煤成气砂岩储层的测井探测技术

煤成气砂岩储层的测井探测技术勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01煤成气砂岩储层概述02测井技术基础03常用测井方法原理与应用04煤成气砂岩储层测井响应特征CONTENTS目录05储层参数计算方法06测井解释软件与技术发展07测井技术应用案例分析01煤成气砂岩储层概述煤成气砂岩储层的定义与特征煤成气砂岩储层的定义煤成气砂岩储层是指由含气量高的煤与含砂率较高的砂岩相互交替组合而成的一种特殊储层类型，是重要的煤层气资源。生气岩类型及特征生气岩主要包括泥岩和煤层。泥岩需富含分散有机质，在还原—强还原环境湖相沼泽沉积环境中形成煤成气；煤层本身是良好的生、储气层，生成的气体部分保留，部分运移，其煤层气以溶解态、吸附态和游离态三种形式赋存。储集层与盖层特征储集层为具有孔隙性和渗透性的砂岩，煤成气可通过裂隙、孔隙等通道运移至此；致密的泥岩、粉砂岩是气层的良好盖层，能有效防止气体逸散。储层物性特点具有煤层的高孔隙度、低渗透率和较大的储层厚度等特点，其物理性质与围岩存在明显差异，为测井探测提供了基础。

生气岩类型及特征泥岩生气岩砂岩附近富含分散有机质（如动、植物化石）的泥岩，在还原—强还原环境的湖相沼泽沉积环境中，可生成煤成气，成为砂岩储层的气体来源。

煤层生气岩煤层本身是良好的生、储气层，煤基质中微孔隙发育，储气能力强。但生成的气体仅部分保留，相当一部分会运移出去；其煤层气以溶解态、吸附态和游离态三种形式赋存，外界条件（压力、温度等）变化时可能溢出成为砂岩储层的煤成气来源。储集层的基本特征储集层与盖层条件煤成气砂岩储层的储集层需具备良好的孔隙性和渗透性，砂岩作为主要储集空间，为煤成气提供运移和储存场所。储集层的气体来源生气岩包括富含分散有机质的泥岩和煤层，其中泥岩在还原—强还原环境湖相沼泽沉积环境中可生成煤成气，煤层生成的气体部分运移至砂岩储层。盖层的作用与类型盖层是煤成气砂岩储层形成的关键条件，致密的泥岩、粉砂岩具有良好的封盖能力，可有效阻止气体逸散，保障储气层的完整性。煤成气砂岩储层的开发价值能源资源补充的重要性煤成气砂岩储层作为重要的煤层气资源补充，能有效弥补常规能源的不足，其开发利用受到各国政府和企业的高度重视。部分地区已展现良好开发潜力有事实证明，一些地区的煤成气砂岩储层具有很好的开发价值，对其进行深入研究和探测具有重要的现实意义。现有研究存在不足与发展空间现阶段我国对煤层本身所含煤层气较为重视，而对储存在砂岩里的煤成气的研究稍显不足，加强其探测方法研究可进一步挖掘能源潜力。02测井技术基础

测井技术的定义与作用01测井技术的定义测井是通过井下仪器设备对地下地层进行观测和测量的技术手段，可以获得地层的物性参数、构造特征、油气层系等信息。

02测井技术的核心作用测井技术是煤成气砂岩储层评价与开发的关键支撑，通过获取地层数据，实现储层识别、参数计算及资源潜力评估，为勘探开发决策提供科学依据。

03煤成气储层探测的技术价值针对煤成气砂岩储层"煤-砂交替"的特殊组合及高孔隙度、低渗透率等特点，测井技术可有效识别储层界面、计算含气饱和度等关键参数，弥补传统取心、试井方法在连续性和经济性上的不足。煤田测井发展历程单击此处添加正文

