測井資料在阜新劉家區(qū)煤層氣開發(fā)中的應用

杜國軍

（東北煤田地質(zhì)局一○七勘探隊，遼寧 阜新 123000）

劉家區(qū)位于遼寧省阜新市市中心南5km，勘探面積19.85km2，施工鉆孔30個，獲得煤炭儲量5.571×1010T，煤層氣儲量5.2×1010m3，目前該區(qū)以進行煤層氣地面鉆井商業(yè)性開發(fā)工作，日產(chǎn)煤層氣8×105m3。區(qū)內(nèi)各鉆孔測井資料顯示，煤層及圍巖物性特征存在著一定的內(nèi)在聯(lián)系，通過對各井測井資料的分析研究，對各孔煤巖層進行綜合對比，劃分煤層層位，確定目的煤層的深度、厚度及結(jié)構(gòu)，確定完井層位，指導鉆井無芯鉆進施工，為煤層壓裂施工提供基礎資料，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。

1 劉家區(qū)煤巖層物性特征

劉家區(qū)地層物性特征與阜新其它勘探區(qū)的地層物性特征基本相似，煤層、天然焦及巖層物性差異明顯，變化有一定規(guī)律，煤巖物性特征簡述如下：

1.1 煤層的地球物理特征

煤層在電阻率曲線上呈高阻，高異常反映；在密度曲線上呈低密度，高異常反映；在自然伽瑪曲線上呈低伽瑪值，負異常（相對平均基線）反映。煤層物性特征見表1。

表1 劉家區(qū)煤層、天然焦及巖層測井曲線特征值

1.2 巖層的地球物理特征

1.2.1 泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖在電阻率曲線上呈低阻，曲線接近于零線且比較平直或略有抖動，在密度曲線上呈中或中高密度反映，曲線變化幅度小；在自然放射性曲線上呈高伽瑪值或較高伽瑪值（見表1），曲線異常反映比較明顯。

1.2.2 砂巖（細、中、粗）或礫巖，在電阻率曲線上呈高阻、高異常反映；在密度曲線上呈高密度，曲線幅度變化不大（礫巖相對基線異常明顯）；在自然放射性曲線上呈低伽瑪值反映，曲線幅值隨著巖性粒度增大而降低，出現(xiàn)負異常（相對平均基線）反映，見表1。

1.2.3 天然焦電阻率曲線呈低阻，曲線接近零線，其電阻率值低于泥巖；在密度曲線上呈低密度，其密度值高于煤層密度值；在自然放射性曲線上伽瑪值呈低值，有明顯負異常（相對平均基線）反映，見表1。

2 標志層的地球物理特征

2.1 煤層標志層

劉家區(qū)煤層氣開發(fā)工作主要目的煤層位于白堊系下統(tǒng)阜新組中段，主要可采煤層為高德、太平、中間、孫家灣本層及水泉五大可采煤層群，其中太平煤層群、中間煤層群和孫家灣本層煤層群為該區(qū)煤層氣開發(fā)工作的目的煤層，高德煤層群為完鉆層位。

2.1.1 孫家灣本層全區(qū)發(fā)育，煤層較厚，其下部通常帶有3個可采層，沉積穩(wěn)定，煤層厚度最小1.05米，最大39.86米，平均值15.88米，北部、西部煤層合并增厚（LJ-16、LJ-17），結(jié)構(gòu)簡單，南部和東部（LJ-21）分叉變薄結(jié)構(gòu)復雜。該層一般有1～10個分層。孫家灣本層密度曲線形態(tài)呈箱型。見圖1。

圖1 劉家區(qū)孫家灣本層煤層群物性特征圖

2.1.2 中間煤層群全區(qū)發(fā)育，煤層較厚，沉積穩(wěn)定，煤層厚度最小1.76米，最大22.21米，平均值10.09米。軸部（LJ-19）較厚，南（LJ-20）北（LJ-21）兩翼分叉變薄其物性特征見圖2。

圖2 劉家區(qū)中間煤層群物性特征圖

2.1.3 太平煤層群分太平上煤層群和太平下煤層群。煤層最小厚度2.54米，合并區(qū)煤層厚度最大38.24米，平均16.03米。太平煤層群結(jié)構(gòu)復雜，夾矸多且?guī)r性復雜，一般具有10～20多個分層。太平上煤層群與太平下煤層群間砂巖體呈高阻層，曲線呈階梯狀，是劃分太平上煤層群和太平下煤層群的物性標志層。見圖3。

圖3 劉家區(qū)太平上、太平下煤層群物性特征圖

2.2 巖層標志層

2.2.1 太平下組底部有一低阻層。該段電阻率值下降，形成一條直線，為本區(qū)打穿太平下層煤層群進入高德煤層群的主要依據(jù)。見到該標志段標志著該鉆孔已經(jīng)打穿太平下煤層群，進入高德煤層群，達到完鉆層位。見圖4。

圖4 太平下組底部低阻層物性特征圖

結(jié)語

劉家區(qū)煤層氣開發(fā)主要目的煤層為孫家灣本層煤層群、中間煤層群、太平煤層群，完鉆層位為打穿太平煤層群進入高德煤層群。運用測井曲線綜合對比分析研究，結(jié)合劉家區(qū)的煤層富存規(guī)律，確定目的煤層層位、深度、厚度及結(jié)構(gòu)，確定是否進入完井層位高德煤層群。該區(qū)的煤層、測井標志層物性特征明顯，分布廣泛，使用方便，地質(zhì)效果顯著。

(1)孫家灣本層煤層群全區(qū)發(fā)育，為鉆遇地層見到的第一組厚煤層群，煤層厚度最小1.05米，最大39.86米，平均值15.88米，密度曲線呈箱型。(2)中間煤層群全區(qū)發(fā)育，鉆遇地層見到的第二組厚煤層群，其厚度小于孫家灣本層煤層群，煤層厚度最小1.76米，最大22.21米，平均值10.09米。(3)太平煤層群分太平上煤層群和太平下煤層群。煤層最小厚度2.54米，合并區(qū)煤層厚度最大38.24米，平均16.03米。太平煤層群結(jié)構(gòu)復雜，夾矸多且?guī)r性復雜，一般具有10～20多個分層。依據(jù)太平上煤層群與太平下煤層群間高阻砂巖體可劃分太平上煤層群和太平下煤層群。(4)鉆遇太平下組底部低阻層段，標志著已經(jīng)打穿太平煤層群，進入高德煤層群，達到完鉆層位。

[1]黃作華.葉慶生.西安礦業(yè)學院.煤田測井綜合解釋[M].北京:煤炭工業(yè)出版社.1980.

[2]中國礦業(yè)學院.西安礦業(yè)學院.煤田地球物理測井[M].北京:煤炭工業(yè)出版社.1979.

[3]李思田.斷陷盆地分析與煤聚積規(guī)律[M].北京：地質(zhì)出版社.1988.