第六章測(cè)井資料解釋煤田測(cè)井解釋

煤的煤層氣含量、鏡質(zhì)體反射率、水分、灰分、揮發(fā)分等參數(shù)是研究煤層組分，作為評(píng)價(jià)煤層氣勘探、工業(yè)分析、經(jīng)濟(jì)效果的依據(jù)。

煤層的重要參數(shù)

現(xiàn)在是1頁\一共有114頁\編輯于星期四煤的煤層氣含量、鏡質(zhì)體反射率、水分、灰分、揮發(fā)分等參數(shù)是研究煤層組分，作為評(píng)價(jià)煤層氣勘探、工業(yè)分析、經(jīng)濟(jì)效果的依據(jù)。1.煤層含氣量解吸：在未開采之前，煤層氣以分子狀態(tài)吸附在煤顆粒表面。隨著儲(chǔ)層壓力的降低(如抽水)，地層能量的衰減，壓力降到解吸壓力以下，以分子狀態(tài)存在的解吸氣變?yōu)橛坞x氣。擴(kuò)散：煤層甲烷解吸之后，在煤基質(zhì)與割理之間的濃度不一致。由濃度差異引起甲烷氣體擴(kuò)散，氣體從基質(zhì)進(jìn)入割理。流動(dòng)：由于氣體的解吸、擴(kuò)散，割理與井眼之間的壓力梯度發(fā)生了變化，引起氣體由割理向井眼流動(dòng)。直接法測(cè)定含氣量包括三部分，即散失氣量、解吸氣量和殘余氣量，煤層含氣量為三者之和。煤層含氣量的單位為m3/t。散失氣量指煤心快速取出，現(xiàn)場(chǎng)直接裝入解吸罐之前釋放出的氣量。根據(jù)散失時(shí)間的長短及實(shí)測(cè)解吸氣量的變化速率進(jìn)行理論計(jì)算。解吸氣量指煤心裝入解吸罐之后解吸出的氣體總量。實(shí)驗(yàn)過程中求出氣量隨時(shí)間的變化規(guī)律，結(jié)合一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算解吸氣量。解吸過程一般延續(xù)兩周至四個(gè)月，根據(jù)解吸氣量大小而定，一般在一周內(nèi)每克煤樣的解吸量小于0.05cm3/d時(shí)可終止解吸。殘余氣量指終止解吸后仍留在煤中的那部分氣體。需將煤樣加熱真空脫氣，再粉碎、加熱真空脫氣，測(cè)定其解吸總量?，F(xiàn)在是2頁\一共有114頁\編輯于星期四2.煤層鏡質(zhì)體反射率鏡質(zhì)體反射率（R0）是煤（鏡質(zhì)組）光片表面的反射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)的百分比值，是確定煤級(jí)的最佳標(biāo)準(zhǔn)。煤級(jí)是影響煤巖生氣率、含氣量和煤層物性的一個(gè)重要因素。鏡質(zhì)體反射率是煤層變質(zhì)程度的一個(gè)重要指示，煤層的鏡質(zhì)體反射率在很大程度上決定煤層的電性、物性、煤層含氣量等。（1）電性特征反映煤層的變質(zhì)程度。從測(cè)井響應(yīng)值對(duì)比分析中看出，煤層的鏡質(zhì)體反射率越大，好的煤層電阻率越高，中子孔隙度變小，體積密度增大，縱、橫波的聲波時(shí)差減小。（2）變質(zhì)程度越高孔隙度相應(yīng)減小。（3）變質(zhì)程度不同煤層機(jī)械力學(xué)性質(zhì)也有所不同。煤層的力學(xué)參數(shù)，有隨變質(zhì)程度增加破裂壓力減小，坍塌壓力也減小的趨勢(shì)。（4）變質(zhì)程度越高煤層氣含量增加的趨勢(shì)。煤層的氣含量，有隨變質(zhì)程度增加，煤層氣含量增加的趨勢(shì)?，F(xiàn)在是3頁\一共有114頁\編輯于星期四3.煤層的水分煤層水分是指空氣干燥狀態(tài)下吸附或凝聚在煤層顆粒間毛細(xì)管中的水分，測(cè)定值稱為空氣干燥基水分（Mad），簡(jiǎn)稱水分，即Mad=m1/m·100%式中m1——煤干燥后失去的質(zhì)量；m——煤樣的質(zhì)量。4.煤層的灰分灰分（Aad），是指煤中所有可燃物全部燃燒，煤中的礦物質(zhì)在一定溫度下產(chǎn)生一系列分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)剩下的殘?jiān)Ｃ旱幕曳謥碜悦褐械牡V物質(zhì)，但其組分和重量與煤中的礦物質(zhì)不完全相同。Aad=m1/m·100%式中m1——?dú)埩粑锏馁|(zhì)量；m——煤樣的質(zhì)量。5.揮發(fā)分揮發(fā)分是表征煤中有機(jī)質(zhì)性質(zhì)的重要指標(biāo)，它與煤的成因、煤層顯微組分及煤化程度等因素有關(guān)。煤樣質(zhì)量減少的百分含量減去該煤樣水分含量即為揮發(fā)分產(chǎn)率，簡(jiǎn)稱揮發(fā)分。Vdaf=m1/m·100%－Mad式中m1—煤樣加熱后減少的質(zhì)量；m—煤樣的質(zhì)量?，F(xiàn)在是4頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層的地球物理特征

通過工業(yè)分析方法，用煤的水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳四大組分來描述煤的組成。水分、灰分是無機(jī)組成，有機(jī)質(zhì)主要由碳、氫、氧等元素組成，構(gòu)成煤有機(jī)大分子骨架和側(cè)鏈、官能圖。隨著煤化程度增高，碳元素含量增大，呈對(duì)數(shù)曲線特征；隨著煤化程度增高，氫含量緩慢降低；隨著煤化程度增高，氧含量降低；揮發(fā)分也隨著煤化程度增高含量降低。1.具有很高的含氫指數(shù)煤分子式中相應(yīng)x的數(shù)值為358～849

名稱分子式

電阻率Ω·m密度g/cm3Peb/e補(bǔ)償中子%時(shí)差μs/m無煙煤CH358N009O002

1～1031.510.1638345煙煤CH297N015O078

10～1061.270.1760400褐煤CH849N015O0211

10～1021.230.252575現(xiàn)在是5頁\一共有114頁\編輯于星期四2.煤的真密度值小煙煤的電子密度指數(shù)在1.272～1.59g/cm3無煙煤的電子密度在1.442～1.852g/cm3之間對(duì)構(gòu)成地層的大多數(shù)元素和化合物來說，地層視密度近似等于電子密度指數(shù)，因此煤層的密度是很低的。4.煤層的聲波時(shí)差大地層的聲波傳播速度決定于骨架、孔隙度、孔隙中的流體性質(zhì)，碳和甲烷的聲波時(shí)差都大，分別約為328μs/m和2370μs/m，因此，煤層的時(shí)差值也很大。5.煤層的電阻率變化大以甲烷為代表的烴類氣體的電阻率為104～109Ω·m，煤層的電阻率變化范圍很大，從幾十歐姆·米到幾百萬歐姆·米。

3.煤的光電吸收截面小巖石的光電吸收截面指數(shù)（Pe）按定義：Pe=(Z/10)3.6單位為巴/電子（b/e），式中Z是原子序數(shù)，碳的原子序數(shù)為6，計(jì)算得到碳的Pe值為0.1589，煤以碳為主，因此煤層的Pe應(yīng)很小?，F(xiàn)在是6頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層的物性特征