早期探索阶段（20世纪中叶前）此阶段以简单的测井方法为主，初步解决煤、岩层的定性识别和厚度测量问题，为煤田勘探提供基础数据支持。技术体系形成阶段（20世纪中后期）经过几十年发展，形成了以核、声、电三种测井系列为主的诸多测井方法，能够解决煤田勘探中煤、岩层的定性、定厚问题，并开始涉及孔隙度等参数的解释。技术提升与应用拓展阶段（20世纪90年代起）自20世纪90年代起，通过测井曲线组合、概率模型等建立储层参数解释模型，测井技术在煤成气砂岩储层评价中的应用不断深入，可计算孔隙度、渗透率等储层指标。智能化与精准化阶段（21世纪以来）2014年华东测井研究所与中国石油大学联合开发CBMLOG测井解释软件并获得国家软件著作权，当前技术重点发展核磁共振、成像测井及智能化解释软件，以应对吸附气识别、孔隙结构评价等技术难题。01煤成气测井的技术特点储层响应特征显著煤成气砂岩储层在测井曲线上有明显不同于含水砂岩的反映特征，如长源距声波时差值大于短源距声波时差值，中子—中子孔隙度测井曲线幅值降低，可有效判定煤成气存在。02多方法组合应用基于煤层与围岩物性差异，采用自然伽马、密度、声波、中子孔隙度、双侧向等多种测井方法组合，实现储层划分、岩性识别及参数计算。03针对性解决特殊储层问题针对煤成气砂岩储层高孔隙度、低渗透率等特点，通过测井技术可获取地层物性参数、构造特征、油气层系等信息，弥补传统天然气储层评价方法的不足。04技术发展智能化当前重点发展核磁共振、成像测井及智能化解释软件，如CBMLOG测井解释软件，以应对吸附气识别、孔隙结构评价等技术难题，提升储层评价精度。03常用测井方法原理与应用

自然伽马测井技术技术原理通过测量地层的自然伽马辐射强度，判断地层的孔隙度、含气饱和度、岩性等信息。

在煤成气砂岩储层中的应用可用来识别煤层和非煤层的界面，判断煤层的厚度和孔隙度，还能计算煤层的含气饱和度，对煤层的气藏类型和储层质量进行评价。密度测井的基本原理密度测井技术

密度测井利用放射性同位素源辐射射线穿过地层时，与地层中原子的电子发生相互作用而衰减的原理进行测量，可获得地层的密度和孔隙度参数。煤成气砂岩储层的密度响应特征

煤层的密度一般较低，而砂岩的密度较高，通过密度测井可以有效判别煤层和非煤层，为储层划分提供依据。密度测井在储层参数计算中的应用

在煤成气砂岩储层中，通过密度测井数据可计算煤层的孔隙度和饱和度，进而评价储层的储气能力和质量。

声波测井技术声波测井技术原理声波测井通过向地层发射声波并接收反射或透射信号，根据声波传播速度（声波时差）和幅度变化，获取地层岩性、孔隙度及流体性质等信息。其物理基础是不同岩性和孔隙流体对声波传播速度的影响差异。

煤成气砂岩储层声波测井响应特征煤成气砂岩储层具有长源距声波时差值大于短源距声波时差值的特征，这是由于冲洗带含气饱和度影响导致声波传播速度降低。此外，含气砂岩的声波时差通常大于含水砂岩，可作为识别气层的重要依据。

声波测井在储层评价中的应用声波测井可用于计算煤成气砂岩储层的孔隙度，结合密度测井等方法可提高计算精度。同时，通过分析声波全波列信息，还能评价储层裂缝发育情况及地应力特征，为储层渗透性评估提供支持。

中子孔隙度测井技术测井原理与响应特征中子孔隙度测井基于地层含氢指数差异，通过测量快中子与地层物质相互作用后的热中子计数率计算孔隙度。煤成气砂岩因含气饱和度增加导致含氢指数降低，中子孔隙度幅值随含气饱和度增加而减小。

气层识别的关键指标煤成气砂岩储层在中子孔隙度测井曲线上表现为孔隙度幅值降低，与含水砂岩相比具有明显差异，可作为判定砂岩中煤成气存在的有效特征。

与其他测井方法的组合应用中子孔隙度测井常与声波测井、密度测井等方法组合使用，通过多参数综合分析提高煤成气砂岩储层识别与评价的准确性，例如结合长源距声波时差大于短源距的特征可有效识别气层。双侧向测井技术双侧向测井技术原理双侧向测井通过向地层发射稳定电流，测量不同径向深度的电阻率，利用深浅侧向电阻率差异反映储层流体性质，是识别煤成气砂岩储层含气性的重要手段。煤成气砂岩储层响应特征煤成气砂岩储层通常表现为深侧向电阻率大于浅侧向电阻率的正差异特征，这是由于天然气的高阻特性使得深侧向电流探测范围内电阻率升高，而浅侧向受钻井液侵入影响电阻率相对较低。在煤成气储层评价中的应用双侧向测井可有效划分煤层与砂岩界面，结合自然伽马、密度等测井方法，计算储层的孔隙度、渗透率及含气饱和度，为煤成气砂岩储层的识别和评价提供关键参数。

