煤儲(chǔ)層的地球物理特征

第八章

煤儲(chǔ)層的地球物理特征第一節(jié)煤層氣測(cè)井方法第二節(jié)測(cè)井響應(yīng)解釋煤層氣含量第三節(jié)測(cè)井響應(yīng)評(píng)價(jià)煤體結(jié)構(gòu)第四節(jié)煤儲(chǔ)層滲透率預(yù)測(cè)編輯課件第一節(jié)煤層氣測(cè)井方法一、測(cè)井屬性編輯課件煤傳導(dǎo)電流的能力，通常以電阻率表示。褐煤：電阻率10～100Ω·m，導(dǎo)電性好，屬離子導(dǎo)電低中煤級(jí)煙煤：電阻率4000-5000Ω·m，為不良導(dǎo)體

高煤級(jí)煙煤：電阻率為1000～10Ω·m

無(wú)煙煤：電阻率為10～0.0001Ω·m，導(dǎo)電性好，屬電子導(dǎo)電。影響因素：煤級(jí)、水、礦物質(zhì)、煤巖成分、層理方向、風(fēng)氧化程度編輯課件編輯課件二、地震屬性編輯課件地震反演煤體結(jié)構(gòu)圖地震屬性分析技術(shù)地震屬性包括振幅、相位、速度、時(shí)間、AVO、波阻抗、衰減系數(shù)和頻率等.編輯課件測(cè)井—地震多屬性定量分析識(shí)別煤層宏觀結(jié)構(gòu)13-1煤層構(gòu)造煤夾矸編輯課件AVO技術(shù)是利用CDP道集上地震反射波振幅隨炮檢距的變化特征預(yù)測(cè)目的層段巖性和所含流體性質(zhì)的技術(shù)AVO技術(shù)探測(cè)煤層吸附氣編輯課件潘三礦東四下山采區(qū)13煤層氣含量平面分布圖

編輯課件地震波形分類預(yù)測(cè)煤層裂隙編輯課件如果蘭色類型的波形與煤層氣富集有關(guān)，那么可以圈定其范圍，作為煤層氣勘探的選區(qū)依據(jù)，其他顏色也如此編輯課件頂板泥巖頂板砂巖13-1煤層11-2煤層8煤層頂板巖性解釋Inline252編輯課件一、理論基礎(chǔ)煤層含氣量隨鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組含量及煤厚的增加而增加，隨煤體結(jié)構(gòu)破碎程度的加大而增大，隨變質(zhì)程度和埋深的加深而增加。煤巖組成直接影響到煤層（視）電阻率的高低，煤層體積密度、力學(xué)性質(zhì)與煤體結(jié)構(gòu)相關(guān)，可直接從密度（伽瑪伽瑪）和聲波時(shí)差測(cè)井曲線上得到反映。在成煤物質(zhì)、沉積環(huán)境、煤變質(zhì)程度、水分和礦物雜質(zhì)含量相似的煤層中，煤體結(jié)構(gòu)愈破碎，煤層體積密度、楊氏模量愈低，孔隙率愈大，甲烷含量愈高，煤層電阻率愈大，自然伽瑪減弱，而聲波時(shí)差則相應(yīng)增大。第二節(jié)測(cè)井響應(yīng)解釋煤層氣含量編輯課件純煤、礦物質(zhì)、水分和甲烷的物理性質(zhì)

物質(zhì)名稱物理性質(zhì)電阻率Ω?m密度g/cm3聲波時(shí)差μm/s自然伽瑪API有機(jī)質(zhì)褐煤的純煤40~40001.10~1.25

400~560

0煙煤的純煤100~50001.25~1.35無(wú)煙煤的純煤0.001~1001.35~1.50無(wú)機(jī)質(zhì)粘土礦物

n×103

2.00~2.60

180~250高嶺石：7.85蒙脫石：4.45伊利石：86.68綠泥石：94.86黃鐵礦10-8~10-45.0590~1000水份10-8~n×1021.00~1.22620~655純水為0甲烷氣體104~1090.000716822600純煤、礦物質(zhì)、水分和甲烷的物理性質(zhì)編輯課件APIAPI4編輯課件二、數(shù)據(jù)預(yù)處理

