，加快煤层气资源的开发利用，不仅能弥补我国能源的短缺状态，还能实现对生态环境的有效保护，提高其经济价值和社会价值，以适应时代发展的需求。

2.2 煤层气资源开发的影响因素分析

煤层气与煤伴生、共生、自储的非常规天然气，主要在煤层中储集，其赋存状态主要以吸附式、溶解式及游离式状态存在。通过研究发现，煤层气的形成过程主要在煤炭中吸附，通过溶解而析出。在开发过程中，由于外界多种因素会对产生多种影响，主要包括：

第一，组分因素，煤层气主要包含灰分、水分和显微组分，对吸附能力的影响比较明显，其矿物含量（显微组分）与吸附能力成反比，通过分析可得出镜质组的吸附能力较强、惰性组的吸附能力较弱的研究结论。

第二，深度因素。由于煤层气的卖场深度不同，煤层气气体的温度、压力对开发的影响也不同，如煤层气的温度越高，表明其吸附能力越大，而压力增加时起其吸附能力也会随之增强，开发难度也会增加[1]。

第三，水分因素。煤层气的含水量越大，其吸附能力就越低;但是当含水量达到一定时，其吸附能力不再因为含水量的变化而改变。对开发有直接因素。

第四，煤层封闭性影响。排替压力会使煤层的封闭性能发生变化，排替压力与每层的封闭性能成反比，是影响煤层气开发的又一因素。

3 煤层气资源开发中测井技术的应用研究

3.1 煤层识别技术

煤层气主要以吸附、游离、溶解状态赋存于煤层之中，因此，对煤层进行测井识别是基础工作。对于煤层的识别，主要是依据测井技术在测井曲线上所反映出的“三高三底”特点加以实现的。在煤层识别中，测井曲线的“三高三低”是指与围岩相比较，煤层的中子量、电阻率、声波视察比较高，而其密度、自然伽马曲线、煤层与钻井泥浆之间的化学作业比较低[2]。由于煤层的岩性较纯、泥质较低，因而其电阻率比较高，泥浆与煤层之间的化学反应也非常弱，在测井过程中，如果所得到的电阻率数值越高，自然电位的負异常幅度也就会越大，提示煤层资源储藏也就会越丰富，其价值就越大。

3.2 煤层气识别技术

利用煤层气识别技术，可以确定煤层中煤层气的福存量和开发价值，是开发煤层气资源的重要环节。常用的煤层气测井识别技术包括两种：第一，直接识别技术。如前文所述，煤层识别的测井曲线特点提示为声波时差和电阻率以及中子都比较高，起密度和自然伽马比较低，因此可在煤层测井识别资料的基础上，对煤层气的赋存状态及福存量做进一步识别。在测井过程中，如果深侧向测井曲线低于浅侧向测井曲线，提示煤层中煤层气含量丰富，开发价值较大。当测井曲线提示密度变小但声波时差增大是，则说明煤层中具有良好的寒气条件，需要进行深入解读。第二，孔隙度测定技术。该项技术是通过孔隙度测定煤层气赋存量及赋存状态，如果测井参数提示煤层气储层中的孔隙度小于密度测井孔的孔隙度，说明该储层中的煤层气储量丰富。此外，对于煤层气的识别，还可应用空间模量差比法和电阻率比值法等技术，但是这两种技术的参数获取难度较大，因此在应用中应根据具体情况对测井技术进行恰当选择[3]。

3.3 储层参数解释技术

对储层测井参数进行解释，是煤层气测井技术的关键，对于煤层气测井过程中所获取的各项参数，需要进行详细解释，才能取得更为详细的地址信息，为煤层气的开发提供科学依据。从工业应用角度解释，储层参数解释技术主要是针对对煤层气的灰分和水分、挥发组分及固定碳之间具有较强的关联性，因此其线性相关度较好，而水分与灰分之间的关联度较差，其线性同时较差的特点解释，以确定煤层气的储存量及开发价值。如果从含气量方面解释，在结合测井记录解释基础上，利用多种不同的含气量测井方法对测井参数进行解释，可对煤层气的蕴藏量进行准确测定，常用方法包括利用煤层气层的背景纸、吸附湿线、解释量板等[4]。如果从地应力方面进行解释，由于煤层气受到来自地层和流体的双重压力，因此应在结合测井资料基础上，确定地层压力，并在充分考虑井眼影响因素基础上，通过煤层声波时差、中子及电阻率随深度变化的相应关系，绘制孔隙度-深度关系曲线，对地层压力及分布做出详细解释，确定煤层气开发方案。

4 结束语

综上所述，在煤层气资源开发中，测井技术是极其重要的，对提升开发效果和效益具有重要意义。但是在应用过程中，由于受地质条件、开发技术等多种因素影响，在测井过程中要做具体分析，择优选择测井技术，以此提升煤层气的开发效率和效益。

参考文献：

[1]韩洲.测井技术在煤层气资源开发者的应用研究[J].工业，2015（6）：119.

[2]刘小勃.测井技术在煤层气资源勘探开发中的应用探究[J].河北企业，2017（7）：205-206.

[3]隋聪崇明.测井技术在黑龙江煤层气资源勘探开发中的实际应用[J].中国科技投资，2020（16）：123-124.

[4]范晋军.煤层气勘探开发中的测井技术分析与探索[J].中国化工贸易，2020（2）：104-105.