貴州省金沙縣安洛煤礦勘查區(qū)9號煤儲層參數(shù)研究

周澤妮

(貴州省煤田地質(zhì)局一一三隊(duì)，貴州 550023)

貴州省金沙縣安洛煤礦勘查區(qū)9號煤儲層參數(shù)研究

周澤妮

(貴州省煤田地質(zhì)局一一三隊(duì)，貴州 550023)

通過對金沙縣安洛煤礦區(qū)7-3孔進(jìn)行試井測試，根據(jù)測試參數(shù)及結(jié)果繪制關(guān)井壓降曲線雙對數(shù)-導(dǎo)數(shù)曲線、半對數(shù)曲線圖、關(guān)井壓降半對數(shù)擬合檢驗(yàn)曲線，從而對井筒附近滲透率、9號煤的煤巖層物性、地層壓力系數(shù)、煤層破裂壓力及梯度、煤層閉合壓力及梯度等進(jìn)行分析，綜合研究9號煤儲層參數(shù)。

試井測試；曲線特征；滲透率；煤巖層物性；地層壓力系數(shù)；煤層破裂壓力及梯度

1 勘查區(qū)基本情況

勘查區(qū)位于楊子板塊(Ⅰ級)，川、滇、黔盆地(Ⅱ級)，黔北斷拱(Ⅲ級)上。煤田以等勢式褶皺控煤和短軸式控煤構(gòu)造為主，赫章-金沙-南白一線以北為等勢式褶皺控煤構(gòu)造發(fā)育區(qū)，單個褶皺呈北東向延伸，其軸線均為S型，組合后構(gòu)成一個向南東彎曲的弧狀總體。由西北向東南主要褶皺依次有法拉沖背斜、可樂向斜、婁山背斜、金沙向斜、新站向斜等，斷裂不發(fā)育，僅背斜軸部見少量走向斷裂。井田位于該弧狀褶皺帶之婁山背斜南東翼西南段。

勘查區(qū)內(nèi)出露地層由老到新依次為：二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m)、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)、長興組(P3c)，三疊系下統(tǒng)夜郎組(T1y)、茅草鋪組(T1m)，第四系。

2 試井原理及方法

煤層氣試井測試是一種不穩(wěn)定試井，它遵循不穩(wěn)定試井的基本原理；當(dāng)儲層中流體的流動處于平衡狀態(tài)時，若改變井的工作制度即改變壓力，則在井底將造成一個壓力擾動，此擾動隨著時間的推移不斷向井壁四周儲層徑向擴(kuò)展，最后達(dá)到一個新的平衡狀態(tài)。這種壓力擾動的變化規(guī)律記錄下來，通過分析，可以判斷和確定儲層的性質(zhì)。

煤作為儲層，具有天然裂隙發(fā)育、滲透率較低、吸附能力強(qiáng)等特征。煤層中割理的發(fā)育程度、面割理的走向、割理的寬度是控制煤層滲透率的主要因素。雖然基質(zhì)孔隙也有一定的滲透性，但因其孔徑較小，滲透率可視為零。因此，煤層的滲透率取決于割理系統(tǒng)的滲透率。由于煤層基質(zhì)滲透率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于煤層割理滲透率，流體只在割理中在流動，測試所反映的滲透率以割理滲透率為主。

基于煤儲層的特征，經(jīng)過多年的實(shí)踐，注入/壓降試井作為一種常用試井方法在煤層氣井測試中被廣泛采用。在注入/壓降測試中，地層壓力高于氣體解吸壓力，煤層割理孔隙始終被水飽和，流體呈單相流狀態(tài)，這就為后續(xù)分析帶來了很大的便利。

研究區(qū)均采用注入/壓降試井方法，它是一種單井壓力瞬變測試，適用于高、低壓儲層，是目前煤層氣測試中最常用的一種試井方法。它是以較穩(wěn)定的排量，低于煤層破裂壓力的注入壓力向井中注水一段時間，在井筒周圍產(chǎn)生一個高于原始儲層的壓力分布區(qū)，然后關(guān)井，使得壓力與原始儲層壓力逐漸趨于平衡。注入和關(guān)井階段采用壓力計(jì)記錄井底壓力隨時間的變化。通過分析數(shù)據(jù)，求取煤層的參數(shù)。由于注入階段控制排量難以達(dá)到非常穩(wěn)定，難免會造成井底壓力的波動，所以壓降階段的數(shù)據(jù)分析通常最具有代表性。

測試采用井下封隔器封隔井筒與測試層，減小井筒儲集，用錄井鋼絲實(shí)現(xiàn)地下多次開、關(guān)井的注入/壓降測試、微破裂測試及原地應(yīng)力測試。利用存儲式電子壓力計(jì)取得準(zhǔn)確的壓力資料。

