| 标题 | 煤层气含量的测井预测模型研究 |
| 范文 | 王丽华 向旻 摘 要：长期以来，煤层气储层含气量的预测一直是煤层气勘探领域关注的焦点。为建立煤层气含量测井预测模型，本文首先通过交会图法分析测井曲线与实验室分析含气量之间相关性，進而建立煤层气含气量的多元回归模型，并利用实测数据对模型进行了验证。结果表明，利用本文所得到的模型，可以较好的进行煤层气含气量的预测。 关键词：煤层气；含气量；测井；多元统计分析 煤层气作为一种生气能力与储气能力并存的新型清洁能源，其拥有的市场规模不仅在工业用气与民用气上比较广阔，在弥补常规油气资源不足方面具有更无可替代的地位。然而，煤储层的双重孔隙特征（由煤的基质微孔和割理系统两部分组成）与甲烷的存储状态（吸附气），使得煤层气储层的评价将与常规天然气储层的评价方法截然不同。除此之外，煤层含气量参数的计算受煤质、煤阶、深埋等因素的影响，也有异于常规储层参数的计算。测井技术在煤层识别、煤层气评价等方面已经拥有毋庸置疑的地位，是公认的一种最有效的方法，常见的测井技术包括自然电位（SP）测井、自然伽马（GR）测井、补偿中子（CNL）测井、补偿密度（DEN）测井、声波（AC）测井、井径（CAL）测井等。利用测井曲线，可以在有效识别煤层的基础上，利用多元线性回归的思想，建立煤层气含量预测模型，从而达到计算煤层含气量的目的。 1 测井曲线与含气量相关性分析 为了得到准确的含气量预测模型，首先必须要分析各种测井方法与含气量之间是否存在相关性。 1.1 自然电位（SP）测井交会分析 自然电位测井（即为了探究井剖面地层特征，在裸眼井中对井轴上自然产生的电位变化进行测量的一种测井方法），是世界上存在的最早运用的测井方法之一，也是一种简便且实用意义也很强的测井方法。[1]利用实验室分析测得的吸附气含量与自然电位测井数据进行交会分析，得到图1。 1.2 自然伽马（GR）测井交会分析 自然伽马测井（即为了探究井剖面地层特征，合理运用伽马射线探测器来测量岩石总的自然伽马射线强度的一种测井方法），所有岩石全都会显现出相应的天然放射性，岩石中钾、钍和铀的含量决定了发射伽马射线的强弱，此类放射性已经并将持续不断地由地下岩层发射。利用实验室分析测得的吸附气含量与自然伽马测井数据进行交会分析，得到图2。 1.3 补偿中子（CNL）孔隙度测井交会分析 补偿中子孔隙度测井（即为了对地层含氢指数进行测量，在贴井壁的滑板上安置同位素中子源与远近2个热中子探测器，凭借远、近探测器计数率的比值来进行探测的一种测井方法）。[2]利用实验室分析测得的吸附气含量与补偿中子测井数据进行交会分析，得到图3。 1.4 密度（DEN）测井交会分析 密度测井（即为了测量地层体积密度，用伽马源发射的伽马射线照射地层，根据康普顿效应进行测量的一种测井方法），之所以密度测井可以用来很全面地鉴别煤层同时运算出煤层厚度，是因为煤层密度和钻孔剖面上其余各岩层的密度极为不同。[3]利用实验室分析测得的吸附气含量与密度测井数据进行交会分析，得到图4。 1.5 声波（AC）测井交会分析 声波测井（即探索声波在地层中的传播时间与各种声学特性改变的一类测井方法），对于评价岩石的力学性质方面，几乎所有的声波测井在煤层气井中应用都极为广泛。利用实验室分析测得的吸附气含量与声波测井数据进行交会分析，得到图5。 1.6 井径（CAL）测井交会分析 井径测井（即测量井筒直径大小的一种测井方法），若试图测量井径不规则程度，可在还没有下套管的井中进行，井径资料在划分岩性、估算固井水泥用量以及套管检查等方面都有重要作用。利用实验室分析测得的吸附气含量与井径测井数据进行交会分析，得到图6。 2 测井选择原则 以上由自然电位、自然伽马、补偿中子孔隙度、密度、声波、井径测井数据与含气量的交会图可以看出：自然电位、自然伽马、补偿中子以及密度测井与含气量的相关性较好，自然电位、补偿中子孔隙度测井与含气量呈正相关，自然伽马、密度测井与含气量呈负相关。因此，选择自然电位（SP）、补偿中子孔隙度（CNL）、自然伽马（GR）、密度（DEN）4条曲线与实测含气量建立多元线性回归模型。 3 多元线性回归模型的建立 根据上述相关性判定后，选择的4条曲线：自然电位（SP）、补偿中子孔隙度（CNL）、自然伽马（GR）、密度（DEN）与实测含气量（Vg）通过拟合后，得到用于含气量计算的多元线性回归模型如下： Vg=2.8642+0.0234CNL-1.7223DEN+0.03SP+0.0039GR 利用该模型对和煤1井、和煤2井和鹤煤3井进行分析。 3.1 鹤煤1井 该井总体吻合程度起伏较大，在含气量低的层段，多元统计回归模型预测的含气量误差较大，在样本号为1、4、6、10、11、13、14、15、19、20、22、23、26处等含气量较高的层段，预测含气量数值与实验室分析含气量值近于重合。 3.2 鹤煤2井 该井含气量预测值与实验室分析值趋势一致，排除系统误差的前提下，具有很好的使用性，与和煤1井相比，预测准确性更好。 3.3 鹤煤3井 在样本号为13、14号处，含气量预测的误差较大，其余层段含气量预测数值与实验室分析测得的数值接近吻合。 4 结语 （1）在本区块，自然电位、补偿中子、自然伽马和密度测井4条曲线与煤层含气量之间具有较好的相关性。 （2）通过已建立的线性回归模型，分别对和煤1井、和煤2井和鹤煤3井进行分析，随后将总数据与实验室分析数据进行对比后平均相对误差为15.33%，该模型具有良好的适用性。 参考文献： [1]刘运启，孟宪涛，苏克晓.静自然电位测井方法探讨[J].石油管材与仪器，2013，27（5）：8384. [2]阙为民，姚益轩，赵伍成，等.数字测井在地浸采铀中的应用研究[J].铀矿冶，2007，26（2）：11931199. [3]贾建亮.基于地球化学—地球物理的松辽盆地上白垩统油页岩识别与资源评价[D].吉林大学，2012. [4]乔磊.煤层气储层测井评价与产能预测技术研究[D].中国地质大学（北京），2015. [5]潘和平.煤层气储层测井评价[J].天然气工业，2005（03）：4851. [6]刘佳，朱芳香.煤层气储层含气量影响因素及预测方法研究[J].国外测井技术，2015（05）：4144. [7]郭晓龙，李璇，代春萌，边海军，许旭华，许晶.煤层气地球物理预测方法[J].天然气地球科学，2017，28（02）：287295. [8]何晓辉.煤层气测井解释方法研究与应用[D].长江大学，2012. 项目：本文由大学生创新创业项目（201710994020）资助 |
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