煤層具有三高三低的物性特征，并因煤的變質(zhì)程度不同，測(cè)井響應(yīng)值也有所差別。物性特征三高為：(1)電阻率值為中高值，變化范圍大。雙側(cè)向的數(shù)值在幾十歐姆米至幾千歐姆米；好的煤層，深側(cè)向和淺側(cè)向之間有明顯的正差異。(2)補(bǔ)償中子值大。數(shù)值一般在50%左右，高者可達(dá)70%以上。(3)聲波時(shí)差值大，煤層縱波時(shí)差值在350～450μs/m之間，橫波時(shí)差在500～700μs/m之間。物性特征三低為：(1)自然伽馬值低：一般在20～80API之間，煤質(zhì)不純的最大值可達(dá)200API。釷，鈾和鈾的含量也低，個(gè)別煤層鈾含量高。(2)體積密度值低：煤層的體積密度值低，煤層體積密度值在1.2～2.0g/cm3。(3)光電有效截面值低：煤層光電有效截面值在0.5～1.2b/e范圍內(nèi)。煤層的井徑曲線受鉆井工藝和鉆井液性能影響，煤層會(huì)發(fā)生垮塌，使井徑擴(kuò)大。煤層的聲反射系數(shù)比其它地層都小，聲波井周成像是記錄聲波在井壁處反射波的能量，由于煤層反射系數(shù)小，聲波透過地層的能量多，而反射的能量少，因此圖像顏色深?，F(xiàn)在是7頁\一共有114頁\編輯于星期四煤儲(chǔ)層孔滲特征

1.煤儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)屬裂縫—孔隙型結(jié)構(gòu)，煤基質(zhì)被天然裂縫（割理）網(wǎng)分隔成許多方塊，每個(gè)方塊由煤粒和微孔隙組成?；|(zhì)是儲(chǔ)氣空間，甲烷被吸附在微孔的表面，滲透率很低，一般為（10-2～10-6）×10-3μm2。在濃度差的作用下，甲烷透過基質(zhì)擴(kuò)散到裂縫中，裂縫在煤的總孔隙體積中占次要地位，儲(chǔ)氣功能很低，可有少量游離氣儲(chǔ)存其中，但裂縫的滲透率高，是甲烷滲流的主要通道。煤中的天然裂縫(割理)是煤化作用和構(gòu)造應(yīng)力影響的結(jié)果。成大致相互垂直的兩組，主要的、延伸較大的一組叫面割理，次要的、與面割理大致垂直的一組叫端割理。割理是煤中流體運(yùn)移的主要通道，并且有方向性，因而它是控制煤層氣方向滲透的主要因素，割理間距是煤儲(chǔ)層模擬中的一個(gè)重要參數(shù)。2.煤的表面積煤是一種多孔介質(zhì)，其中含有大量的表面積（也稱內(nèi)表面）。微孔和微微孔體積還不到總孔隙體積的55%，而其孔隙表面積卻占整個(gè)表面積的97%以上。通常用比表面積（即單位重量煤樣中所含有的孔隙內(nèi)表面積）度量煤表面積的大小，煤的比表面積與煤的變質(zhì)程度有關(guān)，用CO2做吸附測(cè)量煤的表面積，低變質(zhì)煤（長焰煤—?dú)饷海┑谋缺砻娣e為50～90m2/g，中等變質(zhì)煤（肥煤—瘦煤）為20～130m2/g，高變質(zhì)煤（貧煤-無煙煤）為90～190m2/g?，F(xiàn)在是8頁\一共有114頁\編輯于星期四3.煤的孔隙測(cè)定煤的孔隙度目前有兩種方法，一種是用水測(cè)定，一種是用氦測(cè)定。這兩種方法所測(cè)量的孔隙度有較大的差別，前者一般小于后者1%～2%，這是由于氦分子的直徑小于水分子，因而能進(jìn)入微小孔隙之中造成的。煤的孔隙均以微細(xì)孔隙為主，較大孔隙發(fā)育較差?；舳嗨固岢雒旱目紫兜姆旨?jí)標(biāo)準(zhǔn)：超微孔和微孔：孔徑＜10nm，為煤的吸附容積；小孔（或過渡孔）：孔徑為10～100nm，為毛細(xì)管凝結(jié)和瓦斯擴(kuò)張空間；中孔：孔徑為100～1000nm，為煤緩慢的層流滲透空間；大孔：孔徑＞1000nm，為強(qiáng)烈的滲透空間?，F(xiàn)在是9頁\一共有114頁\編輯于星期四煤的體積模型及解釋公式

煤的組成成分比較復(fù)雜。如果忽略那些相對(duì)體積含量小于1%的成分（如二氧化硅、硝酸鹽、菱鐵礦、硫和一些稀散元素），認(rèn)為煤層由三個(gè)主要部分組成，即：純煤（主要指煤中可燃燒的碳、揮發(fā)分等成分，有時(shí)簡(jiǎn)稱為碳）；灰分（包括泥質(zhì)及其它礦物雜質(zhì)）；水分，水分則僅指充滿顆?？障吨械乃?。為使煤層模型更接近于原生狀態(tài)，模型中的灰分還包含有泥質(zhì)及其它礦物成分在原生狀態(tài)下所含有的水及其在燃燒過程中的揮發(fā)物。為與化驗(yàn)室中的灰分相區(qū)別，這部分成分稱濕灰分；對(duì)比泥質(zhì)砂巖體積模型和煤的體積模型：泥質(zhì)砂巖的巖石骨架相當(dāng)于碳分，泥質(zhì)相當(dāng)于灰分，而孔隙水則相當(dāng)于水分。碳灰分水分純煤濕灰分水分現(xiàn)在是10頁\一共有114頁\編輯于星期四煤的聲波測(cè)井、密度測(cè)井及中子測(cè)井解釋公式與泥質(zhì)砂巖的測(cè)井解釋公式具有相同的形式：上式中Va’=V0/V為灰分的相對(duì)體積含量;Δtc、Δta、Δtf分別為碳、灰、水的聲波時(shí)差；δc、δa、δf分別為碳、灰、水的體積密度；Φc、Φa、Φf分別為碳、灰、水的含氫指數(shù)；為水分的相對(duì)體積含量。

對(duì)于電阻率測(cè)井，可以近似地認(rèn)為煤的電阻Rt是由碳分電阻RC、灰分電阻Ra及水分電阻Rf三者并聯(lián)而成，即有由此可導(dǎo)出煤的電阻率測(cè)井解釋公式為：現(xiàn)在是11頁\一共有114頁\編輯于星期四響應(yīng)方程

(1)電阻率測(cè)井

在高阻煙煤的情況下，純煤具有極高的電阻率，可與泥質(zhì)巖石中的骨架相類比?；曳忠蚱渲饕煞峙c泥質(zhì)相近，可與泥質(zhì)巖石中的泥質(zhì)成分類比。因此，煤層的電阻率測(cè)井也可寫出阿爾奇公式為煤層的地層因素；為灰分與水分的混合導(dǎo)體的等效電阻率。

θ為煤層中灰分和水分的總體積含量現(xiàn)在是12頁\一共有114頁\編輯于星期四(2)聲波測(cè)井與泥質(zhì)巖石模型類似，可以建立聲波測(cè)井的響應(yīng)方程(3)密度測(cè)井θ為煤層中灰分和水分的總體積含量現(xiàn)在是13頁\一共有114頁\編輯于星期四(4)中子測(cè)井

