煤层气地质学8-煤储层的地球物理特征课件

第八章

煤储层的地球物理特征第一节煤层气测井方法第二节测井响应解释煤层气含量第三节测井响应评价煤体结构第四节煤储层渗透率预测第一节煤层气测井方法一、测井属性煤传导电流的能力，通常以电阻率表示。褐煤：电阻率10～100Ω·m，导电性好，属离子导电低中煤级烟煤：电阻率4000-5000Ω·m，为不良导体

高煤级烟煤：电阻率为1000～10Ω·m

无烟煤：电阻率为10～0.0001Ω·m，导电性好，属电子导电。影响因素：煤级、水、矿物质、煤岩成分、层理方向、风氧化程度二、地震属性地震反演煤体结构图地震属性分析技术地震属性包括振幅、相位、速度、时间、AVO、波阻抗、衰减系数和频率等.测井—地震多属性定量分析识别煤层宏观结构13-1煤层构造煤夹矸AVO技术是利用CDP道集上地震反射波振幅随炮检距的变化特征预测目的层段岩性和所含流体性质的技术AVO技术探测煤层吸附气潘三矿东四下山采区13煤层气含量平面分布图

地震波形分类预测煤层裂隙如果兰色类型的波形与煤层气富集有关，那么可以圈定其范围，作为煤层气勘探的选区依据，其他颜色也如此顶板泥岩顶板砂岩13-1煤层11-2煤层8煤层顶板岩性解释Inline252一、理论基础煤层含气量随镜质组、惰质组含量及煤厚的增加而增加，随煤体结构破碎程度的加大而增大，随变质程度和埋深的加深而增加。煤岩组成直接影响到煤层（视）电阻率的高低，煤层体积密度、力学性质与煤体结构相关，可直接从密度（伽玛伽玛）和声波时差测井曲线上得到反映。在成煤物质、沉积环境、煤变质程度、水分和矿物杂质含量相似的煤层中，煤体结构愈破碎，煤层体积密度、杨氏模量愈低，孔隙率愈大，甲烷含量愈高，煤层电阻率愈大，自然伽玛减弱，而声波时差则相应增大。第二节测井响应解释煤层气含量纯煤、矿物质、水分和甲烷的物理性质

物质名称物理性质电阻率Ω•m密度g/cm3声波时差μm/s自然伽玛API有机质褐煤的纯煤40~40001.10~1.25

400~560

0烟煤的纯煤100~50001.25~1.35无烟煤的纯煤0.001~1001.35~1.50无机质粘土矿物

n×103

2.00~2.60

180~250高岭石：7.85蒙脱石：4.45伊利石：86.68绿泥石：94.86黄铁矿10-8~10-45.0590~1000水份10-8~n×1021.00~1.22620~655纯水为0甲烷气体104~1090.000716822600纯煤、矿物质、水分和甲烷的物理性质APIAPI4二、数据预处理

1、深度校正2、煤层含气量基准换算

CH4—煤层含气量，cm3/g；A、M—煤样灰分含量（%）和水分含量（%）；ar、ad、d、daf—分别为原位基（收到基）、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。3、参数归一化处理

X－煤层原始数据Xmax、Xmin测井曲线剔除风化、氧化带后物性响应的最大值、最小值实测煤层含气量最大值、最小值相应煤层埋深最大值、最小值；Xb－标志层原始物性响应平均值；－预处理后的数据。