1、深度校正編輯課件2、煤層含氣量基準(zhǔn)換算

CH4—煤層含氣量，cm3/g；A、M—煤樣灰分含量（%）和水分含量（%）；ar、ad、d、daf—分別為原位基（收到基）、空氣干燥基、干燥基和干燥無(wú)灰基。編輯課件3、參數(shù)歸一化處理

X－煤層原始數(shù)據(jù)Xmax、Xmin測(cè)井曲線剔除風(fēng)化、氧化帶后物性響應(yīng)的最大值、最小值實(shí)測(cè)煤層含氣量最大值、最小值相應(yīng)煤層埋深最大值、最小值；Xb－標(biāo)志層原始物性響應(yīng)平均值；－預(yù)處理后的數(shù)據(jù)。

編輯課件4、逐步回歸分析編輯課件5、質(zhì)量檢驗(yàn)為了評(píng)價(jià)回歸方程的可靠性和精確程度，需對(duì)其進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)和精度檢驗(yàn)。

6、煤層氣含量預(yù)測(cè)

宿南向斜模擬測(cè)井響應(yīng)預(yù)測(cè)的煤層含氣量與實(shí)測(cè)煤層含氣量基本一致

編輯課件第三節(jié)測(cè)井響應(yīng)評(píng)價(jià)煤體結(jié)構(gòu)編輯課件abcd編輯課件碎粉煤糜棱煤一、井下觀察編輯課件

淮北桃園井田煤體結(jié)構(gòu)井下觀察與測(cè)井解釋對(duì)照?qǐng)D二、井下觀察與測(cè)井解釋對(duì)照編輯課件三、聚類分析相關(guān)系數(shù)相似系數(shù)歐氏距離斜交距離類平均值離差平方和增量最長(zhǎng)距離最短距離重心法

編輯課件四、煤體結(jié)構(gòu)類型檢驗(yàn)1、參考井下觀察和鉆孔煤心2、將分析的層點(diǎn)測(cè)井曲線與同一煤層的原生結(jié)構(gòu)煤的測(cè)井曲線進(jìn)行對(duì)比，比較同一種參數(shù)曲線之間的差異，以確定該點(diǎn)測(cè)井曲線有無(wú)變化及變化的部位和變化的明顯程度是否與劃分的煤體結(jié)構(gòu)類型相符；3、將要分析的層點(diǎn)測(cè)井曲線與同一鉆孔中其它煤層的測(cè)井響應(yīng)值進(jìn)行對(duì)比，分析該點(diǎn)測(cè)井曲線幅值和基本形態(tài)是否符合層域之間的變化規(guī)律，對(duì)異常變化部位要分析其影響因素，保證判識(shí)的淮確性；4、將要分析的層點(diǎn)測(cè)井曲線與鄰近鉆孔中同一煤層的測(cè)井響應(yīng)值進(jìn)行對(duì)比，分析該點(diǎn)測(cè)井曲線幅值和基本形態(tài)是否符合區(qū)域上的變化規(guī)律，對(duì)異常變化部位要分析其影響因素，保證資料解釋的一致性。

編輯課件測(cè)井曲線將煤體結(jié)構(gòu)劃分為：原生結(jié)構(gòu)~碎裂煤（Ⅰ類）、碎斑煤（Ⅱ類）糜棱煤（Ⅲ類）編輯課件編輯課件編輯課件編輯課件第四節(jié)煤儲(chǔ)層滲透率預(yù)測(cè)