θ為煤層中灰分和水分的總體積含量現(xiàn)在是14頁\一共有114頁\編輯于星期四電阻率測(cè)井、聲波測(cè)井、密度測(cè)井及中子測(cè)井的交會(huì)圖響應(yīng)關(guān)系現(xiàn)在是15頁\一共有114頁\編輯于星期四t聲波-中子交會(huì)圖版密度-聲波交會(huì)圖版現(xiàn)在是16頁\一共有114頁\編輯于星期四巖性-孔隙度交會(huì)圖版（M-N圖）

這是一種在二維坐標(biāo)系統(tǒng)中表現(xiàn)三種孔隙度測(cè)井特征的一種交會(huì)圖版。1.純巖石巖性-孔隙度交會(huì)圖的縱、橫坐標(biāo)分別是參數(shù)M和N。它們分別由兩種孔隙測(cè)井來定義。M的定義為實(shí)際上是密度-聲波交會(huì)圖中巖性線的斜率

參數(shù)N的定義為密度-中子交會(huì)圖上巖性直線的斜率

現(xiàn)在是17頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層模型的孔隙度交會(huì)圖版不是一條直線，而是一簇直線。每一條直線具有一個(gè)斜率，因而在M-N圖上對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)，且煤層的直線簇在M-N圖上表現(xiàn)為許多的點(diǎn)。直線的兩個(gè)端點(diǎn)分別為純煤點(diǎn)C和灰分點(diǎn)A。2.煤層現(xiàn)在是18頁\一共有114頁\編輯于星期四巖性分析

對(duì)于砂巖骨架（石英）、純泥巖（泥質(zhì)）和孔隙水的密度、中子響應(yīng)值，可以在中子-密度交會(huì)圖上建立三個(gè)點(diǎn)：骨架點(diǎn)、泥巖點(diǎn)及水點(diǎn)。同樣對(duì)煤層建立碳點(diǎn)、灰點(diǎn)和水點(diǎn)，采用的測(cè)井方法為中子-密度測(cè)井組合。水現(xiàn)在是19頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層氣測(cè)井

煤層氣，又稱煤層吸附氣、煤層甲烷或煤礦瓦斯。煤層氣是一種自生自儲(chǔ)吸附于煤分子表面的一種非常規(guī)天然氣，是一種蘊(yùn)藏量巨大的新興潛在能源，它儲(chǔ)存于煤層復(fù)雜的裂縫－孔隙系統(tǒng)中。煤層氣是煤變質(zhì)作用的產(chǎn)物。煤在變質(zhì)作用下產(chǎn)生的甲烷分子被吸附在煤體表面，吸附量的多少?zèng)Q定于壓力、溫度和煤質(zhì)，即在一定的溫度、壓力條件下，甲烷分子主要以單分子狀態(tài)吸附于煤體的細(xì)微孔隙表面，并和微孔隙中的游離甲烷分子處于不斷交換的動(dòng)態(tài)平穩(wěn)狀態(tài)，即煤顆粒表面分子通過范德華力吸附周圍的氣體分子，當(dāng)氣體分子碰到煤表面時(shí)，其中的一部分在范德華力的作用下暫時(shí)“停留”在煤表面上，并釋放出吸附熱，稱為吸附過程；被吸附的氣體分子中當(dāng)其熱運(yùn)動(dòng)的能量足以克服吸附引力場(chǎng)的作用時(shí)可重新回到游離氣相，并吸收解吸熱，稱為解吸過程。吸附和解吸互為逆過程。煤層中天然氣以三種狀態(tài)儲(chǔ)存于煤層中：

游離狀態(tài)、吸附狀態(tài)和溶解狀態(tài)。煤層氣大部分（70%～90%）呈吸附狀態(tài)保存在煤的基巖孔隙內(nèi)表面上，與常規(guī)砂巖中天然氣的儲(chǔ)集有本質(zhì)的區(qū)別。現(xiàn)在是20頁\一共有114頁\編輯于星期四我國劃分煤階的標(biāo)準(zhǔn)

煤階揮發(fā)分％含碳量％鏡質(zhì)反射率R0/％孔隙度pu褐煤＜0.58.05煙煤長焰煤氣煤肥煤焦煤瘦煤貧煤＞45760.5～0.72.11～10.4645~40820.7~0.93.6～5.4140~35840.9~1.20.7～8.6835~30861.2~1.71.33～6.8730~20901.7~1.92.26～12.1820~10911.9~2.51.15～8.18無煙煤無煙煤Ⅲ無煙煤Ⅱ無煙煤Ⅰ＜102.5~44~6＞63.36～4.172.92～7.696.74～7.18按鏡質(zhì)組反射率的大小順序劃分煤階類型。

現(xiàn)在是21頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層氣測(cè)井評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

富含氣煤層含氣煤層厚度＞10――含氣量（m3/t）＞106~10割理密度（條/m）＞40――滲透率（md）＞0.50.1~0.5蓋層厚度（m）＞5泥巖、灰?guī)r2~5砂巖、灰?guī)r蓋層滲透率（md）＜0.010.1~0.01煤的吸附性能煤的吸附性能與它的變質(zhì)程度、煤巖組分有關(guān)，還與溫度、壓力和水分含量有關(guān)。壓力對(duì)吸附作用有明顯的影響，可用朗格謬爾方程描述溫度升高會(huì)使煤的吸附能力下降；由于水分子占據(jù)孔隙一部分體積，隨著煤中水分的增加，其吸附甲烷量就減少?，F(xiàn)在是22頁\一共有114頁\編輯于星期四1.煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)系列

評(píng)價(jià)內(nèi)容測(cè)井方法劃分煤層、夾層、巖性自然伽馬、自然電位、密度（伽馬—伽馬）、側(cè)向測(cè)井、聲波時(shí)差等煤質(zhì)參數(shù)計(jì)算聲波時(shí)差、密度、中子等計(jì)算孔隙度、滲透率、飽和度、含水性等參數(shù)聲波時(shí)差、密度、中子、側(cè)向、微電極等機(jī)械強(qiáng)度指數(shù)、地層壓力、井眼狀況等聲波時(shí)差及全波列、密度、井徑、微電極等計(jì)算煤層含氣量聲波、密度、中子、側(cè)向等煤層對(duì)比、沉積環(huán)境分析側(cè)向（感應(yīng)）、自然伽馬、自然電位等煤層裂縫發(fā)育分析聲成象、電成象，側(cè)向、微電極等現(xiàn)在是23頁\一共有114頁\編輯于星期四2、煤層的劃分、巖性識(shí)別煤層氣井的測(cè)井資料解釋，首先是識(shí)別煤層氣層，然后才是煤層氣層上儲(chǔ)層參數(shù)的計(jì)算，因此，同樣在煤田測(cè)井資料的解釋中，需標(biāo)定煤層（氣層），劃分巖性。煤層相對(duì)于圍巖，物理性質(zhì)差異明顯，它具有密度低（密度孔隙度高）、聲波時(shí)差大（聲波孔隙度高）、含氫量高（中子孔隙度高）、自然伽馬低、自然電位有異常（由氧化還原作用產(chǎn)生的自然電位）、電阻率高（注：煙煤、褐煤電阻率高；無煙煤的電阻率低）等特點(diǎn)。通?？梢圆捎萌斯そ忉尩姆椒▌澐置簩?、巖性識(shí)別、或采用模式識(shí)別方法自動(dòng)劃分煤層、識(shí)別巖性。利用上述特點(diǎn)，以及相應(yīng)的測(cè)井曲線組合用于劃分煤層以及確定煤層厚度、位置，巖性識(shí)別等，一般都能得到較為滿意的結(jié)果?，F(xiàn)在是24頁\一共有114頁\編輯于星期四3、煤質(zhì)參數(shù)計(jì)算

