第33卷 第1期2009年2月测 井 技 术WELL LO GGIN G TECHNOLO GYVol.33 No.1Feb 2009基金项目:国家科技大专项大型油气田及煤层气开发课题煤层气地球物理测井技术研究(2008ZX50352002)作者简介:张松扬,男,1963年生,博士,高级工程师,现为煤层气地球物理测井技术研究课题组组长。
文章编号:100421338(2009)0120009207煤层气地球物理测井技术现状及发展趋势张松扬(中国石化石油勘探开发研究院,北京100083)摘要:在煤层气勘探开发中,地球物理测井是识别煤层、分析煤层特性、评价煤层气储层的重要手段。
煤层气储层具有非均质性和各向异性较强、孔隙结构复杂的特点,常规油气勘探中测井解释评价的基本模型在煤层气解释中不能直接套用,必须建立适合煤层气测井的解释方法和模型,才能对煤层气做出正确评价。
通过煤层气勘探开发测井技术应用调研,对煤层气测井采集技术、解释评价技术及面临的技术难题进行了阐述,指出当前煤层气勘探开发测井技术的发展趋势。
认为我国未来煤层气测井技术的发展将向成像测井技术的应用、煤心刻度测井技术的应用,井中和井间地球物理技术的结合等方向发展。
关键词:测井技术;煤层气;解释评价;发展趋势中图分类号:P631.81 文献标识码:AActualities and Progresses of Coalbed Methane G eophysical Logging T echnologiesZHAN G Song 2yang(Petroleum Exploration and Production Research Institute ,SINOPEC ,Beijing 100083,China )Abstract :The geop hysical logging technologies are important means to identify coal bed ,analyze coal bed t rait and evaluate t he coalbed met hane reservoir in t he process of coalbed met hane explo 2ration and develop ment.The conventional log interp retation and evaluation models for oil explo 2ration can not be directly used in coalbed met hane evaluation ,because t he coalbed met hane reser 2voir is different from t he oil reservoir in t he following aspect s.It has higher heterogeneity ,higher anisot ropy ,and more complex porosity.The interpretation met hod and model suitable to t he coalbed met hane logging should be established to correctly evaluate t he coalbed met hane reser 2voir.After st udying t he coalbed met hane exploration and develop ment technologies in recent years ,expounded are data acquisition technology ,data interp retation technology in coalbed met h 2ane logs ,t he technology challenges we face and coalbed gas develop ment t rend.It is believed t hat t he coalbed met hane log technology in China should make p rogress by applying imaging logging ,coal core calibration logging ,and combined in 2well and between 2well seismic technologies.K ey w ords :logging technology ,coalbed met hane ,interp retation &evaluation ,develop mentt rend0 引 言地球物理测井是煤层气勘探开发配套工艺技术之一,可以提供高精度的煤层气储层测井地质信息。
开展煤层气地球物理测井评价技术的研究具有重要意义和广阔应用前景[1210]。
近年来,我国煤层气地球物理测井技术研究已取得长足发展[11220]。
原地质矿产部华北石油地质局数字测井站自1991年率先开始在安徽淮南、河南安阳、山西柳林等地区开展了地球物理测井在煤层气储层评价中的应用研究,取得了定性识别煤层特性等方面的一些进展[5,11212]。
