CN110529106B - 一种利用测井资料确定煤层显微组分含量的方法 - Google Patents

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    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells

Abstract

本发明公开了一种利用测井资料确定煤层显微组分含量的方法，涉及煤层气储层评价领域。该方法包括以下步骤：1)测量煤心的显微组分含量；2)获取所述煤心所处煤层深度段的测井曲线值；3)通过数理统计比较煤心的显微组分含量与所述测井曲线的相关性，选出反映煤心显微组分的敏感测井曲线；4)将所述煤心的显微组分含量分别与所述敏感测井曲线多元逐步回归分析，得到所述煤心的显微组分含量与所述敏感测井曲线的关系式；5)获取待测煤层段的测井曲线值，将所述测井曲线带入所述关系式，得到待测煤层段的显微组分含量。该方法中测井曲线包含有丰富的地层信息且简单易得，能够实现连续评价煤层不同显微组分含量的能力，提高经济效益。

Description

一种利用测井资料确定煤层显微组分含量的方法
技术领域
本发明涉及煤层气储层评价领域，具体为一种利用测井资料确定煤层显微组分含量的方法。
背景技术
勘探开发煤层气对增加天然气的有效供给、提高煤炭及天然气资源的安全开发及综合利用、发展绿色经济都具有十分重要意义。在煤成气过程中，煤层显微组分经历不同的热演化作用后，煤岩显微组分包括有机显微组分和无机显微组分，而煤层显微组分含量能够反映煤层气储层生烃的潜力大小，进一步影响着煤层气储层资源量的高低。
煤岩显微组分含量主要手段为室内煤心进行实验测定，在实际操作中存在取样及实验分析数量有限、成本过高、操作复杂且分析精度取决于煤心采取率等问题。目前尚未有利用丰富的测井资料确定煤层显微组分含量的研究。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种利用测井资料确定煤层显微组分含量的方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种利用测井资料确定煤层显微组分含量的方法，包括以下步骤：
1)对煤层的煤心进行显微组分含量实验，并获取镜质组、惰质组、粘土矿物、碳酸盐矿物等显微组分含量的实验数据；
2)获取所述煤心所处煤层深度段的测井曲线值；
3)通过数理统计分析煤心实验的显微组分含量与所述测井曲线的相关性，优选出反映煤心显微组分的敏感测井曲线；
4)将所述煤心的各显微组分含量分别与所述敏感测井曲线进行多元逐步回归分析，确定所述煤心的各显微组分含量与所述敏感测井曲线的关系式；
5)获取已进行常规测井但未进行煤心显微组分实验的煤层段测井曲线值，将所述测井曲线值带入所述关系式，可得到该煤层段的显微组分含量；；
所述煤心与煤层均为高阶煤，其显微组分包括镜质组、惰质组、粘土矿物、碳酸盐矿物及其他，与镜质组、惰质组、粘土矿物、碳酸盐矿物的含量相比，其他显微组分含量忽略不计，其体积百分含量的关系为：
V镜质组+V惰质组+V粘土+V碳酸盐＝100   (1)，
其中，V镜质组为显微组分中镜质组的体积百分含量；V惰质组为显微组分中有惰质组的体积百分含量；V粘土为显微组分中无机显微组分粘土的体积百分含量；V碳酸盐为显微组分中无机显微组分碳酸盐的体积百分含量。
进一步的，惰质组与镜质组之间的关系为V惰质组＝g*V镜质组+h   (2)；
其中，g和h为系数。
进一步的，步骤3)中所述的敏感测井参数为体积密度DEN、自然伽马GR和补偿中子CNL。
进一步的，所述煤心与所述待测煤层均为同一煤田的高阶煤层。
进一步的，步骤1)中煤心的显微组分的测量按照《煤的显微组分和矿物测定方法(GB/T 8899-1998)》进行。