煤層煤質(zhì)參數(shù)通?？捎擅簶訉?shí)驗(yàn)室分析、測(cè)井體積模型法以及數(shù)學(xué)處理方法如概率模型法來確定。測(cè)井體積模型法利用孔隙度測(cè)井(如密度、聲波等)建立響應(yīng)方程組，采用最優(yōu)化等方法來求解方程組，所求煤質(zhì)參數(shù)為煤層開采提供依據(jù)。測(cè)井體積模型法確定的煤質(zhì)參數(shù)與煤樣實(shí)驗(yàn)室分析得出的工業(yè)分析指標(biāo)不能直接相對(duì)照。就灰分而言，測(cè)井法中所指的是煤在原生狀態(tài)下一些不可燃燒的部分，而在煤樣實(shí)驗(yàn)室分析法中所指的是煤樣經(jīng)過燃燒后得到的殘?jiān)?，二者在成分、?shù)值上均不一樣。但二者之間往往具有區(qū)域性的規(guī)律。煤樣實(shí)驗(yàn)室分析要花費(fèi)大量的人力、資金和時(shí)間。如果以測(cè)井體積模型法為基礎(chǔ)，結(jié)合概率模型法，配合一定量的煤樣實(shí)驗(yàn)室分析資料來建立確定煤質(zhì)參數(shù)的解釋模型，則這3種確定煤質(zhì)參數(shù)的方法之間可以優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。近似地把煤看成由純煤(包含有固定碳和揮發(fā)分)、濕灰分(包含不可燃燒的固體礦物和這些礦物在燃燒過程中釋放出來的揮發(fā)分)和水分3部分組成。測(cè)井體積模型法據(jù)此建立等效體積模型和相應(yīng)的測(cè)井響應(yīng)方程組，求解得到純煤、灰分和水分的相對(duì)體積含量。

為了便于兩者之間的直接對(duì)照，也可以設(shè)煤的組成成分由固定碳、灰分、揮發(fā)分和水分4部分組成，據(jù)該模型寫出密度、聲波、自然伽馬響應(yīng)方程和物質(zhì)平衡方程式?，F(xiàn)在是25頁\一共有114頁\編輯于星期四1)孔隙差異法在煤層氣層測(cè)得的聲波時(shí)差測(cè)井值偏高，密度測(cè)井值偏低，補(bǔ)償中子測(cè)井值（與含氫指數(shù)成正比）偏低，使計(jì)算得到的聲波孔隙度

S偏高，密度孔隙度

D偏高，中子孔隙度N偏低，因此有：

S－N＞0，

D－

N＞0即聲波與中子孔隙度是正差異，密度與中子孔隙度是正差異指示為煤層氣層，而非含煤層氣地層上這兩種孔隙度差異為負(fù)或很小的正差異，或無差異。2)聲波差值法聲波差值測(cè)井定義為測(cè)量縱波時(shí)差Δt與合成縱波時(shí)差Δtsys之差值

DΔt＝Δt－Δtsys

DΔt＞0指示為煤層氣，DΔt＜0指示為非煤層氣?，F(xiàn)在是26頁\一共有114頁\編輯于星期四3)空間模量差比空間模量差比ΔM為

M1是目的層為非煤層氣儲(chǔ)層巖石的空間模量，M2是目的層為煤層氣儲(chǔ)層巖石的空間模量。

縱波在巖石中的傳播速度與巖石的空間模量之間的關(guān)系為

利用密度測(cè)井值、聲波縱波時(shí)差確定空間模量差比ΔM的計(jì)算公式現(xiàn)在是27頁\一共有114頁\編輯于星期四4)電阻率比值法

地層電阻率比值I等于測(cè)量的原狀地層電阻率ρT與計(jì)算的水層電阻率ρo之比地層臨界電阻率比值Ic等于計(jì)算的煤層氣儲(chǔ)層臨界電阻率ρTC與計(jì)算的水層電阻率ρ0之比煤層氣儲(chǔ)層上的電阻率一般表現(xiàn)為高阻特征，因此可利用I和IC直觀指示煤層氣儲(chǔ)層，當(dāng)I>IC時(shí)，指示目的層為煤層氣儲(chǔ)層；當(dāng)I<IC時(shí)，指示目的層為非煤層氣儲(chǔ)層。

現(xiàn)在是28頁\一共有114頁\編輯于星期四現(xiàn)在是29頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層的物理結(jié)構(gòu)是一個(gè)雙重孔隙，即煤層中含有由基質(zhì)孔隙和裂縫孔隙的孔隙系統(tǒng)，其裂縫孔隙又由主裂理(面割理)和次級(jí)割理(端割理)組成。其裂縫孔隙度可采用深、淺側(cè)向測(cè)井曲線值計(jì)算裂縫孔隙度及裂縫滲透率

總孔隙度是基質(zhì)孔隙度b與裂縫孔隙度f之和

=b+f

基質(zhì)孔隙度b可以采用孔隙度測(cè)井方法求得裂縫孔隙度指數(shù)mf是與巖石結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)，通常在1~1.2的范圍取值現(xiàn)在是30頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層孔隙體積和孔隙度是煤儲(chǔ)層的重要參數(shù)之一。由于煤層的各向異性，用聲波時(shí)差、體積密度、補(bǔ)償中子計(jì)算煤層孔隙度比較困難。研究煤層裂縫的測(cè)井方法主要有微側(cè)向、雙側(cè)向和成像測(cè)井等方法。微側(cè)向測(cè)井曲線上，在裂縫不發(fā)育處的值為煤基質(zhì)電阻率相對(duì)高值；在裂縫發(fā)育層段顯示為相對(duì)低值，或鋸齒形變化。微側(cè)向的數(shù)值還決定鉆井液的導(dǎo)電性能，在高礦化度鉆井液條件下，裂縫發(fā)育處電阻率降低非常明顯。微側(cè)向的探測(cè)深度約10cm左右，反映井壁附近裂縫，但受井徑不規(guī)則的影響。煤層電阻率比較高，對(duì)于高電阻率地層，如果發(fā)育垂直裂縫，在雙側(cè)向曲線上，會(huì)出現(xiàn)正差異，即深側(cè)向電阻率大于淺側(cè)向電阻率。差異大小決定于鉆井液濾液電阻率與地層水電阻率的大小，以及裂縫發(fā)育程度?，F(xiàn)在是31頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層氣含量

煤層甲烷在煤儲(chǔ)層中的儲(chǔ)集及滲流與常規(guī)天然氣大不相同，其影響因素多樣而復(fù)雜。影響煤層含氣量的主要因素是煤階、壓力（埋深）、煤層厚度、礦物質(zhì)含量、煤層滲透率等因素有關(guān)。煤層含氣量隨著煤階的增加而增加，在同樣溫度和壓力（深度）條件下，高煤階吸附甲烷能力明顯高于低煤階的吸附能力。煤層含氣量隨著隨礦物質(zhì)含量的增加而減小，如隨灰分含量的增加而減小。煤層含氣量隨著煤層水分含量的增加而減小。煤層含氣量隨孔隙度和微孔隙的增加而增加。煤層氣含量在一定程度上取決于煤層的埋深。另外既然煤層甲烷吸附在基質(zhì)孔隙的表面，那么微孔隙的數(shù)量與甲烷的總量密切相關(guān)，而微孔隙的數(shù)量與固定碳Qc和灰分校正量(1-Qa)又密切相關(guān)?？衫妹嘿|(zhì)分析和解吸測(cè)定等資料，建立方程式來評(píng)估煤層含氣量。

