煤储层表征与评价的岩、电、震方法

煤储层表征与评价的

岩、电、震方法

LearnMore汇报提纲煤岩的评价参数煤岩的测井评价方法煤岩的地震评价方法煤岩学评价方法煤岩的表征特征1）煤储层表征主要成果认识2）文章框架结构评价步骤煤的演化特征：自晚古生代至第三纪，我国各时代各地区煤的煤化程度大致表现为：（1）一般含煤地层的地质时代越老，煤的煤化程度越高；（2）总的看来分布在华南地区的晚古生代煤的煤化程度高于华北地区晚古生代煤的煤化程度；（3）早、中侏罗世煤的煤化程度在太行山以东的华北地区的东部，一般高于太行山以西的华北地区的西部和西北地区；（4）分布在我国东北和内蒙古东部的晚侏罗世—早白垩石的煤，其煤化成都是大兴安岭以东，高于大兴安岭以西；（5）第三纪煤的煤化程度普遍比较低，主要为褐煤，仅在濒太平洋西岸的少数煤田或矿区为低煤级烟煤。煤的演化特征表征特征分析煤体的结构分类表征特征分析宏观煤岩划分表征特征分析宏观煤岩划分表征特征分析煤储层孔隙与裂缝特征表征特征分析(据Warrenh等建立的几何模型修改)孔隙的类型及特征表征特征分析(据苏现波，2001)煤中裂隙分类表征特征分析（据苏现波，2001修改）割理是煤在煤化作用过程中，因水分、烃类及其他气体逸失产生的收缩内应力而形成，古构造应力场对割理延伸方向起控制作用，成煤后的构造变动对割理起改造作用，甚至与构造裂隙混成一体。割理成因及级别划分表征特征分析（据苏现波，2001修改）煤层气聚集因素分类表表征特征分析评价参数框架图评价参数对比项目常规砂岩储层煤储层储层岩性矿物质有机质生产能力无有气源外源本层储气方式圈闭吸附为主储气能力较低较高孔隙度好和很好的为15%~25%，中等为10%~15%，差的为5%~10%除最低煤阶煤外一半小于10%孔隙大小大小不等多为中孔和微孔，为微毛细管孔隙范围孔隙结构单孔隙结构或双重孔隙结构双重孔隙结构裂隙发育或不发育有独特的隔离裂隙系统渗透性高低不等；岩心测定渗透率；对应力很不敏感；开采过程稳定一般低于；求渗透率不能单靠岩心测定；对应力很敏感；随开采时间变长有变好的趋势；强烈的非均值性毛管压力可成为油气排出的动力或阻力微毛细管发育，使水的相对渗透率急剧下降，使煤保存较高的束缚水饱和度，使气体的相对渗透率保持在较低水平比面一般砂岩约为1克煤的内表面积可达100-400煤储层与常规砂岩储层的对比评价参数储量估算可用孔隙体积法孔隙体积法不适用开采范围圈闭以内较大的面积连片开采井距大小断裂断层可起圈闭作用断裂可起联通作用，提高渗透率储层中的水推进气的产出，无需先排水阻碍气的产出要先排水产气量高低储层压力产气动力，同样的降压采出量小储层降压才能产气，同样的压降采出量大生产曲线下降曲线负下降曲线，产气量先上升，达到高峰后缓慢下降，持续很长的开采期机械性质胶结好，较致密，弹性模量比煤高，泊松比比煤低易碎，易受压缩，弹性模量比砂岩页岩低，泊松比比砂岩页岩高压裂低渗透储层才需压裂，容易产生新的裂缝，处理压力相对较低一般需要压裂，压裂后使原有裂缝变宽，处理压力高，压裂液漏失量大井间干扰邻井注水可保持压力、达到稳产通过邻井排水加速压力均衡下降，产出更多的气井孔稳定性好差，易坍塌，易堵塞泥浆水泥对储层的侵害相对弱严重，应尽力避免煤储层与常规砂岩储层的对比评价参数评价参数影响因素作用效果研究方法优选方案煤储层物性特征评价渗透率构造应力场、煤层埋深、厚度、压力、结构、煤质特征、煤级运移产出性能试井分析、煤岩心分析高渗透率孔隙度煤化程度、显微组分、矿物含量、煤体结构、断裂吸附孔隙影响吸附解析、渗流孔隙影响解析、扩散和渗流形貌观测、压汞法、氮孔隙度法、汞孔隙度法高孔隙度外生裂隙褶皱或断层渗透率煤矿巷道或掘进面进行实际观察描述网状裂隙、低充填、高载体比例割理煤岩组分、煤化程度对煤层渗透率贡献最大对岩心样或煤矿新鲜面样进行煤岩描述高密度，网状割理微裂隙构造作用沟通孔隙与宏观裂隙的桥梁荧光显微镜适中煤储层储集特征评价含气量物质组成、煤级、盖层条件、构造发育、水文地质条件储层基本评价参数钻井现场和实验室的岩心罐解吸高含气量储层压力埋深、流体压力影响含气量、赋存状态、渗透率试井高压区吸附能力比表面积、物质组成、煤阶、水分、粒度、温度吸附能力影响储能，解析能力影响产能钻孔煤心分析适中煤储层物性和储集特征评价评价参数评价参数影响因素作用效果研究方法优选方案煤储层煤地质特征评价宏观煤岩沉积环境间接影响储集层物理储集性质，影响开发方案生产矿井煤体结构编录、钻孔煤芯描述光亮煤煤体结构本身性质及构造破坏程度影响渗透率生产矿井煤体结构编录、钻孔煤芯描述碎裂煤及原生结构煤煤的显微组分沉积物源影响生气量及吸附量影响生气量及吸附量高镜质组煤储层宏观影响参数评价埋深形成时代及构造增大压力，利于储存适度埋深构造区域地质应力及地质事件渗透能力，富气区位置低渗：向斜轴部；高渗：构造高点盖层有效性盖层岩性、韧性、厚度横向连续性、埋深储气量及储层压力较厚盖层煤储层地质特征和宏观影响因素评价参数

