煤層氣資源開發(fā)中測井技術(shù)的應(yīng)用研究

郝正海

摘要：煤層氣俗稱“瓦斯”，是與煤伴生或共生、存儲于煤層中的烴類氣體資源，屬于非常規(guī)天然氣，是優(yōu)質(zhì)能源和化工原料。我國煤炭資源豐富，煤層氣分布廣泛。因此，加強(qiáng)對煤層氣資源的開發(fā)，對促進(jìn)我國能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文就煤層氣資源開發(fā)中測井技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，以供借鑒。

關(guān)鍵詞：煤層氣;開發(fā);測井技術(shù);應(yīng)用研究

1 引言

煤層氣俗稱“瓦斯”，是與煤伴生或共生的烴類氣體自愿，是優(yōu)質(zhì)能源和化工原料，我國煤炭資源豐富，煤層氣分布廣泛，但是目前我國對煤層氣的開發(fā)尚處于初始階段，因此加強(qiáng)對煤層氣資源開發(fā)的測井技術(shù)進(jìn)行研究，對促進(jìn)我國能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和煤層氣資源的有效利用，是十分重要的。

2 加強(qiáng)煤層氣資源開發(fā)的重要性及影響因素分析

2.1 加強(qiáng)煤層氣資源開發(fā)的重要性分析

煤層氣是一種清潔能源和優(yōu)質(zhì)化工原料，加強(qiáng)對煤層氣開發(fā)的應(yīng)用研究，對提高能源供給量，促進(jìn)我國能源的可持續(xù)發(fā)展，是極其重要的。我國煤炭資源豐富，煤層氣分布廣泛，在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源資源需求日益增加的當(dāng)今時代，加快煤層氣資源的開發(fā)利用，不僅能彌補(bǔ)我國能源的短缺狀態(tài)，還能實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)，提高其經(jīng)濟(jì)價值和社會價值，以適應(yīng)時代發(fā)展的需求。

2.2 煤層氣資源開發(fā)的影響因素分析

煤層氣與煤伴生、共生、自儲的非常規(guī)天然氣，主要在煤層中儲集，其賦存狀態(tài)主要以吸附式、溶解式及游離式狀態(tài)存在。通過研究發(fā)現(xiàn)，煤層氣的形成過程主要在煤炭中吸附，通過溶解而析出。在開發(fā)過程中，由于外界多種因素會對產(chǎn)生多種影響，主要包括：

第一，組分因素，煤層氣主要包含灰分、水分和顯微組分，對吸附能力的影響比較明顯，其礦物含量（顯微組分）與吸附能力成反比，通過分析可得出鏡質(zhì)組的吸附能力較強(qiáng)、惰性組的吸附能力較弱的研究結(jié)論。

第二，深度因素。由于煤層氣的賣場深度不同，煤層氣氣體的溫度、壓力對開發(fā)的影響也不同，如煤層氣的溫度越高，表明其吸附能力越大，而壓力增加時起其吸附能力也會隨之增強(qiáng)，開發(fā)難度也會增加[1]。

第三，水分因素。煤層氣的含水量越大，其吸附能力就越低;但是當(dāng)含水量達(dá)到一定時，其吸附能力不再因為含水量的變化而改變。對開發(fā)有直接因素。

第四，煤層封閉性影響。排替壓力會使煤層的封閉性能發(fā)生變化，排替壓力與每層的封閉性能成反比，是影響煤層氣開發(fā)的又一因素。

3 煤層氣資源開發(fā)中測井技術(shù)的應(yīng)用研究

3.1 煤層識別技術(shù)

煤層氣主要以吸附、游離、溶解狀態(tài)賦存于煤層之中，因此，對煤層進(jìn)行測井識別是基礎(chǔ)工作。對于煤層的識別，主要是依據(jù)測井技術(shù)在測井曲線上所反映出的“三高三底”特點加以實現(xiàn)的。在煤層識別中，測井曲線的“三高三低”是指與圍巖相比較，煤層的中子量、電阻率、聲波視察比較高，而其密度、自然伽馬曲線、煤層與鉆井泥漿之間的化學(xué)作業(yè)比較低[2]。由于煤層的巖性較純、泥質(zhì)較低，因而其電阻率比較高，泥漿與煤層之間的化學(xué)反應(yīng)也非常弱，在測井過程中，如果所得到的電阻率數(shù)值越高，自然電位的負(fù)異常幅度也就會越大，提示煤層資源儲藏也就會越豐富，其價值就越大。