現(xiàn)在是32頁\一共有114頁\編輯于星期四煤對(duì)甲烷的吸附能力與溫度和壓力有關(guān)：當(dāng)溫度一定時(shí)，隨壓力升高吸附量增大，當(dāng)達(dá)到一定高的壓力時(shí)，煤的吸附能力達(dá)到飽和，再增加壓力，吸附量也不再增加。Q＝VLPp/(Pp+PL)

Q表示一定壓力下，煤吸附氣體的量，m3/t；Pp表示壓力，MPa；VL表示Langmui體積，m3/t；PL表示Langmuir壓力，MPa。

利用測(cè)井資料預(yù)測(cè)煤層氣含氣量的主要方法可以大致歸納為：1）利用含氣量與Vc、Va等的關(guān)系建立模型；2）利用Langmuir(朗格謬爾)實(shí)驗(yàn)定律；3）利用非線性理論，預(yù)測(cè)煤層氣含氣量?，F(xiàn)在是33頁\一共有114頁\編輯于星期四含煤巖系中其它有益礦產(chǎn)分析

一、硫的分析硫與一般造巖礦物（如方解石、石英等）相比，密度?。?.03g/cm3），聲波時(shí)差顯著大（400μs/m）。硫的存在通常會(huì)造成以石灰?guī)r作為骨架計(jì)算的密度孔隙度和聲波孔隙度明顯增大。這種特征便于識(shí)別硫的存在。研究表明，硫?qū)χ凶訙y(cè)井的影響不大。一般認(rèn)為用井壁中子法測(cè)井，硫?qū)y(cè)井結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)。因此，若將視石灰?guī)r的密度孔隙度與中子孔隙度N重疊繪出，將會(huì)發(fā)現(xiàn)在不含硫的石灰?guī)r段D與N基本重合；而在含硫段D與N曲線則分開，且D＞N

現(xiàn)在是34頁\一共有114頁\編輯于星期四二、蒸發(fā)巖分析某些蒸發(fā)巖礦物的測(cè)井特征礦物成分ρg/cm3Δtμs/mN%GR(API)d=203mm視K2O%巖鹽NaC12.032220000硬石膏CaSO42.977164000石膏CaSO4·2H2O2.3511724900天然堿Na2CO2·NaHCO3·2H2O2.1002134000鉀鹽KC11.8632430～50093.0光鹵石KC1·MgC12·6H2O1.5702566520017.0無水鉀鎂釩K2SO4·2MgSO42.820171027522.6雜鹵石K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O2.7901891518015.5鉀鹽鎂釩MgSO4·KC1·3H2O2.120-4522518.9現(xiàn)在是35頁\一共有114頁\編輯于星期四三、瀝青砂巖與油頁巖的評(píng)價(jià)瀝青與普通石油的不同之處是它的密度在15℃時(shí)為1g/cm3，且粘度很高，不能在巖石中流動(dòng)。因此，瀝青的密度孔隙度為1，而中子孔隙度為0.9。通常，選用自然γ、密度、中子和電阻率（雙側(cè)向或雙感應(yīng)）測(cè)井來識(shí)別與定量評(píng)價(jià)。油頁巖是一些富含干酪根的泥灰炭。干酪根是一種在溫度加熱到425℃時(shí)能降解為油和氣的固體物質(zhì)，密度為1，從重量含量來看其中有80%的碳和10%的氫。油頁巖的定量參數(shù)往往用產(chǎn)率（單位體積中生成的油氣體積，常用升/噸）表示。油頁巖層段一般很厚，但巖性很不均勻，常夾有薄層。用自然γ曲線或感應(yīng)測(cè)井曲線可定性確定頁巖的位置。密度或聲波可建立它們與產(chǎn)率之間的線性關(guān)系。

四、含水層評(píng)價(jià)含水層的鑒別，一般是根據(jù)自然電位、電阻率及自然γ等測(cè)井方法。用常規(guī)測(cè)井資料可對(duì)含水層中水的礦化度、含水層孔隙度等作定量評(píng)價(jià)現(xiàn)在是36頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層作為煤層氣的儲(chǔ)層，儲(chǔ)層評(píng)價(jià)主要需要以下參數(shù)：煤層的深度、厚度及其結(jié)構(gòu)、工業(yè)分析、含氣量、滲透率、巖石力學(xué)性質(zhì)、儲(chǔ)層溫度等。作為煤層氣開發(fā)階段的重要一環(huán)——固井質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到井筒是否可以正常抽出煤層氣。煤層氣測(cè)井的任務(wù)，就是用測(cè)井資料計(jì)算這些儲(chǔ)層參數(shù)及檢測(cè)固井質(zhì)量。進(jìn)行煤層的判別和深度、厚度及結(jié)構(gòu)的確定，主要是用密度、自然伽馬和電阻率等測(cè)井參數(shù)，輔以聲波、自然電位、井徑等參數(shù)。利用補(bǔ)償密度曲線及補(bǔ)償聲波測(cè)井所測(cè)的時(shí)差曲線可以直接計(jì)算出巖石的力學(xué)性質(zhì)，而儲(chǔ)層溫度可用井溫儀直接測(cè)量?，F(xiàn)在是37頁\一共有114頁\編輯于星期四目前利用測(cè)井方法可以確定的煤層氣儲(chǔ)層參數(shù)包括：(1)煤層氣儲(chǔ)層的含氣量(飽和度)、孔隙度(基質(zhì)孔隙度和裂縫孔隙度)和滲透率(基質(zhì)滲透率和裂縫滲透率)；(2)煤巖工業(yè)分析參數(shù)指煤的揮發(fā)分、固定碳、灰分、水分和煤階；(3)煤層氣的吸附/解吸特性參數(shù)；(4)煤層厚度、深度、儲(chǔ)層壓力、溫度和產(chǎn)能等。煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量是指在原始地層條件下，具有產(chǎn)氣能力的煤層中天然氣的總量。煤層的孔隙結(jié)構(gòu)為基質(zhì)微孔和割理(裂縫)雙重介質(zhì)。煤層氣有兩種狀態(tài)：吸附在煤層基質(zhì)體顆粒表面的吸附氣；懸浮在微孔隙中的游離氣。而在割理(裂縫)中則認(rèn)為100%含水。這兩種氣體由于貯存條件不同，物理狀態(tài)不同，儲(chǔ)量計(jì)算公式也不同。煤層氣類似于常規(guī)天然氣儲(chǔ)層的測(cè)井響應(yīng)模式(如，高阻、聲波時(shí)差增大、低密度和小中子孔隙度等)，可通過對(duì)大量已知煤層氣儲(chǔ)層的測(cè)井曲線及其信息變化規(guī)律的分析總結(jié)其定性識(shí)別準(zhǔn)則。現(xiàn)在是38頁\一共有114頁\編輯于星期四煤及煤層氣測(cè)井方法的響應(yīng)