显微煤岩性评价方法煤岩学评价方法割理裂隙微裂隙扫描电镜法低温氮吸附特征

煤岩学评价方法典型低温氮吸附等温线和孔径分布曲线（据戚灵灵，2012）压汞微观空隙结构

煤岩学评价方法典型压汞曲线特征图（据孙晗森，2010）（1）孔隙型压汞曲线（2）裂隙-孔隙型压汞曲线测井在煤储层中的应用

测井评价方法一般而言，煤层具有“低密度、低自然伽马、高声波时差、高中子孔隙度和高电阻率(低阻无烟煤除外)”等特点。目前，煤的工业分析主要采用岩心测试和测井评价方法。测井评价又有两种途径：根据密度测井与灰分、挥发分、固定碳和水分作相关分析；根据体积模型，利用多种测井信息综合确定。煤阶的确定可通过不同煤阶与测井信息的相关分析进行，或利用测井信息计算出含碳量、挥发分和镜煤反射率等之后，再确定煤阶。煤储层的裂缝孔隙度可由双侧向测井资料计算得到；煤储层的渗透率可通过ML、SP、FMS及AC测井计算获得。1煤层识别和煤层定厚2煤的工业分析和煤阶确定3煤储层的裂缝孔隙度计算和渗透率评价测井在煤储层中的应用

测井评价方法

煤层气含量评价的方法主要有直接法和间接法。煤层气地质储量的计算，主要采用吸附气储量计算公式和游离气储量计算公式。利用测井资料定量计算煤层气含量的方法主要有密度测井计算法和Langmuir公式计算法。一般，常用密度测井法计算煤层气含气量。利用声波全波列测井得到的纵横波时差和地层体积密度可以估算弹性模量、剪切模量、泊松比等模量。根据地应力分布规律和对影响它的诸多因素的分析，利用测井等资料建立地应力计算的半经验公式模型，确定模式中的各参数，计算地层的应力数据，得到沿深度连续分布的地应力剖面，再用实测或其它方法确定的数据检验、校正应力计算结果。4煤层气含量评价及储量计算5弹性特性及地应力分析实例分析

测井评价方法实例分析据黄兆辉，2012测井在煤储层中的应用

测井评价方法主要是指划分煤层（识别煤层、确定煤层的深度、厚度）、岩性划分、煤层及其他地层在横向的分布规律测井曲线进行井间地层对比是依据岩性标志层的测井响应特征和同层段曲线的相似性。在鉴定沉积环境中，岩石的粒度、分选性、泥质含量、垂向沉积序列、砂体的形态及分布等,都是重要的成因标志。自然伽马、自然电位、电阻率等测井曲线可以反映岩石的粒度、分选性、泥质含量、垂向沉积序列,通过地层对比还能了解砂体的形态及分布等。6地层对比7沉积环境分析实例分析