进一步的，步骤2)中的煤心所在深度段的测井曲线的测量按照《煤田地球物理测井规范(DZ/T 0080-93)》进行。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
一种利用测井资料确定煤层显微组分含量的方法，只需测量相同区块内煤心的显微组分含量，利用测井资料，求出相关性强的两者数据的关系式，将待测煤层的测井曲线带入关系式即可求出显微组分含量；该方法中测井曲线包含有丰富的地层信息且简单易得，能够实现连续评价煤层不同显微组分含量的能力，弥补取心不足，提高经济效益；通过测井资料分析确定显微组分具有简便、快速、经济、实用等优越性。
附图说明
图1为本发明提供的煤心实验显微组分镜质组与对应深度校正后的测井密度值相关性示意图；
图2为本发明提供的煤心实验的显微组分镜质组与惰质组含量相关性示意图；
图3为本发明提供的利用测井资料确定煤层显微组分含量与实验测量煤心显微组分含量的对比图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
1)对煤心进行实验，测量其显微组分，并获取镜质组、惰质组、粘土矿物、碳酸盐矿物等显微组分含量的实验数据；
根据煤地质学煤的显微组分包括有机显微组分和无机显微组分，按照高阶煤煤心实验分析有机显微组分主要有镜质组、惰质组，壳质组含量几乎全部为零；无机显微组分主要有粘土矿物、碳酸盐矿物，硫化物、氧化物等所占比例十分微小，可忽略不计。
故高阶煤显微组分表达式如下：
V镜质组+V惰质组+V粘土+V碳酸盐＝100   (1)；
测量地区具有能够代表本地区特征的系列，本发明按照《煤的显微组分和矿物测定方法(GB/T 8899-1998)》标准流程进行实验，得到每块煤心的显微组分的含量。
2)获取所采煤心对应所在深度段的测井曲线值，包括声波时差AC，岩性密度DEN，补偿中子CNL，深侧向电阻率LLD，浅侧向电阻率LLS，自然伽马GR，井径CAL等9条常规测井曲线，并对其进行环境校正，得到测井曲线的校正值；测量地区内能够代表该地区特征的系列煤心；本发明煤心获取所在煤层深度段的测井曲线，包括声波时差AC，岩性密度DEN，补偿中子CNL，深侧向电阻率LLD，浅侧向电阻率LLS，自然伽马GR，井径CAL等9条常规测井曲线，并对其进行环境校正，得到校正后的测井曲线。
测井曲线的测量是按照《煤田地球物理测井规范(DZ/T 0080-93)》进行；测井曲线进行环境校正是利用密度、自然伽马及电阻率测井曲线识别煤层的基础上，对比煤层段的钻头直径与井径测井曲线，判断煤层段受扩径等环境影响程度，针对不同系列的测井仪器，优选相应的环境影响校正图版，将煤层测井值校正到真实标准的煤层测井值，以保障用于煤层计算的测井资料真实可靠。
3)从测井响应机理研究出发，结合实验数据和实际资料统计，参见图1，图1为本发明提供的煤心实验的显微组分镜质组与对应深度校正后的测井密度值相关性示意图，从9条常规测井曲线中优选出反映煤层显微组分的3条敏感测井曲线，分别是体积密度DEN、自然伽马GR和补偿中子CNL。
4)将经环境校正后的测井参数值代入敏感参数多元回归得到的镜质组和粘土含量的测井计算公式如下：
V镜质组＝a*DEN+b*GR+c*CNL+d   (3)
V粘土＝e*GRf   (4)，
参见图2，图2为本发明提供的煤心实验的显微组分镜质组与惰质组含量相关性示意图，统计分析发现镜质组与惰质组具有极好的相关性，得到镜质组含量计算关系式：
V惰质组＝g*V镜质组+h   (2)，
由(1)、(2)、(3)、(4)可得碳酸盐含量：
V碳酸盐＝100-V镜质组-V惰质组-V粘土   (5)，
其中，a、b、c、d、e、g、h和f均为待定系数，通过多元逐步回归分析拟合得到待定系数，a＝-38.4328、b＝-0.0096、c＝0.3951、d＝120.10、e＝0.0601、f＝0.926、g＝-0.5927、h＝60.76。