3 試井測試資料分析

3.1 關(guān)井壓降曲線特征分析

根據(jù)表1中9號煤層的基本參數(shù)進(jìn)行雙對數(shù)分析，得出的結(jié)果數(shù)據(jù)見表2。

表1 9號煤層參數(shù)分析選用基本數(shù)值

表2 9號煤層結(jié)果數(shù)據(jù)表

通過對關(guān)井壓降曲線雙對數(shù)-導(dǎo)數(shù)曲線圖形特征(見圖1)診斷分析，初期雙對數(shù)-導(dǎo)數(shù)曲線井筒儲集階段持續(xù)時間很短約1個對數(shù)周期；在導(dǎo)數(shù)曲線后期徑向流段不明顯，導(dǎo)數(shù)曲線反應(yīng)煤巖層物性差，呈現(xiàn)均質(zhì)地層特征；從半對數(shù)曲線圖可看出(見圖2)，關(guān)井后期壓力曲線呈現(xiàn)高角度下降，與雙對數(shù)-導(dǎo)數(shù)曲線反映一致呈現(xiàn)均質(zhì)地層特征，徑向流段不明顯。整個曲線形態(tài)反應(yīng)煤巖層為低滲透特征。

圖1 7-3孔9號煤注入/壓降測試關(guān)井壓降雙對數(shù)擬合曲線圖

圖2 7-3孔9號煤注入/壓降測試關(guān)井壓降霍納曲線圖

3.2 儲層參數(shù)分析

依據(jù)曲線診斷分析結(jié)果，資料解釋中選用了具有井筒儲集效應(yīng)+表皮效應(yīng)+徑向復(fù)合井的模型，針對煤巖層特性儲層模型選用雙孔板狀理論模型，通過現(xiàn)代試井理論擬合(見圖2、3)分析，取得了分析成果。通過曲線擬合分析，按徑向分析地層滲透率為0.0758×10-3μm2、地層系數(shù)為0.1061×10-3μm2·m、流動系數(shù)為0.1083×10-3μm2·m/MPa ·s。從本次試井解釋結(jié)果說明，煤層滲透性較低；井筒儲集系數(shù)0.0106m3/MPa，井筒儲集系數(shù)較低，說明采用井下關(guān)井方式工藝合理，有效降低了井筒儲集效應(yīng)對測試數(shù)據(jù)分析的影響；表皮系數(shù)-5.83，表明井筒附近煤巖層完善程度較好。

圖3 7-3孔9號煤注入/壓降測試關(guān)井壓降半對數(shù)擬合檢驗(yàn)曲線圖

3 分析結(jié)論及建議

(1)從鉆探取芯結(jié)果分析，9號煤層頂板為粉砂質(zhì)泥巖，底板為粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖。因其頂、底板巖層致密，對煤層有很好的封蓋作用，有利于煤層氣的保存；巖層滲透性比煤層滲透性低得多，對注入/壓降測試影響較小。煤層含0.32m夾矸，對9號煤層的注入/壓降測試有一定影響。

(2)通過對關(guān)井壓降測試數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋，地層中部壓力3.70MPa、煤巖層壓力系數(shù)1.072，從壓力系數(shù)分析本層為正常壓力系統(tǒng)。

(3)通過微破裂測試獲得煤層破裂壓力9.30MPa、煤層破裂壓力梯度0.02642MPa/m；煤層閉合壓力8.56MPa、煤層閉合壓力梯度0.02431MPa/m，屬于高破裂梯度、高閉合梯度。造成破裂壓力高的原因可能是煤巖層致密有關(guān)。

[1] 岑明峰,黃培,任平.貴州省金沙縣安洛煤礦仁和勘查區(qū)試井曲線分析[J].貴州地質(zhì)，2016，126(1)：36-40.

[2] 白培中.西山煤田煤層氣成藏條件及多段壓裂技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究[J].中國礦業(yè)大學(xué)博士論文，2009.

[3] 王衍.哈參1井煤層氣測試技術(shù)[J].哈吐油氣，2003(2)：161-163.

[4] 王彥龍.煤層氣參數(shù)測試及其意義[J].中國地質(zhì)學(xué)會論文集，2007.

[5] 李鑫，景興鵬，等.基于注入壓降法的煤層氣井裸眼和套管射孔后測試試驗(yàn)研究[J].煤炭工程，2014，46(11)：89-91.

(責(zé)任編輯 劉 馨)

Reservoir Parameters Research of No.9 Coal Seam of Anluo Coal Mine Exploration Area in Jinsha County of Guizhou Province

ZHOU Zeni

(No.113 Team of Guizhou Coalfield Geology Bureau, Guizhou 550018)

Based on the well test in Borehole 7-3 of Anluo Coal Mine in Jinsha County, the paper finishes the double-logarithmic and derivative curve and the semi-logarithmic curve, and the semi-logarithmic fitting test curve according to the parameters and results of the test, analyzes the permeability around the shaft, the properties of coal and rock seam of No.9 coal seam, the pressure coefficient of strata, the fracturing pressure and gradient of coal seam and the closed pressure and gradient of coal seam, and comprehensively studies the reservoir parameters of No.9 coal seam.

Well test; curve features; permeability; properties of coal and rock seam ; pressure coefficient of strata

周澤妮，女，工程師，研究方向?yàn)槊禾锏刭|(zhì)。