微电极测井技术微电极测井技术原理微电极测井通过贴井壁测量地层电阻率，利用深浅电极距的探测深度差异，反映井壁附近地层的岩性、渗透性及含水性等特征，其测量结果受地层冲洗带影响显著。

煤成气砂岩储层应用优势在煤成气砂岩储层中，微电极测井可有效识别煤层与砂岩界面，区分渗透性砂岩与致密围岩，辅助判断储层裂缝发育情况及含气性差异。

测井曲线特征与解释含气砂岩在微电极曲线上常表现为深浅电阻率差异较小，且数值相对较高；而含水砂岩或泥质夹层则可能出现明显的电阻率差异或低值异常，结合井径曲线可提高解释精度。

与其他测井方法的组合应用微电极测井与自然伽马、密度测井等方法组合，可综合评价储层岩性、孔隙结构及含气饱和度，为煤成气砂岩储层的准确识别和参数计算提供多维度数据支持。04煤成气砂岩储层测井响应特征

岩性识别测井响应特征

煤层测井响应特征煤层具有密度低、声波时差大、含氢量高、自然伽马低、电阻率高（烟煤、褐煤）或低（无烟煤）、自然电位有异常等特点，这些物性差异是岩性识别的物理基础。

砂岩测井响应特征砂岩密度较高，通过密度测井可与煤层区分；其含砂率较高，在自然伽马测井中与煤层界面明显，结合中子孔隙度等测井方法可进一步识别砂岩储层。

泥岩测井响应特征富含分散有机质的泥岩在还原—强还原环境湖相沼泽沉积环境中可成为生气岩，其测井响应在密度、自然伽马等参数上与煤层和砂岩存在差异，致密泥岩常作为良好盖层。

岩性识别测井方法组合采用自然伽马、密度（伽马伽马）、侧向测井等方法组合，可有效划分煤层、夹层及识别岩性，利用测井曲线特征差异实现不同岩性的准确区分。

孔隙度测井响应特征长源距与短源距声波时差差异煤成气砂岩储层在孔隙度测井曲线上有明显不同于含水砂岩的反映特征:长源距声波时差值因受冲洗带含气饱和度的影响而大于短源距的声波时差值。

中子—中子孔隙度测井幅值降低在中子—中子孔隙度测井曲线上则为孔隙度幅值降低，这是由于煤成气的密度远小于水而导致含煤成气砂岩含氢指数降低，且随含气饱和度的增加而中子—中子孔隙度减小。

测井响应特征的应用价值上述特征可以有效地判定砂岩中煤成气的存在，为煤成气砂岩储层的识别和评价提供重要依据。含气性测井响应特征声波测井响应特征煤成气砂岩储层在孔隙度测井曲线上有明显特征，长源距声波时差值因受冲洗带含气饱和度的影响而大于短源距的声波时差值。中子孔隙度测井响应特征在中子—中子孔隙度测井曲线上表现为孔隙度幅值降低，这是由于煤成气的密度远小于水而导致含煤成气砂岩含氢指数降低，且随含气饱和度的增加而中子—中子孔隙度减小。密度测井响应特征煤层的密度一般较低，而砂岩的密度较高，通过密度测井可以对煤层和非煤层进行判别，并可以计算煤层的孔隙度和饱和度，含气储层通常显示较低的密度值。自然伽马测井响应特征自然伽马测井可用来识别煤层和非煤层的界面，判断煤层的厚度和孔隙度，还可以用来计算煤层的含气饱和度，从而对煤层的气藏类型和储层质量进行评价。裂缝识别测井响应特征

