煤層氣開發(fā)中的地質(zhì)錄井方法

李鵬超

摘 要：地質(zhì)錄井是煤氣層開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，依照所勘探開發(fā)的階段以及要求的不同需要采用不同的地質(zhì)錄井方式。例如在煤氣層勘探過程中需要使用巖屑錄井，而巖芯錄井以及巖屑錄井則是被應用在參數(shù)井目過程中，同時還要綜合錄井資料以及氣測資料，準確的將地下的巖性以及地層進行還原。準確的地質(zhì)錄井能夠為煤氣層勘探開發(fā)提供準確的層位資料以及地質(zhì)信息，從而降低開發(fā)難度，減少開發(fā)投入，提高勘探速率，增加效益的同時保證生產(chǎn)的安全性。因此文章針對煤氣層開發(fā)中地質(zhì)錄井的應用進行了簡要論述。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)錄井；煤氣層開發(fā)；勘探

我國經(jīng)濟的進步依賴于各項資源的開發(fā)，尤其是能源物質(zhì)的開發(fā)利用，近些年煤氣層資源的勘探開發(fā)得到了國家的重視。而在煤氣層開發(fā)過程中，地質(zhì)錄井為勘探開發(fā)工作提供了有利的數(shù)據(jù)支持，為技術(shù)人員提供了關(guān)鍵的地下信息。

1 地質(zhì)錄井技術(shù)

1.1 概念

地質(zhì)錄井在煤氣層開發(fā)中的應用可以被成為煤層氣錄井，該種技術(shù)是在進行煤層氣勘探時，通過直接方式或者間接方式了解收集地下信息的技術(shù)活動。因而煤氣層錄井方式又可以被分為直接錄井法和間接錄井法。直接錄井在實際應用中主要有巖屑錄井以及巖芯錄井。而間接錄井則需要通過對鉆井液進行觀察以及觀測鉆時變化和地層泥漿變化等方式對地層狀況進行研究，達到錄井的目的。氣測錄井、鉆井液錄井以及熒光錄井都屬于間接錄井方式。而在煤層氣開發(fā)中使用較為方便也是最常用的錄井方式包括鉆時錄井、鉆井液錄井以及巖芯錄井和巖屑錄井，另外還需要結(jié)合水文觀測，以及氣測錄井結(jié)果，從而綜合判斷地質(zhì)狀況。

1.2 錄井目的分析

地質(zhì)錄井在煤層氣開發(fā)過程中的目的是通過不同種的錄井方法對井下信息進行收集整理，并通過錄井信息對地下狀況以及地層性質(zhì)進行還原，找到煤氣層的詳細位置，同時了解煤氣層的真正儲量以及厚度，提供試氣、固井等活動提供重要的理論依據(jù)。在煤層氣的開發(fā)利用中，地質(zhì)錄井技術(shù)提供了重要的勘探基礎(chǔ)，為煤層氣勘探手段以及方式方法的選擇提供了理論基礎(chǔ)。

2 錄井方法分析

2.1 資料的收集

地質(zhì)錄井的主要目的是對煤系地層進行各類資料的收集，了解其巖性組成，并掌握其地層特征。通過地質(zhì)錄井勘探人員可以掌握煤系地層的厚度以及橫向變化、縱向變化特征，了解地層傾角變化，即大量全面的收集地層信息，繪制預想柱狀圖，為鉆孔提供有利的基礎(chǔ)。然后與預想柱狀圖對比，可以準確預測煤層位置。

2.2 鉆時錄井分析和巖屑錄井分析

鉆時錄井：指在鉆井過程中把鉆頭每鉆進單位深度的巖層所需要的時間記錄下來。當鉆頭鉆遇不同性質(zhì)的巖層時，由于其堅硬程度及破碎程度不同，表現(xiàn)在鉆時上有明顯的差異。同一勘探地區(qū)，其鉆時和巖性之間有一定的相互關(guān)系。

將巖屑按照順序以及時間、距離進行連續(xù)的收集后，通過系統(tǒng)的分析描述，對地下剖面進行還原的方式便是巖屑錄井。通過巖屑錄井的方式可以準確的還原地下巖層的特點，通過觀測可以發(fā)現(xiàn)巖屑顏色隨著鉆井深度的加深，顏色也逐漸的加深，并在進入煤系地層中出現(xiàn)大量的植物碎屑，可見黃鐵礦結(jié)合，出現(xiàn)云母發(fā)育，局部出現(xiàn)發(fā)育的裂隙，這些都是煤層出現(xiàn)的主要特征。

2.3 巖芯錄井

在煤層氣勘探開發(fā)中，煤層氣參數(shù)井一般要求煤層取芯，以了解巖層性質(zhì)及其變化規(guī)律，特別是關(guān)于儲集層的含氣性質(zhì)。因此，在鉆進時對目的層段采用取芯鉆進是非常必要的。巖芯錄井有大量氣體逸出。卡準取芯層位的幾種措施：（1）利用鉆時變化，預計取芯位置；（2）利用氣測異常，預計取芯位置；（3）利用巖性特征，預計取芯位置。