3.2 煤層氣識別技術(shù)

利用煤層氣識別技術(shù)，可以確定煤層中煤層氣的福存量和開發(fā)價值，是開發(fā)煤層氣資源的重要環(huán)節(jié)。常用的煤層氣測井識別技術(shù)包括兩種：第一，直接識別技術(shù)。如前文所述，煤層識別的測井曲線特點提示為聲波時差和電阻率以及中子都比較高，起密度和自然伽馬比較低，因此可在煤層測井識別資料的基礎(chǔ)上，對煤層氣的賦存狀態(tài)及福存量做進(jìn)一步識別。在測井過程中，如果深側(cè)向測井曲線低于淺側(cè)向測井曲線，提示煤層中煤層氣含量豐富，開發(fā)價值較大。當(dāng)測井曲線提示密度變小但聲波時差增大是，則說明煤層中具有良好的寒氣條件，需要進(jìn)行深入解讀。第二，孔隙度測定技術(shù)。該項技術(shù)是通過孔隙度測定煤層氣賦存量及賦存狀態(tài)，如果測井參數(shù)提示煤層氣儲層中的孔隙度小于密度測井孔的孔隙度，說明該儲層中的煤層氣儲量豐富。此外，對于煤層氣的識別，還可應(yīng)用空間模量差比法和電阻率比值法等技術(shù)，但是這兩種技術(shù)的參數(shù)獲取難度較大，因此在應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)具體情況對測井技術(shù)進(jìn)行恰當(dāng)選擇[3]。

3.3 儲層參數(shù)解釋技術(shù)

對儲層測井參數(shù)進(jìn)行解釋，是煤層氣測井技術(shù)的關(guān)鍵，對于煤層氣測井過程中所獲取的各項參數(shù)，需要進(jìn)行詳細(xì)解釋，才能取得更為詳細(xì)的地址信息，為煤層氣的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。從工業(yè)應(yīng)用角度解釋，儲層參數(shù)解釋技術(shù)主要是針對對煤層氣的灰分和水分、揮發(fā)組分及固定碳之間具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，因此其線性相關(guān)度較好，而水分與灰分之間的關(guān)聯(lián)度較差，其線性同時較差的特點解釋，以確定煤層氣的儲存量及開發(fā)價值。如果從含氣量方面解釋，在結(jié)合測井記錄解釋基礎(chǔ)上，利用多種不同的含氣量測井方法對測井參數(shù)進(jìn)行解釋，可對煤層氣的蘊(yùn)藏量進(jìn)行準(zhǔn)確測定，常用方法包括利用煤層氣層的背景紙、吸附濕線、解釋量板等[4]。如果從地應(yīng)力方面進(jìn)行解釋，由于煤層氣受到來自地層和流體的雙重壓力，因此應(yīng)在結(jié)合測井資料基礎(chǔ)上，確定地層壓力，并在充分考慮井眼影響因素基礎(chǔ)上，通過煤層聲波時差、中子及電阻率隨深度變化的相應(yīng)關(guān)系，繪制孔隙度-深度關(guān)系曲線，對地層壓力及分布做出詳細(xì)解釋，確定煤層氣開發(fā)方案。

4 結(jié)束語

綜上所述，在煤層氣資源開發(fā)中，測井技術(shù)是極其重要的，對提升開發(fā)效果和效益具有重要意義。但是在應(yīng)用過程中，由于受地質(zhì)條件、開發(fā)技術(shù)等多種因素影響，在測井過程中要做具體分析，擇優(yōu)選擇測井技術(shù)，以此提升煤層氣的開發(fā)效率和效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓洲.測井技術(shù)在煤層氣資源開發(fā)者的應(yīng)用研究[J].工業(yè)，2015（6）：119.

[2]劉小勃.測井技術(shù)在煤層氣資源勘探開發(fā)中的應(yīng)用探究[J].河北企業(yè)，2017（7）：205-206.

[3]隋聰崇明.測井技術(shù)在黑龍江煤層氣資源勘探開發(fā)中的實際應(yīng)用[J].中國科技投資，2020（16）：123-124.

[4]范晉軍.煤層氣勘探開發(fā)中的測井技術(shù)分析與探索[J].中國化工貿(mào)易，2020（2）：104-105.