利用測井技術評價許疃井田煤層氣賦存情況

摘 要：利用補償中子、雙側向和雙井徑測井技術評價許疃煤礦煤層、煤層頂底板巖石及裂隙中賦存煤層氣情況。該文以許疃煤礦2011-1孔為例，解釋了鉆孔各含煤層段及裂隙煤層氣賦存情況。

關鍵詞：煤層氣 測井評價 中子測井

中圖分類號：TD82文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（b）-0094-02

煤層氣是一種自生自儲于煤巖地層的非常規天然氣資源，其測井評價內容及方法不同于常規天然氣，在煤層氣勘探開發過程中更關注于有關煤巖工業分析組分、基質孔隙度、裂縫滲透率及煤層含氣量等一系列關鍵的參數。針對許疃礦區煤層氣勘探目標層，采用了煤層氣評價測井鉆孔測井項目除常規測井參數，視電阻率、人工伽馬、自然伽馬、聲速、自然電位外，增加了補償中子、雙側向和雙井徑測井。

采用測井方法可以快速、系統地對煤層氣多種參數進行準確評價。根據國家科技重大專項項目兩淮礦區煤層群開采條件下煤層氣抽采示范工程要求，對許疃煤礦煤層氣資源狀況勘查工程鉆孔全部實行了煤層氣測井評價，取得了良好的成果，該文根據測井成果，簡要論述了許疃煤礦煤層氣賦存情況。

1 測井工作完成情況

1.1 測井儀器

為北京中地英捷物探儀器研究所生產的PSJ-2型系列數字測井儀。按照《煤田地球物理測井規范》，對所使用的各種測井方法儀器進行刻度標定。

1.2 測井方法

（1）常規煤田測井

以1∶200深度比例尺進行全井測量及煤、巖層定性解釋，主要參數方法有：伽瑪伽瑪（長、短源距）、自然伽瑪、三側向電阻率、自然電位、井徑、井斜等。

（2）煤層氣評價測井

煤層氣評價測井鉆孔測井項目除常規測井參數，視電阻率、人工伽馬、自然伽馬、聲速、自然電位外，增加了補償中子、雙側向和雙井徑測井。

補償中子測井概述：北京中地英捷物探儀器研究所生產的PSBZ-1型補償中子探管，是一種熱中子測井儀，該儀器是通過測量地層中的含氫量或含氫指數來反應地層的孔隙度：含流體性質以及巖性。該儀器的測量范圍是0%～85%，測量精度為10%。具有一個中子源和兩個探測器，PSBZ-1型補償中子探管的長源距和短源距都采用正源距測量，即在正源距測量時，熱中子計數率越高，則指示地層中氫元素含量低，孔隙度越小；反之，則指示地層中氫元素含量越高，孔隙度越大。該儀器采用長短源距計數率的比值在很大程度上補償了地層吸收和井眼環境對測量值的影響。

基本原理：PSBZ-1型補償中子探管的中子源發射的快中子進入地層，經過多次彈性散射將變為超熱中子和熱中子。在快中子的減速過程中，氫是巖石對中子減速的決定因素，因此，含氫量的多少就直接決定了超熱中子的空間分布，PSBZ-1型補償中子探管是一種熱中子測量儀器。該測井方法用于定性確定巖性，識別氣層，計算地層的孔隙度，是煤層氣評價測井中最重要的參數。

雙側向測井概述：PSSQ-1雙側向探管可以了解徑向電阻率的變化，其中深側向測井主要反映較深的原裝地層電阻率，淺側向測井主要反映較淺的侵入帶地層電阻率的變化。該儀器的測量范圍是0～10kΩ·m，測量精度≤±5%。通過該儀器測量可以了解鉆孔徑向電阻率變化，是識別地層裂隙，計算孔隙度較為重要一種測井參數。

雙井徑測井概述：PS2621雙井徑測井儀可測量鉆孔內垂直兩個方向的井徑，通過它可分析鉆孔形狀。該儀器的測量范圍是60～600 mm，測量精度是±5 mm。

煤層氣評價測井在常規煤田測井后進行，目的是對鉆孔煤層氣富含層段進行評估。

1.3 中子測井工程量

本次8個孔累計中子測井工程量7695.95 m。

1.4 煤層氣解釋成果

通過圖1可以看出，煤層氣評價測井的主要測井參數曲線、補償中子曲線在排除井徑影響因素，含氣層段，表現為明顯的U型異常（低異常），主要含氣層段為煤層，煤層頂底板，特別是相鄰煤層之間的巖層裂隙也有明顯異常反應，說明在淮北礦區，煤層氣測井評價是可行的。以2011-1孔為例見表1。

2 煤層氣資源初步評價

2.1 勘探程度

根據許疃礦井以往歷次勘探情況，本次布置10個煤層氣孔，進一步查明了勘查區地層分布、構造形態、煤層賦存、煤質特征、水文地質條件及瓦斯等開采技術條件，獲得地質資料是豐富的全面的，地質分析及定論是可靠的。

2.2 中子測井

通過對8個孔煤層氣評價測井（中子測井）成果資料解釋可以看出：許疃井田分布的可采、不可采煤層及頂底板泥巖、粉砂巖、砂巖附近、所有炭質泥巖都儲存煤層氣；大部分細砂巖在裂隙發育層段（如2011-1孔659.65～666.20 m，2011-2孔558.8～569.40 m，570.7～575.9 m、785.3～789.95 m，2011-5孔在471.1～477.05 m、787.8～791.45 m、845.75～855.8 m、905.3～912.65 m，2011-6孔600.75～613.10 m，2011-7孔712.4～716.8 m、788.25～802.35 m、868.75-876.35 m，2011-8孔在969.5～973.05 m、979.75～980.9 m、999.85～1002.95 m，2011-20孔在942.15～949.05 m）都儲存煤層氣；太原組灰巖裂隙發育層段（2011-6孔823.3～824.60 m）都有煤層氣儲存。但奧陶系灰巖只有一個孔施測無明顯煤層氣儲存，但推測奧灰層位也有煤層氣儲存。

2.3 瓦斯測試

根據本次瓦斯樣品測試資料統計：大多數樣品CH4含量較小（32煤CH4含量平均值為2.69 mL/g；71煤CH4含量平均值為2.76 mL/g；72煤CH4含量平均值為3.51 mL/g；82煤CH4含量平均值為2.48 mL/g；101煤CH4含量平均值1.71 mL/g）。主要是在施工現場利用解吸方法計算瓦斯參數，樣品在空氣中暴露時間過長造成。

2.4 認識程度

通過對許疃礦井10個煤層氣孔施工，初步了解了勘查區地質構造形態，查明了煤層底板深度、厚度、結構、變質程度、頂底板巖性結構、含氣量分布及變化。根據煤田孔測試資料及中子測井解釋資料，初步推斷充分開發和利用許疃礦井煤層氣資源具有很高的經濟價值。

參考文獻

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