测井评价方法总孔隙度的计算公式：（1）密度孔隙度计算公式：

（2）中子孔隙度计算公式：

（3）声波孔隙度计算公式：

实例分析

测井评价方法煤岩渗透率计算公式：（1）计算煤岩裂缝的宽度

（2）计算煤岩的渗透率煤储层的地震勘探方法

地震评价方法一、波阻抗反演二、地震属性与人工神经网络三、利用AVO技术的煤层气富集区识别方式四、利用AVO技术检测煤储层裂缝波阻抗反演对于煤储层的预测

地震评价方法三维地震资料虽然横向连续性好，但是垂向分辨率还达不到解决煤厚的要求；测井资料虽然垂向分辨率高但因为钻孔数目的限制，煤储层的横向连续性又得不到保证。利用波阻抗反演对煤层厚度进行解释，既结合了地震资料与测井资料的优点又互相弥补了不足。波阻抗反演对于煤储层的预测

地震评价方法三维地震资料虽然横向连续性好，但是垂向分辨率还达不到解决煤厚的要求；测井资料虽然垂向分辨率高但因为钻孔数目的限制，煤储层的横向连续性又得不到保证。利用波阻抗反演对煤层厚度进行解释，既结合了地震资料与测井资料的优点又互相弥补了不足。煤储层的正演模型建立

地震评价方法此针对文献研究区地层物性参数建立图1所示的0—30道楔状煤层模型（对应0m—30m），并计算出相应的地层反射系数。图2是采用0相位50Hz的Ricker地震子波与地层反射系数进行褶积得到的地震响应。正演模型建立正演结果(据索重辉，2011年)地震属性聚类分析与神经网络系统地震评价方法该方法是仿生学神经网络系统方法的优化应用。在利用多参数进行储层油气预测时，并不是使用的特征越多越好，最佳特征的维数取决于实际问题的预测效果。这里运用聚类分析法优选地震特征参数，将距离较远或相似系数低的特征参数聚为一类，用来对未知样本进行地震储层预测。人工神经网络工作流程图网络拓扑结构(据Yu,J)双地震属性的回归计算方法振幅属性视时差属性叠合回归属性(据张素新，2000年)

AVO属性的煤层气富集区域识别方法

地震评价方法最大振幅属性厚度预测视时差属性厚度预测回归属性厚度预测AVO技术煤层气富集区域识别方法地震评价方法理论：煤层含气量的多少将造成其地球物理特性的差异，会产生不同的AVO地震响应。弹性参数与含气量的关系通过AVO异常判断含气性（据DOMENICOSN，1974）

AVO技术对于煤层裂缝的检测

地震评价方法由于砂岩裂隙导致了地震波场的各向异性纵波反射系数随方位角的改变出现周期性变化（据李国发，2005）

AVO技术对于煤层裂缝的检测

地震评价方法ψsym指出了裂隙的走向方向，而B/A可以作为裂隙密度的相对量度。结论（1）、目前国内外煤层气储层评价所需的参数主要包括7大类49项参数，依据煤岩参数、储层条件及储集特性参数、物性参数等3大类12项参数的特征提出了煤层气储层参数评价标准。（2）、煤储层孔隙—裂隙系统是煤储层研究的主要内容之一，包括孔隙—裂隙系统的类型、分布、展布方向、几何形态、组合关系、连通性、开放性及其对煤储层吸、脱附特性和渗透率的影响。（3）、煤层气储层评价要素可总结为煤储层的物性特征评价、煤储层储集特征评价和煤储层的煤地质学特征评价、煤储层宏观影响参数评价四个方面。煤储层物性特征主要包括孔隙度、渗透率以及各级别的裂隙和割理的发育特征；煤地质学特征,包括煤的岩石学特征(宏观煤岩特征和煤岩组成特征)及煤的物理-机械特征(如煤体结构)和煤级等；宏观影响参数评价主要有储层埋深、构造、厚度及水文地质条件评价。结论（4）、煤的组分是复杂的,工业上一般把煤分成水分、灰分、挥发分、固定碳4部分。目前利用测井资料计算煤组分主要有体积模型法和概率统计法；评价煤层的煤阶最常用的参数是镜煤反射率Ro。（5）、煤层具有“低密度、低自然伽马、高声波时差、高中子孔隙度和高电阻率(低阻无烟煤除外)”等特点，孔隙结构属“裂缝-孔隙”双孔隙结构类型，具有低孔低渗特征。其裂缝孔隙度可由双侧向测井资料计算得到；渗透率可通过ML、SP、FMS及AC测井计算获得。利用密度测井计算法和Langmuir公式计算法可计算煤层气含量。（6）、煤储层的地震性分析只要包括正演模拟，反演模拟，地震动力学属