影響煤儲(chǔ)層滲透率的因素十分復(fù)雜，主要有地應(yīng)力、煤體結(jié)構(gòu)、天然裂隙、地質(zhì)構(gòu)造、煤儲(chǔ)層埋深、煤巖、煤質(zhì)及水文地質(zhì)條件等，有時(shí)是多因素綜合作用，有時(shí)是某一因素起主導(dǎo)作用。煤體結(jié)構(gòu)類型對(duì)煤儲(chǔ)層滲透率有重要影響，碎斑煤（Ⅱ）、糜棱煤（Ⅲ）的發(fā)育與分布是造成煤儲(chǔ)層滲透率降低及區(qū)域變化的主要原因，了解和預(yù)測(cè)Ⅱ、Ⅲ類煤的分布特征，將是預(yù)測(cè)煤層滲透率區(qū)域變化的一種有效途徑。編輯課件一、煤體結(jié)構(gòu)類型的厚度和百分比各種煤體結(jié)構(gòu)類型煤分層厚度的確定應(yīng)在反映變化相對(duì)明顯的主要測(cè)井參數(shù)曲線上進(jìn)行，以發(fā)生變化的始、末點(diǎn)作為分層界線點(diǎn)，兩點(diǎn)之間的煤厚即為該結(jié)構(gòu)類型煤的分層厚度。Ⅱ、Ⅲ類煤不發(fā)育區(qū)Ⅱ、Ⅲ類煤厚度百分比小于20％的層點(diǎn)分布區(qū)；Ⅱ、Ⅲ類煤較發(fā)育區(qū)Ⅱ、Ⅲ類煤厚度比例界于20％~50%的層點(diǎn)分布區(qū)Ⅱ、Ⅲ類煤發(fā)育區(qū)Ⅱ、Ⅲ類煤厚度比例大于50％的層點(diǎn)分布區(qū)。編輯課件二、滲透率與Ⅱ、Ⅲ類構(gòu)造煤的關(guān)系

編輯課件高滲區(qū)Ⅱ、Ⅲ類煤厚度比例小于20％，滲透率大于1×10-3μm2；中滲區(qū)Ⅱ、Ⅲ類煤厚度比例界于20％~50%，滲透率界于0.1~1×10-3μm2；低滲區(qū)Ⅱ、Ⅲ類煤厚度比例大于50％，滲透率小于0.1×10-3μm2

原生結(jié)構(gòu)~碎裂煤(Ⅰ類煤)分布區(qū)，就是相對(duì)高滲區(qū)，Ⅱ、Ⅲ類煤發(fā)育區(qū)，即為相對(duì)低滲區(qū)。三、滲透率分類

編輯課件編輯課件編輯課件低滲區(qū)的分布有以下特點(diǎn):區(qū)域上，推覆構(gòu)造下盤或推覆體夾塊部位，是Ⅱ、Ⅲ類煤相對(duì)發(fā)育部位。在擠壓應(yīng)力作用下，沿煤層這一軟弱層產(chǎn)生強(qiáng)烈層間滑動(dòng)所致；在層域上，厚度大的煤層Ⅱ、Ⅲ類煤分層相對(duì)較為發(fā)育，這是由于厚煤層總體力學(xué)穩(wěn)定性相對(duì)較差，強(qiáng)度相對(duì)較低，在相同的構(gòu)造應(yīng)力作用下，更易產(chǎn)生層間滑動(dòng)，導(dǎo)致煤體破壞。就同一煤層而言，Ⅱ、Ⅲ類煤的發(fā)育具有如下特點(diǎn)：1）在印支～燕山期形成的斷層面附近，是Ⅱ、Ⅲ類煤的主要發(fā)育部位。斷層越密集，Ⅱ、Ⅲ類煤越發(fā)育；斷層規(guī)模越大，Ⅱ、Ⅲ類煤發(fā)育帶越寬。編輯課件在斷層兩側(cè)，煤層中均發(fā)育與斷層走向近于平行的Ⅱ、Ⅲ類煤帶，斷層的延展方向控制了煤體結(jié)構(gòu)的走勢(shì)。這是由于斷層除對(duì)煤層產(chǎn)生直接破壞外，還在斷層附近形成構(gòu)造應(yīng)力集中帶，造成煤層順層剪切過程中的破壞加劇而形成斷層帶附近的Ⅱ、