(1)電阻率測(cè)井：在煤田地球物理測(cè)井中，電阻率是劃分地層巖性剖面必不可少的測(cè)井參數(shù)。地層受沉積環(huán)境影響，形成的泥巖、砂巖、灰?guī)r、煤等各種巖性，其電性反映差異比較大，且具有一定的反映規(guī)律，配合其他測(cè)井參數(shù)作為區(qū)分不同巖性地層的主要依據(jù)。電阻率方法根據(jù)煤層及圍巖的電阻率值而定，高值時(shí)選用側(cè)向測(cè)井，低值時(shí)選用感應(yīng)測(cè)井；純煤的電阻率一般較高，煤中粘土（灰成分）常常引起電阻率讀數(shù)低，因?yàn)檎惩两?jīng)常伴生的結(jié)合水增加了導(dǎo)電性?，F(xiàn)在是39頁\一共有114頁\編輯于星期四(2)自然伽馬測(cè)井：煤田及煤層氣測(cè)井常用的方法之一。受沉積環(huán)境影響，各種巖性地層在沉積過程中所吸附的放射性元素?cái)?shù)量不盡相同，規(guī)律性比較強(qiáng)，是劃分巖性地層剖面及地層單位的重要測(cè)井參數(shù)。純煤的自然伽馬值很低。粘土礦物的存在引起較高的讀數(shù)，因?yàn)檎惩恋V物吸附天然放射性元素。其它灰成分如細(xì)砂，通常對(duì)煤的自然伽馬讀數(shù)無影響?，F(xiàn)在是40頁\一共有114頁\編輯于星期四(3)密度測(cè)井：劃分煤層、評(píng)價(jià)煤質(zhì)及計(jì)算煤層氣含量的最佳測(cè)井方法。體積密度測(cè)井曲線可確定煤層的埋深及厚度，評(píng)價(jià)煤質(zhì)及確定煤層中的夾矸。煤的體積密度一般為1.25~1.75g/cm3。當(dāng)煤層中有煤矸石存在時(shí)，煤的體積密度將會(huì)增高，煤質(zhì)變差。煤的體積密度和圍巖的體積密度(>2.3g/cm3)具有明顯差別。由于密度測(cè)井儀是帶推靠臂的，當(dāng)井眼擴(kuò)徑時(shí)，體積密度曲線的數(shù)值受井眼泥漿的影響而減小，因此，用密度曲線判斷煤層時(shí)要結(jié)合井徑、自然伽馬等曲線。由于煤基質(zhì)密度低，所以顯示低密度值（高的視孔隙度）。灰成分如細(xì)粒石英能引起密度值增高。與密度測(cè)井相關(guān)聯(lián)的光電效應(yīng)（Pe）曲線在純煤中為0.17~0.20，灰成分會(huì)導(dǎo)致極度增高（灰成分礦物的光電效應(yīng)至少是煤的10倍）。在用密度測(cè)井計(jì)算煤巖成分及煤層氣含量時(shí)，其回歸公式都是區(qū)域性的。地區(qū)、煤階及地質(zhì)構(gòu)造作用不同，其煤質(zhì)和煤層中氣體的含量也不相同。因此，應(yīng)分地區(qū)回歸公式，以減少計(jì)算誤差現(xiàn)在是41頁\一共有114頁\編輯于星期四(4)中子孔隙度測(cè)井。煤層的中子孔隙度一般為40%~50%，和圍巖的孔隙度具有明顯的區(qū)別?？梢杂弥凶涌紫抖葴y(cè)井曲線確定煤層的埋深及厚度，定性地判斷煤質(zhì)。用中子孔隙度曲線劃分煤層時(shí)，也要考慮井徑的影響。井徑擴(kuò)徑時(shí)，中子孔隙度值會(huì)相應(yīng)地增加。也要結(jié)合井徑及自然伽馬等曲線。在煤中常常顯示高的視孔隙度，因?yàn)樗０衙褐袣渥鳛榭紫抖鹊闹甘尽Ｕ惩恋V物對(duì)煤的視孔隙度無大影響，其它灰成分如細(xì)粒石英可能降低煤的視孔隙度?，F(xiàn)在是42頁\一共有114頁\編輯于星期四(5)聲波測(cè)井：測(cè)量煤層孔隙度，在煤中顯示高孔隙度（高傳播時(shí)間）。粘土礦物對(duì)煤的這些測(cè)井值無大影響，因?yàn)榧冋惩僚c煤的視孔隙度范圍相同。其它灰成分如細(xì)粒石英可能降低煤的視孔隙度?？捎糜诿簩託饩墓叹|(zhì)量檢測(cè)。煤層氣井對(duì)固井質(zhì)量要求比較高，但由于煤層氣井是在質(zhì)地較硬的老地層中成井，固井過程中，井壁受固井壓力變化不易變形，水泥環(huán)與井壁結(jié)合較好，所以煤層氣井固井質(zhì)量檢測(cè)主要以聲波測(cè)量中的聲幅為主。(6)其他測(cè)井。在煤層氣測(cè)井中，同時(shí)還需要一些必要的測(cè)井技術(shù)方法，如三側(cè)向、自然電位、井溫及井斜、方位等。中子伽馬能譜：可以識(shí)別煤層中碳和氫。也可以指示多種元素如硅、鈣、鐵、鉀等。自然伽馬能譜測(cè)井：純煤中顯示低值。粘土中鉀、釷、鈾的含量會(huì)影響測(cè)量值。其它灰成分如細(xì)粒的砂一般對(duì)應(yīng)低計(jì)數(shù)率?，F(xiàn)在是43頁\一共有114頁\編輯于星期四目前關(guān)于煤層氣儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)主要包括如下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

煤層識(shí)別和確定煤層厚度煤巖的工業(yè)分析和確定煤階煤儲(chǔ)層裂縫孔隙度和滲透率的計(jì)算煤層氣含量的評(píng)價(jià)現(xiàn)在是44頁\一共有114頁\編輯于星期四吸附氣組份有甲烷、輕烴、二氧化碳和氮?dú)?其中以甲烷為主煤層的孔隙結(jié)構(gòu)裂縫孔隙基質(zhì)孔隙煤儲(chǔ)層煤質(zhì)特征發(fā)育變質(zhì)程度很低的褐煤、長焰煤和氣煤是東部凹陷煤層變質(zhì)程度的一大特點(diǎn),其煤階主要由埋深控制現(xiàn)在是45頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層氣的產(chǎn)出機(jī)理

煤層的壓力降低到臨界解吸壓力時(shí),煤層吸附的氣體就與微孔隙內(nèi)表面分離，氣體通過基質(zhì)和微孔隙擴(kuò)散進(jìn)入裂縫網(wǎng)絡(luò)流向井筒煤層氣的測(cè)井特征煤層含氣后體積密度值相對(duì)減小,補(bǔ)償中子值相對(duì)減小,聲波時(shí)差值相對(duì)增大現(xiàn)在是46頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層物性變化的控制因素變質(zhì)程度對(duì)煤層物性的影響埋藏深度對(duì)煤層物性的影響顯微組份對(duì)煤層物性的影響厚度對(duì)煤層物性的影響現(xiàn)在是47頁\一共有114頁\編輯于星期四常見煤和巖石的地球物理性質(zhì)現(xiàn)在是48頁\一共有114頁\編輯于星期四某井東部凹陷煤層測(cè)井密度與中子交會(huì)圖現(xiàn)在是49頁\一共有114頁\編輯于星期四

某井東部凹陷煤層測(cè)井密度與聲波交會(huì)圖現(xiàn)在是50頁\一共有114頁\編輯于星期四某井東部凹陷煤層測(cè)井密度和自然伽瑪交會(huì)圖現(xiàn)在是51頁\一共有114頁\編輯于星期四某井東部凹陷煤層測(cè)井密度與深側(cè)向交會(huì)圖現(xiàn)在是52頁\一共有114頁\編輯于星期四目前評(píng)價(jià)煤質(zhì)廣泛使用兩種解釋模型體積模型概率統(tǒng)計(jì)模型體積模型法對(duì)于煤層來說，其組成成分是復(fù)雜的，如果忽略相對(duì)體積小于1%的成分,那麼可以把煤層粗略地看成是由碳、灰和水三部分所組成碳灰份水分純煤濕灰水分