中国石油集团测井有限公司自1997年开始,先后在山西大城、晋城、吴堡、大宁-吉县和安徽淮北地区对煤系地层应用测井新技术开展相应的煤层气储层测井评价技术研究,取得了利用测井资料确定吸附等温线等方面的进展[18,23,31,51]。
总体而言,我国煤层气地球物理测井技术研究尚处在开始阶段,研究缺乏系统性,起点低、时间短、资料少,还远远满足不了我国对煤层气勘探开发工作提出的要求。
要进一步加快我国煤层气的勘探开发和利用速度,跟上国际煤层气技术发展的步伐,测井方面还需要进行大量的开拓性基础研究工作[19,35,41242,44249]。
1 煤层气测井技术发展现状与常规油气储层相比,煤层气储层具有复杂的双孔隙结构系统,而且煤层气储集只有少量以游离态存在,大部分以单分子层吸附于煤层表面,吸附气不再是一种有独立空间存在的气体对测井曲线产生影响,而是依附于煤的其他4种工业分析组分[21230]。
煤层气测井技术是基于石油测井和煤田测井技术发展起来的。
石油测井在油气勘探开发中发挥了重要作用,高精度和成像测井技术的应用,提高了描述油藏地质特性的能力;而煤田测井一般仅用于标定煤层,使用方法相对单一。
国内外测井工作者紧密结合煤层气储层的特点,相继开展了有关的研究和探索[9239],这里主要就煤层气测井数据采集技术和煤层气储层测井评价技术进行简要分析和总结。
1.1 煤层气测井采集技术煤层气测井采集技术系列在国内外一般都是根据煤层气勘探开发的不同阶段、研究目的和地质条件综合选择应用。
表1总结了目前国内外煤系地层常用的测井采集技术方法系列[18236]。
从表1中可见,现在使用的煤层气测井方法基本上还是应用在常规油气藏和煤田的测井方法,到目前为止,还没有专门为探测煤层气储层而设计的测井新方法[35]。
美国煤层气田使用的测井方法主要有:密度(高分辨率密度、岩性密度)、井径、双侧向、微电极、自然电位、中子、声波全波列及电成像等,并以此开展相关研究工作[38240]。
中国石油集团测井有限公司华北事业部,自1997年先后在大城、晋城、吴堡及大宁-吉县等地区录取了不同系列的测井资料,不但使用了基本的测井系列,还实施了核磁共振和声电成像测井新技术,开展了多方面的研究工作。
中国石化新星石油公司自1990年进行煤层气测井施工作业以来,在河南、安徽、山西、陕西等先后与澳大利亚的Lowell煤层气公司、美国的Enron、Amoco、Arco煤层气公司、国内的中联煤层气公司合作,对煤层气测井方法选择、煤层气测井数据采集解释和相关方法及利用测井资料评价煤岩煤质和计算煤层含气量进行了研究,标定煤层使用了密度、声波时差、自然伽马、双侧向和井径等常规测井方法,其他辅助性测井包括自然电位和温度[11,35,51]。
总之,国内一般多使用密度、电阻率等常规的方法涉足煤层气测井领域[8,27,37]。
图1为西部W气田煤层气测井响应特征实例,煤层气层测井系列曲线呈现典型的“三高三低”特征,即高电阻率、高中子、高声波时差、低放射性、低密度、低俘获截面。
1.2 煤层气测井解释评价技术煤层气储层的测井解释评价技术总体上可分为煤层气储层定性识别、煤层气储层定量解释和煤层气储层综合评价等3个方面。
为了对评价方法进行比较,基于评价类别,表2分析了目前国内外煤层气储层常用的4类评价方法,即基于常规天然气储层评价思想的定性识别方法、基于体积模型的储层解释方法、基于概率统计模型的储层评价方法和基于神经网络模型的储层评价方法[34238]。
当前,我国煤层气储层测井评价技术进展主要体现在以下4个方面:(1)在含煤性评价方面,测井技术应用已较为成熟。
利用测井方法能准确地识别煤层,确定煤层厚度的精度越来越高。
(2)在含气性和可采性评价方面,测井技术取得一定进展,但有待进一步发挥作用。
利用测井进行煤的工业分析取得重要进展,在一些试验区已可以用测井计算值代替化验分析值[11212];渗透率的测表1 煤系地层常用测井采集技术方法目的基本测井系列辅助测井系列识别自然伽马、密度、中子、声波、井径评价自然伽马、密度、中子、声波、双侧向、微侧向、岩性密度、自然电位、井径开采自然伽马、密度、声波、双侧向、井径核磁共振成像、多极阵列声波、自然伽马能谱、井周声波成像、微电阻率扫描成像、长源距声波、地层倾角、温度、压力等・1・测 井 技 术 2009年 图1 煤层气测井响应特征实例表2 煤层气储层测井评价方法比较技术类别主要原理优劣比较常规定性识别方法类似于常规天然气储层的测井识别模式(高电阻率、高声波时差、低密度和高中子),基于已知煤储层测井曲线特征,提出定性识别准则。
只能作储层定性识别,当测井受到外因干扰时,其判别结果可能出错。
体积模型解释方法类似于传统体积模型,在煤层气储层测井体积模型基础上,建立测井响应与储层参数之间的线性或非线性关系。
假设煤储层结构具有均质性和各相同性,与实际储层结构不符,计算结果普遍存在一定误差。
概率统计评价方法把储层参数、识别结果和测井响应当作随机变量,从概率统计理论出发,从大量已知实际资料统计分析得到有关储层数学表达式,来实现储层评价的目的。
假设储层参数和测井信息服从某种概率统计分布,且存在某种线性或非线性关系。
如不满足,评价精度难以保证。