取芯要求：（1）取芯層段取芯收獲率按照取芯長度與取芯進尺比值進行計算，全井塊煤取芯收獲率不低于80%，粉煤取芯收獲率不低于60%，其它巖層取芯收獲率不低于90%，巖煤芯直徑大于60mm；（2）使用繩索取芯方法鉆取煤層，每一回次進尺不得大于1m，為保證煤芯上提和裝罐時間，要求上提時間不大于T=0.02H，煤樣到達地面后必須在5min內(nèi)按煤層剖面順序裝入解吸罐并迅速密封；（3）詳細記錄取芯深度、鉆遇煤層時間、開始提芯時間、煤芯提升至井口時間及煤樣裝罐結(jié)束時間。提升過程中如發(fā)生樣品脫落或提升中斷等情況，要及時準確記錄；（4）煤芯采取要做到煤層結(jié)構(gòu)清楚、煤芯不污染、不燃燒變質(zhì)、不混入雜質(zhì)，順序不顛倒；（5）見煤和止煤回次應盡可能少取煤芯或巖芯，防止煤芯磨失。

2.4 間接錄井分析

在煤層氣勘探開發(fā)中，鉆井液錄井是間接錄井方式之一，也是重要的發(fā)現(xiàn)手段。在勘探中要求每隔八小時進行一次全套測定。并在兩小時進行以此粘度測定和密度測定。從而準確掌握每層氣體變化狀況，使得獲得資料的連續(xù)性。對鉆井液的測定主要對槽面氣泡的產(chǎn)狀以及大小進行觀測，并詳細記錄其占槽面的百分比，同時記錄槽面的變化狀況。

而對鉆井液中可燃氣體的測試主要通過氣測錄井的方式進行，在鉆井過程中，利用氣測錄井設(shè)備和綜合錄井設(shè)備，并使用脫氣器使得鉆井液中氣體拖出，利用相應的檢測儀器進行分析，從而對地下巖石中的氣體含量以及煤層氣成分進行分析判斷。通過鉆井液中含有多少煤層氣，可以準確的判定每層的成分以及含量。

在地質(zhì)錄井中需要進行簡易的水文觀測，這也是重要的錄井手段，通過對地層壓力進行建議的水文檢測，可以了解煤層滲透率以及地層應力，從而為后期的開發(fā)作業(yè)奠定穩(wěn)定的基礎(chǔ)。全井鉆進過程中均應做好簡易水文觀測記錄工作。每次起鉆后、下鉆前測量一次水位（泥漿池液面、井筒液面）；每鉆進2h記錄一次鉆井液消耗量，進入煤系地層后每1h記錄一次鉆井液消耗量，不足lh但大于30min時也應觀察鉆井液消耗量。如鉆遇孔涌、漏水時，應觀測其涌漏水量。在鉆進過程中應做好與水文有關(guān)現(xiàn)象的觀測和記錄，主要包括水氣涌出、水溫異常，遇溶洞、大裂隙和流沙、孔壁坍塌、鉆具下落等，并及時通知有關(guān)人員，經(jīng)同意后方可繼續(xù)施工。

3 綜合判定

3.1 鉆遇煤層氣層的基本特征

在地質(zhì)錄井中鉆到煤層氣所在層次時就會出現(xiàn)鉆時速度加快，氣測量劇增的狀況，有時氣測組分中甲烷含量會劇增，甚至達到飽和狀態(tài)。巖屑的顏色也會急劇由淺變深，并且在巖屑中云母發(fā)育，會出現(xiàn)大量的植物碎屑，有時會見到黃鐵礦結(jié)核。在進行巖芯錄井過程中，可以在巖芯中可以看到溢出大量氣體。并在鉆井口對鉆井液進行觀察，可以看出井口出現(xiàn)大量的氣泡，并伴隨煤粉浮現(xiàn)在鉆井液面上。

3.2 煤層氣厚度判定

對煤層氣的勘探需要判斷煤層氣厚度，勘探中對煤層頂進行卡取，并對底板以及夾層深度進行卡取，從而對煤層氣儲量以及厚度予以確定，同時能夠判定煤巖特性以及煤層結(jié)構(gòu)；通過巖芯錄井中溢出的氣體可以對裂隙發(fā)育狀態(tài)進行了解，并分析煤氣層中的含氣量、飽和度以及滲透率。此外對煤層頂板以及底板的相關(guān)性質(zhì)進行分析；結(jié)合相關(guān)水文測試結(jié)果，對儲層的地應力、儲層壓力予以全面了解。為下一步的開發(fā)提供了有利基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

在進行煤層氣開發(fā)過程中，需要實現(xiàn)進行地質(zhì)勘探，而地質(zhì)錄井是勘探的重要環(huán)節(jié)，錄井過程中需要依照實際的環(huán)境使用不同的錄井方式，而不同的錄井方式可以提供不同的地質(zhì)數(shù)據(jù)。另外，錄井中還要綜合氣測、鉆時以及水文觀測等方式，準確判定層位以及煤氣層的厚度、狀態(tài)、成分等。以此降低開發(fā)難度以及資金投入量，提高礦井的綜合效益，保證生產(chǎn)的安全性。

參考文獻

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