煤層體積模型現(xiàn)在是53頁\一共有114頁\編輯于星期四由測(cè)井資料可得時(shí)差：中子：密度：電阻率：其中：現(xiàn)在是54頁\一共有114頁\編輯于星期四例如用聲波、密度兩種測(cè)井曲線可得到三個(gè)方程組成的線性方程組。解這個(gè)方程組，可得：基于測(cè)井資料的煤質(zhì)成份和煤階確定方法現(xiàn)在是55頁\一共有114頁\編輯于星期四概率統(tǒng)計(jì)分析法概率統(tǒng)計(jì)分析法就是把巖性、物性和測(cè)井參數(shù)都當(dāng)作是隨機(jī)變量，從概率論的角度出發(fā)，對(duì)這些變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從大量有代表性的實(shí)際資料（樣本）的統(tǒng)計(jì)中得到相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式基于測(cè)井資料的煤質(zhì)成份和煤階確定方法現(xiàn)在是56頁\一共有114頁\編輯于星期四固定碳含量與灰份含量相關(guān)關(guān)系圖現(xiàn)在是57頁\一共有114頁\編輯于星期四揮發(fā)份含量與灰份含量相關(guān)關(guān)系圖現(xiàn)在是58頁\一共有114頁\編輯于星期四水分含量與灰份含量相關(guān)關(guān)系圖現(xiàn)在是59頁\一共有114頁\編輯于星期四基于測(cè)井資料的煤質(zhì)成份和煤階確定方法經(jīng)過數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，分別建立固定碳與灰份、揮發(fā)份與灰份、水分與灰份的關(guān)系式，如下：現(xiàn)在是60頁\一共有114頁\編輯于星期四根據(jù)物質(zhì)平衡方程水分可采用如下公式計(jì)算基于測(cè)井資料的煤質(zhì)成份和煤階確定方法現(xiàn)在是61頁\一共有114頁\編輯于星期四通過上述分析可看出：在四種煤層工業(yè)組分中，灰份起著主導(dǎo)作用上面所用的密度值是實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的密度值，而實(shí)際測(cè)井中，所測(cè)的密度值與實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的密度值并不一致，而是存在著一定的線性關(guān)系基于測(cè)井資料的煤質(zhì)成份和煤階確定方法現(xiàn)在是62頁\一共有114頁\編輯于星期四基于測(cè)井資料的煤質(zhì)成份和煤階確定方法鏡煤反射率與深度相關(guān)關(guān)系圖現(xiàn)在是63頁\一共有114頁\編輯于星期四基于測(cè)井資料的煤質(zhì)成份和煤階確定方法灰份含量與測(cè)井密度相關(guān)關(guān)系圖現(xiàn)在是64頁\一共有114頁\編輯于星期四基于測(cè)井資料的煤質(zhì)成份和煤階確定方法巖心測(cè)試密度與測(cè)井密度相關(guān)關(guān)系圖現(xiàn)在是65頁\一共有114頁\編輯于星期四煤階的確定方法衡量煤巖變質(zhì)程度最常用的參數(shù)是鏡煤反射率，煤層的煤階主要由埋深控制，我們把從實(shí)驗(yàn)室獲得的煤芯的鏡煤反射率Ro與深度DEP進(jìn)行回歸基于測(cè)井資料的煤質(zhì)成份和煤階確定方法現(xiàn)在是66頁\一共有114頁\編輯于星期四

煤層含氣量的測(cè)井估算方法及其儲(chǔ)量預(yù)測(cè)利用蘭氏方程求含氣量蘭氏吸附等溫線方程簡(jiǎn)稱蘭氏方程，它是將煤質(zhì)分析結(jié)果（含灰量和含水量）和含氣量聯(lián)系起來的最常用的方程，其具體形式如下：現(xiàn)在是67頁\一共有114頁\編輯于星期四如果假設(shè)煤巖芯初始?jí)毫图兠簝?chǔ)層是均勻的，根據(jù)上述蘭氏吸附等溫線方程，可得如下方程：現(xiàn)在是68頁\一共有114頁\編輯于星期四

含氣量與非煤含量相關(guān)關(guān)系圖現(xiàn)在是69頁\一共有114頁\編輯于星期四得線性關(guān)系式求出純煤含氣量，這與美國在幾個(gè)煤田所作的和(+)之間的交會(huì)圖獲得的是非常接近的煤層含氣量的測(cè)井估算方法及其儲(chǔ)量預(yù)測(cè)現(xiàn)在是70頁\一共有114頁\編輯于星期四利用吸附等溫線求含氣量吸附等溫線是指一定溫度下，煤對(duì)甲烷的吸附量和壓力的關(guān)系曲線圖。它一般通過實(shí)驗(yàn)室作吸附實(shí)驗(yàn)獲得。一般認(rèn)為煤層的吸附等溫線符合蘭氏吸附等溫式，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為煤層含氣量的測(cè)井估算方法及其儲(chǔ)量預(yù)測(cè)現(xiàn)在是71頁\一共有114頁\編輯于星期四

與相關(guān)關(guān)系圖現(xiàn)在是72頁\一共有114頁\編輯于星期四與可燃質(zhì)相關(guān)關(guān)系圖現(xiàn)在是73頁\一共有114頁\編輯于星期四得關(guān)系式如下現(xiàn)在是74頁\一共有114頁\編輯于星期四利用煤層氣層背景值求含氣量煤層氣層背景值指煤層氣層不含天然氣時(shí)的測(cè)井讀數(shù)，以常用的測(cè)井曲線密度、中子、聲波為例，計(jì)算煤層氣層密度、中子、聲波背景值的響應(yīng)方程為：現(xiàn)在是75頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層含氣量的測(cè)井估算方法及其儲(chǔ)量預(yù)測(cè)現(xiàn)在是76頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層氣層測(cè)量值是指從測(cè)井中實(shí)際測(cè)得的煤層氣層的數(shù)值，以密度、中子、聲波為例，其響應(yīng)方程是：現(xiàn)在是77頁\一共有114頁\編輯于星期四由此可以建立求解煤層氣含量的計(jì)算公式現(xiàn)在是78頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層氣儲(chǔ)量預(yù)測(cè)現(xiàn)在是79頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層孔隙度的計(jì)算方法煤層的孔隙按其結(jié)構(gòu)可分為裂縫和基質(zhì)孔隙。其中，基質(zhì)孔隙中一般不含可動(dòng)水（除可作為流體流動(dòng)通道的相互連通的大孔外），割理中則在原始狀態(tài)下含100%的可動(dòng)水，因此，在研究煤層孔隙度時(shí)，主要研究裂縫孔隙度?，F(xiàn)在是80頁\一共有114頁\編輯于星期四煤的體積模型可近似看作由碳、灰和孔隙三部分組成，其中孔隙又分為基質(zhì)孔隙和裂縫孔隙VcVaVbVf