声成像测井响应特征声成像测井可直观显示裂缝发育形态，表现为深色正弦曲线或条带，反映裂缝的走向、倾角及密度，为裂缝识别提供直接可视化依据。

电成像测井响应特征电成像测井中裂缝呈现低阻异常特征，表现为暗色条带或连续/断续的沟槽状图像，可区分天然裂缝与诱导缝，辅助判断裂缝有效性。

声波全波列测井响应特征裂缝发育段声波全波列表现为纵波幅度衰减、横波分裂及斯通利波幅度降低，通过分析波列形态变化可定性识别裂缝发育程度。

侧向测井响应特征裂缝带在双侧向测井曲线上常出现深浅侧向电阻率差异减小或反向现象，低角度裂缝表现为电阻率降低，高角度裂缝则可能出现电阻率升高。05储层参数计算方法

孔隙度计算方法密度测井孔隙度计算基于密度测井原理，通过测量地层密度与骨架密度、流体密度的差异计算孔隙度。煤层密度较低，砂岩密度较高，可利用密度测井曲线有效判别岩性并计算孔隙度。

声波测井孔隙度计算利用声波时差反映地层孔隙度，煤成气砂岩储层中长源距声波时差值因受冲洗带含气饱和度影响大于短源距声波时差值，可通过声波时差曲线计算储层孔隙度。

中子测井孔隙度计算中子测井通过测量地层含氢指数计算孔隙度，煤成气密度远小于水导致含气砂岩含氢指数降低，中子—中子孔隙度幅值随含气饱和度增加而减小，可据此判定煤成气存在并计算孔隙度。含气饱和度计算方法自然伽马测井计算法通过测量地层自然伽马辐射强度，结合煤成气砂岩储层中煤层与非煤层的放射性差异，建立自然伽马值与含气饱和度的关系模型，进而计算煤层的含气饱和度，为气藏类型和储层质量评价提供依据。密度测井计算法利用密度测井获得地层密度和孔隙度，基于煤层密度较低、砂岩密度较高的特点，通过密度差值及孔隙度参数，结合含气砂岩与含水砂岩的密度差异，计算煤层的含气饱和度。中子-中子孔隙度测井计算法由于煤成气密度远小于水，导致含煤成气砂岩含氢指数降低，中子-中子孔隙度幅值随含气饱和度增加而减小，利用这一特征可建立中子孔隙度与含气饱和度的关系，判定砂岩中煤成气的存在并计算含气饱和度。渗透率估算方法

基于孔隙度与裂缝参数的间接估算通过密度测井、声波测井获取孔隙度，结合成像测井识别裂缝发育程度，建立渗透率与孔隙度、裂缝密度的经验关系式，适用于常规煤成气砂岩储层分析。

测井曲线组合计算法利用声波时差、密度、中子孔隙度等测井曲线，通过多元回归模型计算渗透率，可综合反映储层物性特征，是煤成气砂岩储层渗透率评价的常用手段。

动态测井资料分析法结合双侧向测井或微电极测井反映的地层电阻率变化，分析流体流动特性，辅助估算渗透率，尤其适用于含气饱和度变化对渗透率影响显著的储层。

含气量计算模型01模型构建原理基于煤成气砂岩储层的物性特征，结合测井参数与含气量的相关性，通过数学建模实现含气量定量计算。

02关键参数选取主要选取自然伽马、密度、声波时差、中子孔隙度等测井参数，这些参数能有效反映储层孔隙度、饱和度等物性。

03兰氏方程应用利用兰氏方程描述煤对气体的吸附特性，结合测井数据估算含气量，适用于深层煤岩气储层评价。

04多方法融合模型通过回归分析等方法，整合多种测井曲线信息，建立综合解释模型，提高含气量计算精度。06测井解释软件与技术发展

CBMLOG测井解释软件应用软件基本功能CBMLOG测井解释软件可实现煤成气砂岩储层参数计算，包括孔隙度、渗透率、含气饱和度等，还能进行岩性识别与煤层划分，为储层评价提供数据支持。

开发背景与成果2014年华东测井研究所与中国石油大学联合开发该软件，已获得国家软件著作权，是煤成气砂岩储层测井解释的重要工具。

应用优势软件通过测井曲线组合与概率模型建立储层参数解释模型，具有快速直观、分辨率高、费用低廉的特点，可弥补取心、试井等方法的不足。

核磁共振测井技术应用孔隙结构精细表征核磁共振测井通过测量地层中氢核的弛豫特性，可区分煤成气砂岩储层中的基质孔隙与裂缝孔隙，定量计算不同孔径范围的孔隙体积分布，为储层渗透性评价提供关键依据。

含气饱和度精准计算基于不同流体（气、水）的核磁共振响应差异，可有效识别煤成气砂岩储层中的含气区域，通过T2谱特征分析计算含气饱和度，弥补传统测井方