5)将获取已进行常规测井但未进行煤心显微组分实验的煤层段测井曲线值，将所述测井曲线值带入所述关系式，可得到该煤层段的显微组分含量。
参见图3，图3为本发明提供的利用测井资料确定煤心显微组分含量与实验测量煤心显微组分含量的对比图，实验测量出来的显微组分含量为实心黑点，利用本发明计算出来的显微组分含量为曲线，可以看出实验测量的黑点均落在测井计算的曲线上或曲线附近，利用本发明测井资料计算煤层显微组分含量与煤心实际测量值趋于一致，应用效果明显。具体实验测量及计算处理数据见表1，从表1中可以看出，实验测量及计算处理数据偏差不大。
利用本发明计算的煤层含气量，能够达到与实验室煤心按照《煤的显微组分和矿物测定方法(GB/T 8899-1998)》标准流程进行实验及计算获取的测试效果，而且求取方便、成本低，能够获取连续井段的煤层显微组分，具有较好的应用效果。
表1 煤心的实验测试及发明公式计算处理数据表
Figure BDA0002128600790000061
Figure BDA0002128600790000071
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种利用测井资料确定煤层显微组分含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)测量煤心的显微组分含量；
2)获取所述煤心所处煤层深度段的测井曲线值；
3)通过数理统计分析煤心的显微组分含量与所述测井曲线的相关性，选出反映煤心显微组分的敏感测井曲线；步骤3)中敏感测井参数为体积密度DEN、自然伽马GR和补偿中子CNL；
4)将所述煤心的显微组分含量分别与所述敏感测井曲线进行多元逐步回归分析，得到所述煤心的显微组分含量与所述敏感测井曲线的关系式；
将经环境校正后的测井参数值代入敏感参数多元回归得到的镜质组和粘土含量的测井计算公式如下：
V镜质组＝a*DEN+b*GR+c*CNL+d                (1)
V粘土＝e*GRf                          (2)
惰质组含量计算关系式：
V惰质组＝g*V镜质组+h                       (3)
5)获取待测煤心显微组分含量的煤层段对应的测井曲线值，将所述测井曲线值带入所述关系式，得到该煤层段的显微组分含量；
所述煤心与煤层均为高阶煤，其显微组分包括镜质组、惰质组、粘土矿物、碳酸盐矿物及其他，与镜质组、惰质组、粘土矿物、碳酸盐矿物的含量相比，其他显微组分含量忽略不计，其体积百分含量的关系为：
V镜质组+V惰质组+V粘土+V碳酸盐＝100                  (4)
其中，V镜质组为显微组分中镜质组的体积百分含量；V惰质组为显微组分中有惰质组的体积百分含量；V粘土为显微组分中无机显微组分粘土的体积百分含量；V碳酸盐为显微组分中无机显微组分碳酸盐的体积百分含量；
由(1)、(2)、(3)和(4)得碳酸盐含量：
V碳酸盐＝100-V镜质组-V惰质组-V粘土                        (5)
其中，a、b、c、d、e、g、h和f均为待定系数，通过多元逐步回归分析拟合得到待定系数。
2.根据权利要求1所述的利用测井资料确定煤层显微组分含量的方法，其特征在于，所述煤心与待测煤层均为同一煤层气区块的高阶煤层。
3.根据权利要求1所述的利用测井资料确定煤层显微组分含量的方法，其特征在于，步骤1)中煤心的显微组分的测量按照《煤的显微组分和矿物测定方法(GB/T 8899-1998)》进行。
4.根据权利要求1所述的利用测井资料确定煤层显微组分含量的方法，其特征在于，步骤2)中的煤心所在深度段的测井曲线的测量按照《煤田地球物理测井规范(DZ/T 0080-93)》进行。
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