煤層的雙孔隙體積模型現(xiàn)在是81頁\一共有114頁\編輯于星期四對(duì)于電阻率測(cè)井，可以把所測(cè)的電阻率看成是由碳、灰、基質(zhì)孔隙和裂縫孔隙四部分電阻率并聯(lián)的結(jié)果，可寫為現(xiàn)在是82頁\一共有114頁\編輯于星期四若采用雙側(cè)向測(cè)井資料，可以得到以下兩個(gè)式子現(xiàn)在是83頁\一共有114頁\編輯于星期四假設(shè)煤在原生狀態(tài)下，含水飽和度約為100%，又由于深側(cè)向探測(cè)的主要是地層的電阻率，淺側(cè)向探測(cè)的主要是侵入帶的電阻率，又根據(jù)阿爾奇公式，上面兩式又可寫為現(xiàn)在是84頁\一共有114頁\編輯于星期四前面兩式相減得整理得現(xiàn)在是85頁\一共有114頁\編輯于星期四當(dāng)?shù)貙铀娮杪逝c泥漿濾液電阻率相比較大時(shí)，上式可簡(jiǎn)化為：

當(dāng)?shù)貙铀娮杪逝c泥漿濾液電阻率相比較小時(shí)，上式又可簡(jiǎn)化為：現(xiàn)在是86頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層滲透率的計(jì)算方法煤層滲透率的計(jì)算我們主要采用兩種方法利用Faivre和Sibbit兩位學(xué)者的研究方法（簡(jiǎn)稱F-S計(jì)算方法）利用達(dá)西定律推導(dǎo)得出的滲透率公式現(xiàn)在是87頁\一共有114頁\編輯于星期四F-S計(jì)算方法平行井眼的垂直裂縫由下式計(jì)算估算裂縫空間由下式計(jì)算現(xiàn)在是88頁\一共有114頁\編輯于星期四裂縫滲透率由下式計(jì)算：現(xiàn)在是89頁\一共有114頁\編輯于星期四榮37井測(cè)井曲線圖現(xiàn)在是90頁\一共有114頁\編輯于星期四榮37井利用體積模型法計(jì)算煤質(zhì)及含氣量現(xiàn)在是91頁\一共有114頁\編輯于星期四榮37井利用體積模型計(jì)算三孔隙度現(xiàn)在是92頁\一共有114頁\編輯于星期四榮37井利用回歸分析法計(jì)算煤質(zhì)及含氣量現(xiàn)在是93頁\一共有114頁\編輯于星期四榮37井利用回歸分析法計(jì)算三孔隙度現(xiàn)在是94頁\一共有114頁\編輯于星期四榮37井裂縫孔隙度、滲透率、鏡煤反射率曲線圖現(xiàn)在是95頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層的測(cè)井響應(yīng)測(cè)井系列選擇合理與否，對(duì)整個(gè)煤層氣勘探開發(fā)至關(guān)重要。為識(shí)別煤層氣(儲(chǔ)層)和確定煤層厚度，在裸眼井中一般采用：1、密度測(cè)井系列；2、感應(yīng)或側(cè)向測(cè)井系列；3、聲波測(cè)井系列；4、井徑、自然電位及自然伽馬等輔助測(cè)井。在特殊復(fù)雜情況下或?yàn)榱擞?jì)算巖石力學(xué)參數(shù)等特殊需要，可增加使用1)微電阻率測(cè)井；2)中子系列測(cè)井；3)陣列聲波或聲波全波列測(cè)井；4)地球化學(xué)測(cè)井；5)碳氧比(C/O)能譜測(cè)井?，F(xiàn)在是96頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層識(shí)別和確定煤層厚度煤和巖石的地球物理性質(zhì)煤和巖石ρ/(g.cm-3)Pe/(10-24.cm2)GR/APIФN/%△t/(μs.m-1)ρt/(Ω.m)砂巖2.65～2.701.81010～30-2250～380低到中等泥巖2.20～2.653.42080～14025～75>300低值白云巖2.83～2.893.14比砂巖低低值155～250高值石灰?guī)r2.715.08比砂巖低低值155～250高值硬石膏2.94～3.005.05最低0約164高值巖鹽2.034.17最低0約220高值甲烷煤無煙煤煙煤褐煤0.00071681.4～1.81.2～1.50.7～1.50.180.1610.180<70>50104～10910-3～15×102～10310～2×103現(xiàn)在是97頁\一共有114頁\編輯于星期四根據(jù)DEN、GR、AC、Rt、RS、CNL測(cè)井曲線，劃分井的煤層層段。具體的定厚方法：方法1曲線異常較好，界面清楚時(shí)，取視電阻率異常與密度曲線異常的解釋深度的算術(shù)平均值做煤層的確定深度。方法2當(dāng)曲線有異常，但界面不清，特別是頂、底板為高阻層時(shí)，視電阻率曲線就沒有明顯的界面，遇有這種情況需要增加分析參數(shù)(如聲波測(cè)井曲線等)。方法3界面不清時(shí)，可以對(duì)參數(shù)曲線進(jìn)行微分處理，得出兩個(gè)方向相反的尖峰，靠近目的層的尖峰為解釋點(diǎn)。

現(xiàn)在是98頁\一共有114頁\編輯于星期四劃分滲透層、并確定滲透層厚度現(xiàn)在是99頁\一共有114頁\編輯于星期四煤質(zhì)分析

目前利用測(cè)井資料可以確定的煤層氣儲(chǔ)層參數(shù)內(nèi)容主要包括如下幾個(gè)方面：(1)煤層厚度和深度等；(2)煤質(zhì)成分參數(shù)指煤的固定碳、揮發(fā)分、灰分、水分；(3)煤層氣儲(chǔ)層的含氣量、孔隙度和滲透率以及巖石力學(xué)參數(shù)；(4)煤層氣的吸附/解吸特性參數(shù)；(5)煤階的計(jì)算；

現(xiàn)在是100頁\一共有114頁\編輯于星期四利用煤儲(chǔ)層體積模型計(jì)算煤質(zhì)

Vc+Va+Φ=1在中子—密度交會(huì)圖上，根據(jù)已知的碳點(diǎn)(Φc、c)、灰點(diǎn)(Φa、a)及水點(diǎn)(Φa、a

)的坐標(biāo)，可以建立一個(gè)煤質(zhì)交會(huì)三角形，將煤層的CNL與DEN的測(cè)井值包含在三角形內(nèi)。

現(xiàn)在是101頁\一共有114頁\編輯于星期四現(xiàn)在是102頁\一共有114頁\編輯于星期四煤層氣的識(shí)別方法三孔隙度曲線分析法

煤階的評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)煤巖變質(zhì)程度最常用的參數(shù)是鏡煤反射率(R0)。按照我國煤階劃分標(biāo)準(zhǔn)，各煤階對(duì)應(yīng)的鏡煤反射率分別為褐煤：小于0.5％；長焰煤：0.5％~0.65％(0.70%)；氣煤：0.65％(0.70％)~0.9%。

現(xiàn)在是103頁\一共有114頁\編輯于星期四鏡煤反射率R0與深度及深度的對(duì)數(shù)都呈比較好的線性相關(guān)關(guān)系

現(xiàn)在是104頁\一共有114頁\編輯于星期四七、煤層氣含量計(jì)算

利用蘭式方程求含氣量：Vg=Gcp*[1-(Wa+Ww)]現(xiàn)在是105頁\一共有114頁\編輯于星期四現(xiàn)在是106頁\一共有114頁\編輯于星期四對(duì)煤層頂?shù)装宓纳疃?、厚度及結(jié)構(gòu)的確定以物性特征為研究點(diǎn)，任何一種物性參數(shù)，只要具備異常特征，就可以用來確定煤層的頂?shù)装迳疃?；一般情況下使用2種物性參數(shù)對(duì)煤層進(jìn)行定厚。對(duì)煤層的解釋，就是對(duì)從不同鉆井中取得的不同性質(zhì)的物性參數(shù)數(shù)據(jù)及曲線異常特征，進(jìn)行綜合分析對(duì)比，結(jié)