4、逐步回归分析5、质量检验为了评价回归方程的可靠性和精确程度，需对其进行显著性检验和精度检验。

6、煤层气含量预测

宿南向斜模拟测井响应预测的煤层含气量与实测煤层含气量基本一致

第三节测井响应评价煤体结构abcd碎粉煤糜棱煤一、井下观察

淮北桃园井田煤体结构井下观察与测井解释对照图二、井下观察与测井解释对照三、聚类分析相关系数相似系数欧氏距离斜交距离类平均值离差平方和增量最长距离最短距离重心法

四、煤体结构类型检验1、参考井下观察和钻孔煤心2、将分析的层点测井曲线与同一煤层的原生结构煤的测井曲线进行对比，比较同一种参数曲线之间的差异，以确定该点测井曲线有无变化及变化的部位和变化的明显程度是否与划分的煤体结构类型相符；3、将要分析的层点测井曲线与同一钻孔中其它煤层的测井响应值进行对比，分析该点测井曲线幅值和基本形态是否符合层域之间的变化规律，对异常变化部位要分析其影响因素，保证判识的淮确性；4、将要分析的层点测井曲线与邻近钻孔中同一煤层的测井响应值进行对比，分析该点测井曲线幅值和基本形态是否符合区域上的变化规律，对异常变化部位要分析其影响因素，保证资料解释的一致性。

测井曲线将煤体结构划分为：原生结构~碎裂煤（Ⅰ类）、碎斑煤（Ⅱ类）糜棱煤（Ⅲ类）第四节煤储层渗透率预测

影响煤储层渗透率的因素十分复杂，主要有地应力、煤体结构、天然裂隙、地质构造、煤储层埋深、煤岩、煤质及水文地质条件等，有时是多因素综合作用，有时是某一因素起主导作用。煤体结构类型对煤储层渗透率有重要影响，碎斑煤（Ⅱ）、糜棱煤（Ⅲ）的发育与分布是造成煤储层渗透率降低及区域变化的主要原因，了解和预测Ⅱ、Ⅲ类煤的分布特征，将是预测煤层渗透率区域变化的一种有效途径。一、煤体结构类型的厚度和百分比各种煤体结构类型煤分层厚度的确定应在反映变化相对明显的主要测井参数曲线上进行，以发生变化的始、末点作为分层界线点，两点之间的煤厚即为该结构类型煤的分层厚度。Ⅱ、Ⅲ类煤不发育区Ⅱ、Ⅲ类煤厚度百分比小于20％的层点分布区；Ⅱ、Ⅲ类煤较发育区Ⅱ、Ⅲ类煤厚度比例界于20％~50%的层点分布区Ⅱ、Ⅲ类煤发育区Ⅱ、Ⅲ类煤厚度比例大于50％的层点分布区。二、渗透率与Ⅱ、Ⅲ类构造煤的关系

高渗区Ⅱ、Ⅲ类煤厚度比例小于20％，渗透率大于1×10-3μm2；中渗区Ⅱ、Ⅲ类煤厚度比例界于20％~50%，渗透率界于0.1~1×10-3μm2；低渗区Ⅱ、Ⅲ类煤厚度比例大于50％，渗透率小于0.1×10-3μm2

原生结构~碎裂煤(Ⅰ类煤)分布区，就是相对高渗区，Ⅱ、Ⅲ类煤发育区，即为相对低渗区。三、渗透率分类

低渗区的分布有以下特点:区域上，推覆构造下盘或推覆体夹块部位，是Ⅱ、Ⅲ类煤相对发育部位。在挤压应力作用下，沿煤层这一软弱层产生强烈层间滑动所致；在层域上，厚度大的煤层Ⅱ、Ⅲ类煤分层相对较为发育，这是由于厚煤层总体力学稳定性相对较差，强度相对较低，在相同的构造应力作用下，更易产生层间滑动，导致煤体破坏。就同一煤层而言，Ⅱ、Ⅲ类煤的发育具有如下特点：1）在印支～燕山期形成的断层面附近，是Ⅱ、Ⅲ类煤的主要发育部位。断层越密集，Ⅱ、Ⅲ类煤越发育；断层规模越大，Ⅱ、Ⅲ类煤发育带越宽。在断层两侧，煤层中均发育与断层走向近于平行的Ⅱ、Ⅲ类煤带，断层的延展方向控制了煤体结构的走势。这是由于断层除对煤层产生直接破坏外，还在断层附近形成构造应力集中带，造成煤层顺层剪切过程中的破坏加剧而形成断层带